专利名称：网络测试仪器的制作方法
技术领域：
本发明有关一种网络测试用的测试仪器，尤其有关一种用于例如本地局域网络(LANs)的网络测试用的测试仪器。
背景技术：
在测试例如是LANs的网络中，举例而言，电缆的缺点以及其类似者是想要被检测出的，因为对于电缆不当的配置或是损坏(开路、短路、错配线对、等等)的可能性是永远存在的，因而可能非所要地影响到网络的效能。为了测试各种的情况，提供某种刺激源到网络或是电缆之上是必要的，以便于量测电缆或网络的响应。然而，刺激源可能常常负面地影响网络的效能，引起数据错误或是其它的问题给网络的使用者。
在网络的动作中，常常有问题发生在有关于网络配线电缆的配置或可靠度。然而，现行的网络测试仪器并不适合来测试小于20呎长的配线电缆。因此，使得使用者不明白是否为配线电缆引起问题。或者是，电缆是用假设为良好的电缆加以替换，但是当所述电缆并非某一问题的原因时，丢弃所怀疑的电缆可能会造成浪费。局环境对于电缆而言可能是非常困难的，因为它们常常被压坏、要不然就被不当使用，此可能造成网络的效能的损失。然而，电缆用肉眼检察可能反而看起来是正常的。
为了测试或是检查来找出所关注的一条特定的网络电缆可能是困难的，尤其是当网络配线箱有许多电缆在其中的时候，每一条电缆都有实质相同的大小以及护套颜色。
发明内容
本发明的一目的是提供一种用于测试网络的改进的网络测试仪器以及方法，用于判断出网络电缆的特征阻抗，适配于测试短的电缆并可在不干扰到网络流量的情况下，用于测试主动网络，以及能够自动地检测电缆连接存在并且自动地开始量测。
本发明的另一目的是提供一种用于检测以及分类以太网络链接脉冲的改进的网络测试装置。
为实现上述目的，根据本发明一方面的网络测试仪器，其特点是包括一个PN序列产生器，用于产生至少一个第一以及一个第二PN序列并且施加所述至少第一以及第二PN序列至一条网络电缆；以及一个接收器，用于接收对于所述至少第一以及第二PN序列施加的网络响应，并且响应于所接收的网络响应来描绘网络电缆的特性。
根据本发明另一方面的用于测试一个网络的方法，其特点是包括产生一个第一PN序列并且施加所述第一PN序列至一个网络接口；判断出对于所述第一PN序列的施加的网络响应；产生至少一个第二PN序列并且施加所述第二PN序列至一个网络接口；并且判断出对于所述第二PN序列的施加的网络响应。
根据本发明又一方面的用于测试一个网络的方法，其特点是包括施加一个调变后的实时信号至一条网络电缆；并且在一个所述网络电缆上，远离所述施加点的位置处接收所述调变后的实时信号。
根据本发明再一方面的用于操作一个网络测试装置的方法，其特点是包括；等待一个网络电缆被附接至所述网络测试装置；并且在检测道一条网络电缆的存在时，自动地在所述网络电缆上开始测试动作。
根据本发明另一方面的用于检测以及分类链接脉冲的方法，其特点是包括量测在一条电缆之上的噪声位准；设定一个比较器输入至一个高于所述噪声位准的值，并且分类当被供应至所述比较器的一个第二输入时的链接脉冲信号。
根据本发明又一方面的用于判断一条电缆的特征阻抗的方法，其特点是包括施加一个脉冲至所述电缆；获得对于所述施加一个脉冲的步骤的一个响应信号的一些取样，所述获得一些取样的步骤包括若所述响应信号是过短而无法提供最初所要的个数的取样时，获得较少个取样。
本发明的目的、特点及优点可以借由结合参考附图的以下的说明来加以理解，其中相同的标号指相同的组件。根据本发明，虚拟随机数的序列被应用至网络，并且网络的响应被赋予特征，以判断出长度、缺点、阻抗以及类似者。
图1为一种体现本发明的测试仪器的立体图；图2为图1的仪器的电路方块图；图3是为根据本发明在绞线对电缆的分析中所执行的步骤的流程图；图4是为根据本发明在绞线对电缆的分析中所执行的步骤的继续的流程图；图5是为根据本发明的PN序列产生系统的高阶的方块图；图6是为图5的PN序列产生方块的配置的更详细的电路图；图7是为与阻抗量测一起利用的接口的概要图；
图8是为利用所述仪器的第一量测配置图；图9是为利用所述仪器的第二量测配置图；图10是为利用所述仪器的第三量测配置图；图11是为利用所述仪器的第四量测配置图；图12是为利用所述仪器的第五量测配置图；图13是为对于一条100欧姆参考的或一条长且理想的100欧姆电缆的响应的波形代表图；图14是为一条非常短或是零长度电缆的响应的波形代表图；图15是为一条具有开路的电缆的响应的波形代表图；图16是为一条错配线对的电缆的响应的波形代表图；图17是为一条具有桥接的电缆的响应的波形代表图；图18是为一条具有从测试仪器出来为8呎短的电缆的响应的波形代表图；图19是为一条具有延伸出12呎的开路的电缆的响应波形的波形代表图；图20是为根据本发明的仪器的一种音讯驱动以及检测系统的方块图；并且。
图21是为根据本发明链接脉冲检测系统的方块图。
具体实施例方式
根据本发明的一较佳实施例的系统包括一个网络测试仪器，它是利用虚拟随机数(PN)的序列刺激源来判断网络响应。
参考图1，亦即为根据本发明的一种代表性的网络测试仪器的立体图，所述仪器10是适当地装配成为一种用于网络测试以及分析的可携式或是手持式仪器。一个显示区域12是让使用者能够与所述仪器互动，所述显示器是适当地为一种触控式屏幕类型的显示器。一个尖笔14是为使用者可利用来与所述装置互动，借由书写或是轻敲所述屏幕来输入以及选择数据。各种的状态指示器16是沿着所述壳体的顶端被设置，来指示链接状态、发送、冲突、错误、利用百分比与类似者。还设置有一个电源开关按钮18。所述装置是适当地借由内部的电池系统被提供电能，并且也可以连接至一个外部的电源。
图2是为所述测试仪器的操作系统的方块图。一个微处理器22以及存储器24被利用来管理所述装置的整体动作。显示器12是与所述微处理器界接，例如来控制所述显示器以及来自微处理器的数据输入。一个现场可编程逻辑阵列26(FPGA)是与所述微处理器通讯，并且利用一个时脉28，其在一个特定实施例中适当地为一个50MHz晶体控制的时脉。所述FPGA是提供输入至一延迟线30，一个来自所述延迟线的包括一个第一输入的输出至一个取样与保持的模拟/数字转换器32(ADC)。所述FPGA还提供输入至一个信道接口34，在所述特定的实施例中有4个此种接口34a、34b、34c以及34d。在所描绘的实施例中的每个信道是代表一个按照用于绞线对以太网络的标准的TSB-67配线的以太网络绞线对。
在图2中，接口34a是详细地被描绘并且包括一个连接至输出变压器38的驱动器36。变压器38的主要侧的一端被接地，而另一端是连接至一个开关矩阵40的输入。变压器38的次要侧是经由开关39被切换来连接至所述实体网络接口连接器42(其是接收来自绞线对44的连接)、或是至一个参考阻抗46，在所述较佳实施例中，它是包括一个100欧姆的精密电阻器。此参考阻抗也被称为“零长度参考”，因为它是提供至所述装置的零长度连接的参考量测。如以下所述，所述开关的动作是由所述FPGA或是所述微处理器所管理。接口34b、34c以及34d是对应至接口34a，其是分别提供输入至所述开关矩阵40并且分别连接至所述电缆44的绞线对。所述开关矩阵40是提供输入至一个可程序化增益放大器48，所述放大器的输出是包括一个输入至取样与保持的模拟/数字转换器32。
在动作中，所述系统是经由所述FPGA提供刺激源至所述接口34，并且通过所述开关矩阵以及放大器接收响应信号，以借由所述取样与保持的模拟/数字转换器加以取样。所述PN序列的多次施加被形成、加以时间延迟，并且反映的信息被组合。噪声以及类似者从所述组合“落出”，并且所产生的数据提供反映的异常现象，它可以被分析来判断电缆长度、缺点以及类似者。
参考图3以及图4，它们是包括在利用所述仪器来进行某些量测上的动作步骤的流程图，最初在方块50中，所述系统硬件被程序化用于将被执行的特定的量测。此程序化必需有刺激源的类型、时序，振幅等等。接着，决策方块52是判断在一条电缆上的所有的线对是否已经被测试。在此所说明的特定的实施例被显示在一种测试具有4个线对的以太网络绞线对电缆的环境中。若所有的线对都已经被测试，则所述测试过程被完成。然而，若尚未完全被测试，则在步骤53中，所述硬件刺激源输出以及接收器被设定至将被测试的下一对，并且在步骤54中，一个将在所述量测中被使用的PN序列被设定至一个第一序列，A序列。接着，所述PN序列被施加至一个“零长度的”参考，并且所述响应被数字化(方块56)。参照图2，所述零长度的参考是包括所述阻抗46。开关39被设定来连接变压器38的次要侧至所述阻抗，并且所述PN序列是从所述FPGA被施加至所述驱动器36，导致所述刺激源前进通过所述参考阻抗。所述开关矩阵40是选择被测试的特定线对的输出，并且提供对于所述PN刺激源的响应至所述可程序化增益放大器48。所述放大器的输出被所述取样与保持的模拟/数字转换器32加以取样并且数字化，并且所述数字化后的量测被提供至所述微处理器22。接着，在步骤58中，来自于被量测的线对，对于所述PNA序列的响应被数字化，其中开关39被设定来连接至所述外部的网络接口连接器42，并且所述PNA序列是通过变压器38被再次驱动。此时，所述响应被再次取样、保持以及数字化、并且加以储存。所述响应波形的取样动作的时序可以适当地借由一个以下所论述的延迟计数器的动作，被延迟从0至510个完整的时脉周期。同时，部分的时脉周期取样延迟是借由延迟线30实现，所述延迟线30是提供一个可调整的时间延迟至被提供给所述取样与保持的模拟/数字转换器的取样信号。借由在多次测试重复上执行相同时间的取样，以及借由调整所述取样的部分的时脉延迟，以在次时脉的周期时间期间的范围上取样，一个响应波形记录被建立以提供一个详细的响应记录。
接着，在步骤58的后，一项决策被做出来判断所述PN序列的施加是否完成(决策方块60)，若否的话，则步骤62被执行，其中所述PN序列被设定至一个第二“B”序列。所述程序接着在方块56继续，其中对于所述BPN序列相对于所述“零长度的”参考的响应被数字化，并且所述“未知的”电缆线对的对于所述PN序列的响应被决定(步骤58)。决策方块60是再次到达，并且若完成时，则处理过程是在方块64继续。虽然所描绘的例子是利用两个PN序列(A以及B)，但是此并非是一项限制，因为可以利用其它数目个序列。
在步骤64继续之下，所述量测结果是适当地借由快速傅立叶转换(FFT)的施加被转换至频率域。接着，在步骤66中，所述参考信号(对于所述阻抗46的量测)的共轭复数以及所述未知的信号(经由所述电缆连接的量测)的乘积被决定。此处理过程被完成来计算所述参考以及未知的响应的交互关联函数。在步骤66之后，处理过程是在图4的步骤继续。
参考图4，步骤68接着被执行，其中步骤66的结果是借由逆快速傅立叶转换(IFFT)被转换至所述时间域。所述FFT以及IFFT的动作是有利地在所述微处理器22上被执行，微处理器22最好是一个数字信号处理器(DSP)，以提供一种最佳的决定出需要许多乘积和的运算的计算的方法。接着，一项增益校正被施加在方块70中(一种零长度的100％反映补偿)，并且一项特定电缆类型的校正曲线可以在方块72中被施加(在长度上100％反映补偿)。所述A以及B PN序列量测的结果被平均(步骤74)。此时所产生的数据记录(波形)是相当接近于由更传统的时间域反射计(TDR)量测将会获得的数据。然而，获得相同的结果所需的TDR量测典型地需要更多的平均、更大的增益、以及/或更大的刺激源，并且一般将需要更长的测试时间。在方块76中，所述结果被处理，并且显著的反映被识别出。接着，将被测试的下一个线对被选出(方块78)，并且处理过程是在图3的决策方块52继续。
再次参考图3，当所述程序从图4的步骤继续时，若在方块52的判断是并非所有的对都已经被测试时，则所述步骤是如前述一般地继续，施加所述PNA以及B序列至所述参考以及所述电缆，以获得量测信息。当决策方块52的结果是将被测试的所有的对都已经使得所述等PN序列被施加并且所述响应被记录时，则处理过程是在图3的步骤80继续，其中额外的分析被执行来使不真实的结果失去资格，举例来说，例如是将会通过所述电缆对的末端的值。所量测到的结果接着被传送至所述使用者接口(例如显示器12)用于呈现给使用者、或是其它的记录媒体(步骤82)。于是所述程序被完成。
其它有助于使不真实的结果失去资格或是有助于分类响应的因素是在不同的刺激源频率下，某些被动的响应典型上是相同的。然而，来自主动组件的响应将倾向于随着时脉频率的改变而到处移动。因此，借由改变所施加的PN序列的频率，不同的响应可以关于类型来加以分类。
在一个较佳实施例中，大约400毫秒的参考数据被收集，并且400毫秒的未知的线对数据被收集，以完成与每个线对相关的数据取得。
参考图5，它是根据本发明的PN序列产生系统的方块图，其中一个最大长度序列(MLS)PN序列产生器方块84是接收一个时脉(CLK)信号86以及一个选择信号88。一个输出90是提供所述PN序列。所述时脉信号86也被供应至一个延迟计数器92，并且所述延迟计数器的输出被供应至延迟线30(图2)。所述延迟计数器也从所述PN序列产生器接收一个零状态(状态0)输出。在动作中，所述PN序列产生器是在线90上提供输出，它是包括被施加至驱动在图2中的变压器38的驱动器36的PN序列。
图6是为所述PN序列产生器84的部分的更详细的附图。所述PN产生器是包括一个带有多个回授的9位长的移位缓存器。所述移位缓存器是借由九个正反器94、96、98、100、102、104、106、108、以及110加以完成的，所述正反器都是借由所述时脉信号86加以计时。所述正反器是以序列的方式加以配置，其中一个正反器的输出被提供作为下一个序列的正反器的输入。最终的正反器110是提供所述输出信号90。一个选择门112是供应其输出作为所述第一正反器94的输入，并且接收两个称为A与B的输入。所述两个输入是分别源自于异或(XOR)门114、116的输出中。所述XOR门是接收三个输入，这些输入是源自于所述正反器中的某些个所选的正反器的输出。在所述附图中，XOR门114是从正反器96、102以及110的输出接收其输入，而X0R门116是从正反器94、100以及108的输出接收其输入。
在动作中，借由控制所述选择线84，哪一个XOR门的输出被回授到所述序列的正反器被决定。因此，可以理解的是，借由所述选择线的动作，一个不同的PN序列是依据所述选择线的状态被产生。因此，在所描绘的实施例中，两个PN序列A以及B可以被导出。尽管如此，超过两个的数个PN序列可以适当地加以利用。
所述状态零信号是在所述PN序列产生器处于所述零状态时为有效的，例如，当所有的正反器输出都是1时。例如，所述正反器输出可以适当地被供应至一个九输入的与(AND)门，来判断何时它们全部是1。因此，在动作中，当所述PN序列产生器到达所述零状态时，所述延迟计数器被通知所述零状态到达，并且可以开始计数，来延迟完全的时脉周期，在所描绘的实施例中为从0至510，此是容许延迟涵盖在所描绘的实施例中所用的PN序列的511种可能的状态。所述延迟线提供时脉内的周期延迟，从Ons到达一个时脉周期的延迟。因此，所述取样与保持的放大器以及模拟/数字转换器32的时序可以借由延迟部分的时脉周期而被调整至非常细的分辨率，例如根据一个50MHz时脉(图2的时脉28)为提供2.5奈秒的分辨率。由于所述PN序列重复的施加完成，所述延迟计数器以及延迟线是沿着所反映的信号数据改变取样点，此是容许所传回的信号数据有细的时间分辨率。
在所描绘的实施例中，一个2n-1位的PN序列被提供(全部为0的情形被排除)。在n＝9(9个正反器)的情况下，其结果是一个511位的序列。此值是根据一种用于在最长1000呎(近似值)的电缆上量测的环境而选出的。若更长的电缆将被量测时，则更长的序列被利用。越长的序列是容许越长的信道路径分析，但是计算上越加繁重。互补的PN码，例如Golay码，可以被用作为所述PN序列，因为这些码本质上对于例如是因为PN序列数据的选择而带来在所述量测结果中的不平衡或假影(artifacts)的“噪声”是免疫的。Golay码并不会导入此种“噪声”到量测数据中。
根据本发明，某些电缆的问题以及状态可以被量测到。此种问题包含例如有错配线对(其中来自一个特定的绞线对的两条线与其它的线配成对，而非保持所述两条线在一起)、桥接、断线、在一端未绞的对的过长的长度(导致串音)、以及呈现阻抗衰减的压坏的电缆(例如，在椅子或是桌子下被压坏)。
被施加至网络电缆的用于执行测试的信号是适当地加以高度地衰减。例如，在所述较佳实施例中，150mv的峰至峰值是为被利用的信号位准。因此，所述测试信号低于在所述网络环境中典型地被允许的噪声位准(典型地为250至300毫伏特)。因此，在所述测试中所利用的信号是低于大多数的集线器或是开关的噪声临界值，因而测试可以被执行在作动中的集线器或开关上，而对于所述网络无不利的影响。
可以理解的是所述较佳实施例的变化是可利用的。例如，虽然两个不同的PN序列A以及B是在所描绘的实施例中被利用，但为了更精确起见，超过两个的码也可以被利用。同时，更多的平均将提供额外的量测精确度。此外，虽然平均是所述多个PN序列结合的较佳实施例，A以及B的乘积也可以被利用(这些项的符号被追踪)。不同的多项式可以被利用(较长或是不同的回授)。此外，以硬件或软件的不同的做法可以被使用来执行所述交互关联的动作。
其它的量测，例如是串音/TDX、幂和NEXT、ACR(对于串音的衰减)、回程损失、纵长转换损失、ELFEXT，举例而言，可以用所述装置加以实现。此外，尽管所描绘的应用是利用单端的量测，其中在一条电缆的一端为一个装置，多个装置可以被置放于一条电缆的两端，用于从两端的主动的量测。同时，所述数字化器的分辨率可以为了不同的量测而加以修改。时间域的串音量测，其中一个串音事件是给予在一条电缆上的一个位置的定位，也可以被实现。所述时脉速率可以依据被进行的量测来加以改变。例如，一个较慢的时脉速率可以在长距离的电讯电缆量测中被使用，而较高的时脉速率可以被使用来帮助区别紧密间隔的异常情形。在所述较佳实施例中，所述刺激源振幅是为低的，此是有利地容许由一般网络设备无法检测的量测。然而，当特定的量测情况要求时，一个高振幅的刺激源是可利用于获得非常快速的量测、或是用于量测极长的电缆。
根据本发明的测试仪器的一个额外的应用是为用于电缆上的特征阻抗量测。参考图7，它是用于特征阻抗量测的所利用的接口的一概要图，其硬件配置是相当于图2的硬件配置。然而，在与所述电缆的接口处进行某些修改。一个信号产生器120是通过一个阻抗Zo，适当地施加一个方波脉冲至所述变压器38。Zp是为由所述电路所提供的等效并联阻抗，并且电压Vc是横跨所述来源输出阻抗122所量测的。在图7中，要加以量测的阻抗(例如是适当的为一条电缆的阻抗)是由Zc所代表。一个开关39被设置来二者择一地连接所述变压器38的输出至一个参考阻抗46。
在动作中，在开关39被导向至所述参考阻抗的情况下，一个2时脉周期的单一脉冲(具有一个刺激源位准对应于先前参照图2所述的位准)被施加用于校准。所述信号被施加，并且所述取样与保持的模拟/数字转换器捕捉所述响应。接着，开关39被移动来连接至所述未知的线对Zc，并且响应量测被进行。所述阻抗是如下地加以决定出
Vo＝[Vc(Zo+(100‖Zp))]/Zo (1)Zc‖Zp＝[Zo(Vo-Vc)]/Vc (2)因为Zo以及Zp为已知的(在一个特定的实施例中，适当的为100欧姆以及700欧姆)，Zc可加以解出。
在动作中，一个50ns的脉冲被施加，并且1ns间隔的取样被进行。十个点被选出来获得一个平均的阻抗。Vc是对照所述参考阻抗而被量测出。
利用等效时间取样，在每个点的一些取样可以被取得以及平均。例如，在时间上，8个取样可以在每个点加以取得。在统计上显著与其它的取样不同的取样可以被去除。因此，根据本发明的系统是容许适应性的短电缆的量测，其是自我校准，并且具有适应性的噪声容限。特征阻抗的量测可以在所接收的信号流量存在的情况下加以进行。
短的电缆可以根据本发明加以量测，它提供对于根据现有技术的仪器而言为过短的电缆的某些特性。为了实现短电缆的量测，两种方式被采取。第一种，假设所量测的响应是足够长来提供10个取样点，这些取样点是位于所述响应记录中较早之处。若所述响应记录是过短而无法提供10个取样点，则较少的数据点被利用。因此，虽然对于极短的电缆的量测的精确度可能是较低的，但是仍然完成一项量测，此是相对于其中短的电缆无法被量测的现有技术。根据现有技术，15至25呎是能够被量测的最小的电缆长度。根据本发明，大约3呎以及更短的电缆可以被描绘对于接线问题之类的特性。
图13至18是描绘响应于被施加至一条电缆的测试脉冲的代表性的波形反映。图13是显示理想状况，其中所述参考阻抗被接上(在所描绘的实施例中为100欧姆)、或一条没有缺点的任意长度的电缆。图14是代表对于一条非常短的电缆的返回数据。图15是代表对于一条在8呎处具有开路的电缆(或是一条未加以终端的8呎电缆)的返回数据。图16的波形是由一条具有错配线对的电缆所产生的，换言之，其中来自分开的绞线对的两条线是错误地被用作为一对。图17是代表一个桥接(其中另一电缆对至所述电缆的连接是做在沿着所述电缆的中间处)。图18是描绘在所述电缆中，在距离所述测试仪器8呎处的短路的情形。
根据本发明的仪器也适配于测试是否有连接至所述装置的电缆存在。为了进行所述测试，一个50ns脉冲被施加至所述装置的网络接口连接。接着，所述返回的反映数据被分析以在时间零之后的某个时点(在所述脉冲之后)找出一个振幅。所述返回的数据的边缘是在一个特定的振幅临界值加以定位，它表示一条电缆的存在。所述振幅临界值对应于阻抗，其中所述振幅越大，所述阻抗越接近零，并且相反地，所述振幅越低，所述阻抗越接近一个无限大的阻抗(开路)。或者是，一个时间临界值可以被使用，它指出所述反映的信号比所述零参考需要花更多的时间来返回，此表示一条电缆是存在着。图19是描绘对于一条附接至所述装置的12呎的电缆(或是一条在12呎处带有开路的电缆)的代表性波形。在所述图式中表示为X的点是描绘在一个振幅临界值下的一个代表性边缘。根据在所述仪器的一条电缆存在与否的检测，在一条电缆被检测为连接的之后，其它的量测可以自动地开始。以一种相当于以上所指的自我校准的方式，所述仪器借由利用所述开关39以及参考阻抗46来适当地校准所述零长度的情形。
如同以上所建议的，根据本发明的网络测试仪器可以被利用在各种的量测配置中。图8至12是描绘所述测试仪器的代表性的设置。参考图8，所述仪器10是连接至一个网络集线器或开关124，用于所述网络的监视以及用于电缆测试。两个主机126以及128被描绘为连接至所述集线器/开关124。在图9中，所述仪器10是经由电缆连接至一个PC130(或是其它的网络主机)的网络接口，用于测试在所述PC中的网络适配卡(NIC)。同时，因为连接所述仪器至所述PC的电缆被终端(借由所述PC的NIC)，因此在一条终端后的电缆上的电缆测试也可以在此配置中被执行。
图10是描绘一种其中所述仪器10是经由一条电缆连接至一个线的脚位图转接器132的配置。所述转接器132包括互相连接各种的电缆接线的各种的阻抗终端，因而判断这些接线的对映的电缆的测试可以被实现。图11是描绘测试一条连接至所述仪器的开路的电缆(未终端的)的仪器的配置，而图12是显示一种其中一条配线电缆可以被测试借由连接所述电缆的两端至所述仪器的测试配置，用于其描绘特征以及分析。
现在请参照图20，它是根据本发明的仪器的一种音讯驱动以及检测系统的方块图，在本发明中，在所述网络上提供一个音讯信号是可能的。所述微处理器22是从一个声卡134或是其它合适的音讯数据来源接收输入，它可以从一个麦克风136或是其它预先储存的音讯信息被馈入。一个I/O端口138是从所述微处理器接收数据，并且驱动第一以及第二晶体管对140、142。第一对的晶体管的集电极被耦接至一绞线对的第一条线，而第二晶体管对的集电极被连接至所述绞线对的另一条线。一个包含拾讯电感器148、放大器149、以及扬声器150的可携式感应的音讯接收器146是适当地加以设置。
在动作中，来自所述麦克风136或任何音讯来源的输入，不论实时或是储存的、数字或是模拟的，都是由所述声卡以编码并且提供至至所述微处理器，所述微处理器驱动所述数据至所述网络电缆对144之上。接着，所述感应的接收器146可以沿着所述网络被利用来拾取被驱动到所述网络电缆之上的音讯信息。所述信息可以包括实时的语音、简单音调、调变音调等等，所述实时的语音是提供一种单向的对讲电话装置，用于网络维护人员之间的通讯。数字音讯档案(例如是.WAV的档案)可以被应用至所述网络电缆。不同的数据可以被驱动到不同的对之上，以助于判断出是哪一对，例如，借由特定的对接触所述感应性的接收器。一个被驱动到所述网络电缆之上的音讯信号的利用可以帮助网络维护人员在找出许多电缆中的哪一条，例如是在一个电缆盘或是网络柜中的哪一条电缆是在某一给定的时间下被测试的特定的电缆，它是借由在所述电缆之上提供用所述感应性的接收器可检测的音讯识别而实现的。例如，被施加到电缆的信号可以是脉冲宽度调变的。例如，所述声卡134可以是一个USB或是PCMCIA卡、或是任何可以借由所述微处理器被供应至所述I/O端口，用于驱动数据到网络电缆之上的音讯信息的来源。通常，所述音讯信号并不打算要被施加至作动中的网络电缆上的接收对，以避免干扰到网络动作。
现在请参照图21，它是一个在检测以及分类以太网络链接脉冲中所使用的电路的概要图，有三种可能典型地为网络测试仪器所遇到的常见的类型的以太网络系统，10M(NLP标准的链接脉冲)，其特征为间隔6至150ms的100ns的链接脉冲、10/100FLP(快速链接脉冲)，其将会有在16ms的间隔下，高达33个100ns的脉冲，每个脉冲大约间隔64微秒、以及100TX，它是利用MLT-3，多位准的编码，一个类似方波的信号，它是上升一段期间，然后回到基础线一段期间，下降一段期间并且接着回到所述基础线一段期间，再次循环而上升。在所述波形可能的边缘之间有10ns。对于测试仪器而言，在不需要使用者介入的情况下(所述使用者可能不知道所述类型)判断所连接的系统是何种类型是所期望的。因此，参考图21，它是根据本发明所使用来检测以及分类链接脉冲的电路的概要图，信号是在一绞线对电缆152之上被接收进入变压器154的主要侧。所述变压器的次要侧的一端被接地，所述次要侧的另一端被供应作为至一个比较器156的一个第一输入。至所述比较器的一个第二输入是从一个可程序化数字/模拟转换器加以提供。所述比较器是提供两个输出，它们被供应至下降边缘检测闩锁160以及上升边缘检测闩锁162，所述闩锁是经由I/O端口164而被微处理器22取样。
在动作中，图21的电路被利用来检测以及分类链接脉冲。首先，在线对上的噪声位准被量测，并且所述数字/模拟转换器158的输出被设定至噪声位准的两倍。接着，上升边缘至上升边缘的时间被量测，收集数据50ms在一个具有多个10微秒时段(buckets)，加上一个大于1毫秒的时段的统计图数组中。若在所述量测期间，只有一个边缘已经被检测到，则量测是以一个150毫秒的取样窗口重复之。上述的量测是用接收信号对以及极性的所有可能的排列加以重复，直到一个信号被找到为止。所述微处理器是包含一个定时器，并且量测由所述闩锁160以及162所检测到的链接信号边缘之间的时间。
接着，其结果可以如下地加以分类对于100TX，所述量测实质上都落在前面2个时段中。对于10M NLP，所述量测只落在最后一个时段中(所述大于1毫秒的时段)。对于10/100 FLP，其结果是落在所述60微秒、120微秒、180微秒以及大于1毫秒的时段中。
根据本发明的链接脉冲检测是在非常低的信号位准下检测以及分类。它也自动地适应于非常慢的链接脉冲。此外，它是判断所述接收对以及其极性。
在一个特定的做法中，一项量测可能会落在一个时段边界上，因而成对的时段可以适当地加总来捕捉任何重叠在一个时段边界上的项目。若需要时，所述噪声位准两倍的临界值也可以被调整至更靠近所述噪声位准。
于是，链接脉冲的检测是统计上准确的并且是可耐噪声的。
因此，根据本发明，一种利用测试用的PN序列的改进的网络测试仪器是能够在不干扰到网络正常的动作下测试作动中的网络。所述仪器更容许描绘非常短的电缆的特性以及阻抗量测。同时，所述装置是适合于施加音讯信号在所述网络电缆之上，用于解决网络动作的问题。
尽管本发明的数个实施例已经加以显示以及描述，但是对于熟习此项技术者明显可知的是，许多的改变以及修改可加以完成而不脱离较广义的本发明。所附的申请专利范围是因此欲涵盖落于本发明真正的精神以及范畴中的所有的此种改变以及修改。
权利要求
1.一种网络测试仪器，其特征在于，包括一个PN序列产生器，用于产生至少一个第一以及一个第二PN序列并且施加所述至少第一以及第二PN序列至一条网络电缆；以及一个接收器，用于接收对于所述至少第一以及第二PN序列施加的网络响应，并且响应于所接收的网络响应来描绘网络电缆的特性。
2.根据权利要求1所述的网络序列测试仪器，其特征在于，所述接收器是借由结合所述网络电缆对于所述至少第一以及至少第二PN序列的响应来描绘网络电缆响应的特性。
3.根据权利要求2所述的网络序列测试仪器，其特征在于，所述结合是包括有平均。
4.根据权利要求2所述的网络序列测试仪器，其特征在于，所述结合是包括决定一个对于所述至少第一以及至少第二PN序列的响应的乘积。
5.一种用于测试一个网络的方法，其特征在于包括产生一个第一PN序列并且施加所述第一PN序列至一个网络接口；判断出对于所述第一PN序列的施加的网络响应；产生至少一个第二PN序列并且施加所述第二PN序列至一个网络接口；并且判断出对于所述第二PN序列的施加的网络响应。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述施加所述第一PN序列至一个网络接口的步骤是包括施加一个高度被衰减的信号至所述网络接口。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述高度被衰减的信号被衰减至低于网络接收器的噪声临界值。
8.一种用于测试一个网络的方法，其特征在于包括施加一个调变后的实时信号至一条网络电缆；并且在一个所述网络电缆上，远离所述施加点的位置处接收所述调变后的实时信号。
9.一种用于操作一个网络测试装置的方法，其特征在于包括；等待一个网络电缆被附接至所述网络测试装置；并且在检测道一条网络电缆的存在时，自动地在所述网络电缆上开始测试动作。
10.一种用于检测以及分类链接脉冲的方法，其特征在于包括量测在一条电缆之上的噪声位准；设定一个比较器输入至一个高于所述噪声位准的值，并且分类当被供应至所述比较器的一个第二输入时的链接脉冲信号。
11.一种用于判断一条电缆的特征阻抗的方法，其特征在于包括施加一个脉冲至所述电缆；获得对于所述施加一个脉冲的步骤的一个响应信号的一些取样，所述获得一些取样的步骤包括若所述响应信号是过短而无法提供最初所要的个数的取样时，获得较少个取样。
全文摘要
一种网络测试仪器,其特点是包括:一个PN序列产生器,用于产生至少一个第一以及一个第二PN序列并且施加所述至少第一以及第二PN序列至一条网络电缆;以及一个接收器,用于接收对于所述至少第一以及第二PN序列施加的网络响应,并且响应于所接收的网络响应来描绘网络电缆的特性。它是利用至少两个被施加至一个用于测试的网络的PN序列。所述仪器进一步描绘非常短的电缆、阻抗量测的特征,并且适配于施加音讯信号在所述网络电缆之上。
文档编号H04B17/00GK1347230SQ01140838
公开日2002年5月1日 申请日期2001年9月20日 优先权日2000年9月30日
发明者克莱格·V·强森, 保罗·S·史汪森 申请人:浮路克网路公司