RU2406224C2 - Method, device and software for evaluating properties of transmission line of communication system - Google Patents

Method, device and software for evaluating properties of transmission line of communication system Download PDF

Info

Publication number
RU2406224C2
RU2406224C2 RU2008121177/09A RU2008121177A RU2406224C2 RU 2406224 C2 RU2406224 C2 RU 2406224C2 RU 2008121177/09 A RU2008121177/09 A RU 2008121177/09A RU 2008121177 A RU2008121177 A RU 2008121177A RU 2406224 C2 RU2406224 C2 RU 2406224C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
line
signal
frequencies
estimate
signals
Prior art date
Application number
RU2008121177/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008121177A (en
Inventor
Стефан Альф АЛЛЕВАД (SE)
Стефан Альф АЛЛЕВАД
Пер Микаэль ЭДЛИНГ (SE)
Пер Микаэль ЭДЛИНГ
Антони ФЕРТНЕР (SE)
Антони ФЕРТНЕР
Хенрик Даниэль БАКК (SE)
Хенрик Даниэль БАКК
Фредерик ЛИНДКВИСТ (SE)
Фредерик ЛИНДКВИСТ
Пер Ола БЕРЬЕССОН (SE)
Пер Ола БЕРЬЕССОН
И РИУ Яуме РИУС (SE)
И РИУ Яуме РИУС
Original Assignee
Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл) filed Critical Телефонактиеболагет Лм Эрикссон (Пабл)
Priority to RU2008121177/09A priority Critical patent/RU2406224C2/en
Publication of RU2008121177A publication Critical patent/RU2008121177A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2406224C2 publication Critical patent/RU2406224C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

FIELD: information technology.
SUBSTANCE: properties of a transmission line are evaluated (204) from the relationship between a signal transmitted over the line (200) and the resultant received signal (201) or signals at frequencies for which the absolute value of the propagation coefficient of the line multiplied by the length of the line is less than π. The input impedance of the line is expressed through linear constants (capacitance, resistance, induction and conductivity of the line) using Taylor's theorem. After dropping higher order terms and including measured values, the resultant system of equations is solved and linear constants are obtained provided that at least two frequencies are used.
EFFECT: high accuracy ensuring operation on long lines.
18 cl, 6 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Настоящее изобретение относится к области анализа линий передачи.The present invention relates to the field of transmission line analysis.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Для работы сетей связи большой интерес представляет измерение свойств линий передачи сетей. Результаты таких измерений могут использоваться, например, для обнаружения отказов, определения местоположения отказов, прогнозирования некоторых отказов, которые близки - к появлению, и оценки пригодности и пропускной способности линии для некоторых услуг типа цифровой абонентской линии (DSL).For the operation of communication networks, it is of great interest to measure the properties of transmission lines of networks. The results of such measurements can be used, for example, to detect failures, determine the location of failures, predict some failures that are close to occurrence, and evaluate the suitability and throughput of a line for some services such as digital subscriber line (DSL).

Для оценки свойств линий можно использовать множество способов и устройств.Many methods and devices can be used to evaluate line properties.

Испытание несимметричной линии, SELT, является важным способом проведения испытаний. В этом способе свойства линии оцениваются по результатам измерений, сделанных только на одном конце линии.Single-ended line testing, SELT, is an important test method. In this method, the properties of the line are evaluated from measurements taken at only one end of the line.

Одним из классов оборудования SELT является специализированное измерительное оборудование с физическим доступом для испытания. Измерительное устройство специального назначения при проведении измерения гальванически соединяется с линией передачи.One of the SELT equipment classes is specialized measuring equipment with physical access for testing. The measuring device for special purposes during the measurement is galvanically connected to the transmission line.

Такие измерения могут проводиться различными способами. Емкость может быть оценена при приложении к линии напряжения и его отключении, измеряя при этом время спада напряжения.Such measurements can be carried out in various ways. The capacitance can be estimated by applying a voltage to the line and turning it off, while measuring the voltage drop time.

Длина линии может измеряться, например, посылая импульс и измеряя время прихода отраженного импульса, так называемый способ измерения коэффициента отражения, TDR.The line length can be measured, for example, by sending a pulse and measuring the arrival time of the reflected pulse, the so-called reflection coefficient measurement method, TDR.

Однако гальванический доступ требует специальных мер. Он может обеспечиваться либо подключением вручную к линии, которая должна измеряться, либо с помощью линейных панелей узла связи, обслуживающих линии, нуждающиеся в специальном оборудовании (например, реле), чтобы обеспечить гальванический доступ, когда это необходимо. Это является главным недостатком.However, galvanic access requires special measures. It can be provided either by connecting manually to the line to be measured, or using the linear panels of the communication center serving the lines that need special equipment (for example, relays) to provide galvanic access when necessary. This is a major disadvantage.

Кроме того, испытательное устройство обычно может за один раз выполнить одно измерение. Использование множества таких испытательных устройств обходится дорого, и может быть проблематичным одновременно организовать гальванический доступ к нескольким линиям, нескольким испытательным устройствам, в зависимости от организации обеспечения гальванического доступа.In addition, the test device can usually perform one measurement at a time. The use of many such test devices is expensive, and it may be problematic to simultaneously provide galvanic access to several lines, several test devices, depending on the organization of providing galvanic access.

Более привлекательное решение состоит в том, чтобы для испытания получать доступ к линиям через обычные тракты сигналов линейных панелей станций связи. Доступ можно получать ко многим линиям одновременно, при этом специализированного оборудования не требуется.A more attractive solution is to get access to the lines through conventional signal paths of the linear panels of communication stations for testing. Access can be obtained to many lines simultaneously, while specialized equipment is not required.

Существующие линейные панели часто имеют встроенные функциональные средства для простого испытания линии, например, измерения сопротивления и напряжений между жилами пары и между каждой жилой и землей. Однако точность таких встроенных функциональных средств часто низкая.Existing line panels often have built-in functionality for simple line testing, for example, measuring resistance and voltages between the cores of a pair and between each cores and the ground. However, the accuracy of such embedded functionality is often low.

В патентной заявке PCT/SE2004/000718 раскрыт способ, в котором длина линии передачи может быть определена, анализируя соотношение между посланным сигналом и принятым результирующим сигналом.PCT / SE2004 / 000718 discloses a method in which a transmission line length can be determined by analyzing the relationship between a sent signal and a received resulting signal.

Соотношение регулируется для учета влияния приемопередатчика на сигналы, и вычисляется входной импеданс линии как функция частоты. Длина затем определяется по периодическому поведению абсолютного значения импеданса. Способ работает недостаточно хорошо для длин линий свыше около 1,5 км и использует частоты в диапазоне от 30 кГц до 1 МГц.The ratio is adjusted to account for the effect of the transceiver on the signals, and the input line impedance is calculated as a function of frequency. The length is then determined by the periodic behavior of the absolute value of the impedance. The method does not work well for line lengths above about 1.5 km and uses frequencies in the range from 30 kHz to 1 MHz.

Отраженный импульс, подобный импульсу при TDR-измерении, может быть вычислен посредством обратного преобразования Фурье входного импеданса линии, в котором сначала определяется входной импеданс линии, как описано выше. Требуется широкополосное измерение входного импеданса линии. Таким способом могут измеряться длины линии до около 6,4 км. Выполнение этого способа раскрыто в документе EDA 2.1 Испытание линий, EN/LZT 108 7773 R1A, Ericsson AB, март 2005 г.A reflected pulse, similar to a pulse in a TDR measurement, can be calculated by the inverse Fourier transform of the line input impedance, in which the line input impedance is first determined, as described above. Broadband input line impedance measurement required. In this way, line lengths of up to about 6.4 km can be measured. The implementation of this method is disclosed in EDA 2.1 Line Testing, EN / LZT 108 7773 R1A, Ericsson AB, March 2005.

Известные способы оценки свойств линий передачи систем связи страдают теми недостатками, что требуют специализированного оборудования или физического доступа при испытаниях, имеют низкую точность или не работают для длинных линий. Обычно только одно или несколько свойств линии могут быть оценены по одному результату измерения.Known methods for assessing the properties of transmission lines of communication systems suffer from the disadvantages that require specialized equipment or physical access during testing, have low accuracy or do not work for long lines. Typically, only one or more line properties can be estimated from a single measurement result.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков при оценке свойств передачи для линии передачи систем связи.An object of the present invention is to remedy these drawbacks when evaluating transmission properties for a transmission line of communication systems.

Задачей настоящего изобретения является создание способа, не зависящего от специализированного оборудования или физического доступа для испытаний, имеющего требуемую точность, работающего для более длинных линий и способного: оценивать большее количество свойств по результату одиночного измерения. Дополнительная задача состоит в создании устройства и программного продукта для выполнения способа.An object of the present invention is to provide a method independent of specialized equipment or physical access for testing, having the required accuracy, working for longer lines, and capable of: evaluating more properties from a single measurement. An additional task is to create a device and software product for performing the method.

Поставленная задача решена путем создания способа, в котором сигнал посылают в линию передачи, результирующий сигнал принимают, при этом свойства при передаче оценивают по соотношению между посланными и принятыми сигналами, причем посланный сигнал содержит, по меньшей мере, две частоты, для которых абсолютное значение постоянной распространения линии, умноженное на длину линии, меньше π.The problem is solved by creating a method in which the signal is sent to the transmission line, the resulting signal is received, while the properties of the transmission are evaluated by the ratio between the sent and received signals, and the sent signal contains at least two frequencies for which the absolute value of the constant line propagation times the line length is less than π.

Если на момент измерения неизвестно, удовлетворяют ли используемые частоты этому критерию, первая оценка может быть сделана, используя заранее определенный набор частот. Частоты для использования при второй или последующей дополнительной оценке затем выбирают на основе результатов первой или предыдущей оценки.If at the time of measurement it is not known whether the frequencies used meet this criterion, a first estimate can be made using a predetermined set of frequencies. Frequencies for use in the second or subsequent further evaluation are then selected based on the results of the first or previous evaluation.

Несколько более подробно, свойства линии могут (как описано выше), в целом, определяться из соотношения между переданным сигналом и принятым результирующим сигналом. На сегодня определено, что если переданный сигнал соответствует определенному критерию, то могут измеряться более длинные линии, чем это было возможно ранее. При этом достигается разумная точность и несколько свойств могут быть оценены по результатам одного единственного измерения. Если желательно, линейная панель, используемая для обычной работы линии, может использоваться для передачи и приема сигналов, при этом нет необходимости в физическом доступе для испытания. Линейная панель может быть даже стандартной панелью обычной телефонной сети (POTS).In slightly more detail, the properties of the line can (as described above), in general, be determined from the relationship between the transmitted signal and the received resulting signal. Today it is determined that if the transmitted signal meets a certain criterion, then longer lines can be measured than was previously possible. At the same time, reasonable accuracy is achieved and several properties can be estimated from the results of a single measurement. If desired, the line panel used for normal line operation can be used to transmit and receive signals without the need for physical access for testing. The line panel can even be a standard POTS panel.

Критерий состоит в том, что переданный сигнал (или сигналы), содержит, по меньшей мере, две частоты, для которых абсолютное значение постоянной распространения линии, умноженное на длину линии, меньше π. Когда этот критерий выполняется, становится возможным вычислить свойства линии иным способом, чем известный, и дающим в важных аспектах лучшие результаты.The criterion is that the transmitted signal (or signals) contains at least two frequencies for which the absolute value of the line propagation constant multiplied by the line length is less than π. When this criterion is fulfilled, it becomes possible to calculate the properties of the line in a different way than the known one, and giving better results in important aspects.

Способ выполняется следующим образом. Входной импеданс линии, как функция частоты, определяется из соотношения между переданными и принятыми сигналами. Для диапазона частот, соответствующего критерию, можно использовать разложение в ряд Тейлора, чтобы выразить входной импеданс линии, используя постоянные линии и частоту. После отбрасывания членов более высокого порядка и подстановки измеренных значений результирующая система уравнений может быть решена, и константы линии получены при условии, что имеются, по меньшей мере, две частоты. Если имеется более двух частот, система уравнений является переопределенной и решение находится, используя метод наименьших квадратов. Большее количество частот обычно дает лучшую точность.The method is as follows. The input impedance of the line, as a function of frequency, is determined from the ratio between the transmitted and received signals. For a frequency range that meets the criterion, Taylor series expansion can be used to express the line input impedance using constant lines and frequency. After discarding higher-order terms and substituting the measured values, the resulting system of equations can be solved, and the line constants are obtained provided that there are at least two frequencies. If there are more than two frequencies, the system of equations is overridden and the solution is found using the least squares method. More frequencies usually give better accuracy.

Таким образом, преимущество настоящего изобретения состоит в том, что способ может использоваться с помощью обычных трактов прохождения сигнала (например, трактов речевых сигналов в случае панели POTS) через линейную панель для обычной работы линии передачи, и, таким образом, никакой физический доступ при испытаниях не требуется.Thus, an advantage of the present invention is that the method can be used using conventional signal paths (e.g., voice paths in the case of a POTS panel) through a line panel for normal transmission line operation, and thus no physical access during testing not required.

Дополнительным преимуществом является то, что в настоящем изобретении используется диапазон работы POTS, причем он может использоваться через панель POTS.An additional advantage is that the present invention uses the range of POTS, and it can be used through the POTS panel.

Преимущество использования панели POTS состоит в том, что такие панели широко распространены на узлах связи.The advantage of using POTS panels is that such panels are widely distributed in communication centers.

Другое преимущество состоит в том, что если диапазон POTS используется для измерения (независимо от того, через панели POTS или нет), это может выполняться без нарушения текущего графика DSL.Another advantage is that if the POTS range is used for measurement (whether through the POTS panels or not), this can be done without breaking the current DSL schedule.

Дополнительно, важным преимуществом является то, что свойства могут оцениваться для более длинных линий, чем это было возможно раньше, используя сравнение между переданным и принятым результирующим сигналом, измеренным через линейную панель.Additionally, an important advantage is that the properties can be evaluated for longer lines than was previously possible using a comparison between the transmitted and received resultant signals measured through the line panel.

Также, преимущество использования диапазона POTS (то есть относительно низких частот) заключается в том, что затухание сигнала в линии передачи обычно ниже для более низких частот. Низкое затухание означает, что приемлемая мощность принимаемого сигнала может быть получена для более длинных линий, то есть могут измеряться более длинные линии.Also, the advantage of using the POTS band (i.e., relatively low frequencies) is that the attenuation of the signal in the transmission line is usually lower for lower frequencies. Low attenuation means that an acceptable received signal power can be obtained for longer lines, that is, longer lines can be measured.

Другое преимущество состоит в том, что настоящее изобретение имеет лучшую точность, чем измерительные функциональные средства, встроенные в панели POTS, соответствующие предшествующему уровню техники.Another advantage is that the present invention has better accuracy than the measuring functionality built into the POTS panels of the prior art.

Также, преимущество состоит в том, что по результатам одного измерения может быть определено большее количество параметров, чем раньше.Also, the advantage is that more parameters can be determined from the results of a single measurement than before.

Дополнительное преимущество состоит в том, что много измерений могут осуществляться одновременно, не требуя больших затрат. Большие объемы измерений могут планироваться и осуществляться автоматически на обычной основе.An additional advantage is that many measurements can be carried out simultaneously, without requiring large expenses. Large volumes of measurements can be planned and carried out automatically on a regular basis.

Другое преимущество состоит в том, что линейные панели могут быть сделаны дешевле, если реле, которые обеспечивают гальванический доступ линии к специализированному испытательному оборудованию, больше будут не нужны.Another advantage is that line panels can be made cheaper if relays that provide galvanic line access to specialized test equipment are no longer needed.

Еще одно преимущество состоит в том, что вычисления, используемые в способе в соответствии с изобретением, не предъявляют высоких требований в числовом отношении и могут быть реализованы при малой мощности вычислительных средств.Another advantage is that the calculations used in the method in accordance with the invention do not impose high requirements in numerical terms and can be implemented with low power computing tools.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:The invention is further explained in the description of the preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 изображает блок-схему упрощенной установки центрального узла связи согласно изобретению;Figure 1 depicts a block diagram of a simplified installation of a Central communication node according to the invention;

Фиг.2, 3 - блок-схемы упрощенной структуры линейной панели POTS согласно изобретению;Figure 2, 3 is a block diagram of a simplified structure of a linear POTS panel according to the invention;

Фиг.4 - график зависимости частот от длины кабеля для режима, когда абсолютное значение постоянной распространения, умноженной на длину линии, равно π для различных типов кабелей ESTI, согласно изобретению;Figure 4 is a graph of frequency versus cable length for a mode where the absolute value of the propagation constant times the line length is π for various types of ESTI cables according to the invention;

Фиг.5 - упрощенная блок-схема линейной панели POTS, линии передачи и нагрузочного импеданса согласно изобретению;5 is a simplified block diagram of a linear POTS panel, transmission line and load impedance according to the invention;

Фиг.6 - блок-схема последовательности операций способа определения свойств передачи линии передачи системы связи.6 is a flowchart of a method for determining transmission properties of a transmission line of a communication system.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Линии 60 (фиг.1) передачи системы связи обычно нагружаются на одном конце на участке 61 в помещениях клиента, а на другом конце - на установке 130 центрального узла связи. Здесь линии обычно подключаются к линейным панелям 100. Линейные панели 100 обычно управляются процессором 110 узла связи. Большой интерес представляет возможность измерения свойств линий 60 из установки 130 центральной станции.The transmission lines 60 (Fig. 1) of a communication system are usually loaded at one end at a site 61 in the client’s premises, and at the other end, at the installation 130 of the central communication center. Here, the lines are usually connected to the line panels 100. The line panels 100 are usually controlled by the communication unit processor 110. Of great interest is the ability to measure the properties of lines 60 from the installation 130 of the central station.

Начальными этапами настоящего способа являются посылка сигнала по линии 60 передачи и прием результирующего сигнала. По соотношению между сигналами затем вычисляют комплексный входной импеданс линии для каждой из множества частот, присутствующих в сигналах. По этому импедансу могут быть определены другие свойства передачи линии.The initial steps of the present method are sending a signal on a transmission line 60 and receiving a resulting signal. The ratio of the signals then calculates the complex input line impedance for each of the many frequencies present in the signals. By this impedance, other transmission properties of the line can be determined.

Ниже описано, как на практике использовать способ, когда сигналы посылаются и принимаются через линейную панель 100 и когда линейная панель является линейной панелью POTS.The following describes how to practice the method when signals are sent and received through the line panel 100 and when the line panel is a POTS line panel.

С некоторым упрощением, линейная панель 10 POTS имеет структуру, показанную на фиг.2. Линия 60 передачи подключена к аналоговому входному устройству 50, которое соединено с цифроаналоговым (D/A) преобразователем 30 и аналого-цифровым (A/D) преобразователем 40.With some simplification, the POTS line panel 10 has the structure shown in FIG. 2. The transmission line 60 is connected to an analog input device 50, which is connected to a digital-to-analog (D / A) converter 30 and an analog-to-digital (A / D) converter 40.

Аналоговое входное устройство содержат усилители и другие аналоговые схемы, такие как линейный трансформатор и гибридные схемы для разделения посылаемых и принимаемых сигналов.The analog input device contains amplifiers and other analog circuits, such as a linear transformer and hybrid circuits for separating the sent and received signals.

Аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи вместе с аналоговым входным устройством образуют приемопередатчик 20.The analog-to-digital and digital-to-analog converters together with the analog input device form a transceiver 20.

Сигнал Sin(t), который должен передаваться по линии 60, подается в цифровой форме на приемопередатчик 20, где в цифроаналоговом преобразователе 30 он преобразуется в аналоговое напряжение, которое передается по линии через аналоговое входное устройство 50. Входящий сигнал принимается из линии через аналоговое входное устройство аналого-цифровым преобразователем 40, который преобразует его в цифровой сигнал и выводит из приемопередатчика как сигнал Sout (t).The signal S in (t), which must be transmitted on line 60, is digitally transmitted to the transceiver 20, where in the digital-to-analog converter 30 it is converted to an analog voltage, which is transmitted through the line through an analog input device 50. An input signal is received from the line through an analog the input device by an analog-to-digital converter 40, which converts it into a digital signal and outputs from the transceiver as a signal S out (t).

Для измерительных целей измерительный сигнал MSin(t) в цифровой форме может быть подан на приемопередатчик и затем передан по линии передачи. Результирующий сигнал будет приниматься от линии и подаваться в цифровой форме приемопередатчиком как сигнал MSout(t).For measurement purposes, the measurement signal MS in (t) can be digitally transmitted to the transceiver and then transmitted over the transmission line. The resulting signal will be received from the line and digitally transmitted by the transceiver as a signal MS out (t).

Цифровые сигналы MSin(t) и MSout(t) обычно представляются во временной области. Они могут быть преобразованы в представление в частотной области с помощью обычного быстрого преобразования Фурье (FFT), при котором сигнал MSin(t) преобразуется в сигнал Vin(f) и сигнал MSout(t) преобразуется в сигнал Vout(f).The digital signals MS in (t) and MS out (t) are usually represented in the time domain. They can be converted to frequency domain representation using the usual fast Fourier transform (FFT), in which the signal MS in (t) is converted to the signal V in (f) and the signal MS out (t) is converted to the signal V out (f) .

Соотношение между переданным и принятым сигналами в функции частоты называют передаточной функцией отраженного сигнала (эха), Hecho(f). Она определяется следующим образом:The ratio between the transmitted and received signals as a function of frequency is called the transfer function of the reflected signal (echo), H echo (f). It is defined as follows:

Hecho(f)=Vout(f)/ Vin(f)H echo (f) = V out (f) / V in (f)

Передаточная функция отраженного сигнала Hecho(f) является комплексной и зависит как от характеристик линии, так и от характеристик приемопередатчика. Сигналы Vin(f), Vout(f) являются комплексными преобразованиями Фурье переданного и принятого сигналов.The transfer function of the reflected signal H echo (f) is complex and depends on both the characteristics of the line and the characteristics of the transceiver. The signals V in (f), V out (f) are complex Fourier transforms of the transmitted and received signals.

Следовательно, чтобы определить входной импеданс линии Zin(f) из передаточной функции отраженного сигнала Hecho(f) должны быть рассмотрены характеристики приемопередатчика 20.Therefore, to determine the input impedance of the line Z in (f) from the transfer function of the reflected signal H echo (f), the characteristics of the transceiver 20 should be considered.

Влияние приемопередатчика, для целей способа, может характеризоваться тремя калибровочными параметрами, Zho(f), Zhyb(f) и H(f). Все они являются комплексными и частотно-зависимыми.The effect of the transceiver, for the purpose of the method, can be characterized by three calibration parameters, Z ho (f), Z hyb (f) and H (f). All of them are complex and frequency dependent.

Параметр H(f) является частотно-зависимой передаточной функцией отраженного сигнала для приемопередатчика с соединением разомкнутой линии, т.е. отсутствует соединение линии. Параметр Zhyb(f) является импедансом приемопередатчика, измеряемым в соединениях линии линейной панели, то есть импедансом панели, если смотреть со стороны линии. Параметр Zho(f) может быть выражен как Zho(f)=Н0 (f)·Zhyb (f), где параметр H0(f) является комплексной и частотно-зависимой передаточной функцией отраженного сигнала для приемопередатчика с короткозамкнутыми соединениями линий, и параметр Zhyb(f) определятся, как указано выше.The parameter H (f) is the frequency-dependent transfer function of the reflected signal for a transceiver with an open line connection, i.e. no line connection. The parameter Z hyb (f) is the transceiver impedance, measured at the line panel line connections, that is, the panel impedance when viewed from the line side. The parameter Z ho (f) can be expressed as Z ho (f) = Н 0 (f) · Z hyb (f), where the parameter H 0 (f) is a complex and frequency-dependent transfer function of the reflected signal for a transceiver with short-circuited connections lines, and the parameter Z hyb (f) are determined as described above.

В дополнение к схеме аналогового входного устройства 50 приемопередатчик 20 может также обеспечивать цифровую фильтрацию сигналов в цифровых фильтрах 70 и 80 (фиг.3). Сигнал, который должен быть передан, подвергается тогда цифровой фильтрации линейной панелью перед тем, как будет передан, и принятый результирующий сигнал подвергается цифровой фильтрации после того, как был преобразован аналого-цифровым преобразователем 40. В целях способа такие фильтры могут отключаться или оставаться включенными. В последнем случае эффект цифровой фильтрации сигналов может, конечно, быть включен, когда определяются значения калибровочных параметров, чтобы компенсировать влияние фильтров на сигналы.In addition to the circuit of the analog input device 50, the transceiver 20 may also provide digital filtering of signals in the digital filters 70 and 80 (FIG. 3). The signal to be transmitted is then digitally filtered by the line panel before being transmitted, and the received resulting signal is digitally filtered after it has been converted by the analog-to-digital converter 40. For the purpose of the method, such filters may be turned off or remain on. In the latter case, the effect of digital filtering of signals can, of course, be included when the values of the calibration parameters are determined in order to compensate for the effect of the filters on the signals.

Сигналы MSin(t) и MSout(t) (а также Vin(f) и Vout(f)) относятся тогда к переданному сигналу перед фильтрацией и к принятому сигналу после фильтрации соответственно (фиг.3).The signals MS in (t) and MS out (t) (as well as V in (f) and V out (f)) then refer to the transmitted signal before filtering and to the received signal after filtering, respectively (Fig. 3).

Порядок определения и использования калибровочных параметров Zho(f), Zhyb(f) и H(f) описан достаточно подробно в патентных заявках PCT/SE2004/000296, PCT/SE2004/000566 и PCT/SE2004/000718 (опубликованных как WO 2004/100512, WO 2004/100513 и WO 2004/099711).The procedure for determining and using the calibration parameters Z ho (f), Z hyb (f) and H (f) is described in sufficient detail in patent applications PCT / SE2004 / 000296, PCT / SE2004 / 000566 and PCT / SE2004 / 000718 (published as WO 2004/100512, WO 2004/100513 and WO 2004/099711).

Комплексный частотно-зависимый входной импеданс линии передачи со стороны интерфейса линейной панели может быть вычислен какThe complex frequency-dependent input impedance of the transmission line from the side of the line panel interface can be calculated as

Zin(f)=(Zho(f)-Zhyb(f)·Hecho(f)/(Hecho(f)-H(f))Z in (f) = (Z ho (f) -Z hyb (f); H echo (f) / (H echo (f) -H (f))

где Hecho(f)=Vout(f)/ Vin(f)where H echo (f) = V out (f) / V in (f)

Таким образом, когда сигнал Vin(f) был передан и сигнал Vout(f) был принят, входной импеданс линии может быть определен, как показано выше.Thus, when the signal V in (f) has been transmitted and the signal V out (f) has been received, the line input impedance can be determined as shown above.

Выше было указано, что прикладывается напряжение и измеряется принятое результирующее напряжение. Однако, в принципе, один или оба сигнала могут быть токами, так что входной импеданс линии может быть вычислен из соотношения между сигналами.It was indicated above that a voltage is applied and the received resulting voltage is measured. However, in principle, one or both of the signals can be currents, so that the line input impedance can be calculated from the relationship between the signals.

Требуется, чтобы были представлены, по меньшей мере, две частоты, удовлетворяющие критерию сходимости, объясненному ниже. Большее количество частот обычно дает лучшую точность. Конечно, можно передавать и принимать несколько сигналов, когда сигналы вместе содержат требуемое количество частот, при условии, что возможно определить входной импеданс линии.At least two frequencies are required to satisfy the convergence criterion explained below. More frequencies usually give better accuracy. Of course, it is possible to transmit and receive several signals when the signals together contain the required number of frequencies, provided that it is possible to determine the input impedance of the line.

Сигналы могут передаваться и приниматься специализированным измерительным оборудованием или через обычные тракты передачи линейной панели, к которой подключена линия. Линейная панель может быть линейной панелью типа POTS, как описано выше, или другого типа.Signals can be transmitted and received by specialized measuring equipment or through conventional transmission paths of the linear panel to which the line is connected. The line panel may be a POTS type line panel, as described above, or another type.

В зависимости от типа сигналов и используемого оборудования формула для определения входного импеданса линии может отличаться от описанной выше.Depending on the type of signals and equipment used, the formula for determining the input impedance of a line may differ from that described above.

Определение констант линии по входному импедансуDetermination of line constants by input impedance

Линия передачи может быть описана удельными параметрами на единицу длины: последовательное сопротивление R, последовательная индуктивность L, шунтирующая проводимость G и шунтирующая емкость С (например, в единицах измерения Ом/км, Гн/км, См/км и Ф/км, соответственно). Они называются первичными параметрами типа кабеля.The transmission line can be described by specific parameters per unit length: series resistance R, series inductance L, shunt conductance G and shunt capacitance C (for example, in units of Ohm / km, GN / km, S / km and F / km, respectively) . They are called the primary parameters of the cable type.

Для частот, используемых для настоящего изобретения, первичные параметры могут быть обоснованно приняты как постоянные и независимые от частоты.For the frequencies used for the present invention, the primary parameters can reasonably be taken as constant and independent of the frequency.

Постоянная распространения γ и характеристический импеданс Z0 определяются через первичные параметры R, L, G и С, то есть,The propagation constant γ and the characteristic impedance Z 0 are determined through the primary parameters R, L, G and C, that is,

Figure 00000001
и
Figure 00000002
,
Figure 00000001
and
Figure 00000002
,

соответственно.respectively.

Для разомкнутой на конце линии передачи длиной d входной импеданс может быть выражен следующим образом:For open at the end of the transmission line of length d, the input impedance can be expressed as follows:

Zin=Z0coth(γd)Z in = Z 0 coth (γd)

Используя разложение γdcoth(γd) в ряд Тейлора и после некоторых преобразований входной импеданс может быть выражен следующим образом:Using the expansion of γdcoth (γd) in a Taylor series and after some transformations, the input impedance can be expressed as follows:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
=R*d,
Figure 00000005
=L*d,
Figure 00000006
=G*d,
Figure 00000007
=C*d, ω=2πf и f обозначает частоту.Where
Figure 00000004
= R * d,
Figure 00000005
= L * d,
Figure 00000006
= G * d,
Figure 00000007
= C * d, ω = 2πf and f denotes the frequency.

Удельные значения

Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
и
Figure 00000007
называются константами линии. Разложение в ряд действительно (или сходится) для |γd|<π.Specific values
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
and
Figure 00000007
are called line constants. Series expansion is valid (or converges) for | γd | <π.

На практике шунтирующей проводимостью линии передачи можно пренебречь (G=0). Аналогично, члены более высокого порядка, кроме первых трех или, самое большее, четырех членов, пренебрежимо малы. Это позволяет выразить Zin как чистый полином:In practice, the shunt conductivity of the transmission line can be neglected (G = 0). Similarly, members of a higher order, except for the first three or at most four members, are negligible. This allows us to express Z in as a pure polynomial:

Figure 00000011
Figure 00000011

где коэффициенты аk могут быть явно связаны с константами линии, то есть:where the coefficients a k can be explicitly related to the line constants, that is:

Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015

Представление входного импеданса линии как частотного полинома упрощает оценку констант линии для абонентской линии до решения обычных уравнений. Функция квадратичной ошибки может быть представлена следующим образом:Representation of the line input impedance as a frequency polynomial simplifies the estimation of line constants for a subscriber line before solving ordinary equations. The quadratic error function can be represented as follows:

Figure 00000016
Figure 00000016

где Zin(jωm) - спектральная составляющая измеренного Zin, которая используется для оценки, и N - общее количество спектральных составляющих (частот), используемых для оценки.where Z in (jω m ) is the spectral component of the measured Z in , which is used for estimation, and N is the total number of spectral components (frequencies) used for estimation.

Решение для коэффициентов a-1…а2 (например, обычный метод наименьших квадратов для нахождения набора коэффициентов, которые дают минимальное значение ε2) ведет к оценке с минимальной дисперсией констант линии, таких как

Figure 00000008
,
Figure 00000009
, и
Figure 00000007
.The solution for the coefficients a -1 ... a 2 (for example, the usual least-squares method to find a set of coefficients that give the minimum value of ε 2 ) leads to an estimate with minimal dispersion of the line constants, such as
Figure 00000008
,
Figure 00000009
, and
Figure 00000007
.

В дальнейшем мы рассматриваем действительную и мнимую части вышеупомянутого уравнения отдельно, то есть:In the future, we consider the real and imaginary parts of the above equation separately, that is:

Figure 00000017
.
Figure 00000017
.

Обычные уравнения могут решаться в частотной области для действительной и мнимой частей отдельно, поскольку четные коэффициенты связаны исключительно с действительной частью, тогда как нечетные коэффициенты связаны с мнимой частью. Только две спектральных составляющих (частоты) входного импеданса линии Zin требуются, чтобы найти решения для этих четырех коэффициентов ak. Большее количество частот будет обычно давать лучшую точность.Conventional equations can be solved separately in the frequency domain for the real and imaginary parts, since even coefficients are associated exclusively with the real part, while odd coefficients are associated with the imaginary part. Only two spectral components (frequencies) of the input impedance of the Z in line are required to find solutions for these four coefficients a k . More frequencies will usually give better accuracy.

Когда коэффициенты аk определены, константы

Figure 00000008
,
Figure 00000009
, и
Figure 00000007
могут быть определены следующим образом:When the coefficients a k are determined, the constants
Figure 00000008
,
Figure 00000009
, and
Figure 00000007
can be defined as follows:

Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020

или альтернативноor alternatively

Figure 00000021
Figure 00000021

Из опыта, определение

Figure 00000009
из a1, а не из а2 обычно является лучшим выбором с точки зрения точности.From experience, definition
Figure 00000009
of a 1 rather than a 2 is usually the best choice in terms of accuracy.

Определение длины линииLine length determination

Когда удельная емкость

Figure 00000007
линии известна, длина линии d вычисляется с помощью известного или вероятного значения С (емкость на единицу длины линии), например 50 нФ/км.When the specific capacity
Figure 00000007
the line is known, the line length d is calculated using the known or probable value C (capacitance per unit line length), for example 50 nF / km.

Figure 00000022
Figure 00000022

Выбор частотFrequency selection

Разложение в ряд Тейлора, используемое в выражении входного импеданса линии, действительно при |γd|<π (радиус сходимости). Следовательно, частоты должны быть выбраны так, чтобы |γd|<π. Это показано на фиг.4, где представлены графики |γd|=π для различных кабелей ETSI. Область ниже и слева от кривой для определенного типа кабеля является областью, в которой критерий сходимости выполняется для данного кабеля при различных длинах кабеля и частот.The Taylor series expansion used in expressing the line input impedance is valid for | γd | <π (radius of convergence). Therefore, the frequencies should be chosen so that | γd | <π. This is shown in FIG. 4, which shows graphs | γd | = π for various ETSI cables. The area below and to the left of the curve for a certain type of cable is the area in which the convergence criterion is performed for a given cable at different cable lengths and frequencies.

Выбор частот измерительного сигнала, таким образом, зависит от длины и первичных параметров линии передачи, которые могут быть неизвестны. Чтобы решить эту проблему, сначала для грубой оценки длины и констант линии используют широкий диапазон частот. Затем делается более точная оценка, используя частоты, которые удовлетворяют критерию сходимости.The choice of frequencies of the measuring signal, therefore, depends on the length and primary parameters of the transmission line, which may be unknown. To solve this problem, a wide range of frequencies is first used for a rough estimate of the length and line constants. A more accurate estimate is then made using frequencies that satisfy the convergence criterion.

Это может быть сделано следующим последовательным способом. Первая оценка делается, используя много частот. Из полученных таким образом оценок

Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
и
Figure 00000007
(где
Figure 00000010
можно пренебречь, то есть принять равной нулю) можно определить, какие из используемых частот удовлетворяют критерию сходимости |γd|<π, где для каждой частоты
Figure 00000023
.This can be done in the following sequential way. The first assessment is done using many frequencies. From the estimates obtained in this way
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
and
Figure 00000007
(Where
Figure 00000010
can be neglected, that is, taken equal to zero), it is possible to determine which of the frequencies used satisfy the convergence criterion | γd | <π, where for each frequency
Figure 00000023
.

(Таким образом, выполнение критерия сходимости может быть оценено непосредственно из констант линии без того, чтобы сначала оценивать длину линии.)(Thus, the fulfillment of the convergence criterion can be estimated directly from the line constants without first estimating the line length.)

Те частоты, которые не удовлетворяют критерию сходимости, исключаются, и вычисление повторяется. И снова, те частоты, которые согласно новой оценке не удовлетворяют критерию сходимости, исключаются из вычислений. Процесс повторяется до тех пор, пока не останется набор частот, для которого оценки констант линии указывают, что критерий сходимости удовлетворяется для всех частот, используемых для оценки.Those frequencies that do not satisfy the convergence criterion are excluded, and the calculation is repeated. And again, those frequencies that according to the new estimate do not satisfy the convergence criterion are excluded from the calculations. The process is repeated until a set of frequencies remains for which estimates of the line constants indicate that the convergence criterion is satisfied for all frequencies used for the estimation.

Также возможно начинать оценку только с нескольких низких частот и последовательно добавлять в оценку более высокие частоты, пока оценка не покажет, что следующая частота, которая должна быть добавлена, не удовлетворяет критерию сходимости. Например, первая оценка может основываться на тонах 3 и 4 (как определено ниже) и далее последовательно будут добавляться более высокие тона.It is also possible to start the evaluation with only a few low frequencies and sequentially add higher frequencies to the evaluation until the evaluation shows that the next frequency to be added does not meet the convergence criterion. For example, the first score may be based on tones 3 and 4 (as defined below) and higher tones will be added sequentially.

Точность обычно будет улучшаться с каждым добавленным тоном, главным образом из-за пониженного влияния шумов. Однако третий тон обычно будет вносить наибольший вклад в повышение точности, а вклад последующих тонов будет меньше. Следовательно, оценка, основанная на трех частотах, в некоторых реализациях является оптимальной.Accuracy will usually improve with each added tone, mainly due to the reduced effect of noise. However, the third tone will usually make the greatest contribution to improving accuracy, and the contribution of subsequent tones will be less. Therefore, an estimate based on three frequencies is optimal in some implementations.

В одном из вариантов осуществления изобретения использовались следующие простые правила. Ряд частот, начиная с 125 Гц и с интервалом 125 Гц вплоть до 3625 Гц, определяется как тона 1-29.In one embodiment, the following simple rules have been used. A range of frequencies, starting from 125 Hz and with an interval of 125 Hz up to 3625 Hz, is defined as tones 1-29.

Первая грубая оценка делается, используя все тона. ЗатемThe first rough estimate is made using all tones. Then

- для кабелей с оценочной длиной более 4 км используются тона 1-14 (125-1750 Гц),- for cables with an estimated length of more than 4 km, tones 1-14 (125-1750 Hz) are used,

- для кабелей с оценочной длиной менее 3 км используются тона 14-29 (1750-3625 Гц),- for cables with an estimated length of less than 3 km, tones of 14-29 (1750-3625 Hz) are used,

- в остальных случаях используются тона 1-25 (125-3125 Гц).- in other cases, tones 1-25 (125-3125 Hz) are used.

В другом варианте осуществления первая грубая оценка делается, используя все тона, и затемIn another embodiment, a first rough estimate is made using all tones, and then

- для кабелей с оценочной длиной более 6 км используются тона 3-13 (375-1625 Гц),- for cables with an estimated length of more than 6 km, tones 3-13 (375-1625 Hz) are used,

- для кабелей с оценочной длиной более 3 км используются тона 6-26 (750-3250 Гц),- for cables with an estimated length of more than 3 km, tones of 6-26 (750-3250 Hz) are used,

- в остальных случаях используются тона 3-15 (375-1875 Гц).- in other cases, tones 3-15 (375-1875 Hz) are used.

Другими факторами, которые могут рассматриваться при выборе частот, являются частотно-зависимый шум (зашумленных частот можно избегать) и тот факт, что на очень низких частотах проводимостью G нельзя пренебрегать для всех типов кабелей (очень низких частот можно избегать).Other factors that can be considered when choosing frequencies are frequency-dependent noise (noisy frequencies can be avoided) and the fact that at very low frequencies the conductivity G cannot be neglected for all types of cables (very low frequencies can be avoided).

Например, чтобы избежать низких частот, можно использовать частоты выше или равные 125 Гц или, например, выше или равные 375 Гц.For example, to avoid low frequencies, frequencies higher than or equal to 125 Hz or, for example, higher or equal to 375 Hz can be used.

Дополнительно, если не использовать специализированное измерительное оборудование, может оказаться невозможным использовать сигналы постоянного тока (например, при посылке сигналов через большинство линейных панелей), что в данном случае может налагать ограничение, что частота должна быть больше нуля.Additionally, if you do not use specialized measuring equipment, it may not be possible to use direct current signals (for example, when sending signals through most linear panels), which in this case may impose a limitation that the frequency must be greater than zero.

Достигнутая и достижимая точностьAchieved and achievable accuracy

Оценка

Figure 00000008
,
Figure 00000009
, и
Figure 00000007
была проверена на имитаторах кабелей и на реальных кабелях на кабельных барабанах, а также на реальных линиях передачи в полевых условиях.Rating
Figure 00000008
,
Figure 00000009
, and
Figure 00000007
It was tested on cable simulators and on real cables on cable reels, as well as on real transmission lines in the field.

В целом, для кабелей длиной до 9 км

Figure 00000007
и
Figure 00000008
можно оценить с точностью приблизительно 2-6%. Кабели длиной до 11 км были измерены с ошибками приблизительно 15-20%. Точность оценки длины является такой же, как ошибка
Figure 00000007
плюс любая ошибка, вводимая ошибочным значением емкости на один километр.Overall, for cables up to 9 km long
Figure 00000007
and
Figure 00000008
can be estimated with an accuracy of approximately 2-6%. Cables up to 11 km long were measured with errors of approximately 15-20%. The accuracy of the length estimate is the same as the error.
Figure 00000007
plus any error introduced by one kilometer erroneous capacity value.

Оценка

Figure 00000009
обычно имеет значительно более низкую точность, часто порядка 30%.Rating
Figure 00000009
usually has significantly lower accuracy, often of the order of 30%.

Оценка типа нагрузочного импедансаEstimation of the type of load impedance

Выше предполагалось, что линия на конце разомкнута или что нагрузочный импеданс таков, что условия линии, в сущности, эквивалентны разомкнутой линии. Когда конец линии не разомкнут, а вместо этого, как показано на фиг.5, подключен нагрузочный импеданс 62, тип нагрузочного импеданса может быть оценен.It was assumed above that the line at the end is open or that the load impedance is such that the conditions of the line are essentially equivalent to an open line. When the end of the line is not open, but instead, as shown in FIG. 5, a load impedance 62 is connected, the type of load impedance can be estimated.

Входной импеданс линии передачи, один конец которой нагружен на импеданс ZT, может быть выражен следующим образомThe input impedance of the transmission line, one end of which is loaded on the impedance Z T , can be expressed as follows

Figure 00000024
Figure 00000024

Пренебрегая G (G=0), это выражение может быть разложено в ряд по переменной jω:Neglecting G (G = 0), this expression can be expanded in a series in the variable jω:

Figure 00000025
Figure 00000025

Ряд действителен (сходится) для |γd|<π.The series is real (converges) for | γd | <π.

Нагрузочный импеданс ZT может иметь как резистивную, так и реактивную часть, то есть ZT=RT+jXT. Для наиболее распространенных на практике значений R и С и для частот, используемых для настоящего изобретения, нагрузка в виде последовательного соединения R и С может аппроксимироваться как емкостная нагрузка

Figure 00000026
тогда как нагрузка в виде параллельного соединения R и С может аппроксимироваться как резистивная нагрузка
Figure 00000027
The load impedance Z T can have both a resistive and a reactive part, that is, Z T = R T + jX T. For the most common R and C values and the frequencies used for the present invention, the load in the form of a series connection of R and C can be approximated as a capacitive load
Figure 00000026
while the load in the form of a parallel connection of R and C can be approximated as a resistive load
Figure 00000027

Сравнение разложения в ряд входного импеданса для короткозамкнутой линии передачи (ZT=0)Comparison of input impedance series expansion for a short-circuited transmission line (Z T = 0)

Figure 00000028
Figure 00000028

с разложением в ряд для разомкнутой линии передачи (ZT=0)series expansion for open transmission line (Z T = 0)

Figure 00000029
Figure 00000029

показывает, что мнимая часть входного импеданса изменяется приблизительно как

Figure 00000030
или ω в зависимости от того, является ли линия разомкнутой/емкостно нагруженной или короткозамкнутой/ резистивно нагруженной.shows that the imaginary part of the input impedance changes approximately as
Figure 00000030
or ω, depending on whether the line is open / capacitively loaded or short-circuited / resistively loaded.

Следовательно, мнимая часть как функция частоты может использоваться для различия между разомкнутой/емкостно нагруженной линией или короткозамкнутой/резистивно нагруженной линией. Абсолютное значение мнимой части на очень низкой частоте (например, 125 Гц) сравнивается с абсолютным значением мнимой части на частоте примерно от 1 до 2 кГц. Если абсолютное значение мнимой части на низкой частоте больше, чем абсолютное значение на более высокой частоте, то линия, вероятнее всего, разомкнута на конце или имеет емкостную нагрузку. Если абсолютное значение мнимой части на низкой частоте ниже, то линия, вероятнее всего, короткозамкнута или имеет резистивную нагрузку.Therefore, the imaginary part as a function of frequency can be used to distinguish between an open / capacitively loaded line or a short-circuited / resistively loaded line. The absolute value of the imaginary part at a very low frequency (for example, 125 Hz) is compared with the absolute value of the imaginary part at a frequency of about 1 to 2 kHz. If the absolute value of the imaginary part at a low frequency is greater than the absolute value at a higher frequency, then the line is most likely open at the end or has a capacitive load. If the absolute value of the imaginary part at a low frequency is lower, then the line is most likely short-circuited or has a resistive load.

Описание блок-схемы последовательности операций способаDescription of a flowchart of a method

Способ, описанный выше, показан на блок-схеме последовательности операций способа (фиг.6). Способ начинают на этапе 200, на котором сигнал MSin(t) передается в линию передачи. На этапе 201 результирующий сигнал MSout(t) принимают. На этапе 202 переданный и принятый сигналы преобразуют в частотную область посредством быстрого преобразования Фурье. На основе преобразованных таким образом сигналов на этапе 203 вычисляют передаточную функцию отраженного сигнала Hecho(f). На этапе 204 на основе Hecho(f) вычисляют входной импеданс линии Zin(f) и калибровочные параметры Zho(f), Zhyb(f) и H(f). На этапе 205 находят коэффициенты a-12, которые минимизируют функцию квадратичной ошибки ε2, решая соответствующие обычные уравнения. На этапе 206 константы

Figure 00000008
,
Figure 00000009
, и
Figure 00000007
линии вычисляют на основе коэффициентов а-12. На этапе 207 длину линии вычисляют на основе емкости
Figure 00000007
линии.The method described above is shown in the flowchart of the method (FIG. 6). The method begins at step 200, in which the signal MS in (t) is transmitted to the transmission line. At step 201, the resulting signal MS out (t) is received. At step 202, the transmitted and received signals are converted into the frequency domain by means of a fast Fourier transform. Based on the signals thus transformed, in step 203, the transfer function of the reflected signal H echo (f) is calculated. At step 204, the input impedance of the line Z in (f) and the calibration parameters Z ho (f), Z hyb (f), and H (f) are calculated based on H echo (f). At step 205, the coefficients a −1 – a 2 are found that minimize the quadratic error function ε 2 by solving the corresponding ordinary equations. At step 206, the constants
Figure 00000008
,
Figure 00000009
, and
Figure 00000007
the lines are calculated based on the coefficients a -1 -a 2 . At step 207, the line length is calculated based on the capacitance
Figure 00000007
lines.

На этапе 220 мнимую часть Zin вычисляют для очень низкой частоты (f1, например, 125 Гц) и высокой частоты (f2, например, 1,5 кГц). На этапе 221 проверяют, является ли абсолютное значение мнимой части Zin(f) для самой низкой частоты f1 большим, чем абсолютное значение мнимой части Zin{f) для высокой частоты f2. Если да, то линия на конце, скорее всего, разомкнута или имеет емкостную нагрузку (этап 222). Если нет, то линия на конце, скорее всего, короткозамкнута или имеет резистивную нагрузку (этап 223).At step 220, the imaginary part Z in is calculated for a very low frequency (f1, for example, 125 Hz) and high frequency (f2, for example, 1.5 kHz). At step 221, it is checked whether the absolute value of the imaginary part Z in (f) for the lowest frequency f1 is greater than the absolute value of the imaginary part Z in (f) for the high frequency f2. If so, then the line at the end is most likely open or has a capacitive load (step 222). If not, the line at the end is most likely short-circuited or has a resistive load (step 223).

Устройства и схемы для выполнения способаDevices and circuits for performing the method

Способ согласно изобретению может быть осуществлен на установке, показанной на фиг.1. Передачу и прием сигналов по линиям передачи выполняют с помощью линейных панелей 100, тогда как последующую обработку сигналов выполняют на отдельной автоматизированной рабочей станции 120. Линейные панели могут иметь стандартную функцию передачи сигнала по линии передачи и приема результирующего сигнала, которая может использоваться в настоящем изобретении. Цифровое представление сигнала, который должен передаваться, будет выгружаться из автоматизированной рабочей станции 120 в линейную панель. По команде из автоматизированной рабочей станции в линейную панель сигнал передают в линию 60 передачи и принимают результирующий сигнал, который затем передается назад в автоматизированную рабочую станцию. Затем на автоматизированной рабочей станции выполняется оценка согласно способу.The method according to the invention can be carried out on the installation shown in figure 1. Transmission and reception of signals along transmission lines is performed using linear panels 100, while subsequent processing of signals is performed on a separate automated workstation 120. Line panels can have a standard function of transmitting a signal along a transmission line and receiving a resulting signal, which can be used in the present invention. A digital representation of the signal to be transmitted will be uploaded from the workstation 120 to a line panel. On command from the automated workstation to the line panel, the signal is transmitted to transmission line 60 and a resulting signal is received, which is then transmitted back to the automated workstation. Then, the automated workstation is evaluated according to the method.

Автоматизированная рабочая станция 120 может управлять испытаниями линий согласно способу для нескольких тысяч линий. Испытания могут планироваться и выполняться на плановой основе, чтобы контролировать любые изменения во времени в свойствах линий. Сравнение с предыдущими результатами для конкретной линии может давать индикацию, что произошла ошибка, что ошибка может произойти в ближайшее время или что какое-то свойство линии постепенно ухудшается. Такая индикация может обнаруживаться автоматически и вызывать срабатывание аварийной сигнализации.Automated workstation 120 can manage line tests according to the method for several thousand lines. Tests can be planned and performed on a planned basis to control any changes over time in the properties of the lines. Comparison with the previous results for a particular line may indicate that an error has occurred, that an error may occur in the near future, or that some property of the line is gradually deteriorating. Such an indication can be detected automatically and trigger an alarm.

Естественно, функции автоматизированной рабочей станции могут быть распределены по нескольким компьютерам или находиться на одном и том же компьютере вместе с другими функциональными возможностями. Автоматизированная рабочая станция или компьютеры могут также находиться в другом месте, чем установка 130 центрального узла, и осуществлять связь через сеть.Naturally, the functions of an automated workstation can be distributed across multiple computers or reside on the same computer along with other functionalities. An automated workstation or computers may also be located in a different place than the installation 130 of the central node, and communicate through a network.

В конкретной реализации такая другая функциональная возможность представляет собой общее управление линейными панелями для DSL. В другой реализации такая другая функциональная возможность относится к другому управлению линиями передачи, так что все или большинство функциональных возможностей в отношении управления линиями передачи выполняются в одном месте. Такая автоматизированная рабочая станция может называться "Copper Plant Manager".In a specific implementation, such other functionality is the general line panel management for DSL. In another implementation, such other functionality relates to another transmission line management, such that all or most of the transmission line management functionality is performed in one place. Such an automated workstation may be called the "Copper Plant Manager".

Альтернативно, способ согласно изобретению может быть осуществлен полностью в специализированном испытательном устройстве или в линейной панели (которая может быть или не быть линейной панелью POTS). Также возможно, что часть способа выполняется линейной панелью (в дополнение к посылке и приему сигналов), а остальная часть выполняется процессором 110 станции связи, к которой принадлежит линейная панель. В дополнительной альтернативе способ выполняется частично в линейной панели, частично - в процессоре станции связи и частично - на отдельной автоматизированной рабочей станции.Alternatively, the method according to the invention can be implemented entirely in a specialized test device or in a linear panel (which may or may not be a POTS linear panel). It is also possible that part of the method is performed by a linear panel (in addition to sending and receiving signals), and the rest is performed by the processor 110 of the communication station to which the linear panel belongs. In an additional alternative, the method is carried out partially in a linear panel, partially in a processor of a communication station, and partially in a separate automated workstation.

Claims (18)

1. Способ определения оценки, по меньшей мере, одного свойства передачи линии передачи системы связи, заключающийся в том, что:
передают в линию, по меньшей мере, один сигнал, принимают из линии, по меньшей мере, один результирующий сигнал, определяют оценку из соотношения между переданным сигналом или сигналами и принятым результирующим сигналом или сигналами, отличающийся тем, что переданный сигнал или сигналы вместе содержат, по меньшей мере, две частоты, для которых абсолютное значение постоянной распространения линии, умноженное на длину линии, меньше π.
1. A method for determining an estimate of at least one transmission property of a transmission line of a communication system, the method comprising:
at least one signal is transmitted to the line, at least one resulting signal is received from the line, an estimate is determined from the relationship between the transmitted signal or signals and the received resultant signal or signals, characterized in that the transmitted signal or signals together comprise, at least two frequencies for which the absolute value of the line propagation constant multiplied by the line length is less than π.
2. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, одно свойство передачи, которое должно быть определено, является одним или более из длины линии, сопротивления линии, емкости линии, индуктивности линии или типа нагрузочного импеданса линии.2. The method according to claim 1, in which at least one transmission property to be determined is one or more of a line length, line resistance, line capacitance, line inductance or type of line load impedance. 3. Способ по п.1 или 2, в котором переданный сигнал или сигналы вместе содержат, по меньшей мере, три частоты, для которых абсолютное значение постоянной распространения линии, умноженное на длину линии, меньше, чем π.3. The method according to claim 1 or 2, in which the transmitted signal or signals together contain at least three frequencies for which the absolute value of the line propagation constant multiplied by the line length is less than π. 4. Способ по п.1 или 2, в котором выполняют вторую оценку, используя только те частоты первой оценки, для которых согласно первой оценке, абсолютное значение постоянной распространения линии, умноженное на длину линии, меньше π.4. The method according to claim 1 or 2, in which the second estimate is performed using only those frequencies of the first estimate for which, according to the first estimate, the absolute value of the line propagation constant times the line length is less than π. 5. Способ по п.4, в котором выполняют последующие дополнительные оценки таким же путем, пока абсолютное значение постоянной распространения линии, умноженное на длину линии, остается меньше π для частот, используемых в соответствии с оценкой, основанной на этих частотах.5. The method according to claim 4, in which subsequent additional estimates are performed in the same way, until the absolute value of the line propagation constant multiplied by the line length remains less than π for the frequencies used in accordance with the estimate based on these frequencies. 6. Способ по п.1 или 2, в котором частоты, используемые для второй оценки, выбирают в зависимости от длины линии или емкости, определенных из первой оценки.6. The method according to claim 1 or 2, in which the frequencies used for the second estimate are selected depending on the line length or capacitance determined from the first estimate. 7. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутые, по меньшей мере, две частоты находятся в пределах диапазона частот обычной телефонной сети (POTS).7. The method according to claim 1 or 2, wherein said at least two frequencies are within the frequency range of a conventional telephone network (POTS). 8. Способ по п.3, в котором упомянутые, по меньшей мере, три частоты находятся в пределах диапазона частот обычной телефонной сети (POTS).8. The method according to claim 3, wherein said at least three frequencies are within the frequency range of a conventional telephone network (POTS). 9. Способ по п.1 или 2, в котором упомянутые сигнал или сигналы передают и принимают посредством приемопередатчика для нормальной работы линии передачи.9. The method according to claim 1 or 2, wherein said signal or signals are transmitted and received by a transceiver for normal operation of the transmission line. 10. Способ по п.9, в котором упомянутый приемопередатчик является приемопередатчиком POTS.10. The method of claim 9, wherein said transceiver is a POTS transceiver. 11. Способ по п.9, в котором соотношение между переданными и принятыми результирующими сигналами регулируют, чтобы компенсировать влияние приемопередатчика на сигналы.11. The method according to claim 9, in which the ratio between the transmitted and received resulting signals is adjusted to compensate for the effect of the transceiver on the signals. 12. Способ по из п.1 или 2, причем способ используют для оценки, по меньшей мере, одного свойства передачи линии передачи длиннее, чем около 6,4 км.12. The method according to claim 1 or 2, wherein the method is used to evaluate at least one transmission property of a transmission line longer than about 6.4 km. 13. Устройство для выполнения способа по любому из пп.1-12, содержащее средство для передачи сигнала и приема результирующего сигнала из линии передачи системы связи и средство для определения оценки из соотношения между переданным сигналом и принятым результирующим сигналом.13. A device for performing the method according to any one of claims 1 to 12, comprising means for transmitting a signal and receiving a resultant signal from a transmission line of a communication system and means for determining an estimate from a relationship between a transmitted signal and a received resultant signal. 14. Устройство по п.13, причем устройство является линейной панелью узла связи.14. The device according to item 13, and the device is a linear panel of a communication node. 15. Устройство для выполнения способа по любому из пп.1-12 во взаимодействии с, по меньшей мере, одной линейной панелью узла связи, причем линейная панель содержит средство для передачи сигнала и приема результирующего сигнала из линии передачи системы связи, и устройство содержит средство для определения оценки из соотношения между переданным и принятым результирующим сигналом.15. A device for performing the method according to any one of claims 1 to 12 in cooperation with at least one linear panel of a communication node, the linear panel comprising means for transmitting a signal and receiving a resulting signal from a transmission line of a communication system, and the device comprises means to determine the estimate from the ratio between the transmitted and received resulting signal. 16. Устройство по п.15, причем устройство предназначено для выполнения способа по любому из пп.1-12 во взаимодействии с, по меньшей мере, одной линейной панелью и, по меньшей мере, с одной другой частью узла связи.16. The device according to clause 15, the device is intended to perform the method according to any one of claims 1 to 12 in conjunction with at least one linear panel and at least one other part of the communication node. 17. Узел связи для выполнения способа по любому из пп.1-12, содержащий средство для передачи сигнала и приема результирующего сигнала из линии передачи системы связи и средство для определения оценки из соотношения между переданным сигналом и принятым результирующим сигналом.17. The communication node for performing the method according to any one of claims 1 to 12, comprising means for transmitting a signal and receiving a resultant signal from a transmission line of a communication system and means for determining an estimate from a relation between a transmitted signal and a received resultant signal. 18. Машиночитаемый носитель, содержащий сохраненный на нем программный продукт для осуществления, при его исполнении, способа по любому из пп.1-12 на устройстве по любому из пп.13-17. 18. A computer-readable medium containing a software product stored thereon for implementing, when executed, a method according to any one of claims 1-12 on a device according to any one of claims 13-17.
RU2008121177/09A 2005-10-27 2005-10-27 Method, device and software for evaluating properties of transmission line of communication system RU2406224C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121177/09A RU2406224C2 (en) 2005-10-27 2005-10-27 Method, device and software for evaluating properties of transmission line of communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121177/09A RU2406224C2 (en) 2005-10-27 2005-10-27 Method, device and software for evaluating properties of transmission line of communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008121177A RU2008121177A (en) 2009-12-10
RU2406224C2 true RU2406224C2 (en) 2010-12-10

Family

ID=41488911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008121177/09A RU2406224C2 (en) 2005-10-27 2005-10-27 Method, device and software for evaluating properties of transmission line of communication system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2406224C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008121177A (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4477626B2 (en) Method and apparatus for signal loop testing
US8065100B2 (en) Method and a system for cable or subscriber loop investigation performing loop topology identification
US8290122B2 (en) Method and device for estimating properties of a telecommunication transmission line
US7521938B2 (en) Modeling and calibrating a three-port time-domain reflectometry system
EP0985933B1 (en) Method and apparatus to measure far end crosstalk for the determination of equal level far end crosstalk
US20090245476A1 (en) Estimation of Transmission Line Insertion Loss
US20060251221A1 (en) Method and arrangement for loop test of a disturbed line
CN101119136B (en) Method and device for obtaining essential parameter of circuit
RU2406224C2 (en) Method, device and software for evaluating properties of transmission line of communication system
AU2004237642B2 (en) Method and arrangement for signal loop test
WO2002033941A1 (en) Method and apparatus for testing voice and data lines in a telecommunication system
US9608694B2 (en) Method and device for locating an impairment within a telecommunication line

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181028