(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気通信回線（１３）内の障害（５９）を識別する（５３、７３）ための方法（４５）であって、
電気通信回線（１３）の伝達関数を特徴付ける第１の測定データ（Ｈｌｏｇ）を決定するステップ（４９）と、
伝達関数の少なくとも１つの周期性間隔（Δｆ１、Δｆ２）を決定するステップ（５５）と、
伝達関数の少なくとも１つの周期性間隔に基づいて、電気通信回線内の少なくとも２つの目標の障害の位置（Ｐ１、Ｐ２）を推定するステップと、
電気通信回線の端点（１６、１８）における雑音レベル（Ｎ１、Ｎ２）決定するステップと、
電気通信回線の端点における決定された雑音レベルに基づいて、少なくとも２つの目標の障害の位置（Ｐ１、Ｐ２）のうちの１つを、電気通信回線内の障害として識別するステップを有する、方法（４５）。
【請求項２】
雑音レベル決定するステップが、電気通信回線（１３）の端点（１６、１８）の各々での雑音レベルを特徴付ける第２の測定データに基づいて雑音レベルを決定する、請求項１に記載の方法（４５）。
【請求項３】
第１の測定データ（Ｈｌｏｇ）に応じて、障害（５９）のタイプを決定するステップ（７３）を更に含む、請求項１又は２に記載の方法（４５）。
【請求項４】
障害（５９）のタイプが、伝達関数の少なくとも１つの極値の位置に応じて決定される（７３）、請求項３に記載の方法（４５）。
【請求項５】
前記障害（５９）のタイプを決定するステップ（７３）が、
伝達関数の極小値が、伝達関数の周期性間隔（Δｆ１、Δｆ２）の少なくとも１つの倍数に相当する周波数の近くに位置する場合に、直列抵抗と開放のうちの少なくとも１つを検出するステップ（７７）及び、
伝達関数の極小値が、周期性間隔（Δｆ１、Δｆ２）の少なくとも１つの１／２の奇数倍に相当する周波数の近くに位置する場合に、シャント抵抗又は短絡のうちの少なくとも１つを検出するステップ（７９）を含む、請求項３または４に記載の方法（４５）。
【請求項６】
前記障害（５９）のタイプを決定するステップ（７３）が、
伝達関数の極大値が、伝達関数の周期性間隔（Δｆ１、Δｆ２）の少なくとも１つの倍数に相当する周波数の近くに位置する場合に、シャント抵抗と短絡のうちの少なくとも１つを検出するステップ（７７）と、
伝達関数の極大値が少なくとも実質的に、周期性間隔（Δｆ１、Δｆ２）の少なくとも１つの１／２の奇数倍に相当する周波数に位置する場合に、直列抵抗と開放のうちの少なくとも１つを検出するステップ（７９）を含む、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法（４５）。
【請求項７】
前記障害（５９）のタイプを決定するステップが、
伝達関数（９３、９５）と障害（５９）のない電気通信回線（１３）の基準伝達関数（６７）との間の差（δ）が電気通信回線を介して伝送される信号の周波数につれて変動する場合に、静電容量を検出するステップを含む、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法（４５）。
【請求項８】
障害（５９）のタイプを決定するステップが、
伝達関数（９３、９５）と基準伝達関数（６７）との間の差（δ）の推移に応じて、直列静電容量とシャント静電容量とを区別するステップを含む、請求項７に記載の方法（４５）。
【請求項９】
障害（５９）のタイプを決定するステップ（７３）が、
差（δ）が周波数につれて減少する場合に、直列静電容量を検出する（８７）ステップ、および、
差（δ）が周波数につれて増加する場合に、シャント静電容量の形で障害を検出する（８７）ステップを含む、請求項８に記載の方法（４５）。
【請求項１０】
障害（５９）のタイプを決定するステップが、
伝達関数（９３、９５）の振動の振幅（α）が周波数につれて減少する場合に、直列静電容量を検出するステップ、および、
振幅（α）が、第１の周波数範囲内の周波数につれて増加し、第２の周波数範囲内の周波数につれて減少する場合に、シャント静電容量を検出するステップを含み、第１の周波数範囲が第２の周波数範囲より低い周波数含む、請求項７に記載の方法（４５）。
【請求項１１】
電気通信回線（１３）内の障害（５９）を識別するための障害識別デバイス（１７、１９、３９）であって、デバイス（１７、１９、３９）が、
電気通信回線（１３）の伝達関数を特徴付ける第１の測定データ（Ｈｌｏｇ）を決定し、
伝達関数の少なくとも１つの周期性間隔（Δｆ１、Δｆ２）を決定し、
伝達関数の少なくとも１つの周期性間隔に基づいて、電気通信回線内の少なくとも２つの目標の障害の位置（Ｐ１、Ｐ２）を推定し、
電気通信回線の端点（１６、１８）における雑音レベル（Ｎ１、Ｎ２）決定し、
電気通信回線の端点における決定された雑音レベルに基づいて、少なくとも２つの目標の障害の位置（Ｐ１、Ｐ２）のうちの１つを、電気通信回線内の障害として識別する、
ように構成されたプロセッサを含む、障害識別デバイス（１７、１９、３９）。
【請求項１２】
デバイスが電気通信回線に接続されたネットワーク要素の一部であり、ネットワーク要素が、アクセスノード（１７）、顧客構内ノード（１９）、及びネットワークに接続可能な局（３９）のうちの少なくとも１つである、請求項１１に記載のデバイス（１７、１９、３９）。
【請求項１３】
コンピュータプログラムを含むコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、該コンピュータプログラムが、コンピュータに請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法（４５）の各ステップを実行させる、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気通信回線内の障害を識別するための方法に関する。さらに、本発明は、電気通信回線内の障害を識別するための障害識別デバイス、および障害を識別するための方法を実施するようにプログラムされたコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル加入者線（ＤＳＬ）でシングルエンド線試験（ＳＥＬＴ）を実行することが知られている。ＳＥＬＴは反射測定に基づく測定手順を含み、これにより、加入者線の導体ペア内の障害の位置を決定することが可能になる。一般に、障害は加入者線上を送信される信号を反射する。よって、障害の位置は、加入者線の単一の端点から障害まで、およびそのＤＳＬの単一端点に戻るまでの、信号伝播時間を測定することにより決定することができる。しかし、ＳＥＬＴでは専用のテスト信号を加入者線上に送信する必要があり、ＳＥＬＴの実施中は、加入者線の通常の動作を中断しなければならない。したがって、ＳＥＬＴは、加入者線のテストを繰り返し行う場合や自動テストには、あまり適さない。
【０００３】
さらに、ＤＳＬシステムには、一般に、デュアルエンド線試験（ＤＥＬＴ）のための手順が備わる。ＤＥＬＴは、ＤＳＬの異なる端点に接続された２つのノード、例えばアクセスノードおよび顧客構内設備（ＣＰＥ）の一部であるノードにより実行される。ＤＥＬＴの結果は、加入者線の端点のノードから、例えば簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）を用いて、取り込まれ得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、電気通信回線の通常動作を中断せずに回線に適用可能で、既存のＤＳＬシステムまたは電力線通信（ＰＬＣ）システムなどの既存のシステムとの接続において容易に実装可能な、電気通信回線内の障害を識別するための方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に記載される電気通信回線内の障害を識別するための方法、請求項１２に記載される障害識別デバイス、および請求項１５に記載されるコンピュータプログラム製品により解決される。
【０００６】
一実施形態によれば、電気通信回線内の障害を識別するための方法が提供され、この方法は、電気通信回線の伝達関数を特徴付ける第１の測定データを決定するステップを含み、この方法はさらに、伝達関数の振動の周期性間隔を少なくとも１つ検出するステップを含み、また、前記検出ステップの結果に応じて障害が識別される。一実施形態では、この方法は第１の測定データに応じて、少なくとも１つの周期性間隔を決定するステップ、および／または、決定された少なくとも１つの周期性間隔に応じて障害を識別するステップを含んでよい。この方法を実装するときは、電気通信回線の通常の動作を中断することなく測定データを取得すること、つまり、測定データの取得中にデータ送信を継続することができる。一実施形態では、測定データの取得ステップは、電気通信回線の接続先のネットワーク要素、例えばアクセスノードまたは顧客構内ノードから、測定データを取り込むステップを含む。一実施形態では、このネットワーク要素は、回線の動作中の一定のフェーズ中、例えば同期フェーズ中に測定を実施し、測定データを生成して格納してよい。別の実施形態では、測定データは継続的に生成および／または更新される。したがって、できる限り、データ送信の品質が、例えば加入者が気付く程度にまで低下する前に障害を検出するために、電気通信回線は、自動的に、かつ／または繰り返しチェックされる。
【０００７】
障害を識別するステップは、通信回線に障害があるかないかを検出するステップを含んでよい。一実施形態では、伝達関数が振動を示す場合に、障害が検出される。この方法では、伝達関数が振動を示さない場合は、回線に障害がないと決定してよい。
【０００８】
好ましい実施形態では、前記識別するステップは、伝達関数の振動の周期性間隔に応じて、電気通信回線内の障害の位置を推定するステップを含む。しかし、別の実施形態によれば、この方法は、周期性間隔に応じて障害を検出するが、障害の位置は推定しない。伝達関数内の周期性は、障害の位置における伝送モードの転換に起因する。少なくとも１つの周期性間隔は、電気通信回線の１つの端点から障害までの距離に依存する。よって、障害と端点との間の距離は、周期性間隔に応じて推定することができる。
【０００９】
障害の位置を推定することを目的として、推定した距離の測定を開始する点となる電気通信回線の端点を決定するために、一実施形態では、この方法は、伝送線路の端点での雑音レベルを特徴付ける第２の測定データを決定し、これら雑音レベルを相互に比較するステップを含む。
【００１０】
一実施形態では、障害の位置のみが推定される。別の実施形態では、位置が推定されるだけではなく、障害のタイプが決定される。このような実施形態では、識別するステップは、測定データ、好ましくは第１の測定データに応じて、障害のタイプを決定するステップを含む。
【００１１】
好ましくは、障害のタイプは、伝達関数の少なくとも１つの極値の位置に応じて決定される。一実施形態は、極値の少なくとも１つの位置を決定するステップを含んでよい。
【００１２】
特に、一定のタイプの障害は、伝達関数の振動の最大および／または最小の位置に応じて決定することができる。例えば、タイプを決定するために、以下の手法を適用できる。
−  直列抵抗は、開放（直列抵抗の特殊なケース）を含め、伝達関数の極小値が少なくとも実質的に、伝達関数の周期性間隔の倍数に相当する周波数に位置する場合に検出することができ、
−  開放を含めた直列抵抗はまた、伝達関数の極大値が少なくとも実質的に、周期性間隔の１／２の奇数倍に相当する周波数に位置する場合にも検出することができ、
−  シャント抵抗は、短絡（シャント抵抗の特殊なケース）を含め、伝達関数の極小値が少なくとも実質的に、周期性間隔の１／２の奇数倍に相当する周波数に位置する場合に検出することができ、
−  短絡を含めたシャント抵抗はまた、伝達関数の極大値が少なくとも実質的に、伝達関数の周期性間隔の倍数に相当する周波数に位置する場合にも検出することができる。
【００１３】
本発明の実施形態には、上記の４つの手法の少なくとも１つ、およびこれらの手法の任意の組み合わせを適用することができる。
【００１４】
一実施形態では、障害タイプの決定ステップは、この伝達関数と障害のない電気通信回線の基準伝達関数との間の差が周波数につれて変動する場合に、静電容量を検出するステップを含む。
【００１５】
一実施形態では、前記障害タイプ決定ステップは、伝達関数と基準伝達関数との間の差の推移に応じて、直列静電容量とシャント静電容量とを区別するステップを含む。好ましくは、前記障害タイプ決定ステップは、差が周波数につれて減少する場合に直列静電容量を検出し、および／または、差が周波数につれて増加する場合に、シャント静電容量の形の障害を検出するステップを含む。
【００１６】
別の実施形態では、障害タイプ決定ステップは、伝達関数の振動の振幅が周波数につれて変動する場合に静電容量を検出するステップを含む。
【００１７】
一実施形態では、障害タイプ決定ステップは、伝達関数の振動の振幅の推移に応じて、直列静電容量とシャント静電容量とを区別するステップを含む。好ましくは、前記障害タイプ決定ステップは、伝達関数の振動の振幅が周波数につれて減少する場合に直列静電容量を検出し、および／または、第１の周波数範囲が第２の周波数範囲より低い周波数を含むときに、伝達関数の振動の振幅が第１の周波数範囲内の周波数につれて増加し、第２の周波数範囲内の周波数につれて減少する場合に、シャント静電容量を検出するステップを含む。例えば、最初に振幅が周波数につれて増加し、高い周波数においてゆっくりと減少し始める場合に、シャント静電容量を検出することができる。
【００１８】
別の実施形態によれば、電気通信回線内の障害を識別するための障害識別デバイスが提供され、このデバイスは、電気通信回線の伝達関数を特徴付ける第１の測定データを決定するよう構成されたコントローラを備え、このコントローラは、伝達関数の振動と、これらの振動の周期性間隔を少なくとも１つ検出するようにさらに構成されており、前記検出に応じて障害が識別される。
【００１９】
好ましい実施形態では、コントローラは、本発明、および本明細書に記載された実施形態による方法を実施するように構成、好ましくはプログラムされる。コントローラは、コンピュータであってよい。コントローラは、プロセッサおよび記憶素子を備えてよい。記憶素子は、コンピュータプログラムの実行中にプロセッサがこの方法を実施するようにプログラムされた、コンピュータプログラムを含んでよい。
【００２０】
一実施形態では、デバイスは、電気通信回線に接続されたネットワーク要素、好ましくは、アクセスノードもしくは顧客構内ノードの一部である。別の実施形態では、デバイスは、ネットワークに接続可能な局またはその一部である。アクセスノードは、ＤＳＬアクセスノードであってよい。顧客構内ノードは、例えば、ＤＳＬモデムであってよく、またはＤＳＬモデムを含んでもよい。
【００２１】
一実施形態によれば、コンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品、好ましくは記憶媒体が提供され、このコンピュータプログラムは、コンピュータ上で実行されるときに、この方法を実施するようにプログラムされている。記憶媒体は、例えば光ディスクまたは磁気ディスク、半導体記憶装置などでよい。さらに、サーバを提供し、そのサーバからインターネットなどの通信ネットワーク経由でプログラムを取り込むことができるようにしてもよい。
【００２２】
下記に、本発明の例示的実施形態およびさらなる利点を図示し、詳細を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】通信ネットワークを示す図である。
【図２】図１に示すネットワークの電気通信回線内の障害を識別するための方法を示すフローチャートである。
【図３】差動伝送モードおよびコモン伝送モードを含む電気通信回線に沿った信号経路を示す図である。
【図４】電気通信回線内に直列抵抗および開放がある場合の、電気通信回線の伝達関数を示すグラフである。
【図５】電気通信回線の導体とグランドとの間にシャント抵抗および短絡がある場合の、伝達関数を示すグラフである。
【図６】電気通信回線内に直列静電容量がある場合の、伝達関数を示すグラフである。
【図７】電気通信回線の導体とグランドとの間にシャント静電容量がある場合の、伝達関数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
説明および図面は、本発明の原理を例示するだけのものである。よって、本明細書に明示的に記載または図示されてはいないが、本発明の原理を具体化し、かつ本発明の趣旨および範囲に含まれる、さまざまな装置を当業者は考案できるということが理解されよう。さらに、本発明に記載されるすべての例は、主として、発明者が提案する本発明の原理および概念の理解において読者を助け、技術を促進するための教示のみを明確に意図しており、そのような具体的に記載された例および条件に限定されないとみなされる。さらに、本発明の原理、様態および実施形態を記載する、本明細書のすべての記述は、それらの具体例とならび、それらの等価物を含むよう意図されている。
【００２５】
図１は、電気通信回線１３を含む通信ネットワーク１１を示す。電気通信回線１３は、導電体１５ａ、１５ｂのペア１５をもち、ペア１５の第１の端点１６は、アクセスノード１７とも呼ぶ、ネットワーク１１のネットワーク側の終端ノードに接続されている。ペア１５の第２の端点１８は、ネットワーク１１のターミナル側の終端ノード１９に接続されている。ターミナル側の終端ノード１９は、ネットワーク１１の顧客構内設備（ＣＰＥ２１）の一部であってよい。
【００２６】
図に示す実施形態では、電気通信回線１３は、ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬなどのデジタル加入者線（ＤＳＬ）である。したがって、アクセスノード１７は、ＤＳＬアクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）または別のタイプのＤＳＬアクセスノードであってよい。ターミナル側の終端ノード１９は、ＤＳＬモデムであってよく、またはＤＳＬモデムを含んでもよい。ただし、本発明はＤＳＬに限定されない。別の実施形態では、ネットワーク１１は、例えば、電力線通信（ＰＬＣ）のための電力ラインなどの異なるタイプの電気通信回線１３を含む。
【００２７】
アクセスノード１７は、ペア１５の第１の端点１６が接続されている第１のモデム回路２３をもつ。さらに、アクセスノード１７は、アクセスノード１７の動作を制御するようになされた第１のコントローラ２５をもつ。一実施形態では、第１のコントローラ２５は、例えばマイクロプロセッサなどのプロセッサ２７を備えたプログラム可能なコンピュータ、および半導体メモリなどの記憶素子２９である。
【００２８】
ターミナル側の終端ノード１９は、ペア１５の第２の端点１８が接続されている第２のモデム回路３３をもつ。さらに、ターミナル側の終端ノード１９は、第２のコントローラ３１をもつ。第２のコントローラ３１は、第１のコントローラ２５と同じ基本構成でよい。つまり、第２のコントローラ３１はプログラム可能なコンピュータであり、プロセッサ２７および／または記憶素子２９を備えてよい。
【００２９】
図に示す実施形態では、ペア１５の少なくとも一部はバインダ３５の一部であり、さらにペア３７に平行に延在する。バインダ３５は、導電性、好ましくは金属のシールド３８を備えてよく、このシールド３８は、図１に示すように接地されてよい。
【００３０】
さらに、ネットワーク１１は、ノード１７および１９の少なくとも１つ、好ましくはアクセスノード１７と通信できるように、例えば相互接続ネットワーク４１を介してノード１７および１９の少なくとも１つに接続された、オプションの局３９を備えてよい。局３９は、第３のコントローラ４３を備える。第３のコントローラ４３は、第１のコントローラ２５と同じ基本構成でよい。つまり、第３のコントローラ４３はプログラム可能なコンピュータであり、プロセッサ２７および／または記憶素子２９を備えてよい。例示的実施形態では、局３９は、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ＰＤＡなどのハンドヘルドコンピュータまたは携帯電話などであってよい。
【００３１】
コントローラ２５、３１または４３の少なくとも１つは、電気通信回線１３内、特に導電体１５ａおよび１５ｂのペア１５内の障害を識別するための方法を実施するよう構成されている。この目的のためにコンピュータプログラムを備え、前記コンピュータプログラムの実行中に、コントローラ２５、３１または４３の少なくとも１つがこの方法を実施するようにプログラムされていてよい。換言すれば、この方法は、アクセスノード１７、局３９、またはターミナル側の終端ノード１９で実施されてよい。コンピュータプログラムは、少なくとも１つの記憶素子２９に記憶されてよい。さらに、コンピュータプログラムは、光ディスクまたは磁気ディスク、半導体記憶媒体などの、あらゆるタイプのデータ記憶媒体に記憶されてよい。さらに、プログラムは、ネットワーク、好ましくはインターネットを経由した伝送で、サーバによって提供することもできる。
【００３２】
図２は、方法４５の詳細を示す。方法４５は、電気通信回線１３、特にペア１５に関する測定値を取り込む測定ブロック４７を含む。例えば、測定ブロック４７は、第１の測定データＨｌｏｇの取り込みのためのステップ４９を含んでよい。図に示す実施形態では、第１の測定データＨｌｏｇは、ペア１５の両端１６と１８の間の伝達関数の大きさを、好ましくは対数尺度で特徴付ける。例えば、第１の測定データＨｌｏｇは、ペア１５上を伝送される信号の異なる周波数にそれぞれが相当する、大きさの値を複数含んでよい。
【００３３】
さらに、測定ブロック４７は、アクセスノード１７および／またはターミナル側の終端ノード１９から第２の測定データを取り込むステップ５１を含んでよく、この場合、第２の測定データは、第１の雑音レベル値Ｎ１および第２の雑音レベル値Ｎ２を含む。第１の雑音レベル値Ｎ１は、ペア１５の第１の端点１６での雑音レベルを特徴付ける。第２の雑音レベル値Ｎ２は、ペア１５の第２の端点１８での雑音レベルを特徴付ける。
【００３４】
図に示す実施形態では、第１の測定データＨｌｏｇ、および／または第２の測定データＮ１、Ｎ２は、アクセスノード１７およびターミナル側の終端ノード１９によって行われるデュアルエンド線試験（ＤＥＬＴ）手順を手段として生成される。ステップ４９は第１の測定データＨｌｏｇを取り込み、ステップ５１は第２の測定データＮ１、Ｎ２を取り込む。特に、アクセスノード１７およびターミナル側の終端ノード１９とは異なるノード（例えば、局３９）で方法４５を実施する場合は、第１および／または第２の測定データＨｌｏｇ、Ｎ１、Ｎ２を相互通信ネットワーク４１経由でそのノードに伝送するために、通信プロトコルを適用してよい。一実施形態では、通信プロトコルは簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）である。つまり、局３９は、第１の測定データＨｌｏｇ、および／または第２の測定データＮ１、Ｎ２を、アクセスノード１７からＳＮＭＰを使用して取り込んでよい。
【００３５】
一実施形態では、ＤＥＬＴ手順は、回線１３、ならびに第１および第２のモデム回路２３、３３の動作の一定のフェーズ、すなわち、第１のモデム回路２３と第２のモデム回路２３との相互同期が行われるフェーズ中に実行される。同期は、例えば、アクセスノード１７もしくはＣＰＥ２１の起動中、または第１のモデム回路２３と第２のモデム回路３３との間の接続が一時的に中断された後に行われてよい。アクセスノード１７および／またはターミナル側の終端ノード１９は、ＤＥＬＴの間に生成された第１の測定データＨｌｏｇ、および／または第２の測定データＮ１、Ｎ２を、後で方法４５が取り込めるように、ローカルに格納してよい。
【００３６】
図２に示すように、ステップ４９および５１は、少なくとも部分的には並列に行われる。別の実施形態では、ステップ４９および５１は、互いに連続して実施される。
【００３７】
方法４５は位置推定ブロック５３を含み、このブロックはペア１５に障害があるかどうか判定し、障害の位置を推定する。位置推定ブロック５３は、測定ブロック４７の後で実施されてよい。位置推定ブロック５３のステップ５５は、障害が検出されている場合は、障害の位置候補Ｐ１、Ｐ２を推定する。図に示す実施形態では、２つの位置候補Ｐ１、Ｐ２は、ノード１７と１９との間のペア１５の伝達関数の周期性に応じて検出される。位置推定ブロック５３のステップ５７は、位置候補Ｐ１、Ｐ２の１つを、最終的に推定された障害の位置Ｐとして選択する。この目的で、ステップ５７は、雑音レベルＮ１とＮ２を互いに比較し、この比較に基づいて、位置候補Ｐ１、Ｐ２のどちらを推定された位置Ｐとして選択すべきかを判断する。回線１３の、他端よりも障害に近い位置にある端点での雑音レベルＮ１、Ｎ２は、回線１３の他端での雑音レベルＮ２、Ｎ１よりも高くなる。したがって、ステップ５７は、最も高い雑音レベルＮ１、Ｎ２をもつ回線１３の端点１６、１８を決定し、その端点１６、１８に最も近い位置候補Ｐ１、Ｐ２を推定された位置Ｐとして選択する。
【００３８】
ステップ５７を手段として、障害の位置は極めて正確に推定することができる。しかし、別の実施形態では、方法４５はステップ５７を含まず、位置推定ブロック５３は位置候補Ｐ１、Ｐ２だけを決定し、位置候補Ｐ１、Ｐ２から最終的に推定される位置Ｐは選択しない。
【００３９】
図３は、障害５９のある回線１３の概略図である。Ｌ１は、回線１３の第１の端点１６と障害５９との間の距離を表す。Ｌ２は、回線１３の第２の端点１８と障害５９との間の距離を表す。Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２は、回線１３、つまりペア１５の全体の長さを表す。
【００４０】
図３に示される矢印は、異なる伝送モードに従って回線１３上を送信される信号Ｖｓの異なる伝播経路に対応する。図３の上部に、差動モードＤが示される。下部に、コモンモードＣが示される。差動モードＤでは、回線１３の両端１６、１８は、終端抵抗Ｒｃにより終端処理される。信号Ｖｓは回線のペア１５に差動モードＤで供給される。図に示される実施形態では、回線１３はコモンモードＣでの適用は意図されていないので、図３の下部の回線１３の部分は、開放されている。よって、コモンモードＣで送信される信号は終端処理されない。
【００４１】
無傷の回線（障害がない）の場合は、信号Ｖｓは、第１の経路（矢印６１）のみに沿って、回線１３の第１の端点１６（図３の左側）から直接、回線の第２の端点１８（図３の右側）に差動モードＤで伝播する。しかし、障害５９があると、回線１３内にモード転換を引き起こす。その結果、信号Ｖｓのエネルギーの一部が、差動モードＤからコモンモードＣに移転され、回線１３の両端１６、１８に反射される。回線１３はコモンモードＣに関しては終端処理されていないので、回線１３の両端１６、１８はコモンモード信号を反射する。障害５９に到着したコモンモード信号は、少なくとも部分的に、相当する差動モード信号に転換しもどされ、回線の、終端処理された両端１６、１８に送信される。その結果、障害５９によって、第１の端点１６から、障害５９を通り、第２の端点１８を越え、障害５９に戻り、回線の第２の端点１８で終了する第２の経路（矢印６３）が導入される。第３の経路（矢印６５）は、第１の端点１６から、障害５９を通り、第１の端点１６に戻り、もう一度障害５９を通って、回線１３の第２の端点１８で終了する。
【００４２】
回線１３の第２の端点１８で受信される信号Ｖｒは、３つの異なる伝播経路６１、６３、６５に沿って伝播される信号Ｖｓの重ね合わせに相当する。つまり、Ｖｒ＝Ｖｒ１＋Ｖｒ２＋Ｖｒ３である。回線１３の第２の端点１８での信号は、フェーザを使用して下記のとおりに表せる。
【００４３】
【数１】
0005881863.tif 000002
【００４４】
回線１３の第２の端点１８での信号は、下記のとおりに表せる。
【００４５】
【数２】
0005881863.tif 000003
上記の式で、γｃおよびγｄは、それぞれコモンモードおよび差動モードの伝搬定数である。これらの定数の実数部は信号減衰に関し、虚数部は位相速度に関する。Ｔは、モード間を遷移する信号の振幅を表す係数である。したがって、合計信号の振幅は、振動関数（かっこにはさまれた第２項の振幅）により変調された減衰する指数関数（第１項の振幅）に存する。
【００４６】
次に、ｆが周波数、ｖが位相速度のとき、
【００４７】
【数３】
0005881863.tif 000004
ということを利用して、２つの指数関数の、周波数で表した周期性は、下記のとおりに表せる。
【００４８】
【数４】
0005881863.tif 000005
【００４９】
よって、Ｈｌｏｇ振動の周期性を決定すると、２つの距離Ｌ１、Ｌ２が分かる。しかし、式ＶｓはＬ１とＬ２とで対称なためにＬ１とＬ２を交換しても結果に影響しないので、故障の位置について曖昧さが存在する。したがって、ステップ５５では、Ｌ１およびＬ２の値に関する２つの可能な仮定に従って、２つの位置候補Ｐ１、Ｐ２を決定する。
【００５０】
図４は、障害がない場合の測定データＨｌｏｇを、伝達関数の大きさの形で対数目盛内に示す（曲線６７）。さらに、開放の形の障害５９がある場合（曲線６９）および５００オームの直列抵抗の形の障害５９がある場合（曲線７１）の測定データＨｌｏｇも示す。開放障害は、直列抵抗障害の特殊な場合と考えられる。障害５９がある場合に決定された測定データＨｌｏｇには、上記の振動がある。方法４５のステップ５５は、測定データＨｌｏｇを分析することにより、これらの振動を決定する。図に示す例では、周期性がそれぞれΔｆ１＝１０００ｋＨｚおよびΔｆ２＝３３３ｋＨｚである２つの振動が決定される。例えば上記の方程式を使用して、ステップ５５は、ν＝２×１０８ｍ／ｓと仮定して、値Ｌ１＝１００ｍおよびＬ２＝３００ｍを計算する。
【００５１】
しかし、この解は一意ではない。Ｌ１＝３００ｍおよびＬ２＝１００ｍもまた、上記の方程式の有効な解である。このように、障害５９には、２つの位置候補Ｐ１、Ｐ２が存在する。障害５９は、第１の端点１６から１００ｍ離れたＰ１または第１の端点１６から３００ｍ離れたＰ２に位置し得る。上記のとおり、ステップ５７は最も可能性の高い障害５９の位置Ｐを、雑音レベル値Ｎ１、Ｎ２に基づいて、位置候補Ｐ１、Ｐ２から選択する。好ましくは、ステップ５７は、雑音レベル値Ｎ１、Ｎ２を相互に比較して、２つの雑音レベル値Ｎ１、Ｎ２のうち最も高い雑音レベル値Ｎｍａｘを決定する。次に、ステップ５７は、位置候補Ｐ１、Ｐ２のうち、端点１６、１８に最も近く、最も高い雑音レベル値Ｎｍａｘをもつものを、最も可能性の高い障害の推定位置Ｐとして選択する。
【００５２】
障害５９の位置Ｐを決定するほかに、障害５９の識別ステップには、障害５９のタイプの決定ステップを含んでもよい。この目的で、方法４５は、例えば位置推定ブロック５３の後に実施できる分類ブロック７３を含む（図２参照）。障害５９のタイプ候補には、回線１３の導電体１５ａ、１５ｂのうち１つの中の直列抵抗、導電体１５ａ、１５ｂとグランド３８または他の導電体３７との間のシャント抵抗、導電体１５ａ、１５ｂ内の直列静電容量、および、導電体１５ａ、１５ｂとグランド３８または他の導電体３７との間のシャント静電容量が含まれ得る。
【００５３】
上記の方程式の係数Ｔは障害のタイプに依存する。純粋に抵抗性の故障では、Ｔは実数値となる。直列静電容量またはシャント静電容量などの容量性要素の故障では、係数Ｔの虚数部が０でなくなる。直列の障害ではＴは負の値となり、シャント障害では、Ｔは正の値となる。
【００５４】
Ｔを正の実数と仮定すると、Ｖｓの第２項の極大値は、２つの指数関数が正の実数である場合、つまり、
【００５５】
【数５】
0005881863.tif 000006
である場合に、発生する。
【００５６】
極大値が発生する周波数ｆｍａｘの条件は、
【００５７】
【数６】
0005881863.tif 000007
である。
【００５８】
これは、正の実数値の係数Ｔについては、回線１３の伝達関数の極大値が、周波数周期性Δｆ１、Δｆ２の倍数に相当する周波数ｆｍａｘに位置することを意味する。
【００５９】
同様に、Ｖｓの第２項の極小値は、２つの指数関数が負の実数であり、下記の周波数に相当する場合に発生する。
【００６０】
【数７】
0005881863.tif 000008
これは、正の実数値の係数Ｔについては、伝達関数の極小値が、周波数周期性の１／２の奇数倍に相当する周波数に位置することを意味する。係数Ｔが負の場合は、極小値と極大値の位置は反転する。
【００６１】
静電容量性の障害の場合は、Ｔの虚数部は、周波数軸に沿った極大値の偏移に帰する２つの指数関数の位相偏移に相当する。よって、極大値の位置を手段として、静電容量性の障害を抵抗性の障害と区別することができる。
【００６２】
以下に、周波数目盛り内での伝達関数の極小値の絶対位置に応じて障害のタイプを決定するときに方法４５が従う、例示的手法を記載する。分類ブロック７３には、伝達関数の極小値を決定するステップ７５がある。方法４５によれば、ステップ７５の後に、第１の分岐７７が実施される。この第１の分岐７７は、極小値の位置が少なくとも実質的に、周期性Δｆ１、Δｆ２の倍数に相当しているかどうか調べる。相当する場合（Ｙ）は、方法４５は、障害５９が直列抵抗であることを検知する（ステップ７８）。それ以外の場合（Ｎ）は、第２の分岐７９が実施される。図４は、直列抵抗の場合の伝達関数６９、７１を示し、これを見ると、極小値は、周期性Δｆ１＝１０００ｋＨｚおよびΔｆ２＝３３３ｋＨｚの倍数である周波数、例えば、３３３ｋＨｚ、６６６ｋＨｚ、１０００ｋＨｚ、１３３３ｋＨｚ、１６６６ｋＨｚ、２０００ｋＨｚなどで発生することが分かる。
【００６３】
第２の分岐７９は、極小値が少なくとも実質的に、周期性の１／２の奇数倍、つまりΔｆ１／２およびΔｆ２／２の奇数倍に相当しているかどうか調べる。相当する場合（Ｙ）は、方法４５は、ステップ８１で、障害５９が、導電体１５ａ、１５ｂとグランド３８または他の導電体３７との間のシャント抵抗であることを検知する。図５は、導電体１５ａ、１５ｂの１つでのグランドへの短絡の場合の伝達関数（曲線８３）、および導電体１５ａ、１５ｂの１つとグランドとの間の抵抗性経路の場合の伝達関数（曲線８５）を示す。極小値は、周期性Δｆ１＝１０００ｋＨｚおよびΔｆ２＝３３３ｋＨｚの１／２の奇数倍である周波数、例えば、１６６．５ｋＨｚ、４９９．５ｋＨｚ、８３２．５ｋＨｚ、１１６５．６ｋＨｚなどで発生する。
【００６４】
第２の分岐７９が、極小値が少なくとも実質的に、周期性の１／２の奇数倍に相当することを検知しなかった場合（Ｎ）は、第３の分岐８７が実施される。第３の分岐８７は、障害５９がない場合に、実際の伝達関数と伝達関数６７との間の差δが周波数につれて減少するかどうか調べる。減少する場合（Ｙ）は、直列静電容量の形の障害５９がステップ８９で検知される。それ以外の場合（Ｎ）は、導電体１５ａ、１５ｂとグランド３８または異なる導電体との間のシャント静電容量の形の障害５９が、次のステップ９１で検知される。
【００６５】
図６は、導電体１５ａ、１５ｂのうち１つの中の直列静電容量の形の障害の場合の伝達関数を示す（曲線９３）。直列静電容量のインピーダンスは周波数につれて減少するので、この伝達関数９３と障害がない場合の伝達関数（基準伝達関数６７）との間の差δは、周波数につれて減少する。
【００６６】
図７は、導電体１５ａ、１５ｂのうち１つとグランドとの間のシャント静電容量の形の障害の場合の伝達関数を示す（曲線９５）。この伝達関数９５と基準伝達関数６７との間の差δは、周波数につれて減少しない。図に示す例では、伝達関数９５と６７との間の差δは、むしろ、周波数につれて増加する。したがって、方法４５は、伝達関数９３と６７との間の差δおよび伝達関数９５と６７との間の差δの推移に基づいて直列静電容量とシャント静電容量とを区別することができる。
【００６７】
別の実施形態では、方法４５は、伝達関数９３、９５の振動の振幅αの推移に応じて、直列静電容量とシャント静電容量とを区別する。直列静電容量の場合（曲線９３）、振幅αは周波数につれて速く減少する。シャント静電容量の場合（曲線９５）、振幅αは、最初に周波数につれて増加してから、高い周波数においてゆっくりと減少し始める。
【００６８】
図に示す実施形態では、伝達関数の極小値の位置が決定され、この位置に応じて、障害のタイプが決定される。しかし、他の実施形態では、極小値の位置の代わりに、または極小値の位置に加えて、伝達関数の極大値の位置が決定されてよく、極大値の位置に応じて障害のタイプが決定されてよい。特に、図に示す例示的方法４５は、極大値に応じて障害のタイプが決定されるように、簡単に修正することができる。
【００６９】
要約すれば、本明細書に記載される方法、デバイス、およびコンピュータプログラム製品により、電気通信回線１３内の障害５９を、電気通信回線１３の伝達関数内の振動周期性に応じて識別（検出、位置推定、および／または分類）することが可能になる。周期性は、ＤＥＬＴにより取得される第１の測定データＨｌｏｇを使用して決定できるので、回線１３の通常動作、例えば、データ送信などを中断することなく障害を識別することができる。したがって、障害５９がないか定期的に回線１３を調べることができる。障害５９が識別された場合は、ネットワークオペレータは、回線１３を修理するために、正しい場所に技術者を派遣することができる。その結果、迅速かつ経済的に障害５９を除去することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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