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數據通信
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摘要
申請專利號:

CN200980111766.4

申請日:

2009.03.30

公開號:

CN101981875B

公開日:

2014.09.17

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效號牌文件類型代碼:1604號牌文件序號:101069687884IPC(主分類):H04L 12/56專利申請號:2009801117664申請日:20090330|||公開
IPC分類號: H04L12/70(2013.01)I; H04L1/00 主分類號: H04L12/70
申請人: 英國電訊有限公司
發明人: 克里斯多佛·馬庫斯·克羅特; 特雷弗·菲力浦·林尼; 菲利普·安東尼·埃弗雷特; 約翰·沃爾西·庫克; 阿什利·皮克林
地址: 英國倫敦
優先權: 2008.03.31 EP 08251263.3
專利代理機構: 北京三友知識產權代理有限公司 11127 代理人: 李輝;孫海龍
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法律狀態
申請(專利)號:

CN200980111766.4

授權公告號:

101981875B||||||

法律狀態公告日:

2014.09.17|||2011.05.11|||2011.02.23

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種用來操作ADSL接入網的方法和系統,該ADSL接入網在其和終端用戶裝置(10)之間具有多個數據連接(19),該接入網控制用戶裝置和前向連接(50)之間傳送數據的速率,該接入網存儲多個鉗位配置,各鉗位配置指定連接的速率被限制到的各自的上限數據速率,各上限數據速率低于連接的最大可實現的速率。針對給定的數據連接,使用動態線路管理(DLM)算法的接入網進行操作:使得以最高為最大速率的可變數據速率傳送數據;監控不同數據速率下的錯誤性能和信號噪聲容限變化,在它們之一或兩者在預定時間段超出相應限度的情況下,選擇并應用該多個鉗位配置中的一個來限制上限數據速率,由錯誤性能在可接受限度之內時所能實現的最高數據速率來確定該選擇。

權利要求書

1: 一種操作接入網的方法, 其中, 所述接入網包括終端用戶裝置和群路收發機裝置 之間的多個數據連接, 所述多個數據連接被聚集成通過所述接入網的前向連接, 該方法包 括: 存儲多個不同的配置, 所述多個不同的配置包括一個或者更多個全速率自適應配置以 及一個或者更多個速率鉗位配置, 各配置為與各數據連接相關聯的多個參數指定一組值 ; 以及 針對各數據連接 : 監控所述數據連接的性能 ; 根據監控所述連接的結果來選擇所存儲的配置中將應用于所述連接的配置 ; 以及 將所選擇的配置應用于所述數據連接 ; 其中, 監控所述數據連接的步驟包括 : 測量預定時間段上的已接收信號的信號噪聲比 變化, 并且, 在所述變化超出預定變化量的情況下選擇速率鉗位配置。
2: 一種操作接入網的方法, 所述接入網包括所述接入網和終端用戶裝置之間的多個數 據連接, 其中, 所述接入網控制在所述用戶裝置和前向連接之間傳遞數據的速率, 其中, 針 對給定的數據連接, 所述方法包括 : (a) 使得數據以最高為最大速率的可變數據速率來進行傳遞 ; (b) 基于不同數據速率下出現的差錯來確定所述不同數據速率的連接性能 ; (c) 測量信號噪聲容限的變化, 在所述變化超過預定水平的情況下, 將所述連接能夠操 作的上限速率限制為低于所述最大速率的速率, 根據所述數據連接在步驟 (a) 中進行操作 且使連接性能被確定為在能夠接受的限度之內所用的數據速率來選擇所述上限速率。
3: 根據權利要求 2 所述的方法, 其中, 響應于步驟 (b) 確定出所述連接性能超出能夠接 受的限度來執行步驟 (c)。
4: 根據上述任一權利要求所述的方法, 其中, 根據所述數據連接在步驟 (a) 中進行操 作且使連接性能在預定時間段內被確定為在能夠接受的限度之內所用的最高數據速率來 選擇所述上限速率。
5: 根據權利要求 4 所述的方法, 其中, 從多個預先定義的配置中選擇所述上限速率, 其中, 所述多個預先定義的配置中的各配置指定了要應用于所述數據連接的不同的上限速 率, 所選擇的配置是其上限速率最接近于所述最小數據速率的配置。
6: 根據權利要求 5 所述的方法, 其中, 如果具有所選擇的配置的所述連接性能在預定 時間段內超出能夠接受的限度, 則應用具有下一個最低上限速率的配置。
7: 根據權利要求 6 所述的方法, 其中, 除了所述連接配置超出能夠接受的限度的情況 之外, 僅當信號噪聲容限的變化超出預定水平時才選擇并應用不同的配置。
8: 根據權利要求 5 至 7 中任一權利要求所述的方法, 其中, 如果具有所選擇的配置的所 述連接性能在預定時間段內在能夠接受的限度之內, 則增加連接進行操作的所述上限數據 速率, 所述上限數據速率取決于所述信號噪聲容限的變化。
9: 根據權利要求 8 所述的方法, 其中, 如果信號噪聲容限的所述變化超過預定水平, 則 應用所述多個配置中具有下一個最高上限速率的不同的配置。
10: 根據權利要求 8 或權利要求 9 所述的方法, 其中, 如果信號噪聲容限的所述變化不 超過預定水平, 則所述上限數據速率是所述數據連接的最大數據速率。 2
11: 一種操作接入網的方法, 所述接入網包括所述接入網和終端用戶裝置之間的多個 數據連接, 其中, 所述接入網控制在所述用戶裝置和前向連接之間傳遞數據的速率, 其中, 針對給定數據連接, 所述方法包括 : (a) 使得以在預定上限和下限之間的可變的數據速率來傳遞數據 ; 以及 (b) 根據信號噪聲容限的變化在預定時間段內是否超出預定閾值來確定在所述預定時 間段之后是否至少改變所述預定上限。
12: 一種操作接入網的方法, 所述接入網包括所述接入網和終端用戶裝置之間的多個 數據連接, 其中, 所述接入網控制在所述用戶裝置和前向連接之間傳遞數據的速率, 所述接 入網存儲多個鉗位配置, 各鉗位配置指定各所述數據連接被限制到相應上限數據速率, 各 上限數據速率低于所述連接的最大可實現速率, 其中, 針對給定的數據連接, 所述方法包 括: 使得以最高為所述最大速率的可變的數據速率來傳遞數據 ; 監控不同的數據速率的信號噪聲容限的變化和差錯性能, 在所述信號噪聲容限的變化 和所述差錯性能這兩者在預定時間段內都超出相應限度的情況下, 選擇并應用所述多個鉗 位配置中的一個來限制所述上限數據速率, 根據所述差錯性能在能夠接受的限度內時能夠 實現的最高數據速率來確定該選擇。
13: 一種用于接入網的管理裝置, 所述接入網包括所述接入網和終端用戶裝置之間的 多個數據連接, 其中, 所述接入網被設置為控制數據在所述用戶終端和前向連接之間傳輸 的速率, 所述管理裝置包括 : 被設置為以最高為最大速率的可變數據速率來傳輸數據的裝置 ; 被設置為至少部分基于不同數據速率下出現的差錯來確定不同數據速率的連接性能 的裝置 ; 以及 一種裝置, 其被設置為測量信號噪聲容限的變化, 并且, 在所述變化超過預定水平的情 況下, 將所述連接進行操作的所述上限速率限制為低于所述最大速率, 根據所述連接之前 進行操作且使連接性能被確定為在能夠接受的限度之內所用的各數據速率來選擇所述上 限速率。
14: 一種接入網, 所述接入網包括根據權利要求 13 所述的管理裝置。
15: 一種載體裝置, 所述載體裝置承載計算機程序或者計算機程序組, 所述計算機程序 或者計算機程序組用于使得在執行所述程序和多個程序期間執行根據權利要求 1 至 12 中 任一權利要求所述的方法。

說明書


數據通信

    技術領域 本發明涉及數據通信, 具體地但是并非排他地, 涉及包括數字用戶線路 (DSL) 連 接的接入網的管理。
     背景技術 采用 DSL 連接的接入網的操作中的相對最新的發展是從固定速率連接 ( 其中, 用 戶與網絡運營商 / 業務提供商協商一致, DSL 連接操作于固定速率 ( 例如, 2M 比特 / 秒 ), 網絡總是試圖精確地以該速度建立連接 ) 發展為速率自適應連接, 其中, DSL 連接嘗試以最 快的可實現的 ( 但是合理地穩定的 ) 連接速度 ( 例如, 到達 8M 比特 / 秒 ) 進行連接。
     動態線路管理 (DLM) 是一種改進 DSL 連接的穩定性的技術。當 DSL 連接以接近速 率自適應連接中出現的其最大速度操作時, 動態線路管理技術尤其有用, 因為, 在這些情況 下, 影響所發送的信號的外部噪聲會導致收發機不能以足夠的可靠性來成功地恢復出被發 送的信號來使得連接能夠維持。如果這種情況發生, 則需要重建連接。此操作被稱為再同
     步 (re-synchronisation) 或者再訓練 (re-train), 并且, 在此操作期間, 終端用戶將注意 到業務丟失。再同步尤其令終端用戶厭煩, 因此, 非常希望使得再同步的出現率最小。
     DLM 力求通過自動分析 DSL 連接并且改變影響再同步再次出現的可能性的多個參 數 ( 例如, 通過降低數據速率或者增加交織深度 ) 來使得再同步的出現率最小。通常, 這通 過如下步驟來實現 : 提供多種不同的配置, 各配置具有各種不同的參數值集合, 其中, 這些 參數最有可能影響 DSL 連接的穩定性等 ; 以及, 在不同的配置之間移動特定的連接, 直到找 到具有可接受的穩定性的配置。 例如, 該配置可以指定最小數據速率和最大數據速率、 目標 ( 即, 最小 ) 信號噪聲容限 (SNM) 以及交織的程度 ( 下文將詳細討論所有這些參數 )。在典 型的速率自適應配置中, 將最小速率設置為某個預定的最小可接受的速度 ( 例如, 512K 比 特 / 秒 ), 低于此速度, 則線路將不再被認為可以以寬帶速度連接進行操作, 而將最大速率 設置為設備在理想環境 ( 即, 所接收信號具有非常高的信噪比 ) 下能夠支持的最大速率。 該 配置應用于數字用戶線路接入復用器 (DSLAM), 該數字用戶線路接入復用器通常被放置于 本地交換局 ( 在美國有時候稱為中心局 ), 并且, 就像領域中公知的那樣, 該數字用戶線路 復用器包括多個 DSL 收發機單元。 在應用給定的速率自適應配置時, DSLAM 將嘗試協商在其 仍能實現應用于該連接的相應的配置中指定的目標 SNM 的同時能夠管理的最大速率, —目 的是找到一種配置, 使得連接以其能夠持續的最高數據傳遞速率操作, 而線路不會被強制 執行再同步—注意到, 一旦連接已經同步, 則其通過執行 “比特交換 (bit swapping)” (這 涉及改變由各個信道發送的比特數量 -- 也就是說, 如果一個信道發現它所測量的信號噪 聲比有改善, 而另一個信道發現它所測量的信號噪聲比變差, 則前一個信道能夠開始發送 更多的比特, 而后一個信道發送相應地減少的比特數量 ) 來響應影響線路的外部噪聲的變 化, 但是將保持整體數據傳遞速率恒定。為了應用該配置, DSL 收發機測量各信道上同步時 間段內經歷的信號噪聲比, 然后基于此測量來確定在各信道中發送多少比特 ( 每符號或者 每秒等 )。如果噪聲水平相當恒定, 同步時測量的 SNR 將代表后來的 SNR, 則系統將相當容易 理解。然而, 由于噪聲可以包括串擾、 脈沖噪聲和重復性電脈沖噪聲 (REIN), 所有這些噪聲 都隨時間變化, 因此, 同步時測量的 SNR 可能不能準確地反映后來的 SNR。不準確的噪聲估 計一方面可能導致 DSLAM 使用會導致不穩定的速率 ( 即, 在所有信道上的噪聲的整體水平 從執行同步時增加并且其增加量超過 SNR 目標容限所能滿足的量的情況下 ), 或者, 另一方 面會導致過于保守, 從而導致較差的數據速率 ( 即, 在整體噪聲降低或者沒有增加 SNR 目標 容限能忍受的那么多的情況下 )。
     如果噪聲在相對較短的時間段上變化, 則尤其難以估計噪聲乃至 SNR。盡管 DSLAM 可能在足以觀察這樣的短期變化的時間段上估計噪聲, 但噪聲在峰均比和其它指標方面的 統計量使得難以準確地計算能夠實現的最大可用數據速率。 如果噪聲更長的時間范圍上變 化, 則可能的是, 盡管 DSLAM 建立連接時使用的估計在當時是準確的, 但是, 在短時間之后 卻變得不準確了, 導致連接失敗, 并且需要再同步。這樣的情況可以重復發生。甚至可能是 DSLAM 收發機本身被較差地實現, 從而不能準確估計噪聲。
     因此, 希望提供經改進的 DLM 算法。 發明內容 根據本發明第一方面, 提供了一種操作接入網的方法, 其中, 該接入網包括終端用 戶裝置和群路收發機裝置之間的多個數據連接, 所述數據連接聚集成通過接入網的前向連 接 (onward connection), 該方法包括 :
     存儲多種不同的配置, 所述多種不同的配置包括一個或者更多個全速率自適應配 置以及一個或者更多個速率鉗位配置, 每種配置為與各數據連接相關聯的多個參數指定一 組值 ; 以及針對各數據連接 :
     監控所述連接的性能 ;
     根據監控所述連接的結果來選擇所存儲的配置中的將應用于所述連接的配置 ; 以 及
     將所選擇的配置應用于所述數據連接 ;
     其中, 監控所述連接的步驟包括 : 測量預定時間段上的已接收信號的信號噪聲比 變化, 并且, 在所述變化超出預定變化量的情況下選擇速率鉗位配置。
     優選地, 所述預定時間段至少超過一個小時, 更優選地, 所述預定時間段是一天或 者一周的級別。優選地, 如果超出預定變化量則導致速率鉗位配置應用于連接的所述預定 變化量至少是 3dB。全速率自適應配置意味著在該配置中, 所指定的最大速率是群路收發 機裝置 ( 或者群路收發機裝置和終端用戶裝置 ( 諸如 DSL 調制解調器 ) 的組合 ) 所能支持 的最大速率。這常常基于連接所采用的協議的本質, 例如, 由于所使用的幀的類型, 許多使 用 ADSL 1 的 DSLAM 的操作即使在理想的噪聲條件下也存在它們能夠支持的 8128K 比特 / 秒的最大速率, 而 ADSL 2+ 模式中的 DSLAM 的操作具有 24M 比特 / 秒的最大速率等。速率 鉗位配置意味著配置設置了上限連接速率, 該上限連接速率明顯小于設備在理想環境下所 支持的最大速率。通過指定比設備理論上能夠支持的最大速率更小的上限速率, 確保了設 備即使在對連接進行同步時測量到非常低的噪聲水平 ( 即, 非常高的 SNR 水平 ), 也不會以 針對給定目標 SNR 容限在全速率自適應配置中運行所采用的高速率進行連接。這樣, 即使
     對于當線路經歷非常低的噪聲水平時恰好同步則會以過高的速度進行連接的具有非常高 的 SNR 容限目標的配置的線路, 也可以防止這樣的線路以過高的速度進行連接并且稍后經 歷高得多的噪聲水平而導致連接丟失。另外, 通過使得線路使用比原本可能的 SNR 容限目 標更低的 SNR 容限目標, 將對于這些線路有利 : 使得這些線路恰好在經歷非常高的噪聲水 平時 ( 即, 在線路經歷的噪聲的中期變化的峰上, 其中, 中期是指大約一天或者一周的時間 段 ) 同步的情況下, 以比原本應該采用的速度 ( 它們具有更高的 SNR 容限目標的情況下 ) 更高的速率進行連接。
     為了防止不得不監控接入網中的所有 DSL 連接, 希望僅監控表現不穩定的那些連 接。因此, 將不需要針對 SNM 變化性來監控通常以全速率自適應配置工作良好的連接, 并 且, 不需要取得或者處理有關于 SNM 的觀察到的變化性的數據。然而, 優選地, 監控表現不 穩定的線路的變化性, 以便確定它們是轉換為具有高交織水平和 / 或目標 SNM 的全速率自 適應配置, 還是轉換成速率鉗位配置, 并且監控已經采用速率鉗位配置的線路的變化性, 以 確保如果它們適用于保持采用速率鉗位配置 ( 例如, 由于所觀察的 SNM 的中期變化性 ), 則 它們能夠繼續保持采用該速率鉗位配置。
     根據本發明的第二個方面, 提供了一種操作接入網的方法, 其中, 該接入網包括 所述接入網和終端用戶裝置之間的多個數據連接, 其中, 該接入網控制在所述用戶裝置和 前向連接之間傳遞數據的速率, 其中, 針對給定的數據連接, 所述方法包括 : (a) 使得能夠 以高達最大速率的可變數據速率來進行數據傳遞 ; (b) 基于針對不同數據速率檢測的錯誤 來確定所述可變數據速率的連接性能 ; (c) 測量信號噪聲容限的所述變化, 在所述變化超 過預定水平的情況下, 將所述連接能夠操作的所述上限速率限制為低于所述最大速率的水 平, 根據連接在 (a) 中以之進行操作、 連接性能被確定為在可接受的限度之內的數據速率 來選擇所述上限速率。
     如上所述, DLM 算法的目的是在保持穩定性同時使連接的數據速率最大。這里, 我 們使用信號噪聲容限 (SNM) 的變化性來作為是否增加連接的速率的指示符。具體而言, 在 預定時段內, 優選地, 在不短于十二小時的中期時段內, 更優選地, 在二十四小時的時間級 上測量連接上的信號噪聲比容限 (SNM) 的變化, 如果 SNM 的變化大于預定閾值, 則線路的上 限速率被限制為低于最大速率的水平。
     可以響應于步驟 (b) 確定出所述連接性能超過可接受的限度而執行步驟 (c)。換 言之, 首先, 就連接性能方面確定所述線路的穩定性, 這里, 連接性能是指其指示性線路質 量 (ILQ), 并且, 如果該 ILQ 指示不穩定, 則使用變化指標來確定采取什么樣的進一步選擇。 連接性能至少可以部分基于在預定時間段內針對給定數據速率出現的平均錯誤率, 以及在 預定時間段內由所述連接經歷的再同步的次數 ( 然而, 優選地, 使用一些機制來嘗試區分 由于過度的噪聲條件使線路丟失連接而導致的強制再同步以及用戶簡單地關閉他 / 她的 調制解調器或者斷開他 / 她的調制解調器等時的用戶導致再同步 )。就配置而言, 這等同 于, 初始時將全速率自適應配置應用于連接, 并隨后監控該線路的建立即使在改變為合理 的保守配置 ( 例如, 具有 6 或 9dB 的目標 SNR 容限 (SNM)) 之后是否也表現不穩定 ( 即, 通 過檢測由于連接丟失而導致的強制再同步 )。 在這樣的情況下, 如果檢測到 SNR 的中期變化 ( 即, 通過檢測 SNM 的變化 ), 則連接被轉換為應用速率鉗位配置。一旦應用了速率鉗位配 置, 如果繼續針對觀察的 SNM 中的過度的中期變化來監控所述連接, 則是有利的。如果所觀察的 SNM 變化在中期時間段內大于預定量, 則優選地, 即使線路在速率鉗位配置上在一定 時間段上表現穩定 ( 盡管在這樣的環境下, 考慮將線路轉換為具有更低目標 SNM 和 / 或更 高上限速率限度的新的速率鉗位配置可能更有利 ), 也將該線路保持于該速率鉗位配置。
     根據閾值速率來選擇上限速率, 該閾值速率包括在預定時間段, 優選地, 在整個嘗 試時間段上連接性能 ( 即, 關于錯誤次數、 再同步次數等方面的連接穩定性 ) 被確定為在可 接受的限度之內的連接在嘗試時間段期間在步驟 (a) 中進行操作的最高數據速率。根據本 發明實施方式的算法在一些情況下進行操作, 通過在嘗試期間降低速率直到線路穩定, 以 使數據速率最大化, 因為, 實際上該閾值速率是線路在預定嘗試時間段內進行操作的最低 速率, 因而該閾值速率有時被稱為最小線路速率 ; 一旦達到穩定, 線路速率將不再降低。預 定的嘗試時間段可以是不小于十二小時的中期時間段。在本文所述的實施方式中, 每天基 于之前的二十四小時來估計連接性能。上限速率優選地被選擇為低于所述最小線路速率 ( 即, 連接在預定時間段內穩定地在步驟 (a) 中進行操作的最高速率 )。
     從多個預先定義的配置中選擇該上限速率, 其中, 該多個預先定義配置中的每一 個指定了應用于該連接的不同的上限速率, 所選擇的配置是其上限速率最接近于連接在步 驟 (a) 中穩定地進行操作的最高速率的配置。如果具有所選擇的配置的連接性能也超出可 接受的穩定性限度達預定時間段, 則應用具有更低上限速率的下一種配置。除了連接配置 超出可接受的穩定性限度的情況之外, 僅當信號噪聲容限的變化超出預定水平時選擇并應 用不同的配置。如果具有所選擇的配置的連接性能在可接受的限度之內達預定時間段, 則 可以增加連接進行操作的上限數據速率, 所增加的上限數據速率取決于信號噪聲容限的變 化是否超過預定水平。如果信號噪聲容限的變化超過預定水平, 則可以應用具有下一個最 高上限速率的不同的速率鉗位配置。如果信號噪聲容限的變化不超過預定水平, 則上限數 據速率可以是該連接的最大數據速率 ( 也就是說, 全速率自適應配置可應用于該連接 )。
     根據本發明第三個方面, 提供了一種操作接入網的方法, 其中, 該接入網包括接入 網中的群路裝置和終端用戶裝置之間的多個數據連接, 其中, 所述群路裝置控制在所述用 戶裝置和在前連接之間傳遞數據的速率, 其中, 針對給定數據的連接, 該方法包括 : (a) 使 得以處于預定上限和下限之間的可變的數據速率來傳遞數據 ; 以及 (b) 根據信號噪聲容限 的變化在預定時間段內是否超出預定閾值來確定在所述預定時間段之后是否至少改變所 述預定上限。
     根據本發明第四個方面, 提供了一種操作接入網的方法, 其中, 該接入網包括所述 接入網和終端用戶裝置之間的多個數據連接, 其中, 所述接入網控制在所述用戶裝置和在 前的連接之間傳遞數據的所述速率, 所述接入網存儲多個鉗位配置, 每種鉗位配置指定對 所述連接進行限制的相應上限數據速率, 各個上限數據速率低于所述連接的最大可實現速 率, 其中, 針對給定的數據連接, 所述方法包括 : 使得以最高為所述最大速率的可變的數據 速率來傳遞數據 ; 針對不同的數據速率監控所述錯誤性能和信號噪聲容限的變化, 在所述 錯誤性能和信號噪聲容限的變化這兩者在預定時間段內都超出相應限度的情況下, 選擇并 應用所述多個鉗位配置中的一個來限制所述上限數據速率, 通過所述錯誤性能在可接受的 限度內時可實現的最高數據速率來確定選擇。
     根據本發明第五個方面, 提供了一種用于接入網的管理裝置, 其中, 該接入網包括 所述接入網和終端用戶裝置之間的多個數據連接, 其中, 所述接入網被設置為控制在所述用戶終端和在前的連接之間傳遞數據的所述速率, 該管理裝置包括 : 被設置為以最高為最 大速率的可變數據速率來傳遞數據的裝置 ; 被設置為至少部分基于所述不同數據速率出現 的錯誤來確定不同數據速率的連接性能的裝置 ; 以及一種裝置, 其被設置為測量信號噪聲 容限的所述變化, 并且, 在信號噪聲容限的所述變化超過預定水平的情況下, 將所述連接進 行操作的所述上限速率限制為低于所述最大速率, 根據之前進行操作時的連接性能被確定 為在可接受限度之內的所述連接進行操作的所述數據速率或者各個數據速率來選擇所述 上限速率。
     根據本發明第六個方面, 提供了載體裝置, 其承載計算機程序或者計算機程序組, 以使得在執行所述程序和多個程序期間執行以上定義的方法。 附圖說明
     現在將參照附圖來通過示例說明本發明, 附圖中 :
     圖 1 是示出了集成了用來執行動態線路管理 (DLM) 算法的管理裝置的通信網絡的 示意性框圖 ;
     圖 2 是詳細示出了圖 1 所示的管理裝置的示意性框圖 ; 以及
     圖 3 是示出了由圖 1 所示的管理裝置在執行所述 DLM 算法時所執行的步驟的流程圖。 具體實施方式
     參照圖 1, 下文說明的實施方式使用管理裝置 100 來執行兩種重要功能, 即寬帶接 入遠程服務器 (BRAS) 預備和動態線路管理 (DLM)。為完備起見, 在本申請中非常簡要地說 明 BRAS 預備, 而將在共同待決的國際專利申請 GB2006/002826 和 GB2006/002818 中對 BRAS 預備進行詳細的說明。關于 DLM 功能 110, 在本實施方式中使用 DLM 功能 110 來控制由管理 裝置 100 控制的 ADSL 連接的下行速度 ( 即, 數據速率 ), 以實現穩定性, 從而使由于連接上 的噪聲而導致的進行再同步的需要最小。
     總而言之, 管理裝置 100 的 DLM 功能 110 的作用是確保 ADSL 連接盡可能地穩定, 也就是說, 具有盡可能少的錯誤, 并且, 具體而言, 盡可能地少進行再同步, 同時就比特速率 和延遲的方面而言, 仍然為終端用戶提供優良的連接。 DLM 功能 110 通過如下步驟來實現上 述目標 : 基于中期時間段 ( 例如, 每天 ) 來從連接到 DSLAM 20 的數據收集器接收數據 ; 對所 接收的數據進行處理, 從設置為不同配置類型的多種不同配置中選擇出一種配置, 這將在 下文進行說明。不同配置類型中的每種配置具有速率范圍、 交織索引和目標 SNM 參數的不 同組合。
     再次參照圖 1, 可看到, 典型的 DSL 網絡裝置包括銅線對環路 19, 銅線對環路 19 將 用戶前端設備 10 連接到位于本地交換局內部的 DSLAM20。DSLAM 20 將話音業務和數據業 務分離開, 并向公共交換電話網 (PSTN)70 發送話音業務。通過接入網 30( 在本實施方式中 一般地假定為是 ATM 網絡 ) 向 BRAS 40 傳送數據業務, 在該 BRAS 40 處經由 IP 網絡 50 聚 集 ( 并且解聚集 ) 來自 ( 發往 ) 多個業務提供商 (SP)62、 64、 66 的多個 IP 業務流, 當然, IP 網絡 50 本身可以提供在 ATM 網絡的頂部。在客戶前端設備 10 內部有 : ADSL 分離器濾波器 18, 其用來分離話音業務和數據業務 ; 電話 12, 其用來處理話音業務 ; 以及 ADSL 調制解調器16, 其用來處理發往或者來自計算機 14 的數據業務。
     上述各項設置 10、 19、 20、 30、 40、 50、 62、 64、 66 和 70 是常規的。然而, 除了此常規 設置之外, 在本實施方式中存在管理裝置 100, 其與 DSLAM 20 和 BRAS 40 這兩者進行通信。 下文將參照圖 2 和圖 3 來詳細說明該管理裝置 100 的具體操作 ( 至少關于管理裝置 100 的 DLM 功能 )。然而, 總體而言, 管理裝置 100 利用 DSLAM 20 中的數據收集器獲得有關于各個 DSL 連接到 DSLAM 的速率的信息以及有關于各個線路上出現的錯誤和 / 或再同步的信息。 具體而言, 就錯誤之間的平均時間 (MTBE) 和再同步之間的平均時間 (MTBR) 來計算該信息。 如下定義錯誤之間的平均時間 (MTBE) 和再同步之間的平均時間 (MTBR) :
     MTBR =連接的正常運行時間 / 總的再訓練
     MTBE =連接的正常運行時間 / 總錯誤 ( 或者編碼差錯率 )
     如圖 2 所示, 管理裝置 100 包括兩個主要功能部分, 即 BRAS 控制功能 120 和 DLM 功能 110。DLM 功能 110 實現了 DLM 算法。
     BRAS 預備功能 120 處理從 DSLAM 接收的信息的一部分, 以評估可由各 DSL 實現的 穩定的連接速度。如果 BRAS 預備功能 120 確定作為最近的更高速率連接的結果該穩定的 速率增加, 則其指示 BRAS 40 允許針對該 DSL 的更高的業務流量。 另一方面, 如果 BRAS 預備 功能 120 檢測到特定的連接速度低于所存儲的穩定值 (consistent value), 則其將該穩定 值降低為當前的連接速率, 并且立即向 BRAS 40 告知該新的穩定值速率, 從而 BRAS 不允許 超過 DSL 當前能夠處理的更多的業務流向 DSL。共同待決的國際專利申請 GB2006/002826 和 GB2006/002818 中說明了使用 BRAS 控制功能 120 的更多細節。
     現在將說明由 DLM 功能 110 在本實施方式中采用的 DLM 算法的細節。總的來說, DLM 功能 110 存儲多個配置, 各配置使用參數 ( 具體地, 線路速率范圍、 交織深度 ( 交織擴展 數據比特, 以使得在出現錯誤時能夠進行數據恢復 ) 以及目標 SNM( 以 dB 限定 )) 的不同組 合。如果有必要, 通過周期性改變所選擇的配置來操作該算法, 以便使特定的 DSL 能夠實現 的線路速度最大化, 同時優選地, 不低于可能需要進行再同步的目標 SNM。降低線路速度或 者增加交織深度將改進 SNM, 但是顯然這是以犧牲速度為代價的, 因此, 還希望不具有過量 的 SNM 容限。通常, 容限增加 3dB 將導致速度下降 800k 比特 / 秒。
     DLM 功能 110 每天從 DSLAM 20 的各個元件管理器接收新的文件, 所述文件包括每 天每 DSL 的多達 96 個時隙的匯聚的性能數據。將該數據作為歷史性能數據進行存儲, 并且 用在 DLM 算法中, 以確定是否需要改變當前采用的 DSLAM 配置以使得終端用戶的業務變得 穩定。這意味著 DSLAM 配置的改變頻率將不會超過每二十四小時一次, 這是有利的, 因為這 樣避免了每次線路再同步時就要重新配置 DSLAM 20 的可能性。如果需要進行改變, 則 DLM 功能針對將要改變的配置向接入網的操作支持系統 (OSS) 發送請求。執行此處理的精確方 法將取決于特定接入網的 OSS 的細節, 這與本發明無關。
     管理裝置 100 存儲了三種不同的配置類型。這些類型是 (i) 全速率自適應 (FRA) 配置 ; (ii) 鉗位配置和 (iii) 固定速率配置。DLM 功能 110 采用的 DLM 算法用來不僅在不 同配置間進行切換, 而且在存在隨后說明的特定條件時在不同配置類型之間進行切換, 以 便對提供給終端用戶的業務質量進行改進。
     FRA 配置是公知的, 其使得 DSL 在該 DSL 的最小速率和最大速率之間可變地操作。 這取決于用戶所訂的業務 ( 例如, 8M 比特 / 秒 ( 例如, ADSL 1) 或者 24M 比特 / 秒的業務( 例如, ADSL 2+))。無論使用哪種業務, FRA 配置都提供最大范圍的可變性。各 FRA 配置 定義了它的速率范圍、 交織索引 ( 限定是否啟用交織, 并且, 可能地, 如果啟用交織, 則交織 深度是多少 ( 例如, 1, 2, 3 等 )) 以及目標 SNM。在此實施方式中, 如以下表 1 所示, 采用了 二十種不同的 FRA 配置。注意到, 可以對每個速率范圍進行交織 ( 交織深度為 1) 或者不進 行交織, 并且, 對于這些選擇中的每一個, 可以使用五種不同的目標 SNM, 因此, 針對各速率 范圍有十種配置, 從而一共有二十種配置。
     表 1- 全速率自適應配置
     在表 2 中示出了使用 FRA 配置的針對特定線路速度 ( 例如, 160-24384k 比特 / 秒 ) 的傳統 DLM 算法的基本流程。
     表 2- 傳統的 DLM 算法
     表 2 所示的通過 FRA 配置的一般進展如下 : 如果線路將要改變為更穩定的配置, 則 第一次改變是轉換為具有同樣的目標容限但是用交織模式取代快速模式的配置, 如果線路 已經處于交織模式, 則線路轉換為同樣處于交織模式的下一個目標容限更高的配置。如果 線路將在增加容量的方向上進行轉換, 則將其保持為同樣的模式 ( 即, 快速的或者經交織 的 ), 但是轉換到下一個較低的目標配置。
     以同樣的方式定義第二配置類型 ( 即, 鉗位配置 ), 但是, 該第二配置類型具有比
     分配給特定 DSL 協議的最大速率更低的上限速率, 其中, 正在使用的設備采用該特定的 DSL 協議, 并且, 我們在本示例中假設其是 24M 比特 / 秒的第一種配置 ( 例如, 假設該設備按照 ADSL 2+ 配置來操作 )。在此實施方式中, 使用五種不同的上限速率, 并且可以與具有固定 目標 SNM 的三種不同的交織選擇 ( 即, 沒有交織或者兩種不同的交織深度之一 ) 相結合。 因 此, 可以如下表 3 所示存儲十五種鉗位配置。
     表 3- 鉗位配置
     固定速率配置與鉗位配置相似, 只是限定了具有非常窄的范圍的低得多的上限速 率。它們的用途僅限于非常成問題的 DSL, 這些有問題的 DSL 需要非常低的線路速度, 以避 免頻繁的再同步。這里, 通過兩種交織選擇和單個目標 SNM 定義了四種不同的范圍。因此, 總共可得到八種固定速率配置, 如下表 4 所示。
     表 4- 固定速率配置 定義了三種不同的配置類型, 將說明管理裝置 100 的 DLM 功能 110 采用的 DLM 算法。 作為背景, 為了改進提供給終端用戶的業務質量, 對 DSL 上的噪聲進行估計 ( 從而 對 SNM 進行估計 ) 將是有用的, 從而 DSL 無需經歷需要再同步的過多錯誤即可確定進行操 作的最大速率。然而, 由于不同類型的噪聲和它們的可變性, 這非常難以實現。通過在較長 時間段內監控 DSL 性能, DLM 算法能夠確定, 僅僅這樣的 DSL 能夠進行正確的操作 : 其以與 足夠對付所述較長時間段內的噪聲事件的 SNM 相對應的速率進行操作。通過確定連接在可 變數據速率低于該閾值速率時是穩定的, 可以推論出以上結論。
     因此, 通過使用該 DSL 的歷史性能數據, DLM 算法能夠進行配置改變, 使得上限速 率被限制為低于閾值速率的速率。在這些情況下, 建立 DSL 連接時的噪聲的本質或者甚至
     DSLAM 的估計該噪聲的能力基本上是無關的, DSLAM 將總是或者幾乎總是按照由 DLM 算法選 擇的上限速率進行連接, 從而使穩定性提高。
     因此, 在我們的配置類型的語境中, 該算法可以按照傳統方式來來使用 FRA 配置, 直到對于收集和分析有意義的性能信息而言, 已經過去了足夠長的時間。 在本實施方式中, 每天都對穩定性進行檢查, 而基于更長的時間段 ( 例如, 利用在過去 7 天收集的數據 ) 來確 定閾值速率。 如果線路不穩定, 則確定閾值速率, 并且改變為鉗位速率配置類型或者固定速 率配置類型, 其中, 所選擇的配置的上限速率接近但是低于該閾值速率。
     然而, 需要記住, DLM 算法的目的是使 DSL 的線路速率最大并同時保持穩定性。如 果噪聲性能隨時間而改善, 則 DSL 將被設置成處于比它現在能夠以所需要的穩定性處理的 速率更低的速率。如果可能, 我們希望提高線路速率而不損害穩定性。盡管檢測不穩定性 相對較容易, 但是, 很難估計穩定的線路能否支持更高的速率。這里, 發現噪聲連接所經歷 的 SNM 的變化性是不應當增加線路速率的指示符。較高的 SNM 變化表明不應當增加線路速 率 ( 尤其當最小 SNM 較小時 )。因此, 在我們的考慮隨后的噪聲問題的 DLM 算法中, 我們將 此納入了考慮。
     在短時間范圍內表現出相對較小的變化的噪聲環境中, FRA 配置 ( 在最小線路速 率和最大線路速率之間變化并且利用交織深度和目標容限 ) 的使用應當足夠提供有效的 線路穩定。這可以通過來自 DSLAM 20 的性能數據中 SNM 的較低變化而檢測到, 并且, 在這 種情況下, DLM 功能 110 在以傳統方式增加或者降低速率時將繼續有效。 在短時間至中等時間范圍內表現出相對較大的變化的噪聲環境中, 使用鉗位配 置 ( 在所限定的較低線路速率和上限線路速率之間變化, 低于相關 FRA 配置集合的最大速 率 )。 這可以通過如下步驟來檢測到 : 確定該線路在以前的一段時間 ( 這里為七天 ) 上所實 現的閾值速率 (DSL 不經歷需要進行再同步的過多錯誤時所能夠操作的最大速率 ) ; 并且, 選擇上限速率接近但是低于該閾值速率的配置。然后, 應當針對該 DSL 監控并計算 SNM 的 變化, 以防止 SNM 中仍然存在大的變化 ( 例如, 在 7 天的時間段內超過 6dB 的 SNM 變化 ) 而 由于其它性能信息的下降而導致嘗試提高線路速率的任何重新配置的行為。
     在短期內表現出相對較大的變化或者嚴重的脈沖噪聲的噪聲環境中, 相比 FRA 或 者 ( 速率自適應 ) 鉗位配置集合, 更優選地使用固定速率配置。可以通過具有較低線路速 率和 SNM 的 FRA 和鉗位配置集合這兩者的失敗來檢測到。然后, 可以針對按照固定速率配 置的 DSL 計算 SNM 的變化來防止 SNM 變化中仍然存在較大的變化而由于其它性能信息的下 降而導致嘗試提高線路速率的任何重新配置的行為。
     現在將參照圖 3 針對給定 DSL 來詳細說明 DLM 算法。
     DLM 算法
     在第一步 3.1 中, 管理裝置 100 的 DLM 功能 110 設置 DSLAM 20 按照缺省的 FRA 配置 進行操作, 我們假設該缺省配置是沒有交織 ( 快速模式 ) 并具有 3dB 目標 SNM 的 160-24384k 比特 / 秒的配置。在步驟 3.2 中, DLM 功能 110 周期性地 ( 這里為每天 ) 來接收并分析性 能數據, 以評估是否需要改變配置, 取決于所述分析, 改變的配置可以是不同的 FRA 配置或 者鉗位配置。通過獲取 DSL 錯誤性能的測量值 ( 這里稱為指示性線路質量 (ILQ)) 來進行 評估。利用 MTBE 和 MTBR 指標來產生 ILQ, 并基于預定閾值將該 ILQ 歸類為綠 ( 可接受 ) 或 者紅 ( 不可接受 )。
     如果 ILQ 是綠的, 則認為 DSL 穩定, 并且 DLM 功能 110 保持當前的 FRA 配置。如果 ILQ 是紅的, 則認為需要改變配置。在下一步 3.3 中, 針對之前的二十四小時獲取指示 SNM 變化的性能信息。在步驟 3.4 中, 評估 SNM 變化是否超過預定閾值 ( 這里, 選定為 4dB 的變 化 )。如果 SNM 變化沒有超過預定閾值, 則在步驟 3.5 中, 通過改變交織索引或者目標 SNM 中的一個或者兩個來改變 FRA 配置。選擇新的 FRA 配置的步驟是常規的, 因此, 在此不進行 詳細說明, 但是參照上表 2 和解釋性評論, 給出了在 FRA 配置范圍內如何進行改變的解釋。
     如果 SNM 變化確實超出了預定閾值, 則將配置類型從 FRA 配置類型改變為鉗位配 置類型。為此, 在步驟 3.6 中, 該算法使用所存儲的性能數據來計算之前七天的所謂的 “閾 值速率” , 該閾值速率是 DSL 在所述的過去七天中以穩定的可接受的穩定性進行操作的最高 速率。因為 DLM 算法在線路穩定之前力圖降低線路速率來使數據速率最大, 由于實踐中該 閾值速率是線路在預定時間段上進行操作的最低速率, 因而有時候將該閾值速率稱為最小 線路速率。在步驟 3.7 中, 算法選擇上限 ( 受鉗位的 ) 速率接近但低于步驟 3.6 中所確定 的閾值速率的鉗位配置。因此, 如果確定閾值速率為 8096k 比特 / 秒, 則選擇 3328-6656k 比特 / 秒的鉗位配置, 并且按照無交織 ( 快速模式 ) 和 6dB 目標 SNM 來進行應用。這樣, 基 于 DSL 在之前七天的噪聲性能, 只要噪聲沒有發生顯著變化, 則 DSL 應當保持穩定。然后, 在非交織和交織 ( 低或高的深度 ) 索引之間的改變方面, DSL 以與 FRA 配置相似的方式在 所選擇的配置的帶狀速率范圍內進行操作。繼續從 DSLAM 20 接收性能數據, 并存儲該性能 數據, 以供下一步的每天分析階段使用。
     大約二十四小時之后, 在下一步 3.8 中, DLM 功能 110 再次接收并分析基于所述的 之前的二十四小時的性能數據, 以評估利用之前選擇的鉗位配置的 DSL 的穩定性。如前所 述, 產生 ILQ 并將該 ILQ 歸類為綠或紅。如果該 ILQ 是綠的, 則針對前一天的數據認為 DSL 穩定, 并采用后續步驟來確定是否改變配置來提高線路速率同時不損失穩定性。 如上所述, 這樣確保了 DSL 不會由于之前測量的短期至中期噪聲變化而導致以過于保守的線路速率 進行操作。稍后將說明這些步驟。
     如果 ILQ 是紅的, 則盡管強制了該上鉗位限制, 所選擇的鉗位配置還是沒有提供 所期望的穩定性。 在下一步 3.9 中, 獲取并且分析之前二十四小時的 SNM 變化。 在步驟 3.10 中, 評估 SNM 變化是否超出預定的 SNM 變化閾值。如果 SNM 變化沒有超出閾值, 則在步驟 3.11 中, 保留當前的鉗位配置, 但是算法在配置內進行轉換, 以增加交織深度, 即, 從快速模 式轉換為交織索引 1, 然后又轉換為交織索引 2。如果配置達到其限制, 然后則往下進行到 下一個配置。如果 SNM 變化超出閾值, 則在步驟 3.12 中, 選擇列表中的下一個鉗位配置來 取代當前的配置 ( 見表 3)。在這種情況下, 1472-3072k 比特 / 秒的配置取代了 3328-6656k 比特 / 秒的配置。與每天監控 ILQ 一樣, 重復此過程。注意到, 3328-6656k 比特 / 秒的配 置是最低的可用的鉗位配置, 如果下一次評估值表明不穩定 ( 紅 ) 和變化超出 SNM 變化閾 值, 則在步驟 3.13 中將配置類型從鉗位配置改變為固定速率配置 ( 參見表 3), 以應對明顯 很高的噪聲環境。如上所述, 每天進行重新評估, 從而, 如果 SNM 變化減小到可接受的閾值 以下, 則重新采用鉗位配置來提高數據速率。
     回到步驟 3.8 中將 ILQ 確定為綠色的情況, 在下一步 3.14 中, 確定 SNM 變化, 并且 在步驟 3.15 中, 將該 SNM 變化與變化閾值相比較。在這個階段, 該算法可以等待比二十四 小時更長的時間段 ( 例如, 十四天 ) 以得到對按照當前配置的噪聲性能的更長時間的觀察。如果 SNM 變化超過閾值, 則在后續步驟 3.16 中, 當前配置從 3328-6656k 比特 / 秒的配置向 上改變為 4864-9728k 比特 / 秒的配置, 以根據 ILQ 對于前一配置是綠色的事實來確定是否 可以維持更高的線路速率。然后, 在步驟 3.17 中如前所述地重復此過程。如果在步驟 3.15 中 SNM 變化低于閾值, 則表明高水平的穩定性, 因此, 在后續步驟 3.18 中, 配置類型從鉗位 配置變回到目標 SNM 大于但是接近 SNM 中的最大變化的 FRA 配置。因此, 如果測量到最大 變化是 4dB, 則選擇目標容限為 6dB 的 FRA 配置。在步驟 3.19 中, 該過程返回步驟 3。如果 測量到 SNM 的最大變化僅為 2dB, 則選擇目標容限僅為 3dB 的 FRA 配置, 等等。
     總之, 已經說明了一種用于接入網的管理裝置, 具體地說, 一種用于 DSL 接入網的 管理裝置, 該管理裝置在 DLM 算法的控制下操作。所述算法力求在不同的噪聲環境中保持 穩定的連接, 同時, 使數據速率最大。 通過采用劃分為不同配置類型的多個不同的配置來實 現上述目的。基于在預定的中期時間段內監控的連接性能和 SNM 的變化來決定使用哪種配 置類型以及哪種配置。

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