專利名稱：多功能自適應電話線測量方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種電話線的測量方法及裝置，尤其關于一種電話線監測系統，此系統可自動監測電話線上的電氣特性及電話線上的射頻(radio frequency)，以決定電話線上的狀態進而確保電話線不被竊聽。
一組電話線是由兩條線組成，其分別為從電話總局(Central Office，C.O.)所接過來的端頭線(tip)(+)及振鈴線(ring)(-)。
世界各地的電話網絡皆有所不同。電話線上的DC線電壓是由電話總局的電池所提供，電話總局所提供的DC線電壓也會因地區不同而有所不同，故其電話線上的電壓也可能一直在改變。
在理想情況下，一電話機有三種狀態，亦即待機(ON HOOK)，使用(OFF HOOK)及振鈴(RINGING)狀態，而電話線上的電壓亦隨著此三種狀態而有所不同。在待機狀態時，電話線上的電壓為直流48±15％伏特，使用狀態時則為直流5±15％伏特，而在振鈴狀態時則為交流130±15％伏特。
這些是美國的通訊標準，電話線標準也因國家不同而不同，也可能因電話總局不同而有所不同。
當拿起一話機時，一開關將電話線與話機連通，而使電話線上產生一阻抗(負載)，進而降低直流電壓。此低電壓即會通知電話總局以產生一撥號音及使該電話線致能。
以下說明各種竊聽電話的方法及操作模式竊聽(Wiretaps)如何工作。
竊聽，即非法地監聽或錄下電話中的對話，是很容易實現的。最快最簡單的竊聽方法是將竊聽器直接并聯地“接入”(tap-in)該電話線上，然后即可監聽電話線上的對話。此并聯電話機的方式是與分接出一分機的方式相同，皆可拿起話機而對話。為防止被竊聽的人聽到竊聽者的呼吸聲或其他聲音，因此，并聯話機的發話裝置通常被去掉。一高阻抗的耦合變壓器(high-impedance coupling transformer)通常被用于將竊聽的信號饋入錄音機中。因為電話線上的簡單話機會傳送一話機使用信號至電話總局，因此在電話線未致能之前，只有一竊聽器的高阻抗被接入。
竊聽器(Bugs)-無線竊聽無線竊聽通常可由一種俗稱竊聽器(bug)的小型發射器來實現。竊聽器只須很少的電子元件，其發射范圍也限，通常在500-1,000英寸。但其可安置于電話機內進而傳送一清楚的信號至工作在88-108MHz或300-350MHz范圍的普通FM收音機。此小型FM發射器被設計成能直接利用電話線上的電源而工作并可傳送電話線上雙方的對話。如果無法進入大樓內安置此竊聽器于電話機內，該竊聽器也可經一高阻抗接至電話線。一種外型類似電話中發話裝置的竊聽器亦已上市，竊聽者可直接利用該具發射功能的發話裝置來取代傳統的電話發話裝置，而達到竊聽的效果。此類竊聽方式還具有一錄音機，耦合至該FM接收機，用以錄下電話雙方的對話。
竊聽器如何工作電話線上的直流電壓不是直接提供電源就是經一與電路線電流串聯的電阻來提供電源，此電源用以提供可調式電壓控制振蕩器(Voltage Control Oscillator，VCO)，此VCO可傳送一穩定且在FM廣播頻段內的載波信號。該振蕩器的瞬時頻率決定于所供電壓的大小。另將攜帶交流電壓的電話語音信號加至振蕩器的電源電壓中，因此使其所發射的頻率與語音頻率相同，此即一段FM收音機所能接收的“調頻”(Frequency Modulation)。
竊聽器被致能后，將會產生一非特定性的DC電壓、阻抗及射頻電壓于電話線上。
本發明的目的是提供一種探測電話線上異常狀況的方法或探測一種非經授權的監聽裝置的裝置，該裝置可工作于從電話總局連接過來的一條或多條電話線上且不須先致能電話總局的線路。
本發明的另一目的在于提供一種方法，該方法通過提供一跨于電話線間的漸減的電阻(但不至于低到致能電話總局的線路)來致能任何監聽裝置。
本發明的再一目的是提供一種方法，該方法可根據預定的時間間隔周期地測量AC、DC、RF電壓及一條線或多條線的阻抗以及從所搜集的值中計算每一條線上測量值的平均值及偏差值，并將當前測量值與所搜集的值比較，當一參數超出從平均值與偏差值所導出的范圍時，發出警報信號以表示發生異常狀況或發現一監聽裝置。
本發明的裝置包含AC、DC、RF電壓及阻抗測量裝置、一用于存儲不同參數測量值的存儲裝置或存儲器裝置、用于互連電話線的開關、測量裝置及存儲裝置、用于控制不同裝置及開關以及用于發出探測到一異常狀況或一監聽裝置的信號的控制裝置。
裝置還包含裝置，用于提供跨于電話線間的漸減電阻以致能任何監聽裝置及用于阻抗測量。本發明的目的、優點及特征將由探測方法配合附圖的描述而更加明顯，其中不同圖中相同數字意指相同的元件。
附圖的簡要說明

圖1所示為直接在電線上及通過一個專用交換機(PBX)應用本發明的電話系統的圖示說明。
圖2所示為阻抗測量及致能監聽裝置的方法的流程圖。
圖3所示為本發明的方法的流程圖。
首先參考圖1所示的裝置，一電話總局1利用一電池2提供一DC電壓，正極接至端頭線5，負極接至振鈴線6。
電話線4從電話總局傳送至包含用戶地點20的不同用戶地區。如圖所示，一單一電話線17直接接至一電話機19。多數條線18經PBS3接至多個電話機。
一開關裝置7在控制器15的操作控制下，依序將每一電話線接至DC電壓表8、AC電壓表9、RF電壓表10及包含提供跨于電話線的漸減電阻的裝置14的阻抗探測裝置11。
本發明利用DC電壓表8、AC電壓表9、RF電壓表10以及阻抗偵測結構11測量電話系統上的各種參數狀態。經測量后的不同的參數值被儲存在一存儲裝置或存儲器13，以可以是一其中含程序小型計算機的控制器處理這些數據。
該數據用于產生可接受值的范圍，控制器將所測量的值與可接受值的范圍作比較，當測量的值超出范圍值，控制器會發出警報信號12。
一種用于通過RF和阻抗變化致能竊聽器并探測它們的方法，如圖2的流程所示使用漸減電阻致能方法(Diminishing ResistanceActivation Method，DRAM)14。一漸減電阻16跨接于電話線上以利用DC電表8測量DC電壓直至DC電壓等于或小于1/2待機(ON HOOK)電壓。此電壓足以致能大部分的竊聽器而不須致能電話總局的線路。
RF電壓由RF表10測量，并被加以存儲，此時的電阻R即被記錄為阻抗測量值。電話線上的阻抗會因為竊聽器的致能而經常改變。此外，電話線上的RF電壓也可做為另一種有一致能的竊聽器正在電線上的指示。
圖3說明了本發明不需影響電話線上的工作而可用以探測異常狀況及竊聽器的方法。
開關7選擇一電話線，DC電壓由一DC電表8測量。如果為OV則指示該電話線被剪斷，因此警報器發出信號，以警示該異常狀況。如果電壓小于24V或其他預設電壓，則電話在使用(OFF HOOK)狀態，因此不需測量。如果待機(ON HOOK)或電壓大于24V，則AC電表9測量AC電壓。如有AC電壓，則電話線上的AC電壓指示振鈴且不需測量。否則，圖2所示的DRAM過程致能以及阻抗R及RF在電阻值恰可使DC電壓為1/2待機(ON HOOK)電壓時被記錄。此DC、R及RF值與可接受范圍的值作比較。在評估算法過程期間對所量測的每一個參數值與控制極限作比較，如果有一值超過控制極限，則設定一警報12，并指示糾正的動作。此舉可包括顯示問題的性質。
如果所測量的DC、R及RF值并未超過控制極限，這些數據便用以更新統計線控制(STATISTICAL LINE CONTROL，SLC)極限，然后再切換至另一電話線繼續測量。
當多條電話線接至同一電話總局時，在一條電話線上所測量的值，可與另一條電話線上的測量值作比較。
上述實施例僅為說明本發明的原理及效果，而非限制本發明，因此，熟悉本領域的人員對上述實施例所作的修改及變化仍不違背本發明的精神。本發明的權限如后述權利要求所列。
權利要求
1.一種在來自至少一電話總局的多條電話線上探測異常狀況或非經授權的監聽裝置的方法，該方法包含下列步驟在每條電話線上以一預定的時間間隔連續地重復測量至少二個參數，該至少二參數選自一組由DC電壓、AC電壓，阻抗及RF電壓組成的參數；存儲所測量到的該參數值；計算每條電話線上的每一參數的平均值及該測量值的偏差值以及重新計算平均值及偏差值以提供當前的平均值及偏差值，以反應參數值的緩慢非錯誤偏移；將每一新測量的參數值與當前的平均值及偏差值作比較；及當一新的參數值超過從當前的平均值及偏差值導出的范圍值時，提供一警報信號，以指示電話線上有一異常狀況或一非經授權的監聽裝置。
2.根據權利要求1的方法，還包含以下步驟提供一步步漸減的電阻以跨于待測的電話線上及測量其上漸減的DC電壓，由此通過DC電壓的改變來探測非經授權的監聽裝置的存在。
3.根據權利要求1的方法，還包含以下步驟在將一電阻跨接于電話線上后，由測量DC電壓的下降率以測量每一電話線上的阻抗。
4.根據權利要求1的方法，還包含以下步驟使用一跨于電話線上的漸減電阻以致能非經授權的監聽裝置而無需向電話總局，發送一使用(OFF HOOK)的信息，進而探測出該監聽裝置的存在。
5.根據權利要求1的方法，還包含以下步驟比較來自第一電話總局的第一線的參數值與來自第一電話總局的第二線的參數值，以及當兩者間的差異超過預定范圍時提供一警報信號。
6.一種用于在來自至少一電話總局的多條電話線上探測一異常狀況或一非經授權的監聽裝置的裝置，該裝置包含用于在一電話線上測量至少二個選自一組由DC電壓、AC電壓、RF電壓及阻抗組成的參數的測量裝置；連接至多條電話線的開關裝置，用于在同一時間選擇性的將測量裝置連至多條電話線中的任一條上；用于存儲由電話線上的測量裝置測量到的參數值的存儲裝置；用于指示一異常狀況發生或有一監聽裝置的裝置；及與開關裝置，測量裝置，存儲裝置及信號裝置互連的控制裝置，該控制裝置用于使該開關裝置將該測量裝置以一預定的間隔依次重復地連至每一條電話線上，然后用于將由測量裝置測量的參數值存儲于儲存裝置中，用于通過統計裝置從存儲的值中確定每條電話線的每一參數的正常偏差的期望值的范圍，用以確定正確測量得到的值是否超過該范圍及用以在測量值超過范圍時致能該信號裝置。
7.根據權利要求6的裝置，其中測量裝置包含提供一跨于電話線上的漸減電阻，以致能非經授權的監聽裝置而無需向電話總局發一使用(OFF HOOK)信息。
8.根據權利要求6的裝置，其中控制裝置還包含裝置，用于將來自第一電話總局的第一線的參數值與來自第一電話總局的第二線的參數值比較以及當兩參數間之差超過預設范圍時提供一警報信號用以致能該信號裝置。
9.一種在來自一電話總局的電話線上探測一異常狀況或一非經授權的監聽裝置的方法，該方法包含下列步驟在電話線上以一預定的時間間隔連續地重復測量至少二個參數，該至少二個參數選自一組由DC電壓、AC電壓、阻抗及RF電壓所組成的參數；存儲所測量的參數值；計算電話線上的每一參數的平均值及該測量值的偏差值以及重新計算平均值及偏差值以提供當前的平均值及偏差值以反應參數值的緩慢非錯誤偏移；將每一新測量的參數值與當前的平均值及偏差值作比較；及當一新的參數值超過從當前的平均值及偏差值所導出的范圍值時，提出一警報信號，以指示一異常狀況的發生或一非經授權的監聽裝置正在電話線上。
10.根據權利要求9的方法，還包含下列步驟提供一步步漸減的電阻，以跨于待測電話線上及測量其上漸減的DC電壓，由該DC電壓的變化以探測非經授權的監聽裝置的存在。
11.根據權利要求9的方法，還包含下列步驟在將一電阻跨接于電話線上后，由測量DC電壓的下降率以測量每一電話線上的阻抗。
12.根據權利要求9的方法，還包含下列步驟通過用一跨于電話線上的漸減電阻以致能非經授權的監聽裝置而無需向電話總局發送一使用(OFF HOOK)的信息，進而探測出該監聽裝置的存在。
13.用于在來自一電話總局的電話線上自動探測一異常狀況或一非經授權的監聽裝置的裝置，該裝置包含用于在一電話線測量至少二個選自一組由DC電壓、AC電壓、RF電壓及阻抗所組成的參數的測量裝置用于存儲電話線上的測量裝置所測量到的參數值的存儲裝置；用于指示一異常狀況發生或有一監聽裝置的裝置；及與測量裝置、存儲裝置及信號裝置互連的控制裝置，該控制裝置用于使該測量裝置以一預定的時間間隔重復測量該電話線，用一將經測量裝置所測量到的參數值存儲于存儲裝置中，用于利用統計裝置從存儲的值中確定電話線上每一參數的正常偏差的期望范圍值，用以決定正確測量得到的值是否超過該范圍及用于測量值超過范圍時致能該信號裝置。
14.根據權利要求13的裝置，其中測量裝置包含裝置，用于應用于一跨于電話線上的漸減電阻以致能非經授權的監聽裝置而無需向電話總局發送一使用(OFF HOOK)的信息。
全文摘要
一種用以監測電話線的系統,可用以探測多種不同的電話線不正常使用狀態。其探測功能包括例如斷線的物理損害,拿起話機一段時間不使用的不正常使用及竊聽(wiretaps)的濫用。該系統可彈性的自動調整至不同的正常狀態。為提供一可靠的電話通訊,該系統會在探測到不正常狀態時產生警報并同時產生一歷史數據庫。此數據庫是用以再檢查可靠性及響應時間,辨認硬件的故障趨勢或其重復的不正常使用及提供系統管理報表以調整至不同的正常狀態而不至于產生誤報警。此物理系統包含掃描輸入電話的電路。
文檔編號H04M1/24GK1177241SQ9610964
公開日1998年3月25日 申請日期1996年9月3日 優先權日1996年6月5日
發明者趙新民 申請人:趙新民