DE102005018865B4

DE102005018865B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen unter Verwendung einer Haupt- und einer entfernten Einheit

Info

Publication number: DE102005018865B4
Application number: DE102005018865.6A
Authority: DE
Inventors: Jeffrey Bottman; Michael Kirita; Arthur B. Liggett
Original assignee: Fluke Corp
Current assignee: Fluke Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2015-10-01
Anticipated expiration: 2025-04-23
Also published as: KR20060047445A; GB2413640A; FR2869690A1; DE102005018865A1; KR101115373B1; TWI380032B; JP2005318592A; TW200535428A; JP4476157B2; GB2413640B; FR2869690B1; GB0508051D0

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines ein erstes und ein zweites Modul (30, 34) umfassenden Prüfinstruments (10) zum Durchführen von Meßoperationen an einem zu prüfenden Kabel (12, 12', 12'', 12''', 32), umfassend:
– Anschließen des ersten Moduls (30) an ein erstes Ende eines Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32);
– Anschließen des zweiten Moduls (34) an ein zweites Ende des Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32);
– Liefern eines ersten Prüfreizes zum ersten Ende des Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32) durch das erste Modul (30) und Durchführen von Messungen durch das erste und das zweite Modul (30, 34);
– nach dem Durchführen von Messungen des ersten und des zweiten Moduls (30, 34): Liefern eines zweiten Prüfreizes zum zweiten Ende des Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32) durch das zweite Modul (34) und Durchführen von Messungen durch das erste und das zweite Modul (30, 34).

Description

Hintergrund der Erfindung
Diese Erfindung betrifft die Prüfung und Messung und insbesondere die Netzwerkkabelprüfung.
Eine schnelle Prüfungszeit ist bei der Kabelprüfung in lokalen Netzwerken (LAN) wichtig, da in einem speziellen Prüfszenario 36 individuelle Frequenzgangmessungen jeweils mit 1168 Prüffrequenzen über einen Bereich von 1 bis 600 MHz durchgeführt werden müssen. Diese beträchtliche Anzahl von Prüfungen kann eine signifikante Menge an Zeit zur Beendung erfordern. Eine Methode, um die Meßzeit zu beschleunigen, besteht bisher darin, ein System zu verwenden, in dem gleichzeitige Messungen durch Liefern von zwei verschiedenen Prüfsignalen auf verschiedenen Leiterpaaren eines Kabels durchgeführt werden, wobei zwei verschiedene sich nicht störende Prüffrequenzen verwendet werden, wobei die Frequenzen versetzt sind, so daß das erste Prüfsignal und das zweite Prüfsignal die spezielle jeweilige andere Prüfung nicht stören. Diese Art System erlegt der Prüfung, die gleichzeitig durchgeführt werden kann, Einschränkungen auf, da die Anforderung sich nicht störender Frequenzen eingehalten werden muß.
Aus der US 5 530 367 A sind ein Prüfverfahren sowie eine Prüfeinrichtung für eine pulsbasierte Kabeldämpfungsmessung bekannt. Eine an einem Ende eines zu prüfenden Kabels angeschlossene Hauptprüfeinheit sendet ein erstes Signal an eine am gegenüberliegenden Kabelende angeschlossene entfernte Einheit über ein Leiterpaar des Kabels. Die entfernte Einheit sendet bei Empfang des ersten Signals ein zweites definiertes Signal über ein zweites Leiterpaar des Kabels zurück an die Hauptprüfeinheit. Die Hauptprüfeinheit analysiert das empfangene zweite Signal.
Die US 5 751 152 A offenbart ein Prüfverfahren sowie eine Prüfeinrichtung für ein Kabel, wobei an das Kabel endseitig Prüfeinheiten angeschlossen sind, deren Prüfsignale in voneinander verschiedenen Frequenzbereichen, um eine spektrale Entstörung der Prüfsignale zu erreichen.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wirken ein Haupt- und ein entferntes Prüfmodul zusammen, wobei ein Modul, beispielsweise das Hauptmodul, wirkt, um Prüfsignale und Messungen bereitzustellen, während das andere Modul, in diesem Fall das entfernte, Messungen zur gleichen Zeit wie das Hauptmodul am Prüfreiz, der vom Hauptmodul geliefert wird, durchführt. Eine Reihe von Prüfungen werden durchgeführt, woraufhin das Haupt- und das entfernte Modul die Funktionen vertauschen können, so daß das entfernte Modul dann das Prüfsignal anlegt und eine Reihe von Messungen durchführt, während das Hauptmodul die verschiedenen Prüfungen auf der Basis des Signalreizes vom entfernten Modul durchführt. Eine größere Anzahl von Prüfungen kann dadurch in einem gegebenen Zeitraum durchgeführt werden.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Prüfinstrument zum Ermöglichen einer verbesserten Prüfungszeit bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Prüfen eines Netzwerkkabels bereitzustellen, das die Zeit effizienter nutzt.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Prüfen von Netzwerkkabeln bereitzustellen.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist im abschließenden Teil dieser Beschreibung besonders hervorgehoben und deutlich beansprucht. Sowohl die Organisation als auch das Verfahren des Betriebs zusammen mit weiteren Vorteilen und Aufgaben davon können jedoch am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen verstanden werden, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm von Hauptkomponenten eines erfindungsgemäßen Prüfinstruments;
2 ist das Prüfinstrument von 1, das dazu ausgelegt ist, eine Bezugspfadmessung durchzuführen;
3 ist das Prüfinstrument von 1, wobei eine NEXT-Messung durchgeführt wird;
4 ist das Prüfinstrument von 1, wobei eine Reflexionsverlustmessung durchgeführt wird;
5 ist ein Diagramm des Haupt- und des entfernten Instruments, wenn sie mit einem zu prüfenden Kabel verbunden sind;
6 ist ein Diagramm, das beispielhafte Messungen, die von der Haupt- und von der entfernten Vorrichtung durchgeführt werden, in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel und deren Zeitablauf darstellt.
Ausführliche Beschreibung
Das System gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Netzwerkprüfinstrument zum Prüfen von LAN-Kabeln. Ein Prüfgerät für Kabel mit vier Leitungspaaren wird beispielsweise bereitgestellt.
Mit Bezug auf 1, einen Schaltplan, der die Konfiguration des Prüfinstruments 10 darstellt, sind vier Kabelpaare 12, 12', 12'' und 12''' über jeweilige Symmetrierglieder 14 mit Schaltern 16 verbunden, die einen Prüfsignal-Sendeschalter 16a, einen Prüfsignal-Empfangsschalter 16b und einen Kommunikationssendeschalter 16c (nicht dargestellt) umfassen. Der Sendeschalter 16a empfängt Prüfsignale von der Meßsignalquelle 18, während die Empfangsschalter 16b mit dem Empfänger 20 verbinden, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Empfänger und Impulsrauschvergleicher umfaßt.
Zwischen dem Empfänger 20 und der Meßsignalquelle 18 befindet sich ein Rückwegsystem 26, das einen Richtkoppler 26a und Schalter 26 umfaßt, wobei ein Schalter 26b den Empfängereingang mit dem Richtkoppler verbindet, ein weiterer Schalter 26c den Empfängereingang mit einem dritten Schalter 26d koppelt, der mit der Signalquelle 18 und mit den Sendeschaltern 16a verbunden ist, und der im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Signaldämpfung von –20 dB aufweist. Der Richtkoppler ist zwischen die Signalquelle 18 und den Eingang in den Empfänger 20 eingefügt und weist auch eine Signaldämpfung von –20 dB auf.
Ein DSP/eine CPU 24 ist auch geeigneterweise vorgesehen und koppelt mit den verschiedenen Komponenten des Instruments, um Daten zu empfangen und zu verarbeiten, Daten zu senden und die Prüfoperationen zu steuern und zu betreiben.
Mit Bezug nun auf 2 ist das Prüfinstrument von 1 dazu ausgelegt, eine Bezugspfadmessung durchzuführen, bei der das Instrument kalibriert wird, usw. In dieser Konfiguration sind die Schalter 16 alle geöffnet und die Schalter 26c und 26d sind geschlossen (26b ist offen), woraufhin Prüfsignale von der Signalquelle direkt zum Empfänger geliefert werden.
In 3 ist das Instrument dazu ausgelegt, eine Nahnebensprechmessung an den Kabelpaaren 1 und 2 (NEXT 1, 2) durchzuführen. Hier sind die Schalter 16a und 16b' geschlossen, so daß das Prüfsignal von der Signalquelle 18 auf dem Kabelpaar 1 gesendet wird und die empfangene Information vom Kabelpaar 2 zum Empfänger geliefert wird.
4 zeigt die Schalterkonfiguration zum Messen des Reflexionsverlusts auf dem Kabelpaar 1, wobei der Sendeschalter 16a geschlossen ist (16b, 16c (nicht dargestellt) offen sind), 26b geschlossen ist (26c und 26d offen sind). In dieser Konfiguration wird das Prüfsignal von der Signalquelle 16 zum Kabelpaar 1 geliefert und ein reflektiertes Signal wird vom Empfänger 20 über den Richtkoppler 26a aufgenommen.
Nachdem einige spezielle Schalterkonfigurationen zum Ermöglichen bestimmter Messungen beobachtet wurden, sind der Zeitablauf und die verschiedenen Prüfungen, die im bevorzugten Ausführungsbeispiel durchgeführt werden, in Verbindung mit 5, einem Diagramm, das die Konfiguration des Haupt- und des entfernten Instruments darstellt, und mit Bezug auf 6, die die beispielhaften Messungen, die von der Haupt- und der entfernten Vorrichtung durchgeführt werden, und deren Zeitablauf in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt, zu sehen.
Im Betrieb verwendet das Instrument einen ersten Instrumententeil an einem Ende eines zu prüfenden Kabels 32 und einen zweiten Instrumententeil 34 am entgegengesetzten Ende des Kabels. Die zwei Teile 30, 34 wechseln zwischen dem Wirken als Quellenende und als Nicht-Quellen-Ende ab. Somit ist im oberen Teil von 5 der Instrumententeil 30 das Quellenende, während der Teil 34 das Nicht-Quellen-Ende ist, und im unteren Teil von 5 weisen die beiden vertauschte Rollen auf, so daß der Instrumententeil 34 nun das Quellenende ist und der Teil 30 das Nicht-Quellen-Ende ist. Diese Operation ermöglicht, daß ein vollständiger Satz von Messungen von beiden Enden des Kabels durchgeführt wird.
Mit Bezug auf 6 werden die Messungen durch das Quellen- und das Nicht-Quellen-Ende gleichzeitig durchgeführt, wobei der Meßsatz 36 das Quellenenddetail ist und der Zeitablauf und Meßsatz 38 das Detail und der Zeitablauf des Nicht-Quellen-Endes ist. Die Messungen werden in Zeitschlitze unterteilt, wobei das Quellenende in einem ersten Zeitschlitz eine Bezugspfadmessung (die die in Verbindung mit 2 vorstehend erörterte Messung ist) durchführt, um die Vorrichtung für andere Prüfungen zu kalibrieren. Die Nicht-Quellen-Einheit führt in diesem Zeitschlitz keine Messungen durch, da noch kein Prüfsignal an das zu prüfende Kabel angelegt wird. Im folgenden Schlitz mißt die Quelleneinheit NEXT 1, 2 (Nahnebensprechen von Kabelpaaren 1 zu 2), während die Nicht-Quellen-Einheit FEXT 1, 3 (Fernnebensprechen von Kabelpaar 1 zu 3) mißt, wobei sie von dem durch die Quelleneinheit angelegten Prüfsignal Gebrauch macht. Im folgenden Schlitz wird Nahnebensprechen von Kabelpaar 1 zu 3 durch die Quelleneinheit gemessen und FEXT 1, 2 wird durch das Nicht-Quellen-Ende gemessen. Danach legt das Quellenende ein Prüfsignal an, um NEXT 1, 4 zu messen (der Sendeschalter 16a ist geschlossen, um das Prüfsignal an das Kabelpaar 1 anzulegen, und der Empfangsschalter 16b''' ist geschlossen, um das Rückkehrnebensprechen auf dem Kabelpaar 4 zu empfangen). In diesem Zeitschlitz mißt die Nicht-Quellen-Einheit den Einfügungsverlust des Kabelpaars 1 (IL 1), was den Übertragungsverlust von Ende zu Ende des Kabels bereitstellt.
Als nächstes führt die Quelleneinheit eine Reflexionsverlustmessung am Kabelpaar 1 (RL 1) durch, indem sie das Verhältnis des reflektierten Signals zum einfallenden Signal feststellt, während die Nicht-Quelle das von der Quelle gelieferte Prüfsignal verwendet, um das Fernnebensprechen von Kabelpaar 1 zu 4 (FEXT 1, 4) zu messen. Die Messung fährt damit fort, daß das Quellenende NEXT 2, 3; NEXT 2, 4; RL 2; NEXT 3, 4 und RL 3 bestimmt, während die entsprechende Sequenz für das Nicht-Quellen-Ende FEXT 2, 4; IL 2; FEXT 2, 3; IL 3 und FEXT 3, 4 ist.
In dem Schlitz, der dem RL3-Quellen- und FEXT3,4-Nicht-Quellen-Meßschlitz folgt, hat die Quelle einen Schlitz, in dem keine Messung von diesem Ende stattfindet, während das Nicht-Quellen-Ende den Einfügungsverlust des Kabelpaars 4 (IL 4) mißt. Dann findet im folgenden Schlitz die Quellenmessung RL 4 (Reflexionsverlust des Kabelpaars 4) statt, während das Nicht-Quellen-Ende sich im passiven Abschlußmodus befindet, wobei eine passive Abschlußimpedanz von 100 Ohm an das zu prüfende Kabel angelegt wird. Die nächsten 4 Schlitze am Quellenende sind Ruhe 1, Ruhe 2, Ruhe 3 und Ruhe 4, während das Nicht-Quellen-Ende die Schlitze Ruhe 4, Ruhe 3, Ruhe 2 und Ruhe 1 hat. In jedem dieser Schlitze beobachten sowohl das Quellenende als auch das Nicht-Quellen-Ende eine Ruhe, bei der die Signalquelle vom Prüfinstrument abgeschaltet ist, und Messungen an dem speziellen Kabelpaar durchgeführt werden (z. B. mißt RUHE 1 das Kabelpaar 1, RUHE 2 mißt das Kabelpaar 2 usw.), um festzustellen, ob irgendeine elektromagnetische Störung oder anderes Rauschen vorliegt, das durch eine externe Quelle verursacht werden könnte.
Nachdem die vorstehend beschriebene Prüfsequenz beendet ist, dann vertauschen sich nun das Quellen- und das Nicht-Quellen-Ende, so daß das Ende 34 nun das Quellenende ist und die Prüfschlitzsequenz 36 durchführt, während das Ende 32, das vorher das Quellenende war, nun zum Nicht-Quellen-Ende wird, das die Prüfschlitzsequenz 38 durchführt. In dieser Weise werden die Sequenzen von Prüfungen von jedem Ende des Kabels durchgeführt.
Immer noch mit Bezug auf 6 ist ein spezielles Detail der Messung einer Schlitzsequenz gezeigt, in diesem Fall des Schlitzes NEXT 2, 3 der Quelleneinheit. Der spezielle Schlitz beginnt mit einem Verstärkungseinstellungsteil, der im dargestellten Ausführungsbeispiel 64 μs dauert, so daß die Instrumentenverstärkung auf einen geeigneten Pegel eingestellt wird. Als nächstes wird ein Satz von N Messungen mit 64 μs durchgeführt, um eine Mittelungsfähigkeit bereitzustellen, wobei N der Mittelungsfaktor ist.
Die vorstehend beschriebenen Operationen werden durch die CPU 24 in der jeweiligen Quellen- und Nicht-Quellen-Einheit 30 und 34 gesteuert. Die Einheiten stehen über die Kabelpaare des zu prüfenden Kabels unter Verwendung einer nicht dargestellten Schaltung miteinander in Verbindung, um Daten zum Synchronisieren des Starts der Messungen, der Messergebnisse, von Fehlerbedingungen und dergleichen auszutauschen. Die verschiedenen Schalter sind alle durch die CPUs in den jeweiligen Einheiten steuerbar.
Gemäß der Erfindung werden folglich Messungen gleichzeitig an beiden Enden eines zu prüfenden Kabels durchgeführt, wobei ein aktiver Prüfreiz an einem Ende bereitgestellt wird und Messungen, die den Prüfreiz betreffen, an diesem Ende durchgeführt werden, während am anderen Ende passive Messungen unter Verwendung der Prüfsignale vom ersten Ende durchgeführt werden. Nachdem eine Reihe von Messungen durchgeführt sind, vertauschen die zwei Enden die Rollen und die Messungen des aktiven Endes werden nun vom ursprünglichen zweiten Ende durchgeführt und die Messungen des passiven Endes werden an dem Ende durchgeführt, das zuerst das aktive Ende war.
Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist es für Fachleute ersichtlich, daß viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung in ihren breiteren Aspekten abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche sollen daher alle derartigen Änderungen und Modifikationen, die innerhalb den wahren Gedanken und Schutzbereich der Erfindung fallen, erfassen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines ein erstes und ein zweites Modul (30, 34) umfassenden Prüfinstruments (10) zum Durchführen von Meßoperationen an einem zu prüfenden Kabel (12, 12', 12'', 12''', 32), umfassend: – Anschließen des ersten Moduls (30) an ein erstes Ende eines Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32); – Anschließen des zweiten Moduls (34) an ein zweites Ende des Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32); – Liefern eines ersten Prüfreizes zum ersten Ende des Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32) durch das erste Modul (30) und Durchführen von Messungen durch das erste und das zweite Modul (30, 34); – nach dem Durchführen von Messungen des ersten und des zweiten Moduls (30, 34): Liefern eines zweiten Prüfreizes zum zweiten Ende des Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32) durch das zweite Modul (34) und Durchführen von Messungen durch das erste und das zweite Modul (30, 34).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das zweite Modul (34) die Messungen in Koordination mit dem ersten Prüfreiz und dem Messungszeitablauf des ersten Moduls (30) durchführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, wobei Meßoperationen des ersten Moduls (30) und/oder des zweiten Moduls (34) aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Nahnebensprechen und Reflexionsverlust besteht.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Meßoperationen des ersten Moduls (30) ferner Messungen elektromagnetischer Störungen umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Meßoperationen des ersten Moduls (30) und/oder des zweiten Moduls (34) aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Fernnebensprechen und Einfügungsverlust besteht.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Meßoperationen des zweiten Moduls (34) ferner Messungen elektromagnetischer Störungen umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mittels des ersten Moduls (30) und/oder des zweiten Moduls (34) ein passiver Abschluß am zu prüfenden Kabel (12, 12', 12'', 12''', 32) bereitgestellt wird.
Prüfinstrument (10) mit: einem ersten Modul (30), das zum Koppeln mit einem ersten Ende eines zu prüfenden Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32) ausgelegt ist; einem zweiten Modul (34), das zum Koppeln mit einem zweiten Ende des zu prüfenden Kabels (12, 12', 12'', 12''', 32) ausgelegt ist; wobei das Prüfinstrument (10) eine erste Betriebsart verwendet, in der das erste Modul (30) einen Prüfreiz zum Kabel (12, 12', 12'', 12''', 32) liefert und Messungen auf der Basis des Prüfreizes vom ersten Modul (30) durchführt, während das zweite Modul (34) gleichzeitig Messungen auf der Basis des Prüfreizes vom ersten Modul (30) und im Zeitablauf mit dem Prüfreiz vom ersten Modul (30) durchführt, wobei das Prüfinstrument (10) ferner eine zweite Betriebsart verwendet, in der das zweite Modul (34) einen Prüfreiz zum Kabel (12, 12', 12'', 12''', 32) liefert und Messungen auf der Basis des Prüfreizes vom zweiten Modul (34) durchführt, während das erste Modul (30) gleichzeitig Messungen auf der Basis des Prüfreizes vom zweiten Modul (34) und im Zeitablauf mit dem Prüfreiz vom zweiten Modul (34) durchführt.
Prüfinstrument (10) nach Anspruch 8, wobei die Messungen des ersten Moduls (30) aus der Gruppe auswählbar sind, die aus Nahnebensprechen und Reflexionsverlust besteht.
Prüfinstrument (10) nach Anspruch 9, wobei die Messungen des ersten Moduls (30) ferner Messungen elektromagnetischer Störungen umfassen.
Prüfinstrument (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Messungen des zweiten Moduls (34) aus der Gruppe auswählbar sind, die aus Fernnebensprechen, Einfügungsverlust und elektromagnetischer Störung besteht.
Prüfinstrument (10) nach Anspruch 11, wobei die Messungen des zweiten Moduls (34) ferner Messungen elektromagnetischer Störungen umfassen.
Prüfinstrument (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei das zweite Modul (34) dazu ausgelegt ist, einen passiven Abschluß am zu prüfenden Kabel (12, 12', 12'', 12''', 32) vorzusehen.
Prüfinstrument (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, wobei das zweite Modul (34) auch mit der Fähigkeit versehen ist, einen Prüfreiz zu dem zu prüfenden Kabel (12, 12', 12'', 12''', 32) zu liefern und Messungen an diesem durchzuführen.
Prüfinstrument (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, welches ferner eingerichtet ist, nach dem Durchführen von Messungen auf der Basis des vom ersten Modul (30) gelieferten Prüfreizes das Liefern eines Prüfreizes vom zweiten Modul (34) und das Durchführen von Messungen vom ersten und vom zweiten Modul (30, 34) auf der Basis desselben zu umfassen.