基于檢測盲點消除的線路檢測系統

孫世國， 董希泉， 鄒鹿鹿， 徐金博

0 引言

目前，國內許多部門和單位都在使用某公司生產的人工智能話務系統。該話務系統包括共電方式，載波2100方式，環路中繼方式，數字中繼方式等等。使用該話務系統的單位長途線路都采用載波2100方式[1]。

從簡單的網絡拓撲圖可以看出，該系統的應用存在著檢測盲點，如圖1中A局的四條粗線部分。即當A局至B局的磁石電路（甚至從 B局再延伸的磁石電路）出現故障時，A局值勤人員無法直接與話務臺測試電路進行逐段定位排除故障的操作，從而給故障排查帶來了困難。此外，解決線路故障時需要較長的時間，極大地影響了故障處理的順利進行，降低了系統的安全性和穩定性。

圖1 話務系統網絡拓撲圖

1 系統的模塊化設計

系統通過模塊化設計，分為二/四線轉換模塊、鈴流發生模塊、鈴流轉換模塊、參數檢測模塊、磁石模塊、顯示模塊、電源模塊。系統模塊框圖如下頁圖2所示。

通過二/四線轉換模塊可以把發送和接收兩對線轉換為二線模塊。鈴流發生模塊可以產生2 100 Hz和25 Hz的鈴流為磁石線路和磁石單機提供相應的鈴流。鈴流轉換模塊確切的說應該是鈴流檢測和選擇發送模塊，因為當鈴流檢測模塊發現磁石線路有鈴流時，就把25 Hz的鈴流發送到磁石單機。顯示模塊為參數檢測模塊為值勤人員提供可視化參考[2]。

圖2 系統模塊框

2 單元模塊的設計

2.1 二/四線轉換模塊

實現音頻線路二/四線之間的互換。本系統采用的SJ0524A/B二四線轉換電路為平衡的二線端口和不平衡的四線端口間提供一個完整的信號轉換電路。SJ0524A/B采用厚膜混合集成技術設計制造，為10引腳單列直插封裝。

SJ0524A/B將平衡二線端口上的雙向傳輸的信號分離成不平衡的接收信號端和發送信號斷。二線端口可以連接類似用戶端口或中繼端口（但必須通過隔直電解電容連接，防止直流高壓損壞本電路），四線端口可以連接語音編譯碼電路。SJ0524A/B四線信號發送端口通過平衡網絡可以有效抑制四線信號接收端口的信號。

回損計算：THL=20lg（VTX/VRX）

通過計算可得到四線側接口阻抗和二線側接口阻抗：① SJ0524A/B四線側信號發送端口的輸出阻抗小于5 Ω；② SJ0524A/B四線側信號接收端口的輸入阻抗不小于100 kΩ；③SJ0524A二線側信號端口的輸出阻抗為600 Ω，最佳匹配阻抗為600 Ω；④ SJ0524B四線側信號端口的輸出阻抗為1 300 Ω，最佳匹配阻抗為1 300 Ω。

2.2 鈴流檢測、發生和轉換模塊

鈴流信號的產生，鈴流頻率2 100 Hz和25 Hz。通過在四線側的鈴流狀態檢測電路監測到四線有鈴流，從而激發二線側的鈴流發生電路為磁石單機送25 Hz的鈴流使磁石單機振鈴。同樣，在二線側通過鈴流狀態檢測電路監測到二線側有鈴流，從而激發四線側的鈴流發生電路為磁石電路送2 100 Hz的鈴流[3]。如圖3所示。

圖3 SJ0524A的典型應用

振鈴檢測電路通過J2并聯在電話用戶線上，如圖4所示。在無振鈴時，電話線上的48 V直流被電容C1隔離，三極管BG1截止；當有振鈴時，交流振鈴信號可通過C1，經B1，C2的整流濾波到達 BG1基極，BG1導通，繼電器 J1吸合，控制發出雙音頻信號音。這里選用高頻群1 209 Hz和低頻群中的 941 Hz組成雙音頻信號音，即對應二進制數“1011”作為振鈴信令。雙音頻產生電路采用以專用集成電路HM9102D為核心的單元電路，電路如圖5所示[4]。

圖4 振鈴檢測電路

圖5 控制和通話電路

2.3 磁石模塊

集成磁石電話的功能，包括收發話功能。為使控制電路與通話電路分離，采用光耦器件檢測摘掛機及控制發信令電路，如圖 5所示。掛機時，光耦截止 BG2基極為低電平，BG2截止，J1活動臂與1相連控制DTMF發生器HM9102D發雙音頻代碼“1011”；摘機時，光耦導通，從而BG2導通，控制J2活動臂與2相連，使HM9102D發雙音頻代碼“1100”，但以上兩個雙音頻信號能否耦合到信道中去，由下面的控制電路決定：由BG1，C2,C3,R5,R6,D1,D2組成微分整流電路，使D觸發器的時鐘端無論在摘機動作還是掛機動作發生時，總有上升沿產生，D觸發器（CD4013）構成單穩觸發器，調整R7，C5，在每個時鐘到來時，使Q端有800 ms的高電平，使BG3導通，J2吸合，從而把雙音頻信號耦合到輸入中，完成了摘掛機檢測和信令轉發。使用時，可在用戶電路二線端直接接磁石電話機，這樣使用起來會更加方便。識別摘掛機信令的電路采用雙音頻譯碼專用芯片8870，定義摘機信令為高頻群中的1 477 Hz與低頻群中的941 Hz組合音頻，即二進制“1100”；由于振鈴和掛機不會同時發生，為充分利用這兩個雙音頻信號，這里，采用振鈴時所用信令“1011”作為掛機信令，電路如圖6所示。J2固定端聯到電話線上，活動端在未摘機時連到振鈴識別電路上，摘機時連到二線上。8870收到“1100”時，經組合邏輯電路，U2A輸出低電平，U2B輸出高電平，加到U3A，U3B組成的R－S觸發器上，U3A輸出高電平，使BG2導通，驅動繼電器J2吸合摘機，當雙音頻信號結束后，8870的四個輸出端呈高阻狀態，使U2A，U2B輸出均為高電平，鎖住R－S觸發器，使其維持原狀態；同理，8870收到“1011”時，U2A輸出高電平，U2B輸出低電平，使U3A反轉為低電平，BG2截止，J2失電恢復，完成掛機動作。不是這兩個雙音頻信號的任何雙音頻均使U2A，U2B同時輸出高電平，以維持原來的狀態（摘機或掛機）[5]。

圖6 識別摘掛機信令的電路

4 結語

本文提出的檢測系統可以采用單機方式完成在話務臺和PCM之間的四線試線功能，消除檢測盲點，達到能夠檢測出收發無聲音、聲音小、不振鈴和鈴聲小等故障。本文從某話務系統應用中所出現檢測盲點的問題出發，根據目前維護中逐段派查方法的特點，采用協議轉換、信號檢測與估計以及模塊化設計等方法，設計并實現了用于消除話務線路檢測盲點的系統。使用證明，該檢測系統的使用提高了話務系統的安全性和穩定性。

[1] 孫世國,張小軍,李春亮,等.基于 PCM 的電纜線路自動監測系統的構建[J].微計算機信息, 2009(25)：95.

[2] 黃超,李俊,林錦國.基于 DSP 的多通道數據采集電路[J].儀表技術與傳感器,2008(01)：83-87.

[3] 張坤,陳義,張子才.基于鎖相環的頻率合成器的設計[J].現代電子技術,2007(19)：110- 114.

[4] 曹光勝,顧明,曹俊.利用測量臺測試的數據判斷通信線路障礙位置[J].電信工程技術與標準化,2007(02)：11-13.

[5] 曹俊.用測試數據判斷線路障礙[J].電信技術,1996(11)：24-26.