電話線路監視設備的制作方法

專利名稱：電話線路監視設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及電信系統，更具體地，涉及被使用在用戶房屋環路與本地電話網之間的電話線路狀態監視和報告設備。
相關技術描述對于商業或居民電話用戶，服務可靠性是最重要的。當出現通信故障時，無論是在用戶房屋內的、還是電話或數據設備內的來自中央局(CO)的環路上，業務的破壞對于電話運營公司(Telco)和對于終端用戶都是很浪費財力的。Telco可以是有線或無線運營者，包括新的個人通信業務(PCS)運營者和蜂窩電話公司(Cellcos)。
為了在用戶房屋內或從房屋到CO之間在故障情況以后恢復正常通信，必須檢測故障狀況，然后加以隔離出和定位。故障隔離和定位是確定進行糾正行動的責任的關鍵功能。例如，如果在用戶房屋內發生故障，則配線和通信設備可能要由居住者或房東負責。然而，如果在CO和與用戶房屋的接口之間發生故障，則Telco有責任糾正該故障。
當前用于故障檢測、隔離和定位的可以有幾種設備，然而，所有這些設備被設計用于有線電話線路，并且必須由中央局供電。然而，在許多第三世界國家中的一些地區沒有有線電話線路。在這樣的邊遠區域的人們得到電話服務的唯一方式是通過無線電信系統。對于這些系統，在用戶房屋內的故障不會被自動檢測和報告。所以，這樣的系統的可靠性和可提供性就降低了。另外，通過空中接口測試在手機處無線電的完整性和強度的能力被構建在用于PCS無線電(諸如CDMA，GSM和TDMA)的信令協議規定中。然而，問題可能產生于建筑物內配線或無線發射設備本身。
雖然對于諸如這里所揭示的上述的不足之處和缺點的解決辦法還沒有已知的現有技術的教導，但授權給Bartelink的美國專利No.4,390,750 (Bartelink)、授權給Fryer的美國專利No.4,446,340(Fryer)、和授權給Rosenfeld等的美國專利No.4,817,137(Rosenfeld)討論了與這里所討論的事項有關的主題。Bartelink揭示了一種遠端監管系統，用于由中央局在現有的電話電路上監視用戶房屋的狀態。在用戶房屋處的輔助設備被耦合到用戶的電話電路，該設備包括監視房屋狀況的傳感器。如果傳感到異常狀況，則輔助設備通知中央局，它可進一步把用戶識別號和告警性質通知一個行動中心。然而，Bartelink的輔助設備需要與Telco和中央局有線路連接。這樣，Bartelink沒有提供一種不用與中央局之間具備有線連接而獨立地監視用戶房屋和報告告警狀況的能力。
Fryer揭示了一種用于測試在中央局與用戶設備之間的電話線路的反饋環電路。反饋環電路位于線路的用戶一端，它由通常的中央局的電源供電。Fryer通過引入一個來自中央局的信號，以便啟動測試電話線路。因此，Fryer沒有提供一種不用與中央局之間具備有線連接而監視用戶房屋和報告告警狀況的獨立能力，或工作在無源狀態的能力。
Rosenfeld揭示了一種用于監視遠端電話的摘機狀態的裝置。Rosenfeld把一個擾動電壓從中央局引入到用戶環路上，然后監視在用戶環路中的阻抗的變化。因此，Rosenfeld沒有提供一種不用與中央局之間具備有線連接而監視用戶房屋和報告告警狀況的獨立能力，或工作在無源狀態的能力。
對上述的每篇參考文獻的考察表明至今還沒有揭示或提出諸如本申請在這里所描述的、和提出權利保護要求的系統和方法。
為了克服現有的解決方案的缺點，最好能提供一種使用于用戶房屋環路與本地電話網之間的獨立電話線路狀態監視和報告設備。該設備以無源的方式監視房屋環路狀態直到檢測到告警狀況為止，然后將通過視頻或音頻的指示以電子方式把告警報告給外部接收設備，或通過自動撥打一個電話號碼來把告警報告給中央局或其它地點。本發明提供了這樣的設備。
發明概要作為一個方面，本發明涉及一種獨立設備，該設備以無源的方式監視房屋電話線路狀態，并且通過視頻或音頻的指示以電子方式把線路故障報告給外部監視設備，或通過自動撥打一個有線或無線的電話號碼來把線路故障報告給中央局或電話運營公司指定的其它地點。
附圖簡述通過參考以下附圖并結合伴隨的說明，將能夠更好地理解本發明，并且它的許多目的和優點對于本領域技術人員就將更為明顯，其中

圖1是本發明的作為獨立單元實現的監視設備的第一實施例的簡化方框圖；圖2是本發明的作為與無線用戶單元(WSU)互聯的監視模決實現的監視設備的第二實施例的簡化方框圖；以及圖3是在本發明的監視設備內的監視電路的優選實施例的電路圖。
實施例詳細描述本發明是一種使用在用戶的房屋環路與本地電話網之間的電話線路狀態監視和報告設備。該設備可以用環路電流、來自房屋的外部AC或DC電源，或外部的電池等來進行工作。該設備以無源方式監視房屋環路的狀態，直至檢測到告警狀況為止。這時，告警信號通過視頻或音頻指示以電子方式報告給外部監視裝置，或通過自動撥打一個電話號碼報告給中央局或其它地點。
在正常的運行條件下，當房屋通信設備是掛機或摘機時，本發明檢測正常的塞尖-塞環電壓和當前狀況。如果檢測到開路、短路、或不正確的環路阻抗條件，則本發明指示出房屋線路上的潛在故障。
圖1是本發明的作為獨立單元實施的監視設備的第一實施例的簡化方框圖。分開的獨立單元10被安裝在用戶房屋中的每條線路上。每個獨立單元可以把關于在安裝了該單元的線路上發生的故障狀態的指示獨立地提供給用戶、修理人員、或Telco。這樣，如果房屋線路的修理人員是獨立于Telco，則他將得到該房屋主人這樣的反應線路故障在他離開房屋以前已被成功地糾正。
獨立單元被安裝在用戶房屋內盡可能地接近于從電話網進來的塞尖(T)-塞環(R)進入點。獨立單元10可用多個電話號碼來編程，這些電話號碼是可用來報告各種特定的告警狀況的。在優選實施例中，獨立單元可以用多達兩個電話號碼來進行編程。當開關SW1在P1點處在閉合位置時，多達十位數字的第一電話號碼可根據標準按鍵(DTMF)室內電話被編程。當開關SW1處在P2位置時，多達十位數字的第二電話號碼可被編程。在電源故障的情況下，獨立單元提供從用戶房屋到電話網的透明連接。
指示器11(例如LED(發光二極管)指示器)可以指示房屋電話線路的狀態以及監視器是處在監視模式還是處在編程模式。監視器自動地處在監視模式，除非有一個報告的電話號碼被編程。
圖2是本發明的作為與無線用戶單元(WSU)21互聯的監視模塊20實現的監視設備的第二實施例的簡化方框圖。WSU 21提供從用戶房屋到電話網的無線通信互聯。監視模塊20可以在WSU 21內部，或可以從外部地被連接到WSU 21。
WSU 21可以對于特定的無線設備提供用于單個無線發射和接收路徑(TRX)的接口，例如來自Ericsson(DECT和PCS 1900)，Nortel(CDMA，GSM和TDMA)，National Panasonic(PAC和PHS)，Mitsubishi(PHS)，Qualcom(CDMA)，Motorola(CDMA和PAC)，Nokia(PCS 1900和PAC)，和Lucent(CDMA和PAC)的設備。另外，WSU 21可以提供用于個人計算機(PC)和傳真(FAX)通信的數據轉接器。在這樣的情況下，WSU 21可以被直接連接到PC或FAX裝置，而不使用房屋電信線路。
在圖2所示的配置下，監視模塊20從WSU 21得到DC電源，并通過六腳插頭或電纜連接到WSU。接腳被標記為T(入)、R(入)、V+、V-、PS1和PS2。監視模塊20將房屋電話線路的狀態經過邏輯接腳PS1和PS2傳送到WSU 21。另外，監視模塊20可通過邏輯接腳PS1和PS2被遠端復位。房屋電話線路被連接到監視模塊外的T(出)和R(出)接腳，以及DC電源被連接到管腳V+和V-。
本發明的監視和報告設備的任何一個實施例可以與房屋安全告警系統集成在一起。房屋線路上的故障狀況然后由安全告警系統報告給中央監視中心。
圖3是在本發明的監視設備內的監視電路的優選實施例的電路圖。監視電路31包括LM 741線性運算放大器33，它作為比較器來工作，電話(入)35具有T(入)管腳37和R(入)管腳39，以及兩個電話(出)連接41和43。電話(出)連接(1)41包括T1(出)管腳45和R1(出)管腳47，以及電話(出)連接(2)43包括T2(出)管腳49和R2(出)管腳51。電路還包括2N3904晶體管53，它用作為發射極跟隨電路，第一LED(LED1)55，第二LED(LED2)57，測試點(TP)59，以及電源61。
LM 741比較器33是一種現用的線性運算放大器，它被使用于倒相模式。電話(入)連接35是在監視電路31與Telco之間經過管腳T(入)37和R(入)39的塞尖-塞環連接的接口。TP 59是用于監視電路31的現場故障排除或安裝測試的測試點。
電話(出)連接(1)41提供到房屋線路管腳T1(出)45和R1(出)47端-環接口。電話(出)連接(2)43提供通過管腳T2(出)49和R2(出)51的輔助輸出。例如，當WSU 21(圖2)被連接在塞尖-塞環連接上、以及從WSU 21到塞尖-塞環連接的線路的整體性需要被特別地監視時，該輔助輸出即電話(出)連接(2)43可以被利用，另外，一個輔助輸出可被用來實現監視和報告設備與房屋安全告警系統的接口。
如果T(入)37和R(入)39處的Telco塞尖-塞環接口開路或者是短路，則LM 741比較器33施加一個正偏壓到2N3904晶體管53。這將打開了到LED 1和LED 2和到電話(出)連接(1)41和電話(出)連接(2)43的電路。在房屋的接口處的狀態可在作為狀態指示器的LED1和LED 2上反映出來。另外，如果在房屋線路上出現異常的阻抗條件，例如在出(1)上短路，則LED 1和LED 2也指示出狀態的改變。
雖然LED 1和LED 2在圖3上作為指示器被使用，但可以采用其它方法來報告系統的狀態。例如，諸如晶體管53的發射極跟隨電路可被利用來驅動數字NAND(與非)門提供TTL邏輯輸出，以便指示電路狀態，也可把任選的直接數字接口提供到WSU 21上，以用于線路狀態報告。另外，發聲器可被用來代替或附加于LED指示器，以提供能聽到的異常狀態指示。
電源61通常提供12伏DC供電。DC電源可任選地由WSU 21提供。
因此，可以相信，從上述的說明中，本發明的工作和結構將變得很明白。雖然所顯示和描述的本方法、設備、和系統的特征為優選的，但很容易明白，可以在其中作出各種改變和修正而不背離如以下權利要求中規定的本發明的精神和范圍。
權利要求
1.用于以無源方式監視房屋電話線路以及報告線路上的故障的獨立設備，所述設備包括傳感器部件，用于測量在所述房屋電話線路中的多種狀態，所述傳感器部件不用連接到電話公司中央局而可進行工作；監視電路，被連接到所述傳感器部件，它利用來自傳感器部件的測量值來確定多種告警狀況；報告部件，被連接到所述監視電路，用于報告所述多種告警狀況；以及電源，用于給所述傳感器部件、所述監視電路、和所述報告部件供電。
2.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述傳感部件包括用于測量塞尖-塞環電壓和電流的裝置。
3.權利要求2的監視和報告設備，其特征在于，其中所述傳感部件包括用于測量房屋環路阻抗的裝置。
4.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述多種告警狀況包括在所述房屋線路中的開路；在所述房屋線路中的短路；以及不正確的環路阻抗。
5.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述報告部件包括用于通過可視的指示來報告告警狀況的裝置。
6.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述報告部件包括用于通過可聽見的指示來報告告警狀況的裝置。
7.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述報告部件包括用于以電子方式向外部監視系統報告告警狀況的裝置。
8.權利要求7的監視和報告設備，其特征在于，其中所述用于以電子方式向外部監視系統報告告警狀況的裝置包括用于把所述監視和報告設備與房屋安全告警系統集成在一起的裝置。
9.權利要求8的監視和報告設備，其特征在于，其中所述用于以電子方式向外部監視系統報告告警狀況的裝置包括多種由發射極跟隨電路驅動的數字NAND門，所述NAND門產生TTL邏輯輸出來指示房屋線路狀態。
10.權利要求7的監視和報告設備，其特征在于，其中所述用于以電子方式向外部監視系統報告告警狀況的裝置包括用于通過無線與電話網通信的無線用戶單元。
11.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述報告部件包括用于通過自動撥打電話號碼到電話公司中央局來報告告警狀況的裝置。
12.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述報告部件包括用于通過自動撥打電話號碼到由電話公司指定的地點來報告告警狀況的裝置。
13.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述電源是內部電池。
14.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述電源是來自房屋的DC供電。
15.權利要求1的監視和報告設備，其特征在于，其中所述電源是來自房屋的外部AC供電。
16.用于以無源方式監視房屋電話線路以及報告線路上的故障的獨立設備，所述設備包括傳感器部件，用于測量在所述房屋電話線路中的塞尖-塞環電壓、塞尖-塞環電流、和房屋環路阻抗；監視電路，被連接到所述傳感器部件，它利用來自傳感器部件的測量值來確定開路、短路、和不正確的環路阻抗；報告部件，被連接到所述監視電路，用于以電子方式向外部監視系統報告所述告警狀況；以及電源，用于給所述傳感器部件、所述處理器、和所述報告部件供電，所述電源包括來自房屋的DC供電。
全文摘要
揭示了被使用在用戶房屋環路和本地電話網之間的獨立電話線路狀態監視和報告設備(10)。該設備用環路電流、來自用戶房屋的外部的AC或DC供電、或內部電池(61)來進行工作。該設備以無源方式監視房屋環路的狀態直至檢測到告警狀況為止。當房屋通信設備處在掛機或摘機時,該設備檢測正常的塞尖－塞環電壓和電流條件。如果檢測到開路、短路、或不正確環路阻抗條件,則設備指示出房屋線路中的潛在故障。然后,設備通過可視的或可聽見的指示(11)以電子方式向外部監視裝置報警,或通過自動撥打兩個預先編程的電話號碼中的一個號碼來報警。故障可在有線電話線路上或無線鏈路(21)上被報告到中央局或其它地點。另外,當設備被配置用于與中央局的無線鏈路通信時,該設備可被遠端復位。
文檔編號H04M3/22GK1250569SQ98803240
公開日2000年4月12日 申請日期1998年6月3日 優先權日1997年6月10日
發明者K·F·沃恩 申請人:長青通訊技術公司