CIRCUIT ARRANGEMENT FOR FAULT LOCALISATION IN A DIGITAL TELEPHONE SUBSCRIBER LINE

Abstract: 1. A circuit for locating faults in a digital telecommunication subscriber termination comprising an exchange-side line termination circuit (3) with an echo canceller contained therein, a subscriber line (2) and a network termination (1), in which circuit a test loop is closed and is tested with signals transmitted by the exchange, characterized in that the echo canceler (24) contains an adaptive digital filter to which there is assigned a memory (23, 25, 26, 30) into which filter coefficients which have been adjusted in the faultless state of the subscriber line (2) are written, and that, in an evaluating circuit (22, 29) to which the stored and the newly adjusted filter coefficients are fed, it is detected whether the subscriber line (2) is faulty.

Description: Verfahren und Schaltungsanordnung zur Fehlerortung bei einem digitalen Fernmelde-Teilnehmeranschluss Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerortung bei einem digitalen Fernmelde-Teilnehmeranschluss, in dem in einer Teilnehmereinrichtung eine die Teilnehmer-Anschluss Leitung einschliessende Prüfschleife geschlossen und festgestellt wird, ob von der Vermittlungsstelle ausgesandte Signale ordnungsgemäss wieder empfangen werden. Für Fernmeldevermittlungsanlagen mit digitalen Verbindungen bis zu dem Teilnehmer sind von internationalen Gremien (CEPT) und Fernmeldeverwaltungen verschiedene Test- oder Prüfschleifen vorgeschlagen worden, die eine selbsttätige Ortung von Fehlerstellen ermöglichen (vergleiche auch die Beschreibung zur Fig.1). Mit diesen Pröfschleifen kann ein innerhalb der Vermittiungsstelle liegender Fehler geortet oder festgestellt werden, dass der Fehler ausserhalb der Vermittlungsstelle liegt. Im letzteren Fall kann aber nicht festgestellt werden, ob die Teilnehmer-Anschlusslei- tung beschädigt ist oder ob die Teilnehmereinrichtung schadhaft ist. Es wäre aber für die Fernmeldeverwaltungen sehr nützlich, beide Fehlerarten unterscheiden zu können, da dadurch die Fehlerbeseitigung wesentlich erleichtert wird. Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fehlerortungsverfahren zu schaffen, mit dem sich unterscheiden lässt, ob ein Fehler in einer Teilnehmerendeinrichtung oder in der Anschlussleitung vorliegt. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die in einem Echokompensationsverfahren laufend selbsttätig eingestellten adaptiven Rekursivfilter-Koeffizienten mit Koeffizienten verglichen werden, die bei fehlerfreiem Teilnehmeranschluss ermittelt und gespeichert worden sind, und dass anhand der Abweichungen zwischen den jeweiligen Koeffizienten festgestellt wird, ob ein Fehler in der Teilnehmer-Anschlussleitung oder in der Teilnehmereinrichtung vorliegt. Eine Schaltungsanordnung zur Fehlerortung bei einem digitalen Fernmelde-Teilnehmeranschluss, der eine vermittlungsseitige Teilnehmer-Anschlussschaltung, eine Anschlussleitung und eine Teilnehmereinrichtung aufweist, in der eine Prüfschleife geschlossen und mit von der Vermittlungsstelle ausgesendeten Signalen überprüft wird, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass einem in der Teilnehmer-Anschlussschaltung vorhandenen adaptiven rekursiven Echokompensator ein Speicher zugeordnet ist, in den Filterkoeffizienten eingeschrieben werden, die bei fehlerfreiem Zustand der Anschlussleitung eingestellt worden sind, und dass in einer Auswerteschaltung, der die gespeicherten und die neu eingestellten Filterkoeffizienten zugeführt werden, festgestellt wird, ob die Teilnehmer-Anschlussschaltung fehlerhaft ist. Vorteilhafte Fortbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen gekennzeichnet. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Darstellung eines digitalen Teil nehmeranschlusses, aus der die verschiedenen Prüf schleifen ersichtlich sind; Fig.2 den Rahmenaufbau eines PCM-32-Systems, gemäss dem Signale und Daten zwischen der Vermittiungs-Abschluss- schaltung und der Teilnehmer-Anschlussschaltung über tragen werden; Fig.3 die schematische Darstellung der übertragung der Filterkoeffizienten in einem D-Kanal des PCM-Systems nach Fig.2, und Fig.4 eine erfindungsgemässe Fehlerortungsschaltung. Ein digitaler Teilnehmeranschluss (Fig.1) weist im wesentlichen folgende Bestandteile auf: - Eine Teilnehmereinrichtung 1 (international "network termination" genannt), die den teilnehmerseitigen Ab schluss des digitalen Netzes darstellt. Teilnehmerseitig (d.h. in der Zeichnung nach links) können sich noch wei tere Einrichtungen anschliessen, die aber hier nicht dar gestellt, da sie für die Erfindung ohne Bedeutung sind. - Eine Teilnehmer-Anschlussleitung 2 ("subscriber Line"), die üblicherweise zweidrähtig ausgeführt ist und auf der die Signale nach verschiedenen bekannten Verfahren zwischen dem Teilnehmer und der Vermittlungsstelle ausgetauscht wer den. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Zwei-Draht-Duplex-übertragung mit Echokompensation, die auch als Gleichlageverfahren bekannt ist, durchgeführt. - Eine Leitungsabschlussschaltung 3 ("line termination"), die den vermittlungsseitigen Abschluss der Teilnehmer-Anschluss leitung darstellt. - Eine Vermittlungsabschlussschaltung 4 ("exchange ter mination"), durch die mehrere Abschlussschaltungen 3 mit den Durchschalteeinrichtungen der Vermittlungsstelle verbunden sind. Mit der Abschlussschaltung 3 ist die Ver mittlungsabschlussschaltung durch eine Vierdrahtleitung 5 verbunden. Für folgende Prüfschleifen liegen internationale Normierungsvorschläge vor: - Prüfschleife A: Die Schleife wird auf der der Vermitt lungsstelle zugewandten Eingangsseite der Abschlussschal tung 3 durch einen Befehl, der automatisch erzeugt oder von einer Bedienungsperson eingegeben wird, geschlossen und ermöglicht die Prüfung der Vierdrahtleitung 5. Das Schliessen der einzelnen Prüfschleifen ist in der Fig. 1 durch gekrümmte Pfeile angedeutet. - Prüfschleife B: Wird auf der Ausgangsseite der Abschluss- schaltung 3 geschlossen und ermöglicht eine überprüfung der Funktion der Abschlussschaltung 3. - Prüfschleife C: Wird auf der teilnehmerseitigen Ausgangs seite der Teilnehmereinrichtung 1 geschlossen und soll ein überprüfen der Funktionsfähigkeit der Teilnehmer einrichtung 1 ermöglichen. Werden von der Vermittlungsstelle über die Prüfschleife C ausgesandte Daten nicht ordnungsgemäss wieder empfangen, so ist entweder die Anschlussleitung 2 fehlerhaft (z.B. Kurzschluss, Leerlauf, usw.), oder aber die Teilnehmereinrichtung 1 ist funktionsunfähig. Diese beiden möglichen Fehlerquellen können mit den Prüfschleifen nicht unterschieden werden, eine Unterscheidung wäre aber für die betreibende Fernmeldeverwaltung sehr erwünscht. Um auf der zweidrähtigen Anschlussleitung 2 Nachrichten in beide Richtungen gleichzeitig und im gleichen Frequenzbereich (z.B. im Basisband) übertragen zu können, enthalten sowohl die Teilnehmereinrichtung 1 als auch die Abschlussschaltung 3 einen Echokompensator (siehe z.B. ntz Band 35 (1982) Heft 1, Seite 12 bis 15). Auch im Falle einer gestörten Prüfschleife C werden die Koeffizienten des Echokompensators in der Abschlussschaltung 3 laufend eingestellt, und zwar entsprechend der von der Anschlussleitung erhaltenen Impulsantwort. Aus den laufend eingestellten Filterkoeffizienten lässt sich aber der Zustand der Abschlussleitung 3 ermitteln. Frägt man die laufend eingestellten Koeffizienten ab und vergleicht sie mit Koeffizienten, die bei einwandfreier Teilnehmeranschlussleitung eingestellt und gespeichert worden sind, so lässt sich feststellen, ob die Teilnehmer-Anschlussleitung einwandfrei oder defekt ist. Damit kann bei einem über die Prüfschleife C festgestellten Fehler unterschieden werden, ob er von der schadhaften Anschlussleitung 2 oder von einer gestörten Teilnehmereinrichtung 1 verursacht wird. Wird die Echokompensation oder -löschung nur mittels eines Tesnsversalfilters durchgeführt, so muss jeweils eine grössere Anzahl von Filterkoeffizienten gespeichert werden: z.B. 20 bis 40 Koeffizienten, jeweils mit einer Genauigkeit von 16 Bit. Zweckmässiger ist es deshalb, den Echokompensator zumindest teilweise mit einem Rekursivfilter zu realisieren (vgl. DE-OS 31 20 434), da es dann genügt, nur einige wenige Rekursivfilter-Koeffizienten zu speichern. Ein Rekursivfilter zweiten Grades lässt sich durch folgende Beziehung beschreiben EMI5.1 darin sind: z=ei S die komplexe Frequenzvariable mit T5 = Abtastperiode ao, a1 die Koeffizienten des Zählerpolynoms b1, b2 die Koeffizienten des Nennerpolynoms. Bei einem solchen Filter genügt es, die zwei Koeffizienten b1 und b2 zu speichern, die die Polstellen der Filterfunktion bestimmen. Auf der die Leitungsabschlussschaltung 3 mit der Vermitt lungsabschlussschaltung 4 verbindenden Vierdrahtleitung 5 werden die digitalen Nachrichten gemäss dem PCM-Verfahren mit 32 KanäLen und einer Bitfolgefrequenz von 2,048 Mbit/s übertragen. Die 32 Kanäle eines PCM-Rahmens sind in Fig 2 schematisch dargestellt. Im digitalen Teilnehmeranschluss ist eine NettobitfoLgefrequenz oder -bitrate von 144 kbitls, zu denen noch Synchronisierungsbits hinzukommen, normiert. Damit wird gebildet: ein transparenter Kanal B1 mit 64 kbit/s, ein transparenter KanaL B2 mit ebenfalls 64 kbit/s und ein Signalisierkanal D mit 16 kbit/s. Von den zur Verfugung stehenden 32 Kanäle werden für die Kanäle B1 und B2 zwei PCM-Kanäle und für den Kanal D lediglich 2 Bits in einem dritten PCM-Kanal belegt, wie dies in Fig.2 angedeutet ist. Mit den restlichen sechs Bits 6 des dritten PCM-Kanals oder aber über einen vierten PCM-Kanal wird die Steuerinformation, die das Auslesen der Rekursivfilter-Koeffizienten des Echokompensators veranlasst, von der Vermittlungsabschlussschaltung 4 an-die Teilnehmer-Anschlussschaltung 3 übermitteLt. Die jeweils mit 16 Bits wiedergegebenen Koeffizienten werden dann von der Abschlussschaltung 3 über den vierten PCM-Kanal zur Vermittl-ungsab- schlussschaltung 4 gesendet. Sie können in einem in der Abschlussschaltung 4 enthaltenen Steuerrechner ausgewertet werden, oder aber zu dem Wartungsrechner der Vermittlungsstelle weitergeleitet und dort ausgewertet werden. Die Auswertung erfolgt im einfachsten Falle durch einen Vergleich. übersteigt die Differenz zwischen den laufend eingestellten Koeffizienten und den abgespeicherten Koeffizienten einen vorgegebenen Wert, ist die Anschlussleitung 2 gestört. In dem oberen Teil von Fig.3 sind einige 8-kHz-Impulse 7 dargestellt, die zum Beispiel den PCM-Kanal Nr.13 markieren, in dem die Filterkoeffizienten übertragen werden. Zuerst wird ein die Koeffizienten charakterisierendes Kennwort 8 ausgesendet, das z.B. aus acht Nullbits besteht. Nach 125 sec wird ein erstes Wort 10 übertragen, das aus den ersten acht Bits z.B. des Koeffizienten cfl besteht. Ein zweites Wort 11, das die restlichen acht Bits des Koeffizienten c1 enthält, folgt nach weiteren 125,usec. Ein drittes Wort 13 enthält die ersten acht Bits des Koeffizienten c2, und ein viertes Wort 14 enthält die restlichen acht Bits dieses Koeffizienten. Anschliessend werden die nachfolgend eingestellten aktuellen Filterkoeffizienten übertragen. Eine digitale Vermittlungsstelle 16, z.B. eine Ortsvermittlungsstelle des Systems 12, ist mit einer grösseren Anzahl von Teilnehmergruppen-Anschlussschaltungen 17 versehen, von denen in der Zeichnung nur eine dargestellt ist. Jede Anschlussschaltung 17 enthält mehrere, zum Beispiel vier bis acht, Leitungs-Abschlussschaltungen 3,von denen zwei in der Zeichnung dargestellt sind. Sie sind jeweils über eine Vierdrahtleitung 5 mit einer Steuerschnittstellenschaltung 18 verbunden. Diese ist ihrerseits über eine Mehrfach Leitung 19 mit der Vermittlungsstelle, d.h. insbesondere mit deren Durchschalteeinrichtungen, und durch ein Bussystem 20 mit einer Steuerschaltung 22, die im wesentlichen aus einem Mikrorechner besteht, sowie mit einem oder mehreren Schreib-Lesespeichern 23 verbunden. Jede Leitung-Abschlwssschaltung 3 enthält einen, bereits erwähnten, Echokompensator 24 sowie einen Koeffizienten Speicher 25, in den die bei ordnungsgemässer Teilnehmer Anschlussleitung 2 eingestellten Rekursivfilter-Koeffizienten eingeschrieben werden. Anstelle der Koeffizienten Speicher 25 rn den einzelnen Abschlussschaltungen 3 kann auch ein gemeinsamer Koeffizienten-Speicher 26 auf der Teilnehmergruppen-Anschlussschaltung 17 vorgesehen sein, der die Filterkoeffizienten sämtlicher Abschlussschaltungen 3 aufnimmt. Dieser gemeinsame Speicher kann aber auch einen Teil des Schreib-Lesespeichers 23 bilden. Die Steuerschaltung 22 gibt die zum Durchführen der selbsttätigen Prüfverfahren erforderlichen Signale und Daten aus und wertet die empfangenen Signale aus. Stellt sie auf der Prüfschleife C einen Fehler fest, so ruft sie die in dem einzelnen Echokompensator jeweils laufend eingestellten Filterkoeffizienten ab und vergleicht sie mit denjenigen Filterkoeffizienten, die bei einwandfreier Teilnehmer-Anschlussleitung ? eingestellt und gespeichert worden sind. überschreitet der Unterschied zwischen den beiden Koeffizientengruppen die vorgegebenen Werte, so gibt die Steuerschaltung 22 ein Signal ab, das eine defekte Anschlussleitung signalisiert und das z.B. an eine Bedien- und Wartungseinrichtung 28 weitergeleitet wird. Diese enthält einen Wartungsrechner 29 und einen oder mehrere Speicher 30. Die Prüfverfahren können auch von dem Wartungsrechner 29 gesteuert werden, der in diesem Fall auch die Filterkoeffizienten auswertet. Dabei können diese Filterkoeffizienten auch in einem Teil des Speichers 30 oder in einem Zusatzspeicher abgelegt werden. Das Auswerten der Fi lterkoeffizienten kann auch in einer entweder von der Steuerschaltung 22 oder von dem Wartungsrechner 29 gesteuerten einfachen Vergleichsschaltung durchgeführt werden. Die ausser den Leitungs-Abschlussschaltungen 3 in der Teilnehmergruppen-Anschlussschaltung 17 enthaltenen weiteren Schaltungsbestandteile (vgl. Fig.4) entsprechen der Vermittlungsabschlussschaltung 4 (vgl. Fig.1). Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Verfahrens und der beschriebenen Schaltungsanordnung wird nachfolgend zusammengefasst. Zur Fehlerortung bei digitalen Fernmelde-Teilnehmeranschlüssen werden verschiedene Prüfschleifen A, B, C geschlossen und mit von der Vermittlungsstelle 16 ausgesandten Signalen überprüft. Stellt sich in der-sogenannten C-Schleife heraus, dass ein Fehler vorliegt, kann nicht festgestellt werden, ob der Fehler auf der Anschlussleitung 2 oder in der Teilnehmereinrichtung 1 liegt. Um die beiden Fehlerquellen unterscheiden zu können, werden bei einwandfreier Anschlussleitung 2 die Filterkoeffizienten, die in einem in dem Echokompensator 24 der Teilnehmergruppen-Anschlussschaltung 1 enthaltenen Rekursivfilter lau- fend eingestellt werden, abgespeichert. Da beicfehler- hafter Anschlussleitung 2 der Echokompensator 24 auf Grund der von ihr erhaltenen Impulsantwort geänderte Filterkoeffizienten einstellt, kann durch einen Vergleich der laufenden Koeffizienten mit den abgespeicherten Koeffizienten der Fehlerort lokalisiert werden.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Fehlerortung bei einem digitalen Fernmelde-Teilnehmeranschluss, wobei in einer Teilnehmereinrichtung eine die Teilnehmer-Anschlussleitung einschliessende Prüfschleife geschlossen und festgestellt wird, ob von der Vermittlungsstelle ausgesandte Signale ordnungsgemäss wieder empfangen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass die in einem Echokompensationsverfahren laufend selbsttätig eingestellten adaptiven Digitalfilter Koeffizienten mit Koeffizienten verglichen werden, die bei fehlerfreiem Teilnehmeranschluss ermittelt und gespeichert worden sind, und dass anhand der Abweichungen zwischen den jeweiligen Koeffizienten festgestellt wird, ob ein Fehler in der Tei lnehmeranschiussleitung oder in der Teilnehmereinrichtung vorliegt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder zwei, die Polstellen der Filterfunktion eines digitalen Rekursivfiltersbestimmende Koeffizienten gespeichert werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils neu eingestellten Koeffizienten über einen PCM-Kanal zu der Vermittlungsstelle gesendet.und dort ausgewertet werden. 4. Schaltungsanordnung zur Fehlerortung bei einem digitalen Fernmelde-Teilnehmeranschluss, der eine Vermittlungsseitige Teilnehmer-Anschlussschaltung, eine Anschlussleitung und eine Teilnehmereinrichtung aufweist, in der eine Prüfschleife geschlossen und mit von der Vermittlungsstelle ausgesendeten Signalen überprüft wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass einem in der Teilnehmer Anschlussschaltung ( 3) vorhandenen Echokompensator (24) mit adaptivem Digitalfilter ein Speicher (25) zugeordnet ist, in den Filterkoeffizienten eingeschrieben werden, die bei fehlerfreiem Zustand der Anschlussleitung (2) eingestellt worden sind, und dass in einer Auswerteschaltung (22), der die gespeicherten und die neu eingestellten Filterkoeffizienten zugeführt werden, festgestellt wird, ob die Teilnehmeranschlussleitung (2) fehlerhaft ist. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Digitalfilter des Echokompensators (24) ein Rekursivfilter aufweist. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (23) und/oder die Auswerteschaltung (22) in einer Teilnehmergruppen-Anschluss schaltung (17) angeordnet sind. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (25) in einer vermittlungsseitigen Leitungs-Abschlussschältung (3) enthalten ist. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (30) und die Auswerteschaltung (29) in einer Bedien- und Wartungseinrichtung (28) enthalten sind.

Inventors: SZECHENYI, KALMAN, Szechenyi, Kálmán
Applicants: ALCATEL N.V., STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: H04M3
IPC codes: H04B3, H04M3