TWI405982B - 用戶線之金屬線測試方法及裝置 - Google Patents

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Description

用戶線之金屬線測試方法及裝置
本發明大體上係關於通信系統，及更特定言之，本發明係關於用戶線之金屬線測試的方法及裝置。
近年來，對高速通信應用的需求激增。例如，過去幾年來網際網路一直以極高速率增長。使用個人電腦(PC)將來自家庭或小辦公室的大量新網際網路用戶連接起來。
己開發數位用戶線(xDSL)技術以經由習知用於電話服務的現有雙絞銅佈線而將來自服務提供者(例如中央局)的高速資料傳輸提供給客戶前端。此等xDSL技術促使數據機技術改變以增加雙絞銅佈線的資料傳送帶寬。通常，xDSL數據機係提供於用戶線銅佈線之端部上以使CO(Central Office，中央局)與客戶前端之間通信。通過所使用之特殊xDSL方法來建立使兩個數據機通信的方式。因為使用的是現有之電話線，所以xDSL技術資料信號通常連同音頻帶信號進行帶外傳送。因為不同頻率係用於該音頻帶及資料帶，所以可通過雙絞銅佈線而並行傳送音頻及資料資訊。在一典型xDSL實例中，可以4kHz以下之頻帶運送音頻資訊且以音頻帶以上之頻率(通常為50kHz至30MHz)運送資料。
更近以來，服務提供者己藉由安裝中央局與更靠近客戶的多服務接入平台(MSAP)之間的光織電纜來增加資料帶寬。一特殊MSAP可與一捆雙絞線連接以服務較小數量的客戶前端連接件。此方法縮短於MSAP上的CO介面與客戶 之間的雙銅線之長度，由此允許增加DSL資料速率。
中央局與MSAP之間的一光連接件產生的一困難在於測試服務客戶前端之金屬線的能力。以前，進行金屬線測試(MELT)的測試設備駐留在中央局。雖然配備了POTS(Plain Old Telephone Service，類比用戶線)卡及xDSL卡的MSAP可提供足夠的MELT功能，但某些部署僅具有一xDSL卡。此等系統不能提供所需的MELT功能以適當測試線路。既然離開中央局的連接件越來越多為光，也必須將測試設備放置於MSAP上而非中央局上。光中央局配置產生的另一困難為通常必須給銅雙絞線提供一濕性電流以防止腐蝕。同樣地，在MSAP含有POTS及xDSL的情況下，此等濕性電流功能將由該POTS卡提供，然而，在一裸露之xDSL情況下，需要一外源來注入濕性電流。因為中央局不能通過其之光連接件來提供一濕性電流，所以亦必須分配該功能。
典型的DSL實施採用介於中央局連接件(即其可在MSAP上)與客戶端設備(CPE)之間的一隔離變壓器。一項提供金屬線測試能力的技術包括使用在一金屬測試單元內開關的隔離變壓器之線路側上的一繼電器來測試銅線。一分叉器亦可用於阻抗匹配以將DSL阻抗(例如100歐姆)轉換為測試用的用戶線阻抗(例如美國為600歐姆，而歐洲為900歐姆)。在金屬線測試期間，關閉DSL線路卡。此測試配置產生一些問題。首先，在測試期間必須中斷對使用者的DSL服務。其次，繼電器及分歧網路增加阻抗，由此影響線路之特性，同時，當測量出線路漏電時，繼電器及分叉器之漏電貢獻全部的漏電測量值。
此文件之此部分係意欲介紹關於以下所描述及/或所主張之本發明之各態樣的技術之各態樣。此部分提供背景資訊以利於較好理解本發明之各態樣。應瞭解此文件之此部分中之陳述應從此角度予以解讀，而非作為對先前技術的認可。本發明係對克服或至少減小以上詳加解釋之問題的一或多者的影響。
以下呈現本發明之一簡化摘要以提供本發明之某些態樣的基本理解。此摘要並非係本發明之一全面概述。非意欲識別本發明之關鍵或重要元件或勾畫本發明之範圍。其之唯一目的在於作為隨後所論述之實施方式的前言而以簡化的形式呈現某些概念。
本發明之一態樣係見於對一通信系統執行金屬線測試的一方法中。該通信系統包含一隔離變壓器，其位於可操作以提供一數位用戶線信號的一提供者電路與一用戶電路之間。該隔離變壓器具有一中心分接頭。於該中心分接頭處注入一測試信號。感測該用戶電路對該測試信號之一回應。
本發明之另一態樣係見於對一通信系統執行金屬線測試的一裝置中，該裝置包含位於可操作以提供一數位用戶線信號的一提供者電路與一用戶電路之間的一隔離變壓器。該隔離變壓器具有一中心分接頭。一金屬線測試驅動器包含耦合至該中心分接頭的至少一端子且可操作以將一測試信號注入該中心分接頭。一金屬線測試控制器具有耦合至該用戶電路的至少一端子且可操作以感測該用戶電路對該測試信號之一回應。
本發明之又一態樣係見於包含一提供者電路、一用戶電路、一隔離變壓器、一金屬線測試驅動器及一金屬線測試控制器的一通信系統中。該提供者電路可操作以提供一數位用戶線信號。該隔離變壓器係耦合於該提供者電路與該用戶電路之間且具有耦合至該用戶電路之一第一線的一第一線圈、耦合至該用戶電路之一第二線的一第二線圈及界定於該第一線圈與該第二線圈之間的一中心分接頭。該金屬線測試驅動器係耦合至該中心分接頭且可操作以將一測試信號注入該用戶電路。該金屬線測試控制器係耦合至該第一線及該第二線且可操作以感測該用戶電路對該測試信號之一回應。
下文中將參考附圖描述本發明，其中相同數字表示相同元件。
雖然本發明易於進行各種修飾及替代形式，但其之具體實施例己在圖式中舉例予以顯示且在本文中被詳加描述。然而，應瞭解本文中之具體實施例之描述非意欲將本發明限制於所揭示之特殊形式，相反，本發明涵蓋落入由附加技術方案所定義的本發明之精神及範圍的所有修飾、等效物及替代物。
以下將描述本發明之一或多個具體實施例。具體指出的是本發明係非受限於本文中所含有之實施例及說明例，亦包含在以下請求項範圍內包含不同實施例之元件的組合及實施例之部分的此等實施例之修飾形式。應瞭解在任何此實際實施的開發中，如在任何工程或設計規劃中，必須作許多的具體實施決定以實現開發者之具體目標，如符合系統相關之及商業相關之約束，其等可隨實施的不同而變動。再者，應瞭解此開發可能是複雜且曠日持久，但對受益於本發明的一般技術者而言將是遵循設計、製造及生產的常規模式。對本發明而言，此應用中沒有什麼被視為是重要或必不可少，除非明確指示為「重要」或「比不可少」。
現將參考附圖描述本發明。僅為解釋及不混淆熟習此項技術者熟知之本發明之詳細內容而於圖式中示意性描繪各結構、系統及裝置。不過，包含附圖以描述及解釋本發明之說明性實例。本文中所使用之單詞及短語應被理解及解譯為具有與熟習相關技術者所理解的此等單詞及短語一致的意思。並無意以本文中之術語及短語的一貫用法暗示特殊定義的一術語或短語，即不同於熟習此項技術者所理解之一般及習慣意思的一定義。在一術語或短語係意指具有一特別意思，即不是熟練技術者所理解的一意思的情況下，說明書中將以直接及明確提供該術語或短語之特別定義的一定義方式明白詳細地解釋此一特別定義。
現參考圖式，其中在所有視圖中相同參考數字對應相同組件，及特定言之，參考圖1，將在一通信系統100的背景 下描述本發明。該通信系統100包含藉由一光鏈路115而耦合至一多服務接入平台(MSAP)120的一中央局110。該MSAP 120包含通過雙絞線連接件150而與客戶端設備140之一或多者連接的一線路卡130。在說明性實施例中，該等雙絞線連接件150係僅用於數位用戶線(DSL)通信，通常稱為裸露之DSL線。當然，本發明之應用係不受限於此等應用。因此，該等雙絞線連接件150可用以支援聲音及DSL通信。
現參考圖2，顯示該線路卡130之一簡化方塊圖。該圖示本質上欲為代表，因為可不同地分配屬於該線路卡130之元件的功能，且實際上可呈現一個以上的電路板。該線路卡130包含一被動式光纖網路(PON)介面200、一線路卡控制器210、一DSL數位信號處理器(DSP)/類比前端(AFE)單元220、一金屬線測試(MELT)控制器230、包含一DSL驅動器250及一MELT驅動器260的一驅動器電路240，及一隔離變壓器270。
該PON 200作為與該中央局110連接的光介面。該線路卡控制器210包含實施與該中央局110通信的軟體及藉由控制該DSL DSP/AFE單元220而進行DSL通信功能的一微處理器。該DSL DSP/AFE單元220控制用以驅動該等DSL信號的DSL驅動器250。該隔離變壓器270將用於提供DSL服務的一提供者電路280與用於服務該CPE 140的一用戶電路285隔離。總體而言，該PON 200、線路卡控制器210、DSL DSP/AFE單元220、該DSL驅動器250及該隔離變壓器270之架構及操作為習知且為一般技術者所知。為便於說明及避免搞混本發明，本文中不更詳細描述其等。
該MELT控制器230及MELT驅動器260協作以實施由用戶線290、295(即雙絞線末端及環形線)所界定的用戶線之金屬線測試。該MELT控制器230採用電阻器232、234以感測該用戶線290、295上的電壓。雖然該等電阻器232、234被繪示為與該MELT控制器230分離，但可預期的是它們可整合於其中。使用該MELT驅動器260以注入測試信號且監測與分析結果的MELT控制器230之一般操作為一般技術者所熟知。該MELT驅動器260注入DC信號且該MELT控制器230分析用戶線之回應以測定其特性。一例示性(但非徹底或限制性)的MELT測試之列表包含：外國電壓偵測、DC迴路電阻、接收器摘機狀態、絕緣電阻、線路短路、振鈴器等效、雜訊測量、轉移混合損耗、DC饋入自測試、掛/摘機自測試、振鈴自測試、傳輸自測試、振鈴監測、讀迴路及電池狀況、電容、外國電流、雙音多頻(DTMF)測試、音調產生測試、雙音測試、計量測試、撥號測試、嗥鳴器測試、服務中校準、其他線交叉測試、SNR及量化失真、熔絲測試、插座偵測測試、傳輸測試、電流測量、電壓測量等。
該MELT驅動器260係耦合至該隔離變壓器270之線路側線圈274A、274B的一中心分接頭272A、272B，且輸出一差分信號。通常於DSL應用中提供介於該等線圈274A、274B之間的一電容器276，但該電容器276為選擇性的。如果該等線圈274A、274B係由一短路連接，則該DSL驅動器250可用以注入信號。在此一情況下，由於該等信號之DC特性，該MELT驅動器260係有效地耦合橫跨該端線290及該環形線295。
在某些實施例中，該MELT控制器230亦可用於為該用戶線290、295提供一濕性電流。通常在銅雙絞線環境下使用一濕性電流以防止該等線之腐蝕。通常，一濕性電流係作為一恒定DC電壓或作為週期性DC脈衝而予以提供。特殊類型之濕性電流取決於客戶端設備140之特殊實施及特性。如果有一阻抗橫跨該等線290、295，則可使用恒定DC電壓法。如果沒有一阻抗，則可使用週期性DC脈衝法。系統操作者可通過該線路卡控制器210之介面來組態該MELT控制器230，以靜態設定濕性電路參數(即恒定DC、週期性脈衝DC或無濕性電流)，或如果存在一阻抗則藉由感測而動態測定調整需要量。
使用該隔離變壓器270的中心分接頭272A、272B來驅動該等MELT信號具有許多優點。此配置允許注入該等DC信號且對該系統之DSL部分的影響最小。因此，在MELT測試期間DSL通信仍可繼續。同樣地，不需要額外電路以支援該MELT測試，例如一繼電器及/或分歧網路，由此減小導入測試結果的不正確性。
以上所揭示之特殊實施例僅為說明例，因為受益於本文中之教示的熟習此項技術者明白可以不同但等效的方式修飾及實踐本發明。此外，除如以下請求項中之所描述外，對所示的本文中之架構或設計的詳細內容並無限制。因此，顯然可變更或修飾以上所揭示之特殊實施例且所有變動被視為在本發明之範圍及精神內。相應地，本文中所尋求的保護係如以下請求項中之詳細解釋。
100‧‧‧通信系統
110‧‧‧中央局
115‧‧‧光鏈路
120‧‧‧多服務接入平台
130‧‧‧線路卡
140‧‧‧客戶端設備
150‧‧‧雙絞線連接件
200‧‧‧被動式光纖網路介面
210‧‧‧線路卡控制器
220‧‧‧DSL數位信號處理器/類比前端單元
230‧‧‧金屬線測試(MELT)控制器
232‧‧‧電阻器
234‧‧‧電阻器
240‧‧‧驅動器電路
250‧‧‧DSL驅動器
260‧‧‧MELT驅動器
270‧‧‧隔離變壓器
272A‧‧‧中心分接頭
272B‧‧‧中心分接頭
274A‧‧‧線路側線圈
274B‧‧‧線路側線圈
276‧‧‧電容器
280‧‧‧提供者電路
285‧‧‧用戶電路
290‧‧‧端線
295‧‧‧環形線
圖1係根據本發明之一說明性實施例的一通信系統之一簡化方塊圖；及圖2係於圖1之通信系統中所使用的一線路卡之一簡化方塊圖。
100．．．通信系統
110．．．中央局
120．．．多服務接入平台
130．．．線路卡
140．．．客戶端設備
150．．．雙絞線連接件

Claims (20)

  1. 一種對一通信系統執行金屬線測試的裝置，該通信系統包含一隔離變壓器，其位於可操作以提供一數位用戶線信號的一提供者電路與一用戶電路之間，該隔離變壓器具有一中心分接頭，該裝置包括：一金屬線測試驅動器，其包含用於耦合至在一用戶電路側上的該隔離變壓器之該中心分接頭的至少一端子且可操作以將一測試信號注入(inject)該中心分接頭；及一金屬線測試控制器，其具有用於耦合至該用戶電路的至少一端子且可操作以感測該用戶電路對該測試信號之一回應。
  2. 如請求項1之裝置，其中該測試信號包括一直流信號。
  3. 如請求項1之裝置，其中該金屬線測試控制器係耦合至該金屬線測試驅動器且可操作以組態該測試信號。
  4. 如請求項1之裝置，其中該隔離變壓器包含耦合至該用戶電路之一第一線的一第一線圈、耦合至該用戶電路之一第二線的一第二線圈，且該金屬線測試驅動器之該至少一端子包括於該中心分接頭處用以耦合至該第一線圈的一第一端子，及於該中心分接頭處用以耦合至該第二線圈的一第二端子。
  5. 如請求項4之裝置，其中該金屬線測試控制器之該至少一端子包括用於耦合至該第一線的一第一端子及用於耦合至該第二線的一第二端子。
  6. 如請求項4之裝置，其中該隔離變壓器包括耦合於該第 一線圈與該第二線圈之間的一電容器，且該第一端子及該第二端子係橫跨該電容器而耦合。
  7. 一種通信系統，其包括：一提供者電路，其可操作以提供一數位用戶線信號；一用戶電路；一隔離變壓器，其耦合於該提供者電路與該用戶電路之間，且具有耦合至該用戶電路之一第一線的一第一線圈、耦合至該用戶電路之一第二線的一第二線圈，及界定於該第一線圈與該第二線圈之間的一中心分接頭；一金屬線測試驅動器，其耦合至在一用戶電路側上的該隔離變壓器之該中心分接頭且可操作以將一測試信號注入該用戶電路；及一金屬線測試控制器，其耦合至該第一線及該第二線，且可操作以感測該用戶電路對該測試信號之一回應。
  8. 如請求項7之系統，其中該測試信號包括一直流信號。
  9. 如請求項7之系統，其中該金屬線測試控制器係耦合至該金屬線測試驅動器且可操作以組態該測試信號。
  10. 如請求項7之系統，其進一步包括耦合於該金屬線測試控制器與該第一線之間的一第一電阻器，及耦合於該金屬線測試控制器與該第二線之間的一第二電阻器。
  11. 如請求項7之系統，其中該隔離變壓器包括耦合於該第一線圈及該第二線圈之間的一電容器，且該金屬線測試驅動器包含橫跨該電容器而耦合的第一端子及第二端 子。
  12. 如請求項7之系統，其中該金屬線測試驅動器包含耦合至該中心分接頭及可操作以提供該測試信號的第一端子及第二端子，且該測試信號包括一差分信號。
  13. 如請求項7之系統，其中該提供者電路係可操作以在該金屬線測試驅動器注入該測試信號及該金屬線測試控制器感測該回應的一時段期間維持該數位用戶線信號。
  14. 一種對一通信系統執行金屬線測試的方法，該通信系統包含一隔離變壓器，其位於可操作以提供一數位用戶線信號的一提供者電路與一用戶電路之間，該隔離變壓器具有一中心分接頭，該方法包括：於在一用戶電路側上的該隔離變壓器之該中心分接頭處注入一測試信號；及感測該用戶電路對該測試信號之一回應。
  15. 如請求項14之方法，其中該測試信號包括一直流信號。
  16. 如請求項14之方法，其中該隔離變壓器包括耦合至該用戶電路之一第一線的一第一線圈、耦合至該用戶電路之一第二線的一第二線圈，且該中心分接頭係界定於該第一線圈與該第二線圈之間，且其中注入該測試信號包括注入該測試信號於該第一線圈與該第二線圈之間。
  17. 如請求項16之方法，其中該測試信號包括一差分信號。
  18. 如請求項14之方法，其中該隔離變壓器包括耦合至該用戶電路之一第一線的一第一線圈、耦合至該用戶電路之一第二線的一第二線圈，及耦合於該第一線圈與該第二 線圈之間的一電容器，且其中注入該測試信號包括注入橫跨該電容器的該測試信號。
  19. 如請求項18之方法，其中該測試信號包括一差分信號。
  20. 如請求項14之方法，其進一步包括在包含注入該測試信號及感測該回應的一時段期間維持該數位用戶線信號。
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