基于检测盲点消除的线路检测系统

孙世国， 董希泉， 邹鹿鹿， 徐金博

0 引言

目前，国内许多部门和单位都在使用某公司生产的人工智能话务系统。该话务系统包括共电方式，载波2100方式，环路中继方式，数字中继方式等等。使用该话务系统的单位长途线路都采用载波2100方式[1]。

从简单的网络拓扑图可以看出，该系统的应用存在着检测盲点，如图1中A局的四条粗线部分。即当A局至B局的磁石电路（甚至从 B局再延伸的磁石电路）出现故障时，A局值勤人员无法直接与话务台测试电路进行逐段定位排除故障的操作，从而给故障排查带来了困难。此外，解决线路故障时需要较长的时间，极大地影响了故障处理的顺利进行，降低了系统的安全性和稳定性。

图1 话务系统网络拓扑图

1 系统的模块化设计

系统通过模块化设计，分为二/四线转换模块、铃流发生模块、铃流转换模块、参数检测模块、磁石模块、显示模块、电源模块。系统模块框图如下页图2所示。

通过二/四线转换模块可以把发送和接收两对线转换为二线模块。铃流发生模块可以产生2 100 Hz和25 Hz的铃流为磁石线路和磁石单机提供相应的铃流。铃流转换模块确切的说应该是铃流检测和选择发送模块，因为当铃流检测模块发现磁石线路有铃流时，就把25 Hz的铃流发送到磁石单机。显示模块为参数检测模块为值勤人员提供可视化参考[2]。

图2 系统模块框

2 单元模块的设计

2.1 二/四线转换模块

实现音频线路二/四线之间的互换。本系统采用的SJ0524A/B二四线转换电路为平衡的二线端口和不平衡的四线端口间提供一个完整的信号转换电路。SJ0524A/B采用厚膜混合集成技术设计制造，为10引脚单列直插封装。

SJ0524A/B将平衡二线端口上的双向传输的信号分离成不平衡的接收信号端和发送信号断。二线端口可以连接类似用户端口或中继端口（但必须通过隔直电解电容连接，防止直流高压损坏本电路），四线端口可以连接语音编译码电路。SJ0524A/B四线信号发送端口通过平衡网络可以有效抑制四线信号接收端口的信号。

回损计算：THL=20lg（VTX/VRX）

通过计算可得到四线侧接口阻抗和二线侧接口阻抗：① SJ0524A/B四线侧信号发送端口的输出阻抗小于5 Ω；② SJ0524A/B四线侧信号接收端口的输入阻抗不小于100 kΩ；③SJ0524A二线侧信号端口的输出阻抗为600 Ω，最佳匹配阻抗为600 Ω；④ SJ0524B四线侧信号端口的输出阻抗为1 300 Ω，最佳匹配阻抗为1 300 Ω。

2.2 铃流检测、发生和转换模块

铃流信号的产生，铃流频率2 100 Hz和25 Hz。通过在四线侧的铃流状态检测电路监测到四线有铃流，从而激发二线侧的铃流发生电路为磁石单机送25 Hz的铃流使磁石单机振铃。同样，在二线侧通过铃流状态检测电路监测到二线侧有铃流，从而激发四线侧的铃流发生电路为磁石电路送2 100 Hz的铃流[3]。如图3所示。

图3 SJ0524A的典型应用

振铃检测电路通过J2并联在电话用户线上，如图4所示。在无振铃时，电话线上的48 V直流被电容C1隔离，三极管BG1截止；当有振铃时，交流振铃信号可通过C1，经B1，C2的整流滤波到达 BG1基极，BG1导通，继电器 J1吸合，控制发出双音频信号音。这里选用高频群1 209 Hz和低频群中的 941 Hz组成双音频信号音，即对应二进制数“1011”作为振铃信令。双音频产生电路采用以专用集成电路HM9102D为核心的单元电路，电路如图5所示[4]。

图4 振铃检测电路

图5 控制和通话电路

2.3 磁石模块

集成磁石电话的功能，包括收发话功能。为使控制电路与通话电路分离，采用光耦器件检测摘挂机及控制发信令电路，如图 5所示。挂机时，光耦截止 BG2基极为低电平，BG2截止，J1活动臂与1相连控制DTMF发生器HM9102D发双音频代码“1011”；摘机时，光耦导通，从而BG2导通，控制J2活动臂与2相连，使HM9102D发双音频代码“1100”，但以上两个双音频信号能否耦合到信道中去，由下面的控制电路决定：由BG1，C2,C3,R5,R6,D1,D2组成微分整流电路，使D触发器的时钟端无论在摘机动作还是挂机动作发生时，总有上升沿产生，D触发器（CD4013）构成单稳触发器，调整R7，C5，在每个时钟到来时，使Q端有800 ms的高电平，使BG3导通，J2吸合，从而把双音频信号耦合到输入中，完成了摘挂机检测和信令转发。使用时，可在用户电路二线端直接接磁石电话机，这样使用起来会更加方便。识别摘挂机信令的电路采用双音频译码专用芯片8870，定义摘机信令为高频群中的1 477 Hz与低频群中的941 Hz组合音频，即二进制“1100”；由于振铃和挂机不会同时发生，为充分利用这两个双音频信号，这里，采用振铃时所用信令“1011”作为挂机信令，电路如图6所示。J2固定端联到电话线上，活动端在未摘机时连到振铃识别电路上，摘机时连到二线上。8870收到“1100”时，经组合逻辑电路，U2A输出低电平，U2B输出高电平，加到U3A，U3B组成的R－S触发器上，U3A输出高电平，使BG2导通，驱动继电器J2吸合摘机，当双音频信号结束后，8870的四个输出端呈高阻状态，使U2A，U2B输出均为高电平，锁住R－S触发器，使其维持原状态；同理，8870收到“1011”时，U2A输出高电平，U2B输出低电平，使U3A反转为低电平，BG2截止，J2失电恢复，完成挂机动作。不是这两个双音频信号的任何双音频均使U2A，U2B同时输出高电平，以维持原来的状态（摘机或挂机）[5]。

图6 识别摘挂机信令的电路

4 结语

本文提出的检测系统可以采用单机方式完成在话务台和PCM之间的四线试线功能，消除检测盲点，达到能够检测出收发无声音、声音小、不振铃和铃声小等故障。本文从某话务系统应用中所出现检测盲点的问题出发，根据目前维护中逐段派查方法的特点，采用协议转换、信号检测与估计以及模块化设计等方法，设计并实现了用于消除话务线路检测盲点的系统。使用证明，该检测系统的使用提高了话务系统的安全性和稳定性。

[1] 孙世国,张小军,李春亮,等.基于 PCM 的电缆线路自动监测系统的构建[J].微计算机信息, 2009(25)：95.

[2] 黄超,李俊,林锦国.基于 DSP 的多通道数据采集电路[J].仪表技术与传感器,2008(01)：83-87.

[3] 张坤,陈义,张子才.基于锁相环的频率合成器的设计[J].现代电子技术,2007(19)：110- 114.

[4] 曹光胜,顾明,曹俊.利用测量台测试的数据判断通信线路障碍位置[J].电信工程技术与标准化,2007(02)：11-13.

[5] 曹俊.用测试数据判断线路障碍[J].电信技术,1996(11)：24-26.