专利名称：多功能自适应电话线测量方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种电话线的测量方法及装置，尤其关于一种电话线监测系统，此系统可自动监测电话线上的电气特性及电话线上的射频(radio frequency)，以决定电话线上的状态进而确保电话线不被窃听。
一组电话线是由两条线组成，其分别为从电话总局(Central Office，C.O.)所接过来的端头线(tip)(+)及振铃线(ring)(-)。
世界各地的电话网络皆有所不同。电话线上的DC线电压是由电话总局的电池所提供，电话总局所提供的DC线电压也会因地区不同而有所不同，故其电话线上的电压也可能一直在改变。
在理想情况下，一电话机有三种状态，亦即待机(ON HOOK)，使用(OFF HOOK)及振铃(RINGING)状态，而电话线上的电压亦随着此三种状态而有所不同。在待机状态时，电话线上的电压为直流48±15％伏特，使用状态时则为直流5±15％伏特，而在振铃状态时则为交流130±15％伏特。
这些是美国的通讯标准，电话线标准也因国家不同而不同，也可能因电话总局不同而有所不同。
当拿起一话机时，一开关将电话线与话机连通，而使电话线上产生一阻抗(负载)，进而降低直流电压。此低电压即会通知电话总局以产生一拨号音及使该电话线致能。
以下说明各种窃听电话的方法及操作模式窃听(Wiretaps)如何工作。
窃听，即非法地监听或录下电话中的对话，是很容易实现的。最快最简单的窃听方法是将窃听器直接并联地“接入”(tap-in)该电话线上，然后即可监听电话线上的对话。此并联电话机的方式是与分接出一分机的方式相同，皆可拿起话机而对话。为防止被窃听的人听到窃听者的呼吸声或其他声音，因此，并联话机的发话装置通常被去掉。一高阻抗的耦合变压器(high-impedance coupling transformer)通常被用于将窃听的信号馈入录音机中。因为电话线上的简单话机会传送一话机使用信号至电话总局，因此在电话线未致能之前，只有一窃听器的高阻抗被接入。
窃听器(Bugs)-无线窃听无线窃听通常可由一种俗称窃听器(bug)的小型发射器来实现。窃听器只须很少的电子元件，其发射范围也限，通常在500-1,000英寸。但其可安置于电话机内进而传送一清楚的信号至工作在88-108MHz或300-350MHz范围的普通FM收音机。此小型FM发射器被设计成能直接利用电话线上的电源而工作并可传送电话线上双方的对话。如果无法进入大楼内安置此窃听器于电话机内，该窃听器也可经一高阻抗接至电话线。一种外型类似电话中发话装置的窃听器亦已上市，窃听者可直接利用该具发射功能的发话装置来取代传统的电话发话装置，而达到窃听的效果。此类窃听方式还具有一录音机，耦合至该FM接收机，用以录下电话双方的对话。
窃听器如何工作电话线上的直流电压不是直接提供电源就是经一与电路线电流串联的电阻来提供电源，此电源用以提供可调式电压控制振荡器(Voltage Control Oscillator，VCO)，此VCO可传送一稳定且在FM广播频段内的载波信号。该振荡器的瞬时频率决定于所供电压的大小。另将携带交流电压的电话语音信号加至振荡器的电源电压中，因此使其所发射的频率与语音频率相同，此即一段FM收音机所能接收的“调频”(Frequency Modulation)。
窃听器被致能后，将会产生一非特定性的DC电压、阻抗及射频电压于电话线上。
本发明的目的是提供一种探测电话线上异常状况的方法或探测一种非经授权的监听装置的装置，该装置可工作于从电话总局连接过来的一条或多条电话线上且不须先致能电话总局的线路。
本发明的另一目的在于提供一种方法，该方法通过提供一跨于电话线间的渐减的电阻(但不至于低到致能电话总局的线路)来致能任何监听装置。
本发明的再一目的是提供一种方法，该方法可根据预定的时间间隔周期地测量AC、DC、RF电压及一条线或多条线的阻抗以及从所搜集的值中计算每一条线上测量值的平均值及偏差值，并将当前测量值与所搜集的值比较，当一参数超出从平均值与偏差值所导出的范围时，发出警报信号以表示发生异常状况或发现一监听装置。
本发明的装置包含AC、DC、RF电压及阻抗测量装置、一用于存储不同参数测量值的存储装置或存储器装置、用于互连电话线的开关、测量装置及存储装置、用于控制不同装置及开关以及用于发出探测到一异常状况或一监听装置的信号的控制装置。
装置还包含装置，用于提供跨于电话线间的渐减电阻以致能任何监听装置及用于阻抗测量。本发明的目的、优点及特征将由探测方法配合附图的描述而更加明显，其中不同图中相同数字意指相同的元件。
附图的简要说明
图1所示为直接在电线上及通过一个专用交换机(PBX)应用本发明的电话系统的图示说明。
图2所示为阻抗测量及致能监听装置的方法的流程图。
图3所示为本发明的方法的流程图。
首先参考图1所示的装置，一电话总局1利用一电池2提供一DC电压，正极接至端头线5，负极接至振铃线6。
电话线4从电话总局传送至包含用户地点20的不同用户地区。如图所示，一单一电话线17直接接至一电话机19。多数条线18经PBS3接至多个电话机。
一开关装置7在控制器15的操作控制下，依序将每一电话线接至DC电压表8、AC电压表9、RF电压表10及包含提供跨于电话线的渐减电阻的装置14的阻抗探测装置11。
本发明利用DC电压表8、AC电压表9、RF电压表10以及阻抗侦测结构11测量电话系统上的各种参数状态。经测量后的不同的参数值被储存在一存储装置或存储器13，以可以是一其中含程序小型计算机的控制器处理这些数据。
该数据用于产生可接受值的范围，控制器将所测量的值与可接受值的范围作比较，当测量的值超出范围值，控制器会发出警报信号12。
一种用于通过RF和阻抗变化致能窃听器并探测它们的方法，如图2的流程所示使用渐减电阻致能方法(Diminishing ResistanceActivation Method，DRAM)14。一渐减电阻16跨接于电话线上以利用DC电表8测量DC电压直至DC电压等于或小于1/2待机(ON HOOK)电压。此电压足以致能大部分的窃听器而不须致能电话总局的线路。
RF电压由RF表10测量，并被加以存储，此时的电阻R即被记录为阻抗测量值。电话线上的阻抗会因为窃听器的致能而经常改变。此外，电话线上的RF电压也可做为另一种有一致能的窃听器正在电线上的指示。
图3说明了本发明不需影响电话线上的工作而可用以探测异常状况及窃听器的方法。
开关7选择一电话线，DC电压由一DC电表8测量。如果为OV则指示该电话线被剪断，因此警报器发出信号，以警示该异常状况。如果电压小于24V或其他预设电压，则电话在使用(OFF HOOK)状态，因此不需测量。如果待机(ON HOOK)或电压大于24V，则AC电表9测量AC电压。如有AC电压，则电话线上的AC电压指示振铃且不需测量。否则，图2所示的DRAM过程致能以及阻抗R及RF在电阻值恰可使DC电压为1/2待机(ON HOOK)电压时被记录。此DC、R及RF值与可接受范围的值作比较。在评估算法过程期间对所量测的每一个参数值与控制极限作比较，如果有一值超过控制极限，则设定一警报12，并指示纠正的动作。此举可包括显示问题的性质。
如果所测量的DC、R及RF值并未超过控制极限，这些数据便用以更新统计线控制(STATISTICAL LINE CONTROL，SLC)极限，然后再切换至另一电话线继续测量。
当多条电话线接至同一电话总局时，在一条电话线上所测量的值，可与另一条电话线上的测量值作比较。
上述实施例仅为说明本发明的原理及效果，而非限制本发明，因此，熟悉本领域的人员对上述实施例所作的修改及变化仍不违背本发明的精神。本发明的权限如后述权利要求所列。
权利要求
1.一种在来自至少一电话总局的多条电话线上探测异常状况或非经授权的监听装置的方法，该方法包含下列步骤在每条电话线上以一预定的时间间隔连续地重复测量至少二个参数，该至少二参数选自一组由DC电压、AC电压，阻抗及RF电压组成的参数；存储所测量到的该参数值；计算每条电话线上的每一参数的平均值及该测量值的偏差值以及重新计算平均值及偏差值以提供当前的平均值及偏差值，以反应参数值的缓慢非错误偏移；将每一新测量的参数值与当前的平均值及偏差值作比较；及当一新的参数值超过从当前的平均值及偏差值导出的范围值时，提供一警报信号，以指示电话线上有一异常状况或一非经授权的监听装置。
2.根据权利要求1的方法，还包含以下步骤提供一步步渐减的电阻以跨于待测的电话线上及测量其上渐减的DC电压，由此通过DC电压的改变来探测非经授权的监听装置的存在。
3.根据权利要求1的方法，还包含以下步骤在将一电阻跨接于电话线上后，由测量DC电压的下降率以测量每一电话线上的阻抗。
4.根据权利要求1的方法，还包含以下步骤使用一跨于电话线上的渐减电阻以致能非经授权的监听装置而无需向电话总局，发送一使用(OFF HOOK)的信息，进而探测出该监听装置的存在。
5.根据权利要求1的方法，还包含以下步骤比较来自第一电话总局的第一线的参数值与来自第一电话总局的第二线的参数值，以及当两者间的差异超过预定范围时提供一警报信号。
6.一种用于在来自至少一电话总局的多条电话线上探测一异常状况或一非经授权的监听装置的装置，该装置包含用于在一电话线上测量至少二个选自一组由DC电压、AC电压、RF电压及阻抗组成的参数的测量装置；连接至多条电话线的开关装置，用于在同一时间选择性的将测量装置连至多条电话线中的任一条上；用于存储由电话线上的测量装置测量到的参数值的存储装置；用于指示一异常状况发生或有一监听装置的装置；及与开关装置，测量装置，存储装置及信号装置互连的控制装置，该控制装置用于使该开关装置将该测量装置以一预定的间隔依次重复地连至每一条电话线上，然后用于将由测量装置测量的参数值存储于储存装置中，用于通过统计装置从存储的值中确定每条电话线的每一参数的正常偏差的期望值的范围，用以确定正确测量得到的值是否超过该范围及用以在测量值超过范围时致能该信号装置。
7.根据权利要求6的装置，其中测量装置包含提供一跨于电话线上的渐减电阻，以致能非经授权的监听装置而无需向电话总局发一使用(OFF HOOK)信息。
8.根据权利要求6的装置，其中控制装置还包含装置，用于将来自第一电话总局的第一线的参数值与来自第一电话总局的第二线的参数值比较以及当两参数间之差超过预设范围时提供一警报信号用以致能该信号装置。
9.一种在来自一电话总局的电话线上探测一异常状况或一非经授权的监听装置的方法，该方法包含下列步骤在电话线上以一预定的时间间隔连续地重复测量至少二个参数，该至少二个参数选自一组由DC电压、AC电压、阻抗及RF电压所组成的参数；存储所测量的参数值；计算电话线上的每一参数的平均值及该测量值的偏差值以及重新计算平均值及偏差值以提供当前的平均值及偏差值以反应参数值的缓慢非错误偏移；将每一新测量的参数值与当前的平均值及偏差值作比较；及当一新的参数值超过从当前的平均值及偏差值所导出的范围值时，提出一警报信号，以指示一异常状况的发生或一非经授权的监听装置正在电话线上。
10.根据权利要求9的方法，还包含下列步骤提供一步步渐减的电阻，以跨于待测电话线上及测量其上渐减的DC电压，由该DC电压的变化以探测非经授权的监听装置的存在。
11.根据权利要求9的方法，还包含下列步骤在将一电阻跨接于电话线上后，由测量DC电压的下降率以测量每一电话线上的阻抗。
12.根据权利要求9的方法，还包含下列步骤通过用一跨于电话线上的渐减电阻以致能非经授权的监听装置而无需向电话总局发送一使用(OFF HOOK)的信息，进而探测出该监听装置的存在。
13.用于在来自一电话总局的电话线上自动探测一异常状况或一非经授权的监听装置的装置，该装置包含用于在一电话线测量至少二个选自一组由DC电压、AC电压、RF电压及阻抗所组成的参数的测量装置用于存储电话线上的测量装置所测量到的参数值的存储装置；用于指示一异常状况发生或有一监听装置的装置；及与测量装置、存储装置及信号装置互连的控制装置，该控制装置用于使该测量装置以一预定的时间间隔重复测量该电话线，用一将经测量装置所测量到的参数值存储于存储装置中，用于利用统计装置从存储的值中确定电话线上每一参数的正常偏差的期望范围值，用以决定正确测量得到的值是否超过该范围及用于测量值超过范围时致能该信号装置。
14.根据权利要求13的装置，其中测量装置包含装置，用于应用于一跨于电话线上的渐减电阻以致能非经授权的监听装置而无需向电话总局发送一使用(OFF HOOK)的信息。
全文摘要
一种用以监测电话线的系统,可用以探测多种不同的电话线不正常使用状态。其探测功能包括例如断线的物理损害,拿起话机一段时间不使用的不正常使用及窃听(wiretaps)的滥用。该系统可弹性的自动调整至不同的正常状态。为提供一可靠的电话通讯,该系统会在探测到不正常状态时产生警报并同时产生一历史数据库。此数据库是用以再检查可靠性及响应时间,辨认硬件的故障趋势或其重复的不正常使用及提供系统管理报表以调整至不同的正常状态而不至于产生误报警。此物理系统包含扫描输入电话的电路。
文档编号H04M1/24GK1177241SQ9610964
公开日1998年3月25日 申请日期1996年9月3日 优先权日1996年6月5日
发明者赵新民 申请人:赵新民