专利名称：一种不对称数字用户线路的单端测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种不对称数字用户线路的单端测试装置，应用于不对称数 字用户线(ADSL/ADSL2/ADSL2+)业务开通前的线路测试与质量预评估，属于通 信技术领域。
背景技术：
随着我国数据通信网络建设和数据通信业务的发展，以及不对称数字用户 线路ADSL宽带接入技术的日趋成熟，ADSL己经成为目前解决接入网中"最后一 公里"问题的最佳解决方案，同时，数据业务的爆炸式增长和多媒体业务的日 益丰富，用户对线路的带宽提出了新的需求，带宽技术的第二代不对称数字用 户线路(ADSL2+)技术顺应这种形式，在多项性能上都有了极大的改进和提高， 如数据传输速率增大、环路服务距离加长、功率损耗减少等，且ADSL2+技术兼 容ADSL和ADSL2技术，在现代数据通信网络中得到了广泛的应用。
在宽带接入业务快速发展的同时，用户对带宽的要求越来越高，而宽带接入 的开通和维护手段却相对滞后，严重阻碍了业务的开展。线路开通和维护工作 量急剧上升，单纯的人工测试和维护手段已远远不能满足目前业务迅速发展的 需要。能实现自动测试的软件测试系统和硬件测试系统应运而生。针对ADSL服 务的自动线路测试方式主要有双端线路测试(DELT)技术和单端线路测试 (SELT)技术。在进行DELT时，操作人员必须在线路的客户端安装一个DSL调 制解调器或某类测试设备，而SELT并不需要技术人员干预或在用户位置上安装 任何设备，线路用户侧可以是开路，短路或者接电话，所以SELT更适合于数字 用户线业务开通前的线路测试与质量预评估。
现有的单端测试设备主要使用时域反射法，方法是在线路的一端发射测试信 号，使用的测试信号一般为方波、正弦波、半正弦波等。信号在传输过程中当 遇到阻抗变化时部分信号便会被反射回来，由于发射信号的时间宽度很窄所以 反射回的信号中代表阻抗变化点的波峰与发射信号一般是不会重叠的，根据发 射信号与反射回的信号的时间差便可计算出线路的长度。但这种方法存在以下缺点
1、 由于测试信号的时间宽度较小，能量较小，当线路较长时信号衰减严重， 反射回的信号被背景噪声淹没，极难分辨；
2、 由于测试信号时间宽度较小，反射信号为一脉冲响应，极易受脉冲干扰 的影响；
3、 为达到较好的测试效果，对于不同长度的测试线路应选择不同的测试信 号时长，对于较短的测试线路应选择时长较短的测试信号，不然反射信号会与 发射信号产生重叠；对于较长的测试线路为了能检测到反射信号应选用较宽的 测试信号。对于未知线路的测试要不断地试探性测试，耗时较长。
4、 为了延长可以测试的线路的长度通常所采用的解决方法是加大所发射测 试信号的功率，然而这种大功率的测试信号会对同一线缆内的其他用户线路的 正常通信产生很大的干扰。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种能在用户端未安装DSL调制解调器或测试设 备的情况下对用户线进行单端测试，可获得线路长度及终端状态，线路空载噪 声等参数，以及根据这些参数计算出开通不对称数字用户线 (ADSL/ADSL2/ADSL2+)业务时所能达到的性能指标的装置。
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种不对称数字用户线路 的单端测试装置，其特征在于，由宽带测试服务器、DSLAM控制板和局端测试模 块组成，DSLAM控制板通过扩展接口连接局端测试模块，控制板通过网口连接宽 带测试服务器。
所述的DSLAM控制板由中央处理器ARM7、 FLASH存储器、RAM存储器、电源 模块、扩展接口、网络接口及串行接口组成，中央处理器直接连接串行接口， 并通过控制总线与数据总线连接FLASH存储器、RAM存储器、扩展接口和网络接 Pl。
所述的局端测试模块由信号调理器、模拟前端电路、数字信号处理电路及 主机接口组成，数字信号处理电路通过主机接口与DSLAM的控制板连接，数字 信号处理电路与模拟前端电路连接、模拟前端电路通过信号调理器与测试接口 连接。本实用新型采用分层结构，由以下三层构成
1、 物理层即测试设备及接口。与测试线路相连，发射测试信号，并采集反 射信号，完成测试信号发射与回声信号的采集，测试信号的限带处理及 噪声的过滤工作。
2、 SELT应用层即DSLAM控制板，处理解释物理层测试设备传上来的信息， 将测量数据转换为运营商所需的环路特征和其他信息，如线路长度、 终端状态、空载噪声功率谱密度、线路插入损耗等。
3、 信息管理层即宽带测试服务器，管理所得到的线路特征参数信息并计算 所测线路开通数字用户业务时所能达到的性能指标，并可将测试结果传 输给网络管理系统(NMS)或操作管理系统(0SS)。
本实用新型将对测试线路进行宽带服务性能指标预估计，根据应用层上传的 线路特征参数信息线路长度、空载噪声计算出线路开通宽带业务时各种上下 行速率时所对应的信噪比裕度。并以曲线的形式显示，运营商可根据曲线选择 合理的上下行速率。
本实用新型的优点是各层实现可集成到局端现有的终端设备中去，实现简 单，不必重新连线，成本较低。使用本方法的测试系统可以为电信运营商在ADSL、 ADSL2和ADSL2+线路维护方面提供快速、准确的故障判断与定位，以及线路开 通前的线路质量预评估。
图1为一种不对称数字用户线路的单端测试装置结构框图2为DSLAM控制板结构框图3为局端测试模块结构框图4为数字信号处理电路结构框图5为模拟前端电路结构框图6为信号调理电路原理图7为信号耦合器电路原理图8为接收调理器电路原理图9为发送调理器电路原理图10为信号混合器电路原理图；图ll为信号匹配电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
如图1所示，为一种不对称数字用户线路的单端测试装置结构框图， 一种 不对称数字用户线路的单端测试装置由宽带测试服务器、DSLAM控制板和局端测 试模块组成，DSLAM控制板通过扩展接口连接局端测试模块，控制板通过网口连 接宽带测试服务器。
如图2所示，为DSLAM控制板的结构框图，所述的DSLAM控制板由中央处 理器ARM7、 FLASH存储器、RAM存储器、电源模块、扩展接口、网络接口及串行 接口组成，中央处理器直接连接串行接口，并通过控制总线与数据总线连接 FLASH存储器、RAM存储器、扩展接口和网络接口。
DSLAM控制板通过扩展接口连接局端测试模块，实现测试命令的输出及测试 数据的输入，DSLAM控制板通过网口连接宽带测试服务器，串行接口是控制板的 调试接口。
如图3所示，为局端测试模块结构框图，所述的局端测试模块由信号调理 器、模拟前端电路、数字信号处理电路及主机接口组成，数字信号处理电路通 过主机接口与DSLAM的控制板连接，数字信号处理电路与模拟前端电路连接、 模拟前端电路通过信号调理器与测试接口连接。
如图4所示，为数字信号处理电路结构框图，所述的数字信号处理电路由 DSP芯片、FLASH存储器、RAM存储器、主机控制接口、模拟前端接口组成，DSP 芯片分别与FLASH存储器、RAM存储器、主机控制接口和模拟前端接口连接。
数字信号处理电路是局端测试模块的核心，在模拟前端电路、线路驱动、调 理电路的支持下，控制扩频信号的发射，回声信号的采集，线路空载噪声的测 量，得到能反映当前线路实际的特征参数的原始数据。并将原始数据进行数据 处理与分析，得到线路的特征参数，如线路长度、终端状态、线路空载噪声、 插入损耗等。
如图5所示，为模拟前端电路结构框图，所述的模拟前端电路由数字信号接 口、 DVV转换器、整形滤波器、驱动缓冲、AV)转换器、可编程增益^C大器、输入信号放大器及模拟信号接口组成，数字信号接口分别与D\A转换器和A\D转 换器连接，DXA转换器通过整形滤波器与驱动缓冲电路连接，AM)转换器通过可 编程增益放大器与输入信号放大器连接，驱动缓冲电路与输入信号放大器分别 与连接模拟信号接口连接。
模拟前端电路AFE实现数字信号处理器与信号调理电路的接口 ，完成模数转 换ADC和数模转换DAC，与LINE连接的信号线连接信号调理器的输出端口，与 数字信号处理器接口的数据总线包括接收通道、发送通道的数据总线。
如图6所示，为信号调理电路原理图，所述的信号调理器由信号耦合器、 接收调理器、发送调理器、信号混合器和信号匹配器组成，发送调理器和信号 混合器分别与信号匹配器连接，接收调理器和信号匹配器分别与信号耦合器连 接。
信号调理器主要完成ADSL、 ADSL2和ADSL2+信号的耦合、调理、混合以及 匹配等功能，其中测试信号从端口 S7+、 S7-输入信号调理器，从端口S3+、 S3— 发往要测试的线路，反射信号从端口 S3+、 S3-输入信号调理器，从端口 S6+、 S6-送往模拟前端电路。
如图7所示，为信号耦合器电路原理图，所述的信号耦合器由变压器T1和 第一电容ci和第二电容C2组成，变压器Tl分别与第一电容Cl和第二电容C2 连接。
如图8所示，为接收调理器电路原理图，所述的接收调理器由第一电阻R1 和第二电阻R2、第三电容C3和第四电容C4组成，第一电阻R1与第三电容C3 连接，第二电阻R2与第四电容C4连接，接收调理器完成接收通道噪声的衰减 和滤波，使接收信号的幅度和频率符合模拟前端电路的要求。
如图9所示，为发送调理器电路原理图，所述的发送调理器由第五至第七 电容C5-C7、第三至第七电阻R3-R7、第一放大器Ul和第二放大器U2组成，第 五电容C5与第三电阻R3连接后与第二放大器U2的正极连接，第六电容C6与 第四电阻R4连接后与第一放大器U1的正极连接，第三电阻R3的另一端与第四 电阻R4的另一端连接，第二放大器U2的负极通过第六电阻R6与3脚连接，同 时通过第五电阻R5、第七电容C7与第一放大器U1的负极连接，第一放大器U1 的负极同时通过第七电阻R7与3脚连接，发送调理器电路完成对发送的测试信号的带通滤波、整形和功率驱动。
如图10所示，为信号混合器电路原理图，所述的信号混合器由第八至第十 二电容C8-C12、第八至第十二电阻R8- R12组成，第八电容C8通过第八电阻 R8与第十电阻R10连接后与并联的第十一电容Cll和第十一电阻Rll连接，第 九电容C9通过第九电阻R9与第十电容C10连接后与并联的第十二电容C12和 第十二电阻R12连接，第十电阻R10的另一端与第十电容C10的另一端连接， 信号混合器完成发送信号通道和接收信号通道的混合，将反射信号从发射信号 中分离送到接收端口。
如图11所示，为信号匹配电路原理图，所述的信号匹配电路由第十三至第 十四电容C13-C14、第十三至第十四电阻R13-R14组成，第十三电容C13与第十 三电阻R13并联，第十四电容C14与第十四R14并联，信号匹配电路实现与ADSL、 ADSL2和ADSL2+线路阻抗的匹配。
下面将本实用新型所实现过程加以说明。
首先网络管理系统请求指定线路的信息，测试服务器向DSLAM的控制板发送 测试指定线路的命令，DSLAM控制板控制抓取指定线路并控制局端测试模块开始 单端测试。
局端测试模块接到测试命令后首先测试指定线路的空载噪声，然后使用扩谱 雷达法进行长度测试，局端测试模块的工作过程为首先数字信号处理电路将待 发送的扩谱信号序列发送到模拟前端电路，经模拟前端电路数模转换后再由信 号调理电路进行驱动、限带处理后发射到测试线路，测试信号在线路中传播过 程中遇到阻抗变化时，部分信号会被反射回来，回声信号由信号调理电路从发 射信号中分离出来后传送到模拟前端，经模拟前端模数转化后传送给数字信号 处理电路。数字信号处理电路将测得的线路空载噪声数据及长度测试数据发送 到SELT应用层进行数据处理。
SELT应用层即DSLAM控制板接收到单端测试的原始数据后进行数据处理， 将得到的线路特征参数线路长度、终端状态、空载噪声功率谱密度、线路插 入损耗等发送到信息管理层即测试服务器。测试服务器将根据以上信息对测试 线路进行宽带服务性能指标预评估，将测试线路的物理性能参数，如线路长度、 线路终端的开路/短路状态及反应宽带服务性能指标的速率一一信噪比裕度关系数据序列传输给网络管理系统(画S)或操作管理系统(OSS)。
通过本实用新型可以解决电信运营商ADSL接入网的故障,并提供故障定位， 同时提供了业务开通前的线路速率预评估测试，实现了ADSL接入网的线路维护， 提高了维护的效率和业务的开通率，大大降低了线路维护的成本和申告率。
权利要求1. 一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在于，由宽带测试服务器、DSLAM控制板和局端测试模块组成，DSLAM控制板通过扩展接口连接局端测试模块，控制板通过网口连接宽带测试服务器。
2. 根据权利要求1所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的DSLAM控制板由中央处理器ARM7、 FLASH存储器、RAM存储器、 电源模块、扩展接口、网络接口及串行接口组成，中央处理器直接连接串行 接口，并通过控制总线与数据总线连接FLASH存储器、RAM存储器、扩展接 口和网络接口。
3. 根据权利要求1所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的局端测试模块由信号调理器、模拟前端电路、数字信号处理电路及 主机接口组成，数字信号处理电路通过主机接口与DSLAM的控制板连接，数字 信号处理电路与模拟前端电路连接、模拟前端电路通过信号调理器与测试接口 连接。
4. 根据权利要求3所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的数字信号处理电路由DSP芯片、FLASH存储器、RAM存储器、主机 控制接口、模拟前端接口组成，DSP芯片分别与FLASH存储器、RAM存储器、 主机控制接口和模拟前端接口连接。
5. 根据权利要求3所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的模拟前端电路由数字信号接口、 DU转换器、整形滤波器、驱动缓 冲、AM)转换器、可编程增益放大器、输入信号放大器及模拟信号接口组成， 数字信号接口分别与D\A转换器和A\D转换器连接，D\A转换器通过整形滤波 器与驱动缓冲电路连接，A\D转换器通过可编程增益放大器与输入信号放大器 连接，驱动缓冲电路与输入信号放大器分别与连接模拟信号接口连接。
6. 根据权利要求3所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的信号调理器由信号耦合器、接收调理器、发送调理器、信号混合 器和信号匹配器组成，发送调理器和信号混合器分别与信号匹配器连接，接收调理器和信号匹配器分别与信号耦合器连接。
7. 根据权利要求6所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的信号耦合器由变压器(Tl)和第一电容(C1)和第二电容(C2)组成，变压器(Tl)分别与第一电容(C1)和第电容(C2)连接。
8. 根据权利要求6所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的接收调理器由第一电阻(R1)和第二电阻(R2)、第三电容(C3)和第 四电容(C4)组成，第一电阻(R1)与第三电容(C3)连接，第二电阻(R2)与第四 电容(C4)连接。
9. 根据权利要求6所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的发送调理器由第五至第七电容(C5)-(C7)、第三至第七电阻 (R3)-(R7)、第一放大器(Ul)和第二放大器(U2)组成，第五电容(C5)与第 三电阻(R3)连接后与第二放大器(U2)的正极连接，第六电容(C6)与第四电 阻(R4)连接后与第一放大器(Ul)的正极连接，第三电阻(R3)的另一端与第 四电阻(R4)的另一端连接，第二放大器(U2)的负极通过第六电阻(R6)与3 脚连接，同时通过第五电阻(R5)、第七电容(C7)与第一放大器(Ul)的负 极连接，第一放大器(Ul)的负极同时通过第七电阻(R7)与3脚连接。
10. 根据权利要求6所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的信号混合器由第八至第十二电容(C8)-(C12)、第八至第十二电阻 (R8)- (R12)组成，第八电容(C8)通过第八电阻(R8)与第十电阻(R10)连接后 与并联的第十一电容(C11)和第十一电阻(R11)连接，第九电容(C9)通过第九 电阻(R9)与第十电容(C10)连接后与并联的第十二电容(C12)和第十二电阻 (R12)连接，第十电阻(R10)的另一端与第十电容(C10)的另一端连接。
11. 根据权利要求6所述的一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在 于，所述的信号匹配电路由第十三至第十四电容(C13)-(C14)、第十三至第 十四电阻(R13)-(R14)组成，第十三电容(C13)与第十三电阻(R13)并联，第 十四电容(C14)与第十四电阻(R14)并联。
专利摘要本实用新型涉及一种不对称数字用户线路的单端测试装置，其特征在于，由宽带测试服务器、DSLAM控制板和局端测试模块组成，DSLAM控制板通过扩展接口连接局端测试模块，控制板通过网口连接宽带测试服务器。本实用新型的优点是各层实现可集成到局端现有的终端设备中去，实现简单，不必重新连线，成本较低。使用本方法的测试系统可以为电信运营商在ADSL、ADSL2和ADSL2+线路维护方面提供快速、准确的故障判断与定位，以及线路开通前的线路质量预评估。
文档编号H04M3/28GK201248079SQ200820152358
公开日2009年5月27日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者何道刚, 刘荣鹏, 晶 陶 申请人:上海欣泰通信技术有限公司