(57)【要約】      （修正有）【課題】電気通信網のノード内の電気的障害を検出または予測するための方法を提供する。【解決手段】ノード４上の伝送信号１２を示す監視信号２０が障害予測回路１８により受け取られ、監視信号が基準伝送信号２２と比較され、比較結果が障害閾値を満たす場合障害と判定され、比較結果が障害を示唆する場合、障害であるとの判定を障害指示器２６に出力し、記憶装置５４に障害データを格納する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気通信網のノード内の電気的障害を検出し予測する方法であって、
前記ノード上の伝送信号を示す監視信号を受け取るステップと、
前記監視信号を基準伝送信号と比較するステップと、
前記比較結果が障害閾値を満たすとき障害と判定するステップと、
前記障害であるとの前記判定を指示するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記受け取るステップが、前記伝送信号と共にリアルタイムで前記監視信号を受け取るステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記受け取るステップが、前記伝送信号を前記監視信号として受け取るステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記基準伝送信号が、前記伝送信号にリンクされている、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記基準伝送信号が、前記伝送信号の障害のないバージョンである、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記比較結果が障害閾値を満たすことが、前記監視信号が障害閾値範囲の外側にあることを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記比較結果が障害閾値を満たすことが、前記監視信号が高障害閾値より大きいことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記比較結果が障害閾値を満たすことが、前記監視信号が低障害閾値より小さいことを含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記指示するステップが、その後の検索のために前記障害を記録するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記障害を記録するステップが、前記障害をメモリデバイスに格納するステップを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記指示するステップのあとに前記障害を解除するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的障害を検出し予測する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力やデータなどの伝送可能信号のためのケーブルは、伝送源から伝送先への伝送可能信号の伝送を可能にする。このようなケーブルには、様々な応用例があり、リソース間またはデバイス間の長距離伝送または短距離伝送によく適している。
【０００３】
電気的伝送線路に沿って移動する信号は、線路の伝送パラメータの不連続に出合うと、一部または全部が反対方向に反射される。たとえば、伝送線路が故障したとき、または故障しそうなとき、反射が起こり得る。この線路の反射によって、発信信号が反射信号に組み合わさるため、いくつかの好ましくない影響が起こる。その結果生じる信号は、断続的な故障や信号の劣化、さらには影響を受けるノード上の接続デバイスへの損傷さえも引き起こすことがある。高感度の電子機器は、反射が真の原因であるとき、この好ましくない影響を構成要素の故障として登録することがある。
【０００４】
伝送線路の反射が起きると、デバイス、アプリケーション、または電気的ノードは、診断および修理のためにオフラインまたはサービス停止となることがある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、電気通信網のノードにおける電気的障害を検出し予測する方法に関するものであって、この方法はノード上の伝送信号を示す監視信号を受け取るステップと、監視信号を基準伝送信号と比較するステップと、比較結果が障害閾値を満たすとき障害と判定するステップと、障害であるとの判定を指示するステップとを含む。
【０００６】
本発明の実施形態は、少なくとも１つの伝送可能信号を伝送する電気通信網のノード内における電気的障害を検出または予測する方法に関する。伝送可能要素は、どんな種類でも想定され、その例にはデータの電気的伝送も含まれる。さらに、伝送用の電力またはデータの提供など、どんな目的でも伝送可能信号によって達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】障害検出予測回路を有する電気通信網の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による障害検出予測回路を有する電気通信網の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は本発明の一実施形態の電気通信網２の概略図である。電気通信網２は、電力および／またはデータが伝送される電気通信網であればどんな種類でもよいことに留意すべきである。電気通信網２は、航空機および／または航空機用データ通信網向けの電力配電網であることがさらに具体的に企図されている。
【０００９】
電気通信網２は、伝送ケーブル１０によって接続された伝送源１４と伝送先１６を備える。障害予測回路１８が、ノード４において伝送ケーブル１０に結合され、ケーブル１０上の伝送信号１２を示す監視信号２０を入力として受け取る。伝送信号発生器６が、伝送信号１２の理想化されたまたは障害のないバージョンである基準伝送信号２２を障害予測回路１８に提供する。任意選択の記憶装置５４が、障害指示器出力２６を障害予測回路１８から受け取り記憶する。さらに、通信網２を、単一のノード４を有する単一のケーブル１０により図示しているが、通信網２は、任意の数のケーブルおよびノードを有してよいのであり、便宜上１つだけを図示しているに過ぎない。さらに、ノード４および対応する監視信号２０は、ケーブル上のどんな所望の位置でも配置することできる。
【００１０】
動作に際して、伝送信号１２を伝送源１４から伝送先１６に伝送することができ、そうする際に、伝送信号１２は、ノード４を通過し、そこで監視信号２０が障害予測回路１８に渡され、障害予測回路１８は、監視信号２０を基準伝送信号２２と比較することによって障害がないか監視信号２０を処理する。
【００１１】
比較を行う際に、障害予測回路１８は、監視信号２０を、基準伝送信号２２に対して障害閾値または障害閾値範囲と突き合わせて比較する。すなわち、障害予測回路１８は、監視信号２０が基準伝送信号２２から特定の量だけずれると、障害を識別するように構成されている。
【００１２】
障害予測回路１８は、障害を予測すると、障害指示器出力２６を出力し、記憶装置５４は、障害時刻を含めた障害データ事象をメモリデバイスに書き込むことができる。記憶装置５４は、複数の障害予測回路１８に結合することができ、その場合、伝送ケーブル１０の位置など、追加の障害データを記録することができる。記憶装置５４は、障害時刻における伝送信号１２の動作、ある時間にわたって登録された障害の数、特定の伝送ケーブルにおける反復する障害の数などの障害データを代わりに記録してもよい。障害データは、あとで検索できるように記憶装置５４に格納してもよい。
【００１３】
図２は、本発明の第２の実施形態による代替の電気通信網１０２を示す。この第２の実施形態は、第１の実施形態に類似している。したがって、同じ部品は１００だけ増加させた同じ番号で識別され、他の記載がない限り、第１の実施形態の同じ部品の説明は、第２の実施形態に適用されることが理解されよう。第１の実施形態と第２の実施形態の相違は、障害予測回路１１８が電気的障害を識別する特定の回路の一例を含むことである。障害予測回路１１８は、正直流（ＤＣ）電源２８と、負ＤＣ電源３０と、第１のダイオード３２と、第２のダイオード３４と、第１の抵抗器３６と、第２の抵抗器３８とを備えるものとして示されている。障害予測回路１１８の一部分は、以下の構成要素がそれぞれ直列構成で接続されるように配列されている。すなわち、正ＤＣ電源２８と、第１の抵抗器３６と、第１のダイオード３２と、第２のダイオード３４と、第２の抵抗器３８と、負ＤＣ電源３０とである。障害予測回路１１８のこの部分は、第１のダイオード３２と第２のダイオード３４の間で基準伝送信号２２を入力として受け取る。
【００１４】
障害予測回路１１８は、さらに、第１の抵抗器３６および第１のダイオード３２の間に位置した高障害閾値信号ノード４０と、第２の抵抗器３８および第２のダイオード３４の間に位置した低障害閾値信号ノード４２とを備える。図示するように、障害予測回路１１８は、さらに、２つの入力端と１つの出力端を有するハイサイド演算増幅器（オペアンプ）４４と、２つの入力端と１つの出力端を有するローサイドオペアンプ４６とを備える。ハイサイドオペアンプ４４は、監視信号２０および高障害閾値信号ノード４０を入力として受け取る。ローサイドオペアンプ４６は、監視信号２０および低障害閾値信号ノード４２を入力として受け取る。
【００１５】
ハイサイドおよびローサイドオペアンプ４４、４６の出力端のそれぞれは、通常は逆バイアスのダイオード４８のカソードと接続し、各ダイオード４８の対向端すなわちアノードは、共通の障害ノード５０に接続する。障害ノード５０は、障害予測回路１１８の外にあるソースによって受け取られる、追加の解除信号入力２４と障害指示器出力２６とを有する任意選択の集積回路（ＩＣ）チップ５２の入力を提供する。障害ノード５０は、さらに、ダイオード４８の信号出力をＩＣチップ５２の許容可能なデジタル論理入力に適切に変換できるような適切な構成部品を備えてよい。
【００１６】
さらに、任意選択のＩＣチップ５２と解除信号入力２４とを備えていない障害予測回路１１８であって、障害ノード５０が回路１１８の障害指示器出力２６に直接マッピングされる回路が想定される。解除信号入力２４は、少なくとも２つの異なる信号を伝送できるようにする任意のデバイスから受け取ってもよい。一例では、それは高信号をＩＣチップに伝送できるようにする物理的な押しボタンでもよい。別の例では、それは記憶装置５４など、別のデバイスからの高信号の電気的出力であってもよい。
【００１７】
監視信号２０の電圧が高障害閾値信号ノード４０の電圧より低いと、ハイサイドオペアンプは高信号を出力する。監視信号２０の電圧が高障害閾値信号ノード４０の電圧より高くなると、ハイサイドオペアンプが低信号を出力する。同様に、監視信号２０の電圧が低障害閾値信号ノード４２の電圧より高いと、ローサイドオペアンプは高信号を出力する。監視信号２０の電圧が低障害閾値信号ノード４２の電圧より低くなると、ローサイドオペアンプは低信号を出力する。
【００１８】
この構成は、ハイサイドおよびローサイドオペアンプ４４、４６の両方が高信号を出力するとき、障害ノード５０が高信号を有するように動作する。しかし、ハイサイド、ローサイドまたは両方のオペアンプ４４、４６が低信号を出力するとき、障害ノード５０は低信号を有する。
【００１９】
ＩＣチップ５２は、障害ノード５０において高信号を受け取る間、低信号を生成するように、またはなにも信号を生じないように構成される。逆に、ＩＣチップ５２は、障害ノード５０において低信号を受け取るとき、障害指示器出力２６において高信号を生成するように構成される。ＩＣチップ５２は、さらに、障害ノード５０において低信号を受け取ると、障害ノード５０からのその後の入力の有無にかかわらず、解除信号入力２４から解除信号を受け取るまで、障害指示器出力２６において高信号を生成し続けるように構成される。
【００２０】
第２の実施形態の電気通信網１０２の動作において、伝送信号１２を伝送源１４から伝送先１６に伝送でき、そうする際に、伝送信号１２は、ノード４を通過し、そこで監視信号２０が障害予測検出回路１１８に渡され、その回路は監視信号を基準伝送信号２２と比較することによって障害がないか監視信号２０を処理する。
【００２１】
高および低障害閾値信号ノード４０、４２の値のそれぞれのまわりの構成は、比較のために閾値信号範囲を定義するようにあらかじめ定められる。第１および第２の抵抗器３６、３８は、高および低障害閾値信号ノード４０、４２における電圧の値を定義するために、それぞれ正ＤＣ電源２８、負ＤＣ電源３０、および第１および第２のダイオード３２、３４の電気的特性を基準に選択される。たとえば、正ＤＣ電源２８が＋１０Ｖであることが判っており、負ＤＣ電源３０が−１０Ｖであることが判っており、第１および第２の各ダイオード３２、３４が典型的な０．７Ｖ降下で動作し、第１および第２の抵抗器３６、３８は、それぞれ２２ＫΩとなるように選択できる場合、所望の高および低障害閾値信号ノード４０、４２の値はそれぞれ、基準信号２２より＋０．７Ｖ高いものと、基準信号２２より−０．７Ｖ低いものとになる。この例は、許容限度の範囲を導き出す例として示すものであって、明確な限度または限度境界を設定する方法と解するべきではない。
【００２２】
比較を行う際に、障害予測回路１１８は、ハイサイドおよびローサイドオペアンプ４４、４６を使用して、監視信号２０を高および低障害閾値信号ノード４０、４２に対して比較する。比較結果が障害閾値を満たす場合、すなわち、比較によって監視信号２０が障害閾値範囲の外側にあることが指示されるとき、障害が起きる。本発明のこの実施形態において、監視信号２０は、高障害閾値信号４０より大きいか、低障害閾値信号４２より小さいとき、障害閾値範囲の外側にある。信号２２をこの回路に注入すると、ハイサイドおよび低障害閾値が、時変信号の障害予測にも有用となるために動的であってもよいように機能する。
【００２３】
障害予測回路１１８は、障害が発生したと判定したとき、障害指示器出力２６において障害であるとの判定を指示する。障害予測回路１１８は、解除信号入力２４によってリセットされるまで、障害が起きたことを指示し続け、そのあと電気通信網のノードの監視を再開する。
【００２４】
本開示によって上図に示すものに加えて他の多くの可能な実施形態および構成が企図される。たとえば、本発明の一実施形態では、高および低論理信号を反転させることが企図される。さらに、本発明のこのような一実施形態では、より広い範囲の電気的システムの一部として、障害予測回路１８および記憶装置５４を単一の集積回路に埋め込むことができる。さらに、様々な構成要素の設計および配置によって、必要に応じ過渡ノイズフィルターやクランピングダイオードを含めるなど、いくつかの異なるインライン構成を実現し得るように再構成することができる。さらに、この回路の他の実施形態では、基準伝送信号２２および監視信号２０のいずれかまたは両方を、追加のアナログスイッチまたはリレーを介して多重化させて、１群の信号の監視を支援することによって、同一または類似の特性を有する様々な通信網を走査し得る。
【００２５】
他の実施形態では、記憶装置５４は、障害データを記録したあと、解除信号入力２４をＩＣチップ５２に送ることによって障害予測回路１１８をリセットすることができる。この意味において、記憶装置５４および任意選択のＩＣチップ５２は、必要なときに、障害予測回路１１８の障害制御を扱うように動作する。さらに、障害予測回路１１８が障害を検出すると、障害指示器出力２６の信号を使用して、安全に予備通信網に切り替えたり、システムを遮断したりするなど、あらかじめ定められた事象の過程を成立させることによって、障害を安全に制御するような安全機構を利用することができる。
【００２６】
本明細書に開示するこの実施形態は、電気通信網のノード内の電気的障害を予測する方法を提供する。上記の実施形態において実現できる１つの利点は、故障したまたは故障している伝送ケーブルを指示するために、保守要員が障害データを使用してできることである。伝送ケーブルの欠陥のより早い検出と修理は、電気通信網のより高い信頼性および品質に結びつく。さらに、本発明の実施形態は、修理および証明更新の診断フェーズに費やす時間が少ないことにもより、優れた商業上の利点をもたらす。同様に、このような利点は、電気通信網の動作可能時間の短縮や修理費用の低減を生み出す。このような利点は、航空機や原子力発電所の監視など、クラス３電子機器に関して特に重要である。
【００２７】
この書面による説明では、最良の態様を含めて、諸例を使用して本発明を開示し、また、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含めて、当業者であれば本発明を実施することができる。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が思いつく他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文字どおりの言語と差異がない構造的要素を有する場合、あるいは、特許請求の範囲の文字どおりの言語と差異が非実質的である同等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
【符号の説明】
【００２８】
２  電気通信網
４  ノード
６  基準伝送信号発生器
１０  伝送ケーブル
１２  伝送信号
１４  伝送源
１６  伝送先
１８  障害予測回路
２０  監視信号
２２  基準伝送信号
２４  解除信号入力
２６  障害指示器出力
２８  正ＤＣ電源
３０  負ＤＣ電源
３２  第１のダイオード
３４  第２のダイオード
３６  第１の抵抗器
３８  第２の抵抗器
４０  高障害閾値信号
４２  低障害閾値信号
４４  ハイサイドオペアンプ
４６  ローサイドオペアンプ
４８  逆バイアスのダイオード
５０  障害ノード
５２  ＩＣチップ
５４  記憶装置
【図１】
2014207670.tif 000003
【図２】
2014207670.tif 000004