專利名稱：Adsl線路參數(shù)的測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子通信線路參數(shù)的測試方法，特別是涉及一種ADSL線路參數(shù)的測試方法。
背景技術(shù)：
非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Line)做為一種高速接入Internet的技術(shù)，其應(yīng)用正在變得日益廣泛。該技術(shù)采用數(shù)字編碼技術(shù)和調(diào)制解調(diào)技術(shù)在常規(guī)的用戶銅質(zhì)雙絞線(普通電話線)上傳送寬帶信號。
用戶線測試的主要目的在于檢驗銅線對高頻信號的傳輸能力(只有在符合一定指標(biāo)的用戶線上開展ADSL業(yè)務(wù)，才能保障ADSL業(yè)務(wù)質(zhì)量)。用戶線測試的另一目標(biāo)是確定ADSL業(yè)務(wù)最終能提供給客戶的服務(wù)質(zhì)量，通常是指最高的上行/下行速率。另外，測試還應(yīng)能夠?qū)δ承┰斐删€路不好的故障進(jìn)行定性判斷，以便排除。對用戶線進(jìn)行測試，主要是測試影響ADSL數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊懸蛩卦斐傻挠绊憽?br> 影響ADSL傳輸?shù)淖钪饕囊蛩厥切旁氡?。此外ADSL對于不同質(zhì)量的線路，其表現(xiàn)也有較大的差異，在現(xiàn)有的較長距離的銅質(zhì)雙絞線上傳送數(shù)據(jù)，其傳輸距離越長對信號的衰減也越嚴(yán)重。引起信號衰減的因素是線路在ADSL傳輸頻帶內(nèi)的插入損耗。引起插入損耗的相關(guān)因素主要包括線路長度、線路電感和橋接抽頭。線路長度ADSL技術(shù)利用銅線的高頻特性進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，銅線越長，高頻部分的衰減就越大。能應(yīng)用ADSL傳輸?shù)木€路最長的典型值為4Km，準(zhǔn)確傳輸?shù)淖畲箝L度根據(jù)銅線規(guī)格、線路狀況而定。線路電感對高頻信號有很大的衰減，因此在開通ADSL業(yè)務(wù)時應(yīng)去除加感線圈。橋接抽頭是跨接在銅線上未用的支路線路，靠近ADSL Modem附件的橋接抽頭上的反射信號具有一定的功率，可能會抵消從遠(yuǎn)端傳來的有用的信號脈沖。因此，用戶在申請此類業(yè)務(wù)時，電信公司或Internet接入服務(wù)提供商(ISP，InternetService Provider)必須確定該用戶的銅電纜是否具備開通此類業(yè)務(wù)的能力。同樣，在用戶使用過程中，若發(fā)生業(yè)務(wù)中斷或網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量不高的情況時，電信公司或ISP也必須確定影響業(yè)務(wù)運行的因素。
現(xiàn)有技術(shù)中，ADSL線路測試方法采用時域反射TDR或頻域反射FDR技術(shù)。時域反射TDR技術(shù)測試的方法是TDR在被測線對中發(fā)送高頻脈沖測試信號給被測線路，同時監(jiān)測信號在該線對的反射相位和強(qiáng)度，如果測試信號在通過電纜時遇到一個阻抗的突變，則部分或所有的信號會反射回來，TDR接收該反射信號，并根據(jù)反射信號的時延、大小以及極性計算該被測試線路的線路參數(shù)。
頻域反射FDR技術(shù)測試的方法是FDR通過發(fā)送特定頻帶的掃頻測試信號給被測試線路，該信號在被測試線路傳輸過程中，在導(dǎo)體阻抗不匹配處會產(chǎn)生較強(qiáng)的和發(fā)射信號同樣頻率但不同時段的反射信號，F(xiàn)DR接收該反射信號，并通過傅立葉轉(zhuǎn)換方式分析該反射信號，并且通過量測反射信號峰值的頻率換算出到線路障礙點的距離。
由于TDR和FDR技術(shù)都是基于在線間對被測試線路發(fā)送高頻(脈沖)信號，該信號在雙絞線線路阻抗變化點產(chǎn)生反射信號，通過分析該反射信號，計算被測試線路的線路參數(shù)，所以這種技術(shù)適用于純線路測試，但對于終端阻抗匹配良好的線路，反射就不會產(chǎn)生，TDR和FDR測試就會收不到反射信號，從而無法進(jìn)行測試；當(dāng)終端主動發(fā)出信號時(ADSL modem上電后會主動發(fā)送握手信號)，信號的幅度淹沒了TDR或FDR的反射信號，從而造成測試不準(zhǔn)。這樣采用TDR或FDR測試技術(shù)測試ADSL線路的局限性很大。
另外由于TDR和FDR技術(shù)都是發(fā)射高頻脈沖激勵信號來測試的，其中寬帶噪聲測試是直接測量被測雙絞線對的線間噪聲，如圖1所示，測試接入點在配線架210和局端接入復(fù)用設(shè)備(DSLAM，Digital Subscriber Line AccessMultiplexer)220內(nèi)置分離器221之間，由于分離器內(nèi)置低通濾波器，僅讓4300赫茲以下信號傳輸?shù)浇粨Q機(jī)，以便阻止高頻信號傳輸?shù)浇粨Q機(jī)的作用，所以高頻信號無法從交換機(jī)側(cè)通過DSLAM 220的內(nèi)置分離器221送到線路上，而用戶線路的線間寬帶噪聲也不能通過分離器傳到交換機(jī)側(cè)，所以現(xiàn)有的測試技術(shù)都只能在配線架和局端分離器之間用人工插入方式或在帶測試總線的DSLAM環(huán)境下進(jìn)行測試，對于現(xiàn)在大量的在用的不帶測試總線的DSLAM，采用TDR或FDR技術(shù)的測試設(shè)備都不能利用現(xiàn)有交換機(jī)抓線功能的方式進(jìn)行ADSL線路測試。在這種情況下，它們只能在DSLAM 220和用戶線路230之間采用加配繼電器抓線矩陣的方法，才能進(jìn)行純寬帶測試，這種方式給電信運營商帶來嚴(yán)重問題是成本太高、增加故障點、增加管理難度和維護(hù)難度。
綜上分析可以看出現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足現(xiàn)有技術(shù)中對于終端阻抗匹配良好的線路或者主動發(fā)信號的終端，TDR和FDR測試技術(shù)就會收不到信號反射或反射信號受到干擾，從而造成測試不準(zhǔn)的缺陷。再者，對于現(xiàn)在大量在用的不帶測試總線的DSLAM，由于DSLAM內(nèi)置分離器的影響，現(xiàn)有的ADSL寬帶測試設(shè)備都不能利用現(xiàn)有交換機(jī)抓線功能的方式進(jìn)行ADSL線路參數(shù)測試，從而難以進(jìn)行全自動線路測試，進(jìn)而導(dǎo)致電信運營商面臨對現(xiàn)有ADSL設(shè)備維護(hù)困難的局面。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種ADSL線路測試方法，利用該方法能夠解決線路參數(shù)測試不受終端類型與狀態(tài)的干擾，并且解決了現(xiàn)有技術(shù)不能利用交換機(jī)抓線功能測試ADSL線路參數(shù)而導(dǎo)致電信運營商面臨對現(xiàn)有ADSL設(shè)備維護(hù)困難的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種ADSL線路參數(shù)測試方法，用于測試包括兩條外線a、b的分布電阻的等效串接電阻R1、R2，兩條外線a、b和地的分布電容的等效電容Cag、Cbg以及連接在兩條外線間的等效電容Cab的ADSL線路參數(shù)，該方法包括分別將被測試線路的其中一條外線接地，另外一條未接地的外線串接測試電路，發(fā)送激勵信號給被測試線路，對所述激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣，根據(jù)采樣結(jié)果測出被測試線路的對地和線間混合參數(shù)；
將被測試線路的二條外線短接，接入測試電路，發(fā)送激勵信號給被測試線路，對所述激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣，根據(jù)采樣結(jié)果測出被測試線路的對地混合參數(shù)；利用上述參數(shù)的數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的線路參數(shù)。
該方法還包括將二條外線短接，接入測試電路，測試被測線路對地的共模噪聲信號；對共模噪聲信號進(jìn)行采樣，根據(jù)采樣結(jié)果計算出共模噪聲功率譜密度。
其中，所述測試電路包括信號發(fā)生單元及雙A/D采樣單元，所述信號發(fā)生單元產(chǎn)生激勵信號給接入的被測試線路，所述雙A/D采樣單元分別同時對所述激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣。
其中，所述測試電路還包括低噪聲信號放大單元，所述信號放大單元用于對采樣的信號進(jìn)行放大。
其中，所述激勵信號為頻率在500赫茲到3000赫茲之間，電平在2伏以下的正弦或余弦波。
其中，所述激勵信號為頻率在500赫茲以下，電平在2伏以下的正弦或余弦波。
其中，所述被測試線路的對地混合參數(shù)為外線a接地時被測試線路的對地阻抗實部值R1，外線b接地時被測試線路的對地阻抗實部值R2；所述被測試線路的線間混合參數(shù)為被測試線路短接時的對地阻抗實部值R3。
其中，所述被測試線路的對地混合參數(shù)為外線a接地時被測試線路的對地電容C1，外線b接地時被測試線路的對地電容C2；所述被測試線路的線間混合參數(shù)為被測試線路短接時的對地電容C3。
其中，所述利用上述參數(shù)的數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的線路參數(shù)具體包括計算被測試線路的實際電容值Cab＝(C1+C2-C3)/2，Cag＝(C1+C3-C2)/2，Cbg＝(C2+C3-C1)/2；計算被測試線路的長度L＝min(Cag，Cbg)×K，所述K為經(jīng)驗系數(shù)；當(dāng)R1≈R2時，計算被測試線路的環(huán)阻R1p＝N×R3×(1+Lg(L/M))；所述N、M為經(jīng)驗系數(shù)；計算線路插入損耗IL=[m*F*Rlp/(k*L)+n*Rlp/(k*L)]*q*L,]]>所述F為ADSL各子載波頻率，m、n、k、q為經(jīng)驗系數(shù)。
其中，所述測試電路包括A/D采樣單元、處理單元DSP、可編程增益寬帶放大單元、高輸入阻抗寬帶放大單元及線路切換單元；共模噪聲信號，通過采樣單元A/D采樣，送至處理單元DSP進(jìn)行分析，提取共模噪聲最大值，根據(jù)該最大值調(diào)整放大器增益值，使送到測試電路的噪聲電平在合適的范圍內(nèi)。
其中，所述測試被測線路對地的共模噪聲的過程具體為測試頻率在26千赫茲至1104千赫茲范圍內(nèi)的被測線路對地的噪聲功率譜密度數(shù)據(jù)與縱向平衡值。
其中，所述根據(jù)采樣結(jié)果計算共模噪聲功率譜密度的過程具體包括被測線路的噪聲功率譜密度數(shù)據(jù)與縱向平衡值相減；取差值。
其中，在測試前還包括對線路進(jìn)行放電。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果通過測試被測線路對地的線路參數(shù)，避免了連接在用戶線對間的用戶終端的影響；而且因為接在用戶線對間的終端的特性和它們發(fā)出的信號只在線間形成回路，沒有對地的信號回路，所以本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)線路參數(shù)測試不受終端類型與狀態(tài)的干擾。
另外本發(fā)明的測試方法的激勵信號的頻率在3000赫茲以下時，可以順利通過局端分離器的高低通濾波器；利用a線、b線短接的共模狀態(tài)巧妙地使局端分離器兩線電感共扼，最大限度地抵消了分離器電感的影響；用戶線的共模噪聲實際上是電纜內(nèi)線對之間的串?dāng)_噪聲，在共模狀態(tài)，用戶線的共模噪聲可以順利的通過局端分離器到達(dá)交換機(jī)側(cè)，因此本發(fā)明可以直接測量用戶線路的寬帶共模噪聲，利用它和線路縱向平衡參數(shù)的關(guān)系轉(zhuǎn)換為線間串?dāng)_噪聲，避開直接測試線間寬帶噪聲，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在交換機(jī)抓線的條件下，進(jìn)行自動ADSL線路測試，同時也支持在DSLAM實現(xiàn)抓線功能的條件下，進(jìn)行自動寬帶測試功能，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能利用交換機(jī)抓線功能測試ADSL線路參數(shù)而導(dǎo)致電信運營商對現(xiàn)有ADSL設(shè)備面臨維護(hù)測試?yán)щy的問題。


圖1是ADSL的傳輸網(wǎng)絡(luò)圖；圖2是實施本發(fā)明的線路測試儀的原理框圖；圖3是線路測試儀內(nèi)部的線路測試板的原理框圖；圖4是被測試電路模型圖；圖5是本發(fā)明的具體操作流程圖；圖6是低頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試流程圖；圖7是實施本發(fā)明中高、低頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試的測試電路原理圖；圖8是高頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試流程圖；圖9是共模噪聲測試流程圖；圖10是實施本發(fā)明中共模噪聲測試的測試電路原理圖；圖11是局端DSLAM內(nèi)置分離器的基本結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明公開一種ADSL線路測試方法，該方法應(yīng)用于包括線路測試板的測試儀，如圖2所示，該測試儀包括主控板110、ATU-R板120、ATU-C板130、狀態(tài)顯示板140和線路測試板150，所述主控板110通過顯示接口111連接狀態(tài)顯示板140，所述ATU-R板120通過混合接口121與ATU-C板130的混合接口131互連，并通過互連通道連接主控板110的混合接口113，所述線路測試板150通過HPI接口151連接主控板110的HPI接口112，主控板110通過HPI接口控制線路測試板150對線路進(jìn)行測試，測試后的數(shù)據(jù)經(jīng)線路測試板150采集并處理，處理結(jié)果通過線路測試板150的HPI接口151、主控板110的HPI接口112，傳送到主控板110，并通過RS232接口114傳送到測試服務(wù)器160。
如圖3所示，所述線路測試板LTB板以DSP為核心，結(jié)合CPLD、FPGA實時高速雙路12位寬帶AD采樣電路、精密DDS、低噪聲寬帶PGA、高共模輸入AMP、精密可編程恒流源、繼電器物理線路切換單元，共同完成測試激勵、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字濾波、頻域變換和信號分析功能，實現(xiàn)對被測試線路對地參數(shù)及線間參數(shù)的測試。
線路測試板從功能上劃分為三個單元，即采集處理單元330、控制單元320、測試單元310；所述采集處理單元330包括數(shù)字信號處理器DSP、放大器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)、存儲器RAM等，所述控制單元320包括切換裝置(如繼電器等)、復(fù)雜可編程邏輯器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)等，所述測試單元310包括可調(diào)恒流子單元、話機(jī)接口子單元、信號激勵子單元；所述可調(diào)恒流子單元包括放電電阻、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、MOS管、低壓運放和穩(wěn)壓源；所述話機(jī)接口子單元包括放電電阻和恒流源，其中恒流源可以為三極管和穩(wěn)壓模塊組成；所述信號激勵子單元包括放電電阻、直接數(shù)字合成器等。
主控板通過HPI接口向線路測試板加載測試命令，線路測試板的采集處理單元330控制CPLD驅(qū)動繼電器短接測試線路，共模噪聲經(jīng)由低噪聲運放和可調(diào)增益放大器組成的寬帶測試通道放大后送到采集處理單元330的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS803，采集處理單元330的DSP通過FPGA控制ADS803把線路的噪聲信號數(shù)據(jù)采集到RAM；采集完成后，DSP控制所有測試資源釋放，DSP對采集的數(shù)據(jù)采用FFT傅立葉變換進(jìn)行頻域變換分析，計算出線路共模噪聲功率譜密度和均方根值，然后將處理結(jié)果經(jīng)HPI接口傳送至主控板，最后通過RS232接口送到測試服務(wù)器。
主控板通過HPI接口向線路測試板加載測試命令，線路測試板的采集處理單元330中的DSP控制CPLD驅(qū)動控制單元320中的繼電器將放電電阻接入測試總線，放電后復(fù)原；采集和處理單元330中的DSP通過控制單元的CPLD向數(shù)模轉(zhuǎn)換器發(fā)送數(shù)據(jù)，低壓運放和MOS管及其源極電阻使該電壓轉(zhuǎn)換為電流，通過主測試總線向測試對象發(fā)送恒定電流，測試對象響應(yīng)后，產(chǎn)生零狀態(tài)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)，采集處理單元330中的DSP通過FPGA控制ADS803將測試對象的線路的零狀態(tài)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并送入RAM進(jìn)行處理，采集完成后，DSP釋放所有測試資源控制，在進(jìn)行處理的過程中，DSP對采集的數(shù)據(jù)采用自適應(yīng)平滑濾波、分段分析和最小二乘法分析的辦法，消除干擾，計算出線路的各項電阻和電容，處理結(jié)果經(jīng)HPI接口傳送至主控板，然后通過狀態(tài)RS232接口送到測試服務(wù)器。
主控板通過HPI接口向線路測試板加載測試命令，線路測試板的采集處理單元330中的DSP控制CPLD驅(qū)動控制單元320中的繼電器將由三極管、穩(wěn)壓模塊組成的恒流源接入測試總線，使測試線路充電到預(yù)定電壓，然后采集處理單元330中的DSP驅(qū)動控制單元320中的繼電器接入放電電阻，切斷恒流源，被測試對象電路進(jìn)入放電狀態(tài)；同時采集處理單元330中的DSP通過FPGA控制ADS803將測試線路的放電響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，送入RAM進(jìn)行處理；采集完成后，DSP控制所有測試資源釋放，采集處理單元330中的DSP對采集的數(shù)據(jù)采用自適應(yīng)平滑濾波、分段分析和最小乘法分析等辦法，消除干擾，計算出線路的各項電阻和電容，處理結(jié)果經(jīng)HPI接口傳送至主控板，然后通過RS232接口送到測試服務(wù)器。
主控板通過HPI接口向線路測試板加載測試命令，線路測試板的采集處理單元330中的DSP控制CPLD驅(qū)動控制單元320中的繼電器將放電電阻接入測試總線，放電后切斷；采集處理單元330中的DSP通過CPLD控制直接數(shù)字合成器產(chǎn)生單一頻率的正弦波，經(jīng)AD8016進(jìn)行功率放大，通過繼電器接入測試總線，測試對象對激勵信號產(chǎn)生響應(yīng)，采集處理單元330對信號源曲線和測試線路的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集完成后，采集處理單元330中的DSP釋放所有測試資源控制，采集處理單元330中的DSP對采集的數(shù)據(jù)采用自適應(yīng)平滑濾波和FFT快速傅立葉變換算法分析，計算線路的交流阻抗參數(shù)虛部和實部，結(jié)合線路分布參數(shù)經(jīng)驗算法，計算出線路的長度、環(huán)阻和插入損耗，處理結(jié)果經(jīng)HPI接口傳送至主控板，然后通過RS232接口送到測試服務(wù)器。
本發(fā)明針對的被測試電路模型如圖4所示，該電路模型包括把兩條外線a、b的分布電阻等效為串接于外線上的電阻R1、R2，把兩條外線a、b和地的分布電容等效為電容Cag、Cbg以及連接于兩條外線間的電容Cab。
下面結(jié)合圖5對本發(fā)明的具體操作步驟進(jìn)行描述。
首先進(jìn)行預(yù)測試，即執(zhí)行步驟S301及步驟S302，其中步驟S301為進(jìn)行線路基本十二項參數(shù)測試，測試線路的線間和對地的交直流電壓、絕緣電阻和電容；其中步驟S302為通過線路的基本十二項參數(shù)值判斷線路是否有硬損傷，如斷線、混線、帶電、絕緣不良等現(xiàn)象；如果存在上述現(xiàn)象，則終止下面測試，返回故障提示；上述兩步驟中測試的十二項參數(shù)是線路最基本的參數(shù)，只有這些參數(shù)在正常范圍內(nèi)，才能保證線路能進(jìn)行基本的電話通信，排除最基本的線路硬損傷，在此基礎(chǔ)上才能談?wù)摼€路對ADSL的承載能力；而且因為以后的測試中要把被測線路的a線、b線和地分別互相短接，所以要測試基本十二項參數(shù)，以便確認(rèn)線路不能存在太高的電壓，以免損壞測試設(shè)備；經(jīng)過預(yù)測試后，接著執(zhí)行步驟S303，即進(jìn)行低頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試，測得線路的線間和對地電容值，利用對地電容值計算出線路長度；然后執(zhí)行步驟S304，即進(jìn)行高頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試，測得線路的線間和對地阻抗實部值，利用對地阻抗實部值計算出線路環(huán)阻；接著執(zhí)行步驟S305，即利用線路長度和環(huán)阻參數(shù)計算出被測線路在ADSL頻帶內(nèi)的插入損耗；這里利用一個線路分布阻抗原理和經(jīng)驗得到的經(jīng)驗公式。這個結(jié)果和線間狀態(tài)無關(guān)；隨后執(zhí)行步驟S306，即進(jìn)行縱向平衡測試，在被測線路a、b線同時通過標(biāo)準(zhǔn)電阻對地之間加入正弦單頻信號源，測量該頻率下的線間信號電平，按標(biāo)準(zhǔn)公式計算出該電平和信號源電平的比值，得到被測線路的縱向平衡參數(shù)；這個參數(shù)代表了線路抵抗環(huán)境串?dāng)_噪聲的能力，也反映了在這條線路上開通ADSL業(yè)務(wù)時對其他線路造成的串?dāng)_防護(hù)能力；接著執(zhí)行步驟S307，即進(jìn)行共模噪聲測試，得到ADSL頻帶內(nèi)的線路共模噪聲功率譜密度；緊接著執(zhí)行步驟S308，即通過共模噪聲和縱向平衡值計算出線路的線間寬帶噪聲功率譜密度；步驟S308是用步驟S307得到的被測線路的共模噪聲功率譜密度，減去步驟S306得到的被測線路縱向平衡值，得到被測線路的等效線間寬帶噪聲；最后執(zhí)行步驟S309，即根據(jù)線路插入損耗和線間寬帶功率譜密度計算出線路最高可承載的ADSL上下行速率；步驟S309是利用步驟S308得到的被測線路的等效線間寬帶噪聲和步驟S305得到的被測線路插入損耗計算ADSL頻帶內(nèi)的信噪比，從而估算出被測線路承載ADSL的能力。最后兩個步驟是測試后的最后性能估算，通過最后性能估算，能夠確定線路的最終承載能力，實現(xiàn)在交換機(jī)抓線的條件下，進(jìn)行自動ADSL線路測試，同時也支持在DSLAM抓線的條件下，進(jìn)行自動寬帶測試功能。
在進(jìn)行高、低頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試測試時，測試的電路原理如附圖7所示，采用高速低噪聲雙A/D采樣電路同時對信號源和測試接入點進(jìn)行采樣。本發(fā)明在A/D采樣電路中采用了兩片型號為ADS803的12位高信噪比的數(shù)模轉(zhuǎn)換器和TL062寬帶雙運算放大器組成雙A/D采樣電路；信號源采用了可編程寬帶AD9832及直接數(shù)字合成器DDS芯片，它不僅用于本發(fā)明所采用的方法，也用于寬帶縱向平衡和寬帶頻響測試中；所有和被測線路連接的功能電路切換都使用了繼電器，當(dāng)然可以使用其它切換裝置進(jìn)行切換。
下面結(jié)合圖6對步驟S303，即如何進(jìn)行低頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試，測得線路的線間和對地電容值，利用對地電容值計算出線路長度進(jìn)行詳細(xì)的描述。
首先執(zhí)行步驟S401，具體操作為被測線路a線和地、a線和b線、b線和地之間接入放電電阻，對線路進(jìn)行放電，1秒后復(fù)原；對線路預(yù)先放電可以把上一步驟測試對線路造成的影響降到最低；隨后執(zhí)行步驟S402，即通過繼電器把b線接地，在a線接入圖7的測試電路，向a線發(fā)送低電平低頻率的交流激勵信號，雙路A/D同時對信號源和a線接入點進(jìn)行信號采樣，采用自適應(yīng)平滑濾波和FFT快速傅立葉變換算法進(jìn)行頻域變換，計算出這種狀態(tài)下的線路的交流阻抗參數(shù)虛部和實部，得到電容值C1，此時電容值C1即Cab與Cag并聯(lián)后的結(jié)果，然后電路復(fù)原；接著執(zhí)行步驟S403，即通過繼電器把a線接地，在b線接入圖7的測試電路，向b線發(fā)送低電平低頻率的交流激勵信號，雙路A/D同時對信號源和b線接入點進(jìn)行信號采樣，采用自適應(yīng)平滑濾波和FFT快速傅立葉變換算法進(jìn)行頻域變換，計算出這種狀態(tài)下的線路的交流阻抗參數(shù)虛部和實部，得到電容值C2，此時電容值C1即Cab與Cbg的并聯(lián)后的結(jié)果，然后電路復(fù)原；再接著執(zhí)行步驟S404，即通過繼電器短接ab線，并接入圖7的測試電路，發(fā)送低電平低頻率的交流激勵信號，雙路A/D同時對信號源和接入點進(jìn)行信號采樣，采用自適應(yīng)平滑濾波和FFT快速傅立葉變換算法進(jìn)行頻域變換，計算出這種狀態(tài)下的線路的交流阻抗參數(shù)虛部和實部，得到電容值C3，此時電容值C1即Cag與Cbg的并聯(lián)后的結(jié)果，然后電路復(fù)原；緊接著執(zhí)行步驟S405，即通過如下公式得到線路的實際電容值Cab、Cag與CbgCab＝(C1+C2-C3)/2Cag＝(C1+C3-C2)/2Cbg＝(C2+C3-C1)/2通過如下經(jīng)驗公式計算線路長度LL＝(Cag+Cbg)×k，所述k為系數(shù)。
這個步驟測試的主要參數(shù)是線路的電容值，測試激勵信號頻率的選擇是有要求的頻率選高了，DSLAM分離器的電感、線路的電感和損耗的影響會加大，測試誤差會增大；頻率選低了，單位測試時間內(nèi)測試的穩(wěn)定性會下降；另外一點就是要避開50赫茲工頻電壓的倍頻影響，否則會影響測試的準(zhǔn)確度。而且測試激勵信號的電平不能太高，否則會擊穿話機(jī)終端內(nèi)部的二極管電路，測試的參數(shù)就會受到終端話機(jī)的影響。本發(fā)明采用的低頻激勵信號為500赫茲以下，電平在2伏以下的正弦或余弦波，試驗證明頻率是240赫茲，信號電平峰值是1.5V，能夠得到較佳的測試結(jié)果。測試結(jié)果最終采用的是被測線路的對地電容值來計算線路長度，和線間的狀態(tài)無關(guān)。
下面結(jié)合圖8對步驟S304，即如何進(jìn)行高頻交流激勵下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)測試，測得線路的線間和對地阻抗實部值，利用對地阻抗實部值計算出線路環(huán)阻進(jìn)行詳細(xì)的描述。
首先執(zhí)行步驟S501，具體操作為被測線路a線和地、a線和b線、b線和地之間接入放電電阻，對線路進(jìn)行放電，隨后復(fù)原；對線路預(yù)先放電是必要的，可以把上一步驟測試對線路造成的影響降到最低；隨后執(zhí)行步驟S502，即通過繼電器把b線接地，在a線接入圖7的測試電路，向a線發(fā)送低電平高頻率的交流激勵信號，雙路A/D同時對信號源和a線接入點進(jìn)行信號采樣，采用自適應(yīng)平滑濾波和FFT快速傅立葉變換算法進(jìn)行頻域變換，計算出這種狀態(tài)下的線路的交流阻抗參數(shù)虛部和實部，得到實部值R1，然后電路復(fù)原；接著執(zhí)行步驟S503，即通過繼電器把a線接地，在b線接入圖7的測試電路，向b線發(fā)送低電平高頻率的交流激勵信號，雙路A/D同時對信號源和b線接入點進(jìn)行信號采樣，采用自適應(yīng)平滑濾波和FFT快速傅立葉變換算法進(jìn)行頻域變換，計算出這種狀態(tài)下的線路的交流阻抗參數(shù)虛部和實部，得到實部值R2，然后電路復(fù)原；接著執(zhí)行步驟S504，即通過繼電器短接ab線，并接入圖7的測試電路，發(fā)送低電平高頻率的交流激勵信號，雙路A/D同時對信號源和接入點進(jìn)行信號采樣，采用自適應(yīng)平滑濾波和FFT快速傅立葉變換算法進(jìn)行頻域變換，計算出這種狀態(tài)下的線路的交流阻抗參數(shù)虛部和實部，得到實部值R3，然后電路復(fù)原；接著執(zhí)行步驟S505，比較R1和R2，如果R1≈R2，即通過如下經(jīng)驗公式得到線路的環(huán)阻R1pR1p＝N×Rg(1+1g(L/M))，其中所述N與M為經(jīng)驗系數(shù)；如果R1和R2相差太大，表明線路的某一條線出現(xiàn)異常；計算線路插入損耗(線路頻率響應(yīng))IL=[m*F*Rlp/(k*L)+n*Rlp/(k*L)]*q*L]]>所述F為ADSL各子載波頻率，m、n、k、q為經(jīng)驗系數(shù)。
這個步驟主要是測試被測線路的線間和對地阻抗的實部，從而計算線路的環(huán)阻，測試激勵信號頻率的選擇也是有要求的頻率選高了，DSLAM分離器的電感、線路的電感和損耗的影響會加大，測試的靈敏度會下降；頻率選低了，測試的結(jié)果穩(wěn)定性會下降。本發(fā)明這一步驟采用的高頻激勵信號為500赫茲到3000赫茲之間，電平在2伏以下的正弦或余弦波，經(jīng)實驗證明，高頻激勵信號為2000赫茲，信號電平峰值是1.5伏時，能夠得到較佳的線性度。測試結(jié)果最終采用的是被測線路的對地阻抗實部值來計算線路環(huán)阻，和線間的狀態(tài)無關(guān)。
下面結(jié)合圖9對步驟S307，即如何進(jìn)行共模噪聲測試進(jìn)行詳細(xì)的描述。
首先，執(zhí)行步驟S601，即將被測線路a線和b線之間接入放電電阻，對被測線路進(jìn)行放電，500毫秒后復(fù)原；接著執(zhí)行步驟S602，即控制繼電器短接被測線路的外線a與b，并接入如圖10所示的測試電路，測試被測線路26千赫茲至1104千赫茲對地的共模噪聲；此時由于被測線路的外線a與外線b短接，所以線路對地的噪聲就是共模噪聲；所述測試線路包括采樣單元高速A/D，處理單元DSP、高輸入阻抗寬帶放大器、可編程增益放大器、切換裝置比如繼電器，在高輸入阻抗寬帶放大器的輸入端的一條線接地，另一條線接繼電器，輸出端串接可編程增益寬帶放大器；所述繼電器用于切換線路的外線a與b進(jìn)行短接、或者其中一條外線接地；所述可編程增益寬帶放大器接收處理單元DSP的增益控制命令，調(diào)整放大器增益值；所述采樣單元A/D對共模噪聲信號進(jìn)行采樣，并送到DSP；其次執(zhí)行步驟S603，即測試共模噪聲信號，并通過采樣單元A/D采樣，送至處理單元DSP進(jìn)行分析，提取共模噪聲最大值，然后由處理單元DSP發(fā)送命令給可編程增益寬帶放大器，即根據(jù)該最大值調(diào)整放大器增益值，使送到測試電路的噪聲電平在合適的范圍內(nèi)；最后執(zhí)行步驟S604，即測試電路對共模噪聲信號進(jìn)行采樣，并送到測試儀的線路測試板的處理單元DSP進(jìn)行FFT快速傅立葉變換，得到共模噪聲功率譜密度。
在此步驟中由于外線a、外線b短接，使局端DSLAM內(nèi)置分離器的接線PSTN-A、PSTN-B也處于短接狀態(tài)(參見圖11)，從而使DSLAM內(nèi)置分離器的電感800形成共軛，電感基本上被抵消，被測線路的共模噪聲基本上可以直接通過DSLAM內(nèi)置分離器到達(dá)測試電路。本發(fā)明采用繼電器短接外線a、外線b，放大器采用了高共模抑制比、低噪聲、高差分輸入阻抗的放大器和寬帶可編程增益放大器進(jìn)行自適應(yīng)增益調(diào)整放大，這個放大電路也用于寬帶線間噪聲測試。共模噪聲信號經(jīng)放大和A/D采樣后，送到數(shù)字信號處理單元DSP，進(jìn)行快速傅立葉FFT變換為ADSL頻帶內(nèi)的功率譜密度，得到被測線路的共模噪聲功率譜密度。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種ADSL線路參數(shù)的測試方法，用于測試包括兩條外線(a、b)的分布電阻的等效串接電阻(R1、R2)，兩條外線(a、b)和地的分布電容的等效電容(Cag、Cbg)以及連接在兩條外線間的等效電容(Cab)的ADSL線路參數(shù)，其特征在于，包括分別將被測試線路的其中一條外線接地，另外一條未接地的外線串接測試電路，發(fā)送激勵信號給被測試線路，對所述激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣，根據(jù)采樣結(jié)果測出被測試線路的對地和線間混合參數(shù)；將被測試線路的二條外線短接，接入測試電路，發(fā)送激勵信號給被測試線路，對所述激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣，根據(jù)采樣結(jié)果測出被測試線路的對地混合參數(shù)；利用上述參數(shù)的數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的線路參數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，還包括21)、將二條外線短接，接入測試電路，測試被測線路對地的共模噪聲信號；22)、對共模噪聲信號進(jìn)行采樣，根據(jù)采樣結(jié)果計算出共模噪聲功率譜密度。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述測試電路包括信號發(fā)生單元及雙A/D采樣單元，所述信號發(fā)生單元產(chǎn)生激勵信號給接入的被測試線路，所述雙A/D采樣單元分別同時對所述激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣。
4.按照權(quán)利要求3所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述測試電路還包括低噪聲信號放大單元，所述信號放大單元用于對采樣的信號進(jìn)行放大。
5.按照權(quán)利要求4所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述激勵信號為頻率在500赫茲到3000赫茲之間，電平在2伏以下的正弦或余弦波。
6.按照權(quán)利要求4所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述激勵信號為頻率在500赫茲以下，電平在2伏以下的正弦或余弦波。
7.按照權(quán)利要求5所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述被測試線路的對地混合參數(shù)為外線a接地時被測試線路的對地阻抗實部值(R1)，外線(b)接地時被測試線路的對地阻抗實部值(R2)；所述被測試線路的線間混合參數(shù)為被測試線路短接時的對地阻抗實部值(R3)。
8.按照權(quán)利要求6所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述被測試線路的對地混合參數(shù)為外線(a)接地時被測試線路的對地電容(C1)，外線b接地時被測試線路的對地電容(C2)；所述被測試線路的線間混合參數(shù)為被測試線路短接時的對地電容(C3)。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述利用上述參數(shù)的數(shù)據(jù)計算出相應(yīng)的線路參數(shù)具體包括計算被測試線路的實際電容值Cab＝(C1+C2-C3)/2，Cag＝(C1+C3-C2)/2，Cbg＝(C2+C3-C1)/2；計算被測試線路的長度L＝min(Cag，Cbg)×K，所述K為經(jīng)驗系數(shù)；當(dāng)R1≈R2時，計算被測試線路的環(huán)阻Rlp＝N×R3×(1+Lg(L/M))；所述N、M為經(jīng)驗系數(shù)；計算線路插入損耗IL=[m*F*Rlp/(k*L)+n*Rlp/(k*L)]*q*L,]]>所述F為ADSL各子載波頻率，m、n、k、q為經(jīng)驗系數(shù)。
10.按照權(quán)利要求2所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述測試電路包括A/D采樣單元、處理單元DSP、可編程增益寬帶放大單元、高輸入阻抗寬帶放大單元及線路切換單元；共模噪聲信號，通過采樣單元A/D采樣，送至處理單元DSP進(jìn)行分析，提取共模噪聲最大值，根據(jù)該最大值調(diào)整放大器增益值，使送到測試電路的噪聲電平在合適的范圍內(nèi)。
11.按照權(quán)利要求10所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述測試被測線路對地的共模噪聲的過程具體為測試頻率在26千赫茲至1104千赫茲范圍內(nèi)的被測線路對地的噪聲功率譜密度數(shù)據(jù)與縱向平衡值。
12.按照權(quán)利要求11所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，所述根據(jù)采樣結(jié)果計算共模噪聲功率譜密度的過程具體包括被測線路的噪聲功率譜密度數(shù)據(jù)與縱向平衡值相減；取差值。
13.按照權(quán)利要求9或12所述的ADSL線路參數(shù)的測試方法，其特征在于，在測試前還包括對線路進(jìn)行放電。
全文摘要
一種ADSL線路參數(shù)的測試方法，用于測試包括兩外線的分布電阻的等效串接電阻，兩外線和地的分布電容的等效電容及接在兩外線間的等效電容的線路參數(shù)，其特征在于，包括分別將被測線路的其中一外線接地，另一外線串接測試電路，將激勵信號給被測線路，對激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣，根據(jù)結(jié)果測出被測線路的對地和線間混合參數(shù)；將被測線路的二外線短接，接入測試電路，將激勵信號給被測線路，對激勵信號及線路接入點進(jìn)行信號采樣，根據(jù)結(jié)果測出被測線路的對地混合參數(shù)；利用上述參數(shù)計算出相應(yīng)的線路參數(shù)；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)參數(shù)測試不受終端類型與狀態(tài)的干擾；利用本發(fā)明進(jìn)行共模噪聲測試，能夠?qū)崿F(xiàn)在交換機(jī)抓線的條件下進(jìn)行自動線路測試。
文檔編號H04M3/30GK1588966SQ20041008090
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者莫元甲, 雷海波, 賈東耀, 梁伯超 申請人:新太科技股份有限公司