JPH0252920B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイジタル交換機の集線装置における
雷サージ等の保護方式に関するものである。

従来の機械接点を用いた集線装置は加入者線と
各種制御装置類は電気的に絶縁されていたため加
入者線に誘導された雷サージ等の影響を受けるこ
とはなかつた。しかし乍ら近年のLSI技術の進歩
により登場したデイジタル交換機の集線装置にお
いては前述の電気的絶縁性は確保できない状況に
ある。従つて、何らかのサージ保護方式を導入す
ることが該集線装置にとり必須となつてきた。完
全な手段としては光結合素子により加入者線およ
び加入者個別に設けた加入者回路と集線部を接続
することが考えられるが該素子の応答速度、信頼
度、経済性の面で各々難点を有している。

本発明の目的は、デイジタル交換機の集線装置
において、加入者回路と集線装置とをユニツト化
し、簡易な構成で集線装置をサージ電流から保護
することにある。

上記目的を達成するため本発明は経済性も考慮
し前記集線装置を２種類のユニツトに分割し、加
入者個別に設けた加入者回路Ｎケおよび該Ｎケの
回路に対し設けた１ケのインタフエース回路から
なる第１のユニツト、該第１のユニツトｍケと接
続され（Ｎ×ｍ＝）Ｍ加入者に対して集線・多重
化を実行する第２のユニツトとする。サージ侵入
による被害が第２のユニツトまで及ばないように
電源・アース系を前記第１、第２のユニツト別に
設け、かつ両ユニツト間を直流平衡伝送回路とコ
モンモードチヨークとで接続するようにしたもの
である。

以下、図面によつて本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は集線装置であり１は前記第１のユニツ
ト、２は前記Ｎ加入者分の加入者回路、３は該回
路に対し１ケ設けた前記インタフエース回路、
４，５，６，７，８は第１のユニツトで用いる各
種電源及びアースあり、４は−48V（加入者線を
介して端末に供給される第１の電源）である。９
は該第１の電源から第２の電源（アナログ用＋
5V）、第３の電源（アナログ用−5V）、第４の電
源（デイジタル＋5V）を作成する第１の電源部、
５〜７は該第２〜第４の電源であり８は第１のユ
ニツトが用いる第１のアースである。１０は前記
第２のユニツト、１１は前記４から第５の電源
（デイジタル＋5V）を作成する第２の電源部、１
２は第２のユニツトが用いる第２のアースであ
る。１３は第２のユニツトの本体部１４は第５の
電源である。すなわち第１、第２の２種類のユニ
ツトは異なる２種類の電源・アース系に接続され
る。１５は両ユニツト間で授受される信号線を示
す。

次に第１図の構成について、Ｍ＝2048、Ｎ＝
128、ｍ＝16の場合を例にとり説明する。第一ユ
ニツトはＮ＝128個の加入者回路から成り、16加
入者単位にPCMデータを時分割多重化して８本
のハイウエイを構成する。インターフエース回路
３はこれら８本のハイウエイをさらに多重化し
て、高群のハイウエイを構成し、第二ユニツトと
接続される。即ち、第二ユニツトは、16の高群ハ
イウエイをさらに時分割多重化する集線装置であ
る。これら、インターフエース回路及び第二ユニ
ツトはPCMデータを取り扱うものであり、それ
ぞれ上り、下りの一対のハイウエイ、高群ハイウ
エイを備えている。なお、第一図では、簡単のた
めに、第一ユニツトを一つだけ記載しており、且
つ、上り下りの高群ハイウエイを便宜上一本で表
している。

また、１９と２０は一対の加入者線であり、加
入者電話機と加入者回路とを接続する。また加入
者線は局舎に設置した主配線盤（MDF）に設け
たサージ吸収回路を介して加入者回路と接続され
る。また、電源４も局舎から第一ユニツト、第二
ユニツトへ供給され、電源用の第一アース８と第
二ユニツト用の第二アース１２もそれぞれ独立し
て設けられている。

さらに、第一のユニツト専用の第一の電源部９
と第二のユニツト専用の第二の電源部１１とを設
けている。これら、第一の電源部、第二の電源部
はいずれも直流の−48Vから＋5V、−5Vの電圧を
作成するものであり、周知の如くトランスで構成
される。従つて、局舎からの電源とは電気的に絶
縁された専用の電源部となる。従つて、前述した
ように第一、第二のユニツトはそれぞれ２種類の
電源、アース系に接続される。

第２図は、第１図におけるインターフエース回
路３、第２のユニツト１０、信号線１５の接続関
係の詳細を示すユニツト間接続回路である。図中
１５ａ，１５ｂは一対の信号線、１６は不平衡・
平衡変換回路、１７はコモンモードチヨーク、１
８は平衡・不平衡変換回路、２１，２２は整合用
抵抗を示す。

加入者線に侵入してくるサージ電流は、前述し
たMDFに設けたサージ吸収回路により吸収され
る。しかしながら、一般にMDFに設けられたサ
ージ吸収回路は、多量のサージエネルギーを吸収
することが目的であり、大型で且つ応答速度の遅
いものである。従つて、誘電雷の急峻部が残留エ
ネルギーとして、加入者線を介して加入者回路に
侵入してしまう。

勿論、加入者回路にもサージ吸収回路が設けら
れており、このサージ吸収回路で吸収したサージ
電流は、第一のアースへと流れる。

このように、第一のアースでサージ電流を吸収
可能であるが、さらに過大なサージエネルギーに
より、加入者回路内部の回路素子を介してさらに
集線装置へと侵入することがあるため、これを防
止する必要がある。

第２図に示すインターフエース回路３、第２の
ユニツト１０、一対の信号線１５ａ，ｂの接続回
路は、前述した高群ハイウエイに対応するもので
あり、この高群ハイウエイは、以下に詳細に説明
するように直流平衡伝送回路で構成されている。

第２図に示すように、インターフエース回路３
の送信側に不平衡・平衡変換回路１６を設け、さ
らに集線装置１０（第２のユニツト）の受信側に
平衡・不平衡変換回路１８を設け、これら変換回
路１６，１８間を一対の信号線１５ａ，１５ｂで
接続する。不平衡・平衡変換回路１６、一対の信
号線１５ａ，１５ｂ及び平衡・不平衡変換回路１
８とにより、直流平衡伝送回路が構成され、イン
ターフエース回路３と集線装置１０との間で、直
流平衡伝送が行なわれる。

他のケーブル（電力ケーブル等）と、一対の信
号線１５ａ，１５ｂとの電磁的結合あるいは容量
的結合により、この一対の信号線１５ａ，１５ｂ
には外部雑音（交流誘導）が誘導される。しか
し、一対の信号線１５ａ，１５ｂでは直流平衡伝
送が行なわれるものであり、この外部雑音は一対
の信号線１５ａ，１５ｂの各々に同相で重畳され
ることになる。平衡・不平衡変換回路１８は、信
号線１５ａと１５ｂ間の差動信号を出力すること
によつて、平衡・不平衡変換を行うため、この外
部雑音となる同相成分は打ち消される。

ここで、加入者回路に加入者線を介して誘導雷
サージの急峻部が侵入すると、この雷サージによ
りアース電位８が変動してしまう。この影響は、
不平衡・平衡変換回路１６、一対の信号線１５
ａ，１５ｂを介して第２のユニツトである集線装
置１０に伝達され、集線装置１０のアース電位１
２が変動してしまう。

アース電位の変動の様子をさらに詳細に説明す
る。ここで、アース８の電位をVg、アース１２
の電位をVe、信号線１５ａの電位をV1、信号線
１５ｂの電位をV2とする。

不平衡・平衡変換回路１６は、入力信号Ｖと同
相の信号Vaと逆相の信号Vbをそれぞれアース８
の電位Vgを基準として、信号線１５ａと１５ｂ
とに送出する。従つて、信号線１５ａに対して
は、Va＝V1−Vgの電圧を送出し、信号線１５
ｂに対しては、Vb＝V2−Vgの電圧を送出する。

平衡・不平衡変換回路１８側での信号線１５ａ
と１５ｂの電位は、不平衡・平衡変換回路１６側
の電位と同じく、それぞれV1とV2である。平
衡・不平衡変換回路１８は、アース電位Veを基
準と動作する差動増幅器であり、その非反転入力
にはV′a＝V1−Veの電圧が入力され、反転入力
にはV′b＝V2−Veの電圧が入力される。そして、
差動信号V′a−V′bを出力する。

ここで、前述の如く、Va＝V1−VgでありVb
＝V2−Vgであるため、V′a、V′bは次のように
表される。

V′a＝V1−Ve＝Va＋（Vg−Ve） …(1) V′b＝V2−Ve＝Vb＋（Vg−Ve） …(2) ここで、前述したように、インターフエース回
路３と集線装置１０とはそれぞれ別の電源系とア
ース系を備えている。即ち、インターフエース回
路３は電源９とアース８とを有し、集線装置１０
は電源１１とアース１２とを有しており、それぞ
れ分離されている。従つて、(1)、(2)式より判るよ
うに、雷サージがアース８に流れ込まない通常の
状態では、Vg＝Ve＝０であり、送信側（不平
衡・平衡変換回路１６）に加わる電圧Va、Vbと
受信側（平衡・不平衡変換回路１８）に加わる電
圧V′a、V′bとは等しく、正常に動作する。

しかしながら、雷サージがアース８に流れた場
合、アース８の電位Vgは大きく変動するが、ア
ース１２の電位Veは変動せず0Vのままである。
これは、インターフエース回路３と集線装置１０
とのアースが分離されているからである。この場
合、送信側（不平衡・平衡変換回路１６）に加わ
る電圧Va、Vbは、通常状態と同じであるが、受
信側（平衡・不平衡変換回路１８）に加わる電圧
V′a、V′bは、アース８の電位Vgを含んだ電圧が
加わる。サージ電流により、Vgは数100V程度に
なるため、平衡・不平衡変換回路１８には、高電
圧が加わることになり、以後の平衡・不平衡変換
動作が補償できなくなる。即ち、平衡・不平衡変
換回路１８の平衡度が崩れることになり、同相成
分を打ち消す機能が低下する。

このアース電位Vgの変動の影響を除去するた
めに、不平衡・平衡変換回路１６の出力に、コモ
ンモードチヨーク１７を接続している。このコモ
ンモートチヨーク１７の持つ、電磁エネルギー保
存作用により、加入者回路に侵入した誘導雷サー
ジの急峻部は完全に吸収され、集線回路１０側の
平衡・不平衡変換回路１８には、アース電位Vg
の変動は伝わらない。

すなわち、１６の出力にサージが現われた際に
は１７のチヨークコイルにより吸収しサージエネ
ルギを軽減することにより両ユニツト間での耐サ
ージ性を向上させることが可能となる。勿論チヨ
ークのインダクタンスの値は本来の信号伝送に影
響を及ぼさないように選択する必要がある。又イ
ンダクタンスの値を大きくする程前述のユニツト
間での耐サージ性は向上する。

第２図は第１のユニツトから送出し第２のユニ
ツトで受信する場合の信号線に対する接続形式に
ついて説明しているが、第２のユニツトから送出
し第１のユニツトで受信する場合の信号線につい
ても第２図と同様に対応可能である。

本発明によれば加入者回路ユニツトに侵入した
サージ電流および電圧の保護、さらに該加入者回
路で発生したサージ電流および電圧が集線多重化
ユニツトに侵入するのを保護することが経済的に
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は集線装置での電源・アース系の系統を
示す概略図、第２図はユニツト間での信号線接続
形式を説明する図である。 １……第１のユニツト、２……Ｎ加入者分の加
入者回路、３……インタフエース回路、４〜８…
…各種電源及びアース、９……第１の電源部、１
０……集線多重化を実行する第２のユニツト、１
１……第２の電源部、１２……第２のアース、１
３……第２のユニツト本体部、１６……不平衡平
衡変換回路、１７……コモンモードチヨーク、１
８……平衡不平衡変換回路、１９，２０……整合
用抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加入者線に誘導されたサージ電圧およびサー
   ジ電流の侵入を保護するサージ保護方式におい
   て、 加入者線対応に設置したＮケ（Ｎ；２以上の整
   数）の加入者回路と、該Ｎケの加入者回路に対し
   設けた１ケのインターフエース回路を１ユニツト
   とし、該ユニツトｍケ（ｍ；２以上の整数）から
   加入者回路ユニツト群を構成し、 ｍケの該ユニツトとインターフエースする集
   線・多重化ユニツトを設け、 該加入者回路ユニツト内は同一の第一の電源・
   アース系で構成し、かつ集線・多重化ユニツトは
   前記電源・アースとは異なる第２の電源・アース
   系で構成し、 加入者回路ユニツトに不平衡・平衡変換回路お
   よび集線・多重化ユニツトに平衡・不平衡変換回
   路を有するか、又は集線・多重化ユニツトに不平
   衡・平衡変換回路および加入者回路ユニツトに平
   衡・不平衡変換回路を有し、両ユニツトの変換回
   路間を一対の信号線とコモンモードチヨークとに
   より接続することを特徴とするサージ保護方式。