PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102004042562B4 29.11.2007
Titel xDSL-Leitungstester
Anmelder Kurth, Michael, 72800 Eningen, DE
Erfinder Kurth, Michael, 72800 Eningen, DE
Vertreter Patentanwälte Lambsdorff & Lange, 81673 München
DE-Anmeldedatum 02.09.2004
DE-Aktenzeichen 102004042562
Offenlegungstag 31.03.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.11.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.11.2007
IPC-Hauptklasse H04M 3/30(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H04M 11/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Leitungstester für xDSL-, insbesondere ADSL-Installationen (Asymmetric Digital Subscriber Line) für die Überprüfung des Verbindungsaufbaus zwischen einer Anschlussdose beim Kunden oder einem beliebigen Anschlusspunkt im Kabelnetz und der Vermittlungsstelle, dem DSLAM. Der Zweck ist dabei, die Überprüfung der Funktion dahingehend zu vereinfachen, dass ohne Anschluss eines Splitters, eines Modems oder/und eines PC mit entsprechender Software die Information, ob der DSLAM aktiviert ist oder die Kabelstrecke in Ordnung ist, erhalten werden kann. Dabei ist der Leitungstester (ACHECK genannt) vorzugsweise als sogenanntes „Handheld"-Gerät ausgeführt und wird vorzugsweise mit handelsüblichen 9 V – Blockbatterien betrieben. Die Information, um welche Art von ADSL (Annex A, Annex B oder C) und welche ungefähre Signalstärke am Prüfpunkt noch vorhanden ist, kann insbesondere durch Betätigen nur einer Taste und Ablesen einer zweifarbigen LED erreicht werden.

Mit dem Aufkommen des World Wide Web (WWW) ist ein ständig steigender Bedarf nach hohen Datentransferraten über Telefonleitungen einhergegangen. Aufwändig gestaltete Informationsangebote im Internet und neue Kommunikationsbereiche wie Video-on-Demand, Video-Conferencing oder auch Telearbeit erfordern höchste Transferraten und somit neue Übertragungstechniken. Mit einem normalen Modem an einer normalen analogen Telefonleitung kann eine Datenübertragungsrate von maximal 56 kBit pro Sekunde erreicht werden. Mit einem ISDN-Zugang kann mit 64 kBit pro Sekunde schon eine etwas schnellere Datentransferrate erreicht werden. Mit der sogenannten Kanalbündelung kann die Übertragungsgeschwindigkeit verdoppelt werden, sie erfordert jedoch einen höheren Kostenaufwand. Mit ISDN, Kanalbündelung und Software-Kompression waren die Möglichkeiten der Steigerung der Datenübertragungsrate zunächst ausgeschöpft.

Bereits seit Anfang der 90er Jahre gibt es jedoch eine technische Lösung, die weitaus höhere Transferraten über das herkömmliche Telefonnetz ermöglicht und mit ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) bezeichnet wird. ADSL ist ein Protokoll aus der xDSL-Familie. Allen xDSL-Varianten ist gemeinsam, dass sie das herkömmliche Kupferleitungsnetz verwenden und die DSL-Signale somit die gleichen Leitungen wie die herkömmlichen Telefonsignale verwenden. Dabei nutzt DSL jedoch einen anderen Frequenzbereich als das Telefon. Das auch mit POTS (Plain Old Telephone Signal) abgekürzte analoge Telefonsignal arbeitet im Bereich von 0 bis 4 kHz, während DSL-Übertragungen den Bereich ab etwa 25 kHz nutzen. ADSL über POTS ist daher laut ITU als ANNEX A definiert. In verschiedenen Ländern mit ISDN wird das ADSL Signal aber auch über dem Frequenzbereich des ISDN – Signales angeordnet. ISDN benötigt bis ca. 160 Khz, das ADSL beginnt daher darüber. Die ITU Spezifikation ist hierfür ANNEX B. Annex C ist laut ITU definiert und kann im ACHECK ebenfalls per Programm freigegeben werden, wie weiter unten noch erläutert werden wird.

Die ADSL-Technologie hat die Besonderheit, dass sie in den beiden Übertragungsrichtungen unterschiedliche Datenübertragungsgeschwindigkeiten bietet, woher die Bezeichnung "asymmetrisch" stammt. Zum Anwender hin (downstream) können theoretisch bis zu 8 MBit/s fließen und in umgekehrter Richtung (upstream) sind es bis zu 1 MBit/s. Dabei werden über die Kupferader Frequenzen von ca. 30 Khz bis zu 450 Khz übertragen. Der Bereich ANNEX A, ADSL über POTS belegt hierbei Frequenzen von 38 Khz bis 276 Khz, ANNEX B, ADSL über ISDN von 160 Khz bis 420 Khz. Daraus ergibt sich auch, dass es notwendig ist, ein Prüfgerät zu haben, welches beide bzw. alle drei Bereiche abdeckt. Es gibt Länder, die Annex A und B gleichzeitig einsetzen. Die Modems aber sind immer nur für einen Bereich geeignet, also entweder Annex A oder B oder C.

Der Techniker am Kabel kann jedoch nicht unbedingt erkennen, welcher Dienst oder ob überhaupt einer geschaltet ist. Wie weiter unten noch zu sehen sein wird, kann der erfindungsgemäße Leitungstester hier Abhilfe schaffen.

Da die in jeder herkömmlichen Telefonleitung vorhandenen zwei Kupferadern verwendet werden, wird bei der Installation im Regelfall lediglich ein sogenannter Splitter, der Telefon und ADSL trennt, und eine zweite TAE-Dose für den Rechneranschluss neben der bereits vorhandenen TAE-Dose installiert. Der Rechner wird über ein entsprechendes DSL-Modem an die zweite TAE-Dose angeschlossen.

Die Installation des ADSL-Anschlusses erfolgt in der Regel durch einen Service-Provider, der für die ordnungsgemäße Funktion und die zugesicherten Merkmale zu sorgen hat. Der Internet Zugang wird von einer anderen Firma, dem ISP – Internet Service Provider – bereitgestellt. Dies bedeutet, dass der Installateur nach der Einrichtung des ADSL-Anschlusses dessen Funktion, d.h. den Verbindungsaufbau sicherstellen muss. Dies geht aber bisher nur mit relativ hohem Aufwand, nämlich mit einem PC mit Modem und Software oder nur einem Modem und einem ADSL-Prüfgerät oder einem ADSL-Prüfgerät mit eingebautem Modem. An anderen Anschlusspunkten wie Verteilern und ähnlichem ist die Überprüfung, ob der Dienst ev. bis zu diesem Punkt noch funktioniert, nur mit speziellem und teurem Prüfgerät und entsprechender Ausbildung möglich. Es genügt in der Regel jedoch die pure Funktionskontrolle.

Gemeinsam haben alle bekannten Prüfverfahren, dass relativ teure Prüfgeräte auf der Basis von ADSL-Testern mit Protokoll-Software, Ethernet-Schnittstelle usw. verwendet werden müssen, und auch der Bediener den entsprechenden Ausbildungsstand haben muss.

Als Prüfgerät ist beispielsweise ein sogenannter PING-Tester bekannt. Auch mit diesem wird auf der Protokollebene eine Anfrage an einen Server geschickt, der dann diese Anfrage mit dem sogenannten PING bestätigt. Auch hierfür wird die komplette Technik einschließlich Software benötigt, so dass auf dieser Basis keine einfachen und preiswerten Testgeräte herstellbar sind.

Die Druckschrift US 2002/0018521 A1 beschreibt ein DSL-Modem, mit welchem in einem Testmodus überprüft werden kann, ob an einer Telefon-Zwei-Drahtleitung ein DSL-Verbindungsaufbau möglich ist. Zu diesem Zweck sendet das DSL-Modem in dem Testmodus ein R-Ton-Signal und detektiert, ob von einem DSLAM ein C-Ton-Signal zurückgesendet wird, um festzustellen, ob ein DSL-Verbindungsaufbau möglich ist.

Es ist demgemäss Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen xDSL-, insbesondere ADSL-Leitungstester anzugeben, der einfach aufgebaut ist und einfach implementiert und verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht von der grundsätzlichen Überlegung aus, dass für den Errichter der Leitung und für den Kunden nach der Installation zunächst nur eine Information darüber benötigt wird, ob mit dem installierten ADSL-Anschluss eine Verbindung zur nächsten Vermittlungsstelle (DSLAM, Digital Subscriber Line Access Multiplexer) aufgebaut werden kann – unabhängig von der erreichbaren Datenrate oder sonstigen auf Protokollebene ablaufenden Informationen. Für die Erfindung ist von Bedeutung, dass beim Verbindungsaufbau durch das Modem der erste Kontakt nicht auf Protokollebene stattfindet.

Die erste, von dem Modem an das DSLAM gerichtete Information besteht in dem Aussenden mehrerer verschiedener R-Töne. Diese R-Töne sind in den oben genannten Spezifikationen ANNEX A oder B spezifiziert und müssen nach diesen Spezifikationen eine bestimmte Form und Zeitdauer aufweisen. Wenn in dem DSLAM nun diese Frequenzsignale empfangen werden und als richtig in Form und Dauer erkannt werden, wird dies von dem DSLAM durch Ausenden eines weiteren Frequenzsignals bestehend aus mehreren Frequenzsignalen, nämlich eines C-Tones von mehreren verschiedenen C-Tönen, als Bestätigungssignal beantwortet.

Ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, auf einer rein physikalischen Ebene diese spezifizierten Frequenzsignale, insbesondere also R-Töne, zu erzeugen und die von dem DSLAM zurückgeschickten Frequenzsignale zu detektieren und in ein OK-Signal zu wandeln.

Dabei kann noch zusätzlich der Pegel der Signale ausgewertet und durch eine LED in rot – schwaches Signal, grün und rot – gutes Signal und grün – starkes Signal angezeigt werden.

Der erfindungsgemäße xDSL-Leitungstreiber enthält somit

  • – Mittel zum Erzeugen von für die Verbindungsprüfung vorgesehenen Abfrage-Frequenzsignalen vorgegebener Form und Zeitdauer,
  • – Mittel zum Übertragen der Frequenzsignale auf die Leitung,
  • – Mittel zum Detektieren von von einer Gegenstelle der Leitung in Reaktion auf die Abfrage-Frequenzsignale übertragenen Antwort-Frequenzsignalen, und
  • – Mittel zum Signalisieren der Detektion des Antwort-Frequenzsignals.

Dabei sind die Abfrage-Frequenzsignale durch mehrere R-Töne, insbesondere R-Töne gemäß der von der ITU (International Telecommunication Union) herausgegebenen Spezifikation vorgegeben und die Erzeugungsmittel sind zur Erzeugung dieser R-Töne ausgelegt.

Des Weiteren sind die Detektionsmittel zum Detektieren mehrerer verschiedener C-Töne gemäß der vorgenannten Spezifikation ausgelegt.

Die Erzeugungsmittel können durch einen Frequenzgenerator wie einen Sinus-Generator realisiert sein, der in geeigneter Weise angesteuert bzw. getastet wird, so dass er einen R-Ton der spezifizierten Form und Zeitdauer an einen Ausgangsübertrager abgibt. Zusätzlich kann ein Leistungsverstärker zwischen dem Frequenzgenerator und dem Ausgangsübertrager angeordnet sein.

Die Detektionsmittel können einen Hochpassfilter zur Abtrennung des Antwort-Frequenzsignals und eine PLL – Schaltung aufweisen. Zwischen beiden kann ein Leistungsverstärker angeordnet sein. Nach der Integration kann das Signal einem Microprozessor zugeführt werden.

In den ITU-Spezifikationen ANNEX A, ANNEX B und ANNEX C sind jeweils R- und C-Töne mit bestimmten, unter den Spezifikationen jedoch unterschiedlichen Frequenzen vorgegeben. R- und C-Ton sind immer gleich definiert, nur die Frequenzbereiche sind unterschiedlich für ANNEX A, ANNEX B UND ANNEX C. Die Erzeugungsmittel des erfindungsgemässen Leitungstesters sind nun vorzugsweise so ausgelegt, dass sie mindestens zwei, vorzugsweise jedoch alle drei dieser Annex-Versionen, abfragen können. Sie können also R-Töne verschiedener Frequenzen entsprechend den Annex-Versionen erzeugen und auf die Leitung schicken. Entsprechend sind die Detektionsmittel dafür ausgelegt, mindestens zwei, vorzugsweise jedoch alle drei, in ihren Frequenzen verschiedenen, empfangenen C-Töne detektieren zu können.

Die Erzeugungsmittel sind weiterhin vorzugsweise so ausgelegt, dass sie – von dem Prozessor gesteuert – die R-Töne bei der Abfrage zeitlich simultan auf die Leitung schicken. Von der Gegenstelle wird dann entsprechend der vorliegenden Annex-Version der entsprechende C-Ton zurückgesandt, der von den Detektionsmitteln detektiert wird. Auf diese Weise kann der erfindungsgemäße Leitungstester die vorliegende Annex-Version detektieren.

Anstelle des zeitlich simultanen, also gleichzeitigen Aussendens der R-Töne können diese auch in Form einer zeitlich aufeinanderfolgenden Abfolge von R-Tönen auf die Leitung geschickt werden.

Die elektronische Schaltung des erfindungsgemäßen ADSL-Leitungstesters weist vorzugsweise eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) zur Steuerung der Abläufe auf. Die CPU ist durch eine Ausgabeleitung mit einem Sendepfad verbunden, in welchem der Frequenzgenerator enthalten ist, und sie ist durch eine Eingabeleitung mit einem Empfangspfad verbunden, in welchem der Hochpassfilter und der Integrator enthalten sind. Die CPU ist vorzugsweise beliebig programmierbar, so dass neue oder andere Frequenzen für die zu erzeugenden R- und C-Töne programmiert werden können.

Die Signalisierungsmittel können mindestens eine Lichtemissionsdiode umfassen. Vorzugsweise weisen sie eine Anzahl, beispielsweise zwei Lichtemissionsdioden auf, die einzeln oder zusammen leuchten, so dass der Pegel des Antwortsignals in drei Stufen anzeigbar ist. Dabei kann eine Pegelbewertungseinrichtung für die Bewertung des Pegels des Antwort-Signals vorhanden sein, wobei die Pegelbewertungseinrichtung mit den Lichtemissionsdioden verbunden ist, durch die der Pegel des Antwort-Signals mittels der Farbe (Rot, Rot + Grün = Gelb, Grün) angezeigt wird.

Nachfolgend wird noch anhand der einzigen Zeichnungsfigur ein konkretes Ausführungsbeispiel der elektronischen Schaltung eines erfindungsgemäßen ADSL-Leitungstesters angegeben.

Das in der Figur dargestellte Blockschaltbild einer elektronischen Schaltung eines erfindungsgemäßen ADSL-Testers kann in einem handlichen Gehäuse untergebracht sein. In der Außenwand des Gehäuses sind unter anderem ein Taster 11 und drei Lichtemissionsdioden 12 und 13 angebracht. Das Gehäuse ist mit einem RJ11-Stecker und zwei universellen Anschlussleitungen mit Krokodilklemme ausgestattet. Im Gehäuse befindet sich noch die bei ADSL übliche RJ45-Buchse. Damit ist es möglich, flexibel an allen möglichen Punkten des Kabelnetzes zu prüfen. Die Spannungsversorgung 10 kann einer handelsüblichen 9V Batterie oder einem aufladbaren Akkumulator entnommen werden.

Über den Taster 11 wird benutzerseitig der Prüfvorgang eingeleitet. Durch Betätigung des Tasters 11 wird die CPU 1 veranlasst, auf dem Sendepfad ein Ausgangssignal an den Frequenzgenerator 2 abzugeben. Daraufhin erzeugt der Frequenzgenerator 2 ein spezifiziertes Abfrage-Frequenzsignal, insbesondere eine zeitlich simultane Abfolge von R-Tönen verschiedener Frequenz entsprechend den ITU Annex- Spezifikationen, welche in dem Leistungsverstärker 3 verstärkt werden und an den Ausgangsübertrager 4 abgegeben werden. Von diesem werden die Frequenzsignale auf die über den TAE-Stecker angekoppelte Leitung übertragen. Die Betätigung des Start-Signals mit dem Taster 11 wird durch eine grüne Lichtemissionsdiode 13 angezeigt werden.

Bei Empfang des Antwort-Frequenzsignals, insbesondere der C-Töne, wird dieses über den Empfangspfad geleitet und durch den Hochpassfilter 5 von etwaigen anderen Signalanteilen abgetrennt. Anschließend wird das Signal in dem Leistungsverstärker 6 verstärkt und der PLL 7 zugeführt. Das Ausgangssignal der PLL 7 kann noch einem Schmitt-Trigger (nicht dargestellt) zugeführt werden und dann von der CPU 1 erfasst werden. Durch die mit der CPU 1 verbundene oder in ihr enthaltene Pegelbewertungseinrichtung wird der Pegelwert des Antwortsignals festgestellt und entsprechend veranlasst die CPU 1, dass ein Signal zur Ansteuerung der dem Pegelwert entsprechenden Lichtemissionsdiode 12 ausgegeben wird, so dass deren Aufleuchten dem Benutzer die Verbindung mit der DSLAM und die Qualität der Verbindung anzeigt.

In der CPU 1 sind die Werte für die Frequenzen, und die Zeitdauern der auszusendenden R-Töne einprogrammiert. Diese Werte können, um zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden, auch beliebig umprogrammiert oder durch weitere Werte erweitert werden.

Die Spannungsversorgung 10 ist mit einem Gleichspannungsregler 15 verbunden, welcher ein 5 V-Gleichspannungssignal ausgibt. Die CPU 1 ist mit einem Schalter 14 verbunden, durch welchen das 5 V-Gleichspannungssignal beispielsweise nach dem Einschalten des Testers dem Frequenzgenerator 2, der PLL 7 und den Leistungsverstärkern 3 und 6 zugeführt werden kann.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen ADSL-Leitungstester. Die Erfindung ist jedoch im Prinzip ebenso auf andere Leitungsinstallationen der xDSL-Familie anwendbar.


Anspruch[de]
xDSL-Leitungstester, insbesondere ADSL-Leitungstester, mit

– Mitteln (3) zum Erzeugen von für die Verbindungsprüfung vorgesehenen Abfrage-Frequenzsignalen vorgegebener Form und Zeitdauer,

– Mitteln (4) zum Übertragen der Frequenzsignale auf die Leitung,

– Mitteln (5, 7) zum Detektieren von von einer Gegenstelle der Leitung in Reaktion auf die Abfrage-Frequenzsignale übertragenen Antwort-Frequenzsignalen, und

– Mitteln (12) zum Signalisieren der Detektion des Antwort-Frequenzsignals,

dadurch gekennzeichnet, dass

– die Erzeugungsmittel (3) für die simultane oder zeitlich aufeinander folgende Erzeugung mehrerer verschiedener R-Töne ausgelegt sind, und

– die Detektionsmittel (5, 7) für die Detektion mehrerer verschiedener C-Töne ausgelegt sind.
xDSL-Leitungstester nach Anspruch 1, in welchem

– die Erzeugungsmittel (3) einen Frequenzgenerator, insbesondere einen Sinus-Generator, umfassen.
xDSL-Leitungstester nach Anspruch 1 oder 2, in welchem

– die Detektionsmittel (5, 7) einen Hochpassfilter (5) und einen Integrator (7) aufweisen.
xDSL-Leitungstester nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem

– die Signalisierungsmittel (12) mindestens eine Lichtemissionsdiode umfassen.
xDSL-Leitungstester nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem eine Pegelbewertungseinrichtung für die Bewertung des Pegels des Antwort-Signals vorhanden ist, wobei die Pegelbewertungseinrichtung mit einer Anzahl, insbesondere zwei, Lichtemissionsdioden verbunden ist, durch die der Pegel des Antwort-Signals angezeigt wird. xDSL-Leitungstester nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher

– ein Gehäuse umfasst, welches an einer Außenwand die Signalisierungsmittel (12) aufweist.
xDSL-Leitungstester nach Anspruch 6, bei welchem

– an einer Außenwand des Gehäuses ein Taster (11) angeordnet ist, mit welchem benutzerseitig ein Start-Signal für den Testvorgang eingebbar ist.
xDSL-Leitungstester nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit

– einer zentralen Prozessoreinheit (1), welche mit den Erzeugungsmitteln (2) und den Detektionsmitteln (5, 7) verbunden ist, und in welcher

– Form und Zeitdauer des auszusendenden Abfrage-Frequenzsignals einprogrammiert sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com