專利名稱：一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，應(yīng)用于不對稱數(shù) 字用戶線(ADSL/ADSL2/ADSL2+)業(yè)務(wù)開通前的線路測試與質(zhì)量預(yù)評估，屬于通 信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，以及不對稱數(shù)字用戶 線路ADSL寬帶接入技術(shù)的日趨成熟，ADSL己經(jīng)成為目前解決接入網(wǎng)中"最后一 公里"問題的最佳解決方案，同時，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式增長和多媒體業(yè)務(wù)的日 益豐富，用戶對線路的帶寬提出了新的需求，帶寬技術(shù)的第二代不對稱數(shù)字用 戶線路(ADSL2+)技術(shù)順應(yīng)這種形式，在多項性能上都有了極大的改進和提高， 如數(shù)據(jù)傳輸速率增大、環(huán)路服務(wù)距離加長、功率損耗減少等，且ADSL2+技術(shù)兼 容ADSL和ADSL2技術(shù)，在現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛的應(yīng)用。
在寬帶接入業(yè)務(wù)快速發(fā)展的同時，用戶對帶寬的要求越來越高，而寬帶接入 的開通和維護手段卻相對滯后，嚴(yán)重阻礙了業(yè)務(wù)的開展。線路開通和維護工作 量急劇上升，單純的人工測試和維護手段已遠遠不能滿足目前業(yè)務(wù)迅速發(fā)展的 需要。能實現(xiàn)自動測試的軟件測試系統(tǒng)和硬件測試系統(tǒng)應(yīng)運而生。針對ADSL服 務(wù)的自動線路測試方式主要有雙端線路測試(DELT)技術(shù)和單端線路測試 (SELT)技術(shù)。在進行DELT時，操作人員必須在線路的客戶端安裝一個DSL調(diào) 制解調(diào)器或某類測試設(shè)備，而SELT并不需要技術(shù)人員干預(yù)或在用戶位置上安裝 任何設(shè)備，線路用戶側(cè)可以是開路，短路或者接電話，所以SELT更適合于數(shù)字 用戶線業(yè)務(wù)開通前的線路測試與質(zhì)量預(yù)評估。
現(xiàn)有的單端測試設(shè)備主要使用時域反射法，方法是在線路的一端發(fā)射測試信 號，使用的測試信號一般為方波、正弦波、半正弦波等。信號在傳輸過程中當(dāng) 遇到阻抗變化時部分信號便會被反射回來，由于發(fā)射信號的時間寬度很窄所以 反射回的信號中代表阻抗變化點的波峰與發(fā)射信號一般是不會重疊的，根據(jù)發(fā) 射信號與反射回的信號的時間差便可計算出線路的長度。但這種方法存在以下缺點
1、 由于測試信號的時間寬度較小，能量較小，當(dāng)線路較長時信號衰減嚴(yán)重， 反射回的信號被背景噪聲淹沒，極難分辨；
2、 由于測試信號時間寬度較小，反射信號為一脈沖響應(yīng)，極易受脈沖干擾 的影響；
3、 為達到較好的測試效果，對于不同長度的測試線路應(yīng)選擇不同的測試信 號時長，對于較短的測試線路應(yīng)選擇時長較短的測試信號，不然反射信號會與 發(fā)射信號產(chǎn)生重疊；對于較長的測試線路為了能檢測到反射信號應(yīng)選用較寬的 測試信號。對于未知線路的測試要不斷地試探性測試，耗時較長。
4、 為了延長可以測試的線路的長度通常所采用的解決方法是加大所發(fā)射測 試信號的功率，然而這種大功率的測試信號會對同一線纜內(nèi)的其他用戶線路的 正常通信產(chǎn)生很大的干擾。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能在用戶端未安裝DSL調(diào)制解調(diào)器或測試設(shè) 備的情況下對用戶線進行單端測試，可獲得線路長度及終端狀態(tài)，線路空載噪 聲等參數(shù)，以及根據(jù)這些參數(shù)計算出開通不對稱數(shù)字用戶線 (ADSL/ADSL2/ADSL2+)業(yè)務(wù)時所能達到的性能指標(biāo)的裝置。
為實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種不對稱數(shù)字用戶線路 的單端測試裝置，其特征在于，由寬帶測試服務(wù)器、DSLAM控制板和局端測試模 塊組成，DSLAM控制板通過擴展接口連接局端測試模塊，控制板通過網(wǎng)口連接寬 帶測試服務(wù)器。
所述的DSLAM控制板由中央處理器ARM7、 FLASH存儲器、RAM存儲器、電源 模塊、擴展接口、網(wǎng)絡(luò)接口及串行接口組成，中央處理器直接連接串行接口， 并通過控制總線與數(shù)據(jù)總線連接FLASH存儲器、RAM存儲器、擴展接口和網(wǎng)絡(luò)接 Pl。
所述的局端測試模塊由信號調(diào)理器、模擬前端電路、數(shù)字信號處理電路及 主機接口組成，數(shù)字信號處理電路通過主機接口與DSLAM的控制板連接，數(shù)字 信號處理電路與模擬前端電路連接、模擬前端電路通過信號調(diào)理器與測試接口 連接。本實用新型采用分層結(jié)構(gòu)，由以下三層構(gòu)成
1、 物理層即測試設(shè)備及接口。與測試線路相連，發(fā)射測試信號，并采集反 射信號，完成測試信號發(fā)射與回聲信號的采集，測試信號的限帶處理及 噪聲的過濾工作。
2、 SELT應(yīng)用層即DSLAM控制板，處理解釋物理層測試設(shè)備傳上來的信息， 將測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為運營商所需的環(huán)路特征和其他信息，如線路長度、 終端狀態(tài)、空載噪聲功率譜密度、線路插入損耗等。
3、 信息管理層即寬帶測試服務(wù)器，管理所得到的線路特征參數(shù)信息并計算 所測線路開通數(shù)字用戶業(yè)務(wù)時所能達到的性能指標(biāo)，并可將測試結(jié)果傳 輸給網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)或操作管理系統(tǒng)(0SS)。
本實用新型將對測試線路進行寬帶服務(wù)性能指標(biāo)預(yù)估計，根據(jù)應(yīng)用層上傳的 線路特征參數(shù)信息線路長度、空載噪聲計算出線路開通寬帶業(yè)務(wù)時各種上下 行速率時所對應(yīng)的信噪比裕度。并以曲線的形式顯示，運營商可根據(jù)曲線選擇 合理的上下行速率。
本實用新型的優(yōu)點是各層實現(xiàn)可集成到局端現(xiàn)有的終端設(shè)備中去，實現(xiàn)簡 單，不必重新連線，成本較低。使用本方法的測試系統(tǒng)可以為電信運營商在ADSL、 ADSL2和ADSL2+線路維護方面提供快速、準(zhǔn)確的故障判斷與定位，以及線路開 通前的線路質(zhì)量預(yù)評估。

圖1為一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置結(jié)構(gòu)框圖2為DSLAM控制板結(jié)構(gòu)框圖3為局端測試模塊結(jié)構(gòu)框圖4為數(shù)字信號處理電路結(jié)構(gòu)框圖5為模擬前端電路結(jié)構(gòu)框圖6為信號調(diào)理電路原理圖7為信號耦合器電路原理圖8為接收調(diào)理器電路原理圖9為發(fā)送調(diào)理器電路原理圖10為信號混合器電路原理圖；圖ll為信號匹配電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例
如圖1所示，為一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置結(jié)構(gòu)框圖， 一種 不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置由寬帶測試服務(wù)器、DSLAM控制板和局端測 試模塊組成，DSLAM控制板通過擴展接口連接局端測試模塊，控制板通過網(wǎng)口連 接寬帶測試服務(wù)器。
如圖2所示，為DSLAM控制板的結(jié)構(gòu)框圖，所述的DSLAM控制板由中央處 理器ARM7、 FLASH存儲器、RAM存儲器、電源模塊、擴展接口、網(wǎng)絡(luò)接口及串行 接口組成，中央處理器直接連接串行接口，并通過控制總線與數(shù)據(jù)總線連接 FLASH存儲器、RAM存儲器、擴展接口和網(wǎng)絡(luò)接口。
DSLAM控制板通過擴展接口連接局端測試模塊，實現(xiàn)測試命令的輸出及測試 數(shù)據(jù)的輸入，DSLAM控制板通過網(wǎng)口連接寬帶測試服務(wù)器，串行接口是控制板的 調(diào)試接口。
如圖3所示，為局端測試模塊結(jié)構(gòu)框圖，所述的局端測試模塊由信號調(diào)理 器、模擬前端電路、數(shù)字信號處理電路及主機接口組成，數(shù)字信號處理電路通 過主機接口與DSLAM的控制板連接，數(shù)字信號處理電路與模擬前端電路連接、 模擬前端電路通過信號調(diào)理器與測試接口連接。
如圖4所示，為數(shù)字信號處理電路結(jié)構(gòu)框圖，所述的數(shù)字信號處理電路由 DSP芯片、FLASH存儲器、RAM存儲器、主機控制接口、模擬前端接口組成，DSP 芯片分別與FLASH存儲器、RAM存儲器、主機控制接口和模擬前端接口連接。
數(shù)字信號處理電路是局端測試模塊的核心，在模擬前端電路、線路驅(qū)動、調(diào) 理電路的支持下，控制擴頻信號的發(fā)射，回聲信號的采集，線路空載噪聲的測 量，得到能反映當(dāng)前線路實際的特征參數(shù)的原始數(shù)據(jù)。并將原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù) 處理與分析，得到線路的特征參數(shù)，如線路長度、終端狀態(tài)、線路空載噪聲、 插入損耗等。
如圖5所示，為模擬前端電路結(jié)構(gòu)框圖，所述的模擬前端電路由數(shù)字信號接 口、 DVV轉(zhuǎn)換器、整形濾波器、驅(qū)動緩沖、AV)轉(zhuǎn)換器、可編程增益^C大器、輸入信號放大器及模擬信號接口組成，數(shù)字信號接口分別與D\A轉(zhuǎn)換器和A\D轉(zhuǎn) 換器連接，DXA轉(zhuǎn)換器通過整形濾波器與驅(qū)動緩沖電路連接，AM)轉(zhuǎn)換器通過可 編程增益放大器與輸入信號放大器連接，驅(qū)動緩沖電路與輸入信號放大器分別 與連接模擬信號接口連接。
模擬前端電路AFE實現(xiàn)數(shù)字信號處理器與信號調(diào)理電路的接口 ，完成模數(shù)轉(zhuǎn) 換ADC和數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC，與LINE連接的信號線連接信號調(diào)理器的輸出端口，與 數(shù)字信號處理器接口的數(shù)據(jù)總線包括接收通道、發(fā)送通道的數(shù)據(jù)總線。
如圖6所示，為信號調(diào)理電路原理圖，所述的信號調(diào)理器由信號耦合器、 接收調(diào)理器、發(fā)送調(diào)理器、信號混合器和信號匹配器組成，發(fā)送調(diào)理器和信號 混合器分別與信號匹配器連接，接收調(diào)理器和信號匹配器分別與信號耦合器連 接。
信號調(diào)理器主要完成ADSL、 ADSL2和ADSL2+信號的耦合、調(diào)理、混合以及 匹配等功能，其中測試信號從端口 S7+、 S7-輸入信號調(diào)理器，從端口S3+、 S3— 發(fā)往要測試的線路，反射信號從端口 S3+、 S3-輸入信號調(diào)理器，從端口 S6+、 S6-送往模擬前端電路。
如圖7所示，為信號耦合器電路原理圖，所述的信號耦合器由變壓器T1和 第一電容ci和第二電容C2組成，變壓器Tl分別與第一電容Cl和第二電容C2 連接。
如圖8所示，為接收調(diào)理器電路原理圖，所述的接收調(diào)理器由第一電阻R1 和第二電阻R2、第三電容C3和第四電容C4組成，第一電阻R1與第三電容C3 連接，第二電阻R2與第四電容C4連接，接收調(diào)理器完成接收通道噪聲的衰減 和濾波，使接收信號的幅度和頻率符合模擬前端電路的要求。
如圖9所示，為發(fā)送調(diào)理器電路原理圖，所述的發(fā)送調(diào)理器由第五至第七 電容C5-C7、第三至第七電阻R3-R7、第一放大器Ul和第二放大器U2組成，第 五電容C5與第三電阻R3連接后與第二放大器U2的正極連接，第六電容C6與 第四電阻R4連接后與第一放大器U1的正極連接，第三電阻R3的另一端與第四 電阻R4的另一端連接，第二放大器U2的負極通過第六電阻R6與3腳連接，同 時通過第五電阻R5、第七電容C7與第一放大器U1的負極連接，第一放大器U1 的負極同時通過第七電阻R7與3腳連接，發(fā)送調(diào)理器電路完成對發(fā)送的測試信號的帶通濾波、整形和功率驅(qū)動。
如圖10所示，為信號混合器電路原理圖，所述的信號混合器由第八至第十 二電容C8-C12、第八至第十二電阻R8- R12組成，第八電容C8通過第八電阻 R8與第十電阻R10連接后與并聯(lián)的第十一電容Cll和第十一電阻Rll連接，第 九電容C9通過第九電阻R9與第十電容C10連接后與并聯(lián)的第十二電容C12和 第十二電阻R12連接，第十電阻R10的另一端與第十電容C10的另一端連接， 信號混合器完成發(fā)送信號通道和接收信號通道的混合，將反射信號從發(fā)射信號 中分離送到接收端口。
如圖11所示，為信號匹配電路原理圖，所述的信號匹配電路由第十三至第 十四電容C13-C14、第十三至第十四電阻R13-R14組成，第十三電容C13與第十 三電阻R13并聯(lián)，第十四電容C14與第十四R14并聯(lián)，信號匹配電路實現(xiàn)與ADSL、 ADSL2和ADSL2+線路阻抗的匹配。
下面將本實用新型所實現(xiàn)過程加以說明。
首先網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)請求指定線路的信息，測試服務(wù)器向DSLAM的控制板發(fā)送 測試指定線路的命令，DSLAM控制板控制抓取指定線路并控制局端測試模塊開始 單端測試。
局端測試模塊接到測試命令后首先測試指定線路的空載噪聲，然后使用擴譜 雷達法進行長度測試，局端測試模塊的工作過程為首先數(shù)字信號處理電路將待 發(fā)送的擴譜信號序列發(fā)送到模擬前端電路，經(jīng)模擬前端電路數(shù)模轉(zhuǎn)換后再由信 號調(diào)理電路進行驅(qū)動、限帶處理后發(fā)射到測試線路，測試信號在線路中傳播過 程中遇到阻抗變化時，部分信號會被反射回來，回聲信號由信號調(diào)理電路從發(fā) 射信號中分離出來后傳送到模擬前端，經(jīng)模擬前端模數(shù)轉(zhuǎn)化后傳送給數(shù)字信號 處理電路。數(shù)字信號處理電路將測得的線路空載噪聲數(shù)據(jù)及長度測試數(shù)據(jù)發(fā)送 到SELT應(yīng)用層進行數(shù)據(jù)處理。
SELT應(yīng)用層即DSLAM控制板接收到單端測試的原始數(shù)據(jù)后進行數(shù)據(jù)處理， 將得到的線路特征參數(shù)線路長度、終端狀態(tài)、空載噪聲功率譜密度、線路插 入損耗等發(fā)送到信息管理層即測試服務(wù)器。測試服務(wù)器將根據(jù)以上信息對測試 線路進行寬帶服務(wù)性能指標(biāo)預(yù)評估，將測試線路的物理性能參數(shù)，如線路長度、 線路終端的開路/短路狀態(tài)及反應(yīng)寬帶服務(wù)性能指標(biāo)的速率一一信噪比裕度關(guān)系數(shù)據(jù)序列傳輸給網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(畫S)或操作管理系統(tǒng)(OSS)。
通過本實用新型可以解決電信運營商ADSL接入網(wǎng)的故障,并提供故障定位， 同時提供了業(yè)務(wù)開通前的線路速率預(yù)評估測試，實現(xiàn)了ADSL接入網(wǎng)的線路維護， 提高了維護的效率和業(yè)務(wù)的開通率，大大降低了線路維護的成本和申告率。
權(quán)利要求1. 一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在于，由寬帶測試服務(wù)器、DSLAM控制板和局端測試模塊組成，DSLAM控制板通過擴展接口連接局端測試模塊，控制板通過網(wǎng)口連接寬帶測試服務(wù)器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的DSLAM控制板由中央處理器ARM7、 FLASH存儲器、RAM存儲器、 電源模塊、擴展接口、網(wǎng)絡(luò)接口及串行接口組成，中央處理器直接連接串行 接口，并通過控制總線與數(shù)據(jù)總線連接FLASH存儲器、RAM存儲器、擴展接 口和網(wǎng)絡(luò)接口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的局端測試模塊由信號調(diào)理器、模擬前端電路、數(shù)字信號處理電路及 主機接口組成，數(shù)字信號處理電路通過主機接口與DSLAM的控制板連接，數(shù)字 信號處理電路與模擬前端電路連接、模擬前端電路通過信號調(diào)理器與測試接口 連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的數(shù)字信號處理電路由DSP芯片、FLASH存儲器、RAM存儲器、主機 控制接口、模擬前端接口組成，DSP芯片分別與FLASH存儲器、RAM存儲器、 主機控制接口和模擬前端接口連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的模擬前端電路由數(shù)字信號接口、 DU轉(zhuǎn)換器、整形濾波器、驅(qū)動緩 沖、AM)轉(zhuǎn)換器、可編程增益放大器、輸入信號放大器及模擬信號接口組成， 數(shù)字信號接口分別與D\A轉(zhuǎn)換器和A\D轉(zhuǎn)換器連接，D\A轉(zhuǎn)換器通過整形濾波 器與驅(qū)動緩沖電路連接，A\D轉(zhuǎn)換器通過可編程增益放大器與輸入信號放大器 連接，驅(qū)動緩沖電路與輸入信號放大器分別與連接模擬信號接口連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的信號調(diào)理器由信號耦合器、接收調(diào)理器、發(fā)送調(diào)理器、信號混合 器和信號匹配器組成，發(fā)送調(diào)理器和信號混合器分別與信號匹配器連接，接收調(diào)理器和信號匹配器分別與信號耦合器連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的信號耦合器由變壓器(Tl)和第一電容(C1)和第二電容(C2)組成，變壓器(Tl)分別與第一電容(C1)和第電容(C2)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的接收調(diào)理器由第一電阻(R1)和第二電阻(R2)、第三電容(C3)和第 四電容(C4)組成，第一電阻(R1)與第三電容(C3)連接，第二電阻(R2)與第四 電容(C4)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的發(fā)送調(diào)理器由第五至第七電容(C5)-(C7)、第三至第七電阻 (R3)-(R7)、第一放大器(Ul)和第二放大器(U2)組成，第五電容(C5)與第 三電阻(R3)連接后與第二放大器(U2)的正極連接，第六電容(C6)與第四電 阻(R4)連接后與第一放大器(Ul)的正極連接，第三電阻(R3)的另一端與第 四電阻(R4)的另一端連接，第二放大器(U2)的負極通過第六電阻(R6)與3 腳連接，同時通過第五電阻(R5)、第七電容(C7)與第一放大器(Ul)的負 極連接，第一放大器(Ul)的負極同時通過第七電阻(R7)與3腳連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的信號混合器由第八至第十二電容(C8)-(C12)、第八至第十二電阻 (R8)- (R12)組成，第八電容(C8)通過第八電阻(R8)與第十電阻(R10)連接后 與并聯(lián)的第十一電容(C11)和第十一電阻(R11)連接，第九電容(C9)通過第九 電阻(R9)與第十電容(C10)連接后與并聯(lián)的第十二電容(C12)和第十二電阻 (R12)連接，第十電阻(R10)的另一端與第十電容(C10)的另一端連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在 于，所述的信號匹配電路由第十三至第十四電容(C13)-(C14)、第十三至第 十四電阻(R13)-(R14)組成，第十三電容(C13)與第十三電阻(R13)并聯(lián)，第 十四電容(C14)與第十四電阻(R14)并聯(lián)。
專利摘要本實用新型涉及一種不對稱數(shù)字用戶線路的單端測試裝置，其特征在于，由寬帶測試服務(wù)器、DSLAM控制板和局端測試模塊組成，DSLAM控制板通過擴展接口連接局端測試模塊，控制板通過網(wǎng)口連接寬帶測試服務(wù)器。本實用新型的優(yōu)點是各層實現(xiàn)可集成到局端現(xiàn)有的終端設(shè)備中去，實現(xiàn)簡單，不必重新連線，成本較低。使用本方法的測試系統(tǒng)可以為電信運營商在ADSL、ADSL2和ADSL2+線路維護方面提供快速、準(zhǔn)確的故障判斷與定位，以及線路開通前的線路質(zhì)量預(yù)評估。
文檔編號H04M3/28GK201248079SQ200820152358
公開日2009年5月27日 申請日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者何道剛, 劉榮鵬, 晶 陶 申請人:上海欣泰通信技術(shù)有限公司