接入网话路用户的用户线路、用户电话及话机自动测试卡

摘要

一种接入网话路用户的用户线路、用户电路及话机自动测试卡,由数字信号处理及外围逻辑电路、测试控制电路、高速A/D电路、测量用语音通路、用户语音通路、SPI通信接口电路、串口通信电路等组成。本发明在一块卡内集成现有系统测试头功能,与接入网接口通信实现完整的外线、内线、话机、障碍精确定位测试功能。关键技术为:外线测试激励及算法;高速双通道A/D采样;DSP实时分析处理双音多频、拨号音。

说明书

本发明涉及一种测试卡，特别是一种接入网话路用户的用户线路、用户电话及话机自动测试卡。

随着近一两年内接入网大量进入市话及农话网，电信总局已要求112系统增加对接入网用户的全部测试功能。因接入网在一定区域用户量少，使用针对大型程控交换机的系统测试头(价格约十万人民币)是无法接受的。如何经济有效地解决接入网测试问题，是各接入网厂家共同关心的问题。

电信总局对接入网测试的技术要求还没有正式定稿。在目前的草案里，只对测试项目作了一定要求，并没有规定具体的实现方法。现有的测试技术基本上分以下几种：

1、采用外接仪器，用人工的方法测试。

2、将接入网远端模块的测试总线用硬连接或逻辑连接的方

   法引至端局，利用端局的测试头进行测试。

3、由接入网厂商自行开发一定的内嵌式测试设备进行自动

   测试。

上述方法均有其难以克服的缺陷：

1、人工测试的方法浪费人力、时间，显然不能适应电信总

   局的关于自动测试的要求。

2、将接入网远端模块的测试总线引至端局的测试头虽然解

   决了自动测试的问题，但带来了以下几个问题：

   a、不管是用硬连接或逻辑连接的方法，将测试总线上

      的信号传输至端局(通常传输距离长达十公里以上)

      必然导致测试精度的下降。

   b、需要昂贵的传输设备，大幅度增加成本。

   c、需要对已长期运行的端局测试头进行软硬件改动，

      增加不稳定性因素。

3、在接入网远端嵌入测试设备是合理的选择。但目前已有

   的嵌入式测试设备存在两大问题：

   a、由于接入网厂商对112测试不熟悉，开发出来的

      设备功能不全，而且测试精度不高。

   b、此嵌入测试设备只针对特定接入网厂商，接口不标

      准，不利于局方维护管理。

本发明的目的在于提供一种功能强大、设计先进、测试速度快速、准确，性能价格比高，可成功且经济地解决接入网测试问题的接入网用户的用户线路、用户电话及话机自动测试卡。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：本发明包括数字信号处理及外围逻辑电路、测试控制电路、高速A/D电路、测量用语音通路、用户语音通路、SPI通信接口电路、串口通信电路，数字信号处理及外围逻辑电路与测量用语音通路、用户语音通路、SPI通信接口电路、串口通信电路相连，数字信号处理及外围逻辑电路的输出送到测试控制电路，高速A/D电路的输出送到数字信号处理及外围逻辑电路。

本发明的目的还可以通过以下措施来达到：数字信号处理及外围逻辑电路中采用DSP芯片TMS302F206。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1、功能完备，精度高，性能稳定可靠，体积小，耗电少，

   价格低廉，有利于推广应用。

2、由于具有平台无关性，使得测试卡与接入网相对独立，

   有利于双方的技术更新，并有利于用户的维护管理。

图1为本发明的原理方框图；

图2为本发明与接入网的连接示意图。

本发明下面将结合附图(实施例)作进一步详述：

参照图1，本发明由数字信号处理及外围逻辑电路1、测试控制电路2、高速A/D电路3、测量用语音通路4、用户语音通路5、SPI通信接口电路6、串口通信电路7等组成。本发明采用数字信号处理(DSP)、可编程门阵列(FPGA)，高速A/D采样技术。SPI通信接口电路6及串口通讯电路7可实现与接入网设备通信接口，及提供远程测试接口，通过通讯接口，测试卡接收测试命令，发送测试结果。数字信号处理(DSP)负责测试算法分析、测试流程控制、与接入网接口及远程接口的通信，包括音频、双音多频分析、高次曲线逼近分析等。利用DSP的强大处理功能，能全面满足测试功能要求及今后发展需要。另还采用大规模可编程门阵列，实现逻辑控制，主要包括控制高速A/D采样，测试电路，可把逻辑控制功能集成于一块芯片上。测试电路包括测试激励控制、高速A/D采样电路，并具有多个量程，适应实际使用中宽量程的需要。语音接口电话可以实现监听、插入、送嗥鸣音等多种功能，并实现测量台和被测用户之间的交互。

参照图2，本测试卡14可直接插入接入网远端设备机框8内，与用户板9、控制板10等共处一个机柜内，占一个槽位，在交换机端11通过接入网13、光纤1提供的一个信道可测接入网用户，同时，本发明也可提供系统远程接口15，通过位接口可直接与系统相连。

测试卡的软件结构见图3。

硬件驱动模块：控制硬件动作，提供灵活多样的测试激励、

              数据采集。

数据分析模块：对采集的数据采用复杂的数字滤波，曲线逼

              近，应用合适的数字模型进行分析处理。

串行通信模块主要负责与接入网串行通信包的发送和接收。

测试控制模块负责整个测试卡流程控制。

全部软件实现在DSP上。因测试功能项多，算法复杂，采用了模块化结构，用C语言编程。从速度、程序空间角度考虑，部分关键代码采用了汇编语言编程。

系统功能概述：

外线测试功能：

此时，接入网远端控制设备应抓用户外线，并向测试卡发下列命令之一：

(1)综合测试：

   测试卡返回外线测试的结果及十二项参数指标，及定

   性判断结果：

0测试结果正常    1线路绝缘不良

2线路断线        3线路混线

4线路地气        5线路串电

6线路漏电        7话机未挂好

在线路断线或混线时还返回故障点距离。

内线测试功能：

此时，接入网远端控制设备应抓用户内线，并向测试卡发下列命令之一：

(1)综合测试：

   测试卡返回内线测试结果，项目有：馈电、拨号音、

   回路电流、肪冲收号、音频收号：

(2)内线振铃测试：

   此时，交换机给用户内线送振铃信号，测试卡返回振

   铃测试结果，包括：铃流存在否，空载电压，接话机

   电压及模拟摘机时会否停止。

(3)单测铃流电压：

   条件与上条命令相似，所不同的是此时测试卡仅返回

   空载时铃流电压。

语音通道建立

如需对一正在通话的用户进行监听、插入、放机测试，需先建立一语音通道。测试卡有一模拟语音接口，该语音接口连普通电话用户，并已知号码。测量员在测量台人工或自动拨测试卡的固定电话号码，测试卡检测到因拨打该电话号码而送来的铃流信号后，测试卡内部模拟摘机，从而建立测量员至测试卡的语音通道，测试卡内部把语音通道逻辑上与测试总线相连，这样建立了测量员可监听、插入正在通话的用户的语音通道。

用户通话高阻监听、通话强插示意图4。

设用户A与用户B正在通话，局测量中心测量台测试用户A，

A用户忙，此时测量台如需高阻监听，则接入网应能测试总线(外线)与用户A相连。测量台可通过拨测试卡语音通道(数字或模拟)接口电话号码，建立测量台话机与测试卡的语音通道，在测试卡内部建立语音通道与测试总线的语音连接，这样测量台与用户A之间建立一条语音通道，测试卡内部软件控制使语音通道成为单向，此时即为监听。

软件控制使语音通道为双向，此时即为通话强拆。

语音通道建立过程：

(1)接入网远端控制设备把被测用户连至测试总线外线。

(2)测量台拨测试卡所连的特定电话号码。

(3)接入网远端控制设备发监听或插入命令给测试卡。

(4)测试卡检测到铃流后，建立测量台→测试卡→测试总

   线→被测用户的语音通道，若是监听，则测试卡内部

   形成单向通道，并可根据命令要求在监测前是否送提

   示音通知用户：若是插入，则测量员与被测用户可互

   相通话。

(5)测试卡给接入网远端控制设备发已建立好监听或插入

   的响应。

(6)接入网远端控制设备发结束任务命令。

(7)测试卡发成功执行命令的响应。

   此外，对话机未挂好的用户，测试卡可以送出嗥鸣音

   (即催挂音)。

本项功能包括下列命令：

(1)监听，插入命令：

   本项命令可控制测试卡建立单向或双向语音通道，及

   是否通知用户。

(2)改变监听，插入状态：   本项命令可控制测试卡任意改变监听或插入状态。(3)中止监听，插入命令：   本项命令可控制测试卡终止监听或插入状态。(4)送嗥鸣音命令：   本项命令控制测试卡送出长度可控的嗥鸣音，返回用   户是否在规定的时间内挂机。话机测试：话机测试的主要目的是检测用户话机的拨号性能，步骤如下：(1)接入网远端控制设备把被测用户连至测试总线外线。(2)测量台拨测试卡所连的特定电话号码。(3)接入网远端控制设备向测试卡发振铃用户命令。(4)当检测到用户摘机之后，接入网远端控制设备向测试   卡发拨号检测命令。(5)测量员提示用户拨号，然后检测结果是否正确。(6)接入网远端控制设备发结束任务命令。(7)测试卡发成功执行命令的响应。可用的命令如下：(1)用户话机状态测试命令：   测试卡返回用户是否挂机。(2)振铃用户命令：   本项命令控制测试卡送出长度可控的振铃音，返回用   户是否在规定的时间内摘机。(3)拨号检测命令：   每当用户拨一次号或挂机，测试卡返回一条消息，包   括拨号类型(双音多频或脉冲或挂机)，号码值，及   拨号的具体信息，包括：

(1)双音多频的高低频率及其电平。

(2)脉冲拨号的脉冲长度和断续比。

(4)中止话机测试命令：

本项命令可控制测试卡终止话机测试状态。

主要技术指标：

用户外线特性测试：

用户外线测试十二项外线参数指标，并根据参数的定量值判断外线定性测试结果。

a)电阻(A-B、A-G、B-G)

测量范围：10Ω～10MΩ

测量误差：±2％±1Ω(10Ω～1MΩ)

±10％(1MΩ～10MΩ)

b)电容(A-B、A-G、B-G)

测量范围：0.001μF～10μF

测量误差：±2％±0.0001μF(0.001μF～1.0μF)

±10％(1.0μF～10.0μF)

c)交流电压(A-B、A-G、B-G)

测量范围：0.1～500VRMS

测量误差：±2％

d)直流电压(A-B、A-G、B-G)

测量范围：0.1～500V

测量误差：±2％

用户电路测试

用户电路测试是指测试用户内线，主要测试环路电流、馈电电压、拨号音是否正常及具体定量参数值；测试能否接收正常的脉冲发号、双音多频发号。

a)环路电流(A-B)

测量范围：1.0～100mA

测量误差：±2％

b)馈电电压

测量范围：0.1～100V

测量误差：±2％

c)拨号音

如交换机送出的拨号音满足如下条件，则拨号音测试结果为正常。

频率：450Hz±25Hz

电平：-10±3dbm

d)脉冲发号

断续比：(1.6±0.2)∶1

脉冲速度：10±1pps

发号间隔：＞500ms

e)双音多频发号

频偏：±1.5％

电平：

低频群：-9±3dBM

高频群：-7±3dBM

双频信号电平差：2±1dB

总失真：比基波电平低20dB

信号极限时长：＞40ms/位

信号间隔时长：＞40ms

用户设备(话机)测试：

测试用户话机的脉冲、双音多频拨号是否正常。

a)脉冲话机和直流脉冲按键(DP)话机测试

A、拨号速度(标准10PPS)

测量范围：5PPS～22PPS

允许误差：0.5PPS

B、继续比(标准1.6∶1)

测量范围：(1.0～3.0)∶1

允许误差：±0.1

b)双音多频(DTMF)话机测试

A、频率(标准：低频群697、770、852、941Hz，高频群1209、1336、1477、1633Hz，频偏±1.5％)

测量范围：300Hz～3400Hz

允许误差：±1.5％

C、电平(标准：低频群-9±3dBM，高频群-7±3dBM，双频信

   号电平差不大于2±1d)

测量范围：-24dBM～0dBM(单频)

允许误差：1dBM

定性判断能力：

(1)故障测试准确率≥98％

其中断线、混线、接地、短路、碰地障碍准确率100％其它障碍准确率≥95％

(2)故障精确定位：

a)故障定位盲区≤20米

b)故障定位点误差±20米