TWI430612B - Remote line switching and status reading device - Google Patents

Description

遠端線路切換與狀態讀取裝置

本發明係關於一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，係安裝於機房外的局供設備與所屬用戶線路進行障礙判定之技術領域，特別是指利用遠端線路切換與狀態讀取裝置，使得如光纖到路邊(FTTC)、光纖到家(FTTH)等局供設備外移的架構下，仍舊可以集中於測量台，正確而有效率的判定寬頻傳輸系統的用戶障礙區隔。

由於網際網路的發達，用戶對於高速寬頻的需求日益迫切，為能達到提高用戶頻寬並克服銅線電纜本身既有對高頻的衰減因素，只能將原本安裝於機房端的設備不斷的外移至距用戶較近的地點，如路邊交接箱，機房與交接箱間的線路則改採用光纜，但如此一來發生用戶障礙申告時，由於寬頻設備至機房是光纜，而且一般用戶話機線纜也被寬頻設備所併入收容，因而無法如傳統電纜般由測量台先行障礙判斷是屬於局內側、局外側線路或是用戶設備的問題，只能由外線查修人員帶著設備親赴交接箱或是用戶家中做逐點的障礙排除，於廣大的轄局範圍內不斷地奔波往返，不但費力費時且效率不彰。

由此可見，上述習用方式仍有諸多不足，實非一良善之設計，而亟待加以改良。

本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本件一種遠端線路切換與狀態讀取裝置。

本發明之目的在於使原本無法量測局供設備外移架構下的用戶設備與線路，可以在局內延用既有的窄、寬頻線路測試器，並可以透過回傳的狀態讀取裝置，明確判定用戶的障礙類別，大幅減少外線查修人員來回奔波的頻率與提高效能。

可達成上述發明目的之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其組成包含：一供電轉換單元，係提供各單元使用之穩定的電壓準位、一線路切換繼電器群組單元，係可依命令格式內容之要求，將待測之寬頻用戶線對切換至測試專用纜線或遠端局供設備之備用用戶埠，或是將待測用戶的寬頻供裝埠切換至用戶設備光電轉換單元、一雙向通訊與控制核心單元，係負責接收與回應測量台的測試命令，並控制其他單元的運作、一用戶設備光電轉換單元，係可依命令，與待測用戶的寬頻供裝埠做連線搭接測試，並將用戶設備之燈號實況轉成電壓的型式送出、一用戶設備供電啟閉單元，係可依命令，提供或關閉給用戶設備光電轉換單元電力、一連線狀態讀取回應單元，係可對用戶設備光電轉換單元的輸出進行判讀，並將結果以雙音複頻(DTMF)的模式送出、一線路耦合及測試單元，係可將雙音複頻封包內容耦合至專用線纜，以做為電信機房測量台與本裝置間的通訊命令往返之用；其中，係取用原已佈放至收容局供寬頻設備箱體內的一般無用戶銅纜線對，做為本裝置與測量台間的通訊、測試與回應用專線，搭配局內測試設備控制用戶的寬頻配線電纜做對應之線路切換，另開啟參考之用戶設備進行連線測試，由光電轉換單元將狀態讀出並回傳，通訊方法均採取雙音複頻(DTMF)的模式加以編碼，承載搭接、釋放與路由訊息等相關資料，再由雙向通訊與控制核心單元進行驅動與編碼回傳等。

請參閱圖一至圖四所示，為本發明一種遠端線路切換與狀態讀取裝置之架構圖，包含有：一供電轉換單元1，其係利用光化交接箱或用戶大樓電信室內的交流(AC)市電電源(110V或其它電壓準位)或直流(DC)供電系統，變壓轉換提供給本裝置各單元所使用穩定的電壓準位；例如：可使用交流市電轉直流電源的供應器模組，直接獲取裝置中所須直流電壓的方式、可使用交流市電轉直流之轉接器降壓之後，再利用穩壓晶片的方式製作出所須直流電壓的方式、可使用變壓器將交流市電降壓之後，再利用整流電路與穩壓元件，製作出所須直流電壓的方式、或可使用直流轉直流的電源模組，直接製作出所須直流電壓的方式；一線路切換繼電器群組單元2，其係依命令格式內容之要求，將待測之寬頻用戶群線纜8，切換至通訊、測試、回應之專用纜線9做實線測試，或切換至遠端局供設備之備用用戶埠，做寬頻線路連線品質量測，或是將待測用戶的寬頻供裝埠切換至用戶設備光電轉換單元4，以進行連線測試；其中，該繼電器群組容量可依用戶數而定，可使用雙刀雙擲(簡稱DPDT)，或單刀單擲(簡稱SPST)，或光電型晶片(IC)通路開關，或電晶體開關的方式實施，具有斷電情況下不影響寬頻用戶纜線的透通功能(用戶之寬頻供裝埠直通寬頻用戶線纜)，並具有實體之寬頻用戶線纜搭接測試專用纜線(斷路型)、用戶之寬頻供裝埠搭接測試專用纜線(斷路型)與兩者同時搭接測試專用纜線(非斷路型)的功能；一雙向通訊與控制核心單元3，係由單晶片中央處理單元(CPU)、CPU重置電路、雙音複頻送收器晶片(DTMF IC)、繼電器驅動晶片所組成，其功能更包含(請參閱圖二所示)：一雙音複頻送收器(DTMF)31、一核心控制CPU單晶片32以及一線路切換繼電器群組驅動器33；其中，可將線路耦合及測試單元7所引入的信號，經由DTMF送收器31與核心控制CPU單晶片32的通訊封包解譯後，判斷是否為呼叫本裝置，若不是則不做任何動作，若是則依命令啟動線路切換繼電器群組驅動器33，或是通知用戶設備供電啟閉單元5開關電源，或是開啟連線狀態讀取回應單元6做回應，同時將處理狀態透過編譯與封包後，由DTMF送收器31經線路耦合及測試單元7回傳；其中，該核心控制CPU單晶片32更包含：CPU重置電路，其可使用手動重置之按壓型開關由硬體控制，再加上由軟體控制之獨立型看門狗晶片(Watch-Dog IC)，或手動重置之按壓型開關與內建看門狗功能的單晶片CPU方式；一用戶設備光電轉換單元4，係由用戶設備與光電轉換元件所組成，該光電轉換元件電路可直接應用高效率的光敏電阻，或光敏電阻加上電壓放大電路的方式實施，其可透過與寬頻供裝埠的連線，提供連線燈號實況經由光電轉換，將所轉化的電壓值提供給連線狀態讀取回應單元6，做進一步的解析；一用戶設備供電啟閉單元5，其係依雙向通訊與控制核心單元3的命令，對用戶設備光電轉換單元4提供電力與否，其可使用電源轉接座隔離的模式，利用繼電器將隔離的轉接座接通與關閉，除了可以節約電力的無謂耗損外，並可延長該單元的使用壽命；其中該用戶設備供電啟閉單元可使用交流市電轉直流電源的供應器模組，直接獲取裝置中所須直流電壓的方式、可使用交流市電轉直流之轉接器降壓之後，再利用穩壓電路的方式製作出所須直流電壓的方式、可使用變壓器將交流市電降壓之後，再利用整流電路與穩壓元件，製作出所須直流電壓的方式，以及可使用直流轉直流的電源模組，直接製作出所須直流電壓的方式；一連線狀態讀取回應單元6，其功能更包含(如圖三所示)：一DTMF送收器61、一連線狀態回應CPU單晶片62以及一亮滅(ON-OFF)電信號比較器63；其中，連線狀態回應CPU單晶片62平時不動作(亦即idle)，一但被雙向通訊與控制核心單元3開啟後，將透過ON-OFF電信號比較器63所設定的門檻電壓值，做用戶設備狀態燈號亮滅的判斷，同時將結果依內定之通訊格式編碼帶入封包中，再由DTMF送收器61經線路耦合及測試單元7回傳；一線路耦合及測試單元7，其電路圖如圖四所示：其係做為電信機房測量台與本裝置間的通訊命令往返之用，可視為一溝通平台，乃由線路通訊耦合變壓器71的T1與T2，將DTMF封包內容經由外部通訊、回應之專用纜線91予以傳遞，並採用橋式整流器72負載兼容線路正、反極性的問題，另外，為防制可能的雷擊為害，加裝避雷管(Gas-Tube)與正溫度係數電阻(PTCR)元件等之突波保護電路73；其中該自復型正溫度係數電阻(PTCR)的突波保護電路，係可使用熔斷型保險絲，或限電流電路設計的方式實施；其中，避雷管(Gas-Tube)的突波保護電路，係可使用突波吸收器，或過電壓保護IC，或二極體等獨立元件的方式實施；其中，測試專用纜線92，則是配合窄頻測試器透過繼電器(K1)的搭接，做用戶線路的實線品質測試，該繼電器(K1)係可使用雙刀雙擲(DPDT)，或單刀單擲(SPST)，或光電型IC通路開關，或電晶體開關的方式實施。

本發明所提供之種遠端線路切換與狀態讀取裝置，與其他習用技術相互比較時，更具備下列優點：

1.藉由本裝置之安裝，不但可以解決因機房端的設備外移及通訊光纜化因素，所造成無法障礙判斷的缺點，同時也可利用測量台原有之寬、窄頻測試器，而無須新設備的重覆投資。

2.藉由本裝置之安裝，可以即刻而正確的了解到用戶障礙申告的類別，針對問題排除障礙，大幅減少外線查修人員來回奔波查測障礙的頻率，大幅度提高障礙查修的效能，其經濟效益非常明顯。

上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本發明之專利範圍，凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。

綜上所述，本案不但在技術思想上確屬創新，並能較習用物品增進上述多項功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定發明專利要件，爰依法提出申請，懇請　貴局核准本件發明專利申請案，以勵發明，至感德便。

1．．．供電轉換單元

2．．．線路切換繼電器群組單元

3．．．雙向通訊與控制核心單元

4．．．用戶設備光電轉換單元

5．．．用戶設備供電啟閉單元

6．．．連線狀態讀取回應單元

7．．．線路耦合及測試單元

8．．．寬頻用戶群線纜

9．．．通訊、測試、回應之專用線纜對

31．．．DTMF送收器

32．．．核心控制CPU單晶片

33．．．線路切換繼電器群組驅動器

61．．．DTMF送收器

62．．．連線狀態回應CPU單晶片

63．．．ON-OFF電信號比較器

71．．．線路通訊耦合變壓器

72．．．橋式整流器

73．．．突波保護電路

91．．．外部通訊、回應之專用纜線

92．．．測試專用纜線

圖一為本發明一種遠端線路切換與狀態讀取裝置之架構圖；

圖二為本發明一種遠端線路切換與狀態讀取裝置之雙向通訊與控制核心單元之功能方塊圖；

圖三為本發明一種遠端線路切換與狀態讀取裝置之連線狀態讀取回應單元之之功能方塊圖；

圖四為本發明一種遠端線路切換與狀態讀取裝置之線路耦合及測試單元之電路圖。

1．．．供電轉換單元

2．．．線路切換繼電器群組單元

3．．．雙向通訊與控制核心單元

4．．．用戶設備光電轉換單元

5．．．用戶設備供電啟閉單元

6．．．連線狀態讀取回應單元

7．．．線路耦合及測試單元

8．．．寬頻用戶群線纜

9．．．通訊、測試、回應之專用線纜對

Claims (21)

1. 一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，包含：一供電轉換單元，係利用箱體內的電源，經變壓轉換提供給各單元所使用穩定的電壓準位；一線路切換繼電器群組單元，係可依命令格式內容之要求，將待測之寬頻用戶線對切換至測試專用纜線或遠端局供設備之備用用戶埠，或是將待測用戶的寬頻供裝埠切換至用戶設備光電轉換單元，以進行測試；一雙向通訊與控制核心單元，係負責接收與回應測量台的測試命令，並控制其他單元的運作；一用戶設備光電轉換單元，係由一用戶設備與光電轉換元件電路所組成，依雙向通訊與控制核心單元的命令，與待測用戶的寬頻供裝埠做連線搭接測試，並將用戶設備之燈號實況轉成電壓的型式送出；一用戶設備供電啟閉單元，係依雙向通訊與控制核心單元的命令，提供或關閉給用戶設備光電轉換單元電力；一連線狀態讀取回應單元，係可由雙向通訊與控制核心單元啟動後，將用戶設備光電轉換單元所傳來的電壓，與所設定的門檻電壓值做比較判讀，並將結果依內定的通訊格式編碼帶入封包內，並以雙音複頻的模式送出；一線路耦合及測試單元，係可將雙音複頻封包內容耦合至專用線纜，以做為電信機房測量台與本裝置間的通訊命令往返之用。
2. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該供電轉換單元可使用交流市電轉直流電源的供應器模組，直接獲取裝置中所須直流電壓的方式。
3. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該供電轉換單元可使用交流市電轉直流之轉接器降壓之後，再利用穩壓電路的方式製作出所須直流電壓的方式。
4. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該供電轉換單元可使用變壓器將交流市電降壓之後，再利用整流電路與穩壓元件，製作出所須直流電壓的方式。
5. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該供電轉換單元可使用直流轉直流的電源模組，直接製作出所須直流電壓的方式。
6. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該線路切換繼電器群組單元的繼電器，可使用雙刀雙擲(DPDT)，或單刀單擲(SPST)，或光電型晶片通路開關，或電晶體開關的方式。
7. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該線路切換繼電器群組單元之功能為：用戶之寬頻供裝埠直通寬頻用戶線纜，於斷電情況下不影響寬頻用戶纜線的透通功能。
8. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該線路切換繼電器群組單元之功能為：具有實體之斷路型寬頻用戶線纜搭接測試專用纜線、用戶之斷路型寬頻供裝埠搭接測試專用纜線與兩者同時搭接非斷路型測試專用纜線的功能。
9. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該雙向通訊與控制核心單元，更包含：一雙音複頻送收器，係可接收及回應線路耦合及測試單元的信號；一核心控制中央處理單元單晶片，係可解譯雙音複頻送收器接收的信號，並將處理結果編譯由雙音複頻送收器回應；一線路切換繼電器群組驅動器，係接受核心控制中央處理單元單晶片的命令，啟動線路切換繼電器群組單元。
10. 如申請專利範圍第9項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該核心控制中央處理單元單晶片更包含中央處理單元重置電路，其可使用手動重置之按壓型開關由硬體控制，再加上由軟體控制之獨立型看門狗晶片，或手動重置之按壓型開關與內建看門狗功能的單晶片中央處理單元方式。
11. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該用戶設備光電轉換單元的光電轉換元件電路，可直接應用高效率的光敏電阻，或光敏電阻加上電壓放大電路的方式。
12. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該用戶設備供電啟閉單元，可使用電源轉接座隔離的模式，直接將該用戶設備原始提供的電源供應器，利用繼電器將隔離的轉接座接通與關閉的方式。
13. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該用戶設備供電啟閉單元可使用交流市電轉直流電源的供應器模組，直接獲取裝置中所須直流電壓的方式。
14. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該用戶設備供電啟閉單元可使用交流市電轉直流之轉接器降壓之後，再利用穩壓電路的方式製作出所須直流電壓的方式。
15. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該用戶設備供電啟閉單元可使用變壓器將交流市電降壓之後，再利用整流電路與穩壓元件，製作出所須直流電壓的方式。
16. 如申請專利範圍第1項所述之一種遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該用戶設備供電啟閉單元可使用直流轉直流的電源模組，直接製作出所須直流電壓的方式。
17. 如申請專利範圍第1項所述之遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該線路耦合及測試單元的通訊線路耦合，可使用通訊變壓器間接耦合，或電容直接耦合的方式。
18. 如申請專利範圍第1項所述之遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該線路耦合及測試單元更包含一自復型正溫度係數電阻(PTCR)的突波保護電路，係可使用熔斷型保險絲，或限電流電路設計的方式。
19. 如申請專利範圍第1項所述之遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該線路耦合及測試單元更包含一避雷管(Gas-Tube)的突波保護電路，係可使用突波吸收器，或過電壓保護電路，或二極體等獨立元件的方式。
20. 如申請專利範圍第1項所述之遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該線路耦合及測試單元更可透過專用纜線，以繼電器搭接窄頻測試器，做用戶線路的實線品質測試。
21. 如申請專利範圍第20項所述之遠端線路切換與狀態讀取裝置，其中該繼電器可使用雙刀雙擲(DPDT)，或單刀單擲(SPST)，或光電型電路通路開關，或電晶體開關的方式。