CN100531255C - 检验与用户连接线路相连的通信设备的方法和通信装置 - Google Patents

Abstract

用于检验可与至少一个用户连接线路相连的至少另一个通信设备的方法和通信装置。为了检验可与至少一个用户连接线路相连的至少另一个通信设备(C)，监视所述至少一个用户连接线路(TAL)的传递函数(H_current)的显著变化。在确定所述传递函数(H_current)有显著变化的情况下，指示出检验到与所述用户连接线路(TAL)相连的至少另一个通信设备(C)。有利地也能检测出与用户连接线路(TAL)相连的、具有高输入阻抗的通信设备(C)或监听设备。

Description

检验与用户连接线路相连的通信设备的方法和通信装置

技术领域

本发明涉及用于检验能与至少一个用户连接线路相连的至少另一个通信设备的方法和通信装置。

背景技术

在当前的通信网络中，用户或被分配给用户的通信终端设备-例如网络终接设备(NT：网络终端)-通过用户连接线路被连接到中央交换设备或数字多路复用设备(也称DSLAM：数字用户线接入多路复用器)上。用户侧的通信终端设备或交换设备连接到相应的用户连接线路-其例如可以被构造为双芯或四芯线-上分别是通过用户连接单元或通过布置在用户连接单元内的调制解调器来实现的，其中在调制解调器之间的数据通信可以通过用户连接线路例如借助于xDSL传输方法来实现。

尤其在用户连接区会零星地出现以下情况：在交换设备和通过用户连接线路与之相连的用户通信终端设备之间的信息交换通过另一个通信设备(也称监听设备)进行监听。该情况也被称为用户连接线路的截听(线路搭接)。在图1中举例性地简要示出了用户连接线路的典型截听。根据图1，在用户方，通信设备B通过用户连接线路TAL与交换设备A相连接。此外，另一个通信设备C作为监听设备通过短线SL与用户连接线路TAL相连。监听设备C到用户连接线路TAL的连接以这样的方式方法实现，使得监听设备C能够接收经用户连接线路TAL双向传输的所有信息。

象征着信息的安全性，检测或识别这种与用户连接线路相连的监听设备起到了越来越重要的作用。当前已经公知各种方法用于识别或阻止用户连接线路的截听。最简单的方法是测试用户连接线路的直流输入电阻。每次向用户连接线路额外接入另一个通信设备、例如监听设备，都会引起供电电压的变化，因而能够作为用户连接线路的直流输入电阻变化被检测到。但通过采用具有高输入阻抗的监听设备、例如通过采用具有高输入阻抗的探测头，可能使这种方法变得无效，因为该监听设备不能用测量技术测到。

发明内容

因此本发明基于的任务在于，改善对与用户连接线路相连的监听设备的检测，并由此保证或确保经用户连接线路的安全数据传输。尤其应该也检测出具有高输入阻抗的监听设备被接入到用户连接线路上。该任务从以下所述的方法和通信装置来解决。

根据本发明的用于检验能与至少一个用户连接线路相连的至少另一个通信设备的方法，其中监视所述至少一个用户连接线路的传递函数的显著变化，在确定所述传递函数有显著变化的情况下，指示出检验到与所述至少一个用户连接线路相连的至少另一个通信设备，其中以近似周期性的时间间隔测定所述用户连接线路的传递函数，并从测定结果中推导出所述传递函数的平均值，监视当前所求出的传递函数与所述传递函数的平均值之间的偏差，在确定偏差超出一预定值的情况下，指示出检测到至少另一个通信设备。

优选地，在所述至少一个用户连接线路上连接用于传输信息的至少一个第一和至少一个第二通信设备，其中所述传递函数由所述至少一个第一和/或所述至少一个第二通信设备进行监视。

有利地，在包括多个芯线对的用户连接线路中监视每个芯线对的传递函数或该传递函数的平均值。由所述至少另一个通信设备代表一个监听设备。在所述至少一个第一和至少一个第二通信设备之间的信息传输遵照xDSL传输方法来进行。所述监视通过被分配给所述至少一个第一和/或所述至少一个第二通信设备的xDSL调制解调器来进行。

本发明还提供一种用于检验能与至少一个用户连接线路相连的至少另一个通信设备的通信装置，具有监视工具，用于监视所述至少一个用户连接线路的传递函数的显著变化，其中，所述监视工具被构造使得在确定所述传递函数有显著变化的情况下，指示出检验到与所述用户连接线路相连的至少另一个通信设备，其中以近似周期性的时间间隔测定所述用户连接线路的传递函数，并从测定结果中推导出所述传递函数的平均值，监视当前所求出的传递函数与所述传递函数的平均值之间的偏差，在确定偏差超出一预定值的情况下，指示出检测到至少另一个通信设备。

有利地，在所述至少一个用户连接线路上连接用于传输信息的至少一个第一和至少一个第二通信设备。

本发明的用于检验可与至少一个用户连接线路相连的至少另一个通信设备的方法的要点在于，监视所述至少一个用户连接线路的传递函数的显著变化，其中在确定所述传递函数有显著变化的情况下，指示出检验到与所述用户连接线路相连的至少另一个通信设备。

本发明方法的主要优点在于，自动地识别或检测具有高输入阻抗的监听设备接入到用户连接线路上。另外借助于本发明方法可以检验：除了被连接到用户连接线路上的预定数量的通信设备外，是否有时还有其它的用户设备与用户端或与用户连接线路相连。由此可以识别通信设备的非法接入，例如第三方非法使用用户端。借助于本发明方法可以确保在中央交换设备和被分配给相应用户的通信终端设备之间进行安全的数据传输。

根据本发明方法的一种优选改进方案，以近似周期性的时间间隔测定所述用户连接线路的传递函数，并从测定结果中推导出所述传递函数的平均值。监视当前所求出的传递函数与所述传递函数的平均值之间的偏差，其中在确定偏差超出一预定值的情况下，指示出检测到至少另一个通信设备。该改进方案的优点在于，考虑了用户连接线路的传递函数有时的时间变化，并由此避免错误检测或错误告警。

附图说明

下面借助于多个附图来详细讲述本发明的方法。

在此，

图1示出了一种连接情形，其具有与用户连接线路相连的监听设备，

图2示出了从监听设备角度来看的由用户连接线路所构成的传输信道在香农信道容量方面的划分，

图3用自解释的流程图形式示出了本发明方法的过程。

具体实施方式

需要再一次参考开头所述的和在图1中所示的通信装置。在该实施例中，通信设备代表一个中央交换设备或多路复用设备，其上通过用户连接线路TAL并借助于被构造为网络终接设备的通信设备B连接了一个用户(未示出)。通信设备A、B到用户连接线路TAL的连接分别通过一个xDSL调制解调器MOD来实现。本发明方法的原理在于，在“干净的”用户连接线路时，也即在用户连接线路没有连接监听设备C的情况下，测定和保持或存储尽可能多的线路特有信息，例如传递函数、背景噪声等等。干净的或未被截听的用户连接线路(具有至少两个与之相连接的、通过该用户连接线路相互通信的通信设备)通常具有严格线性的非时变特性，并由此可以通过其频域内的传递函数H_current来表征或识别。在连接有另一个通信设备的情况下，例如用户连接线路的输入阻抗的局部曲线会产生变化，这将导致传递函数H_current产生显著的变化。

根据本发明检验所述用户连接线路的传递函数H_current的显著变化，其中该传递函数H_current的显著变化通过告警信号来指示。在采用xDSL传输方法的情况下，可以优选地动用已经符合标准的用于测定当前传递函数H_current的方法(例如在训练阶段或预鉴定阶段的范畴内)。所有当前的xDSL传输方法(CAP，DMT，QAM，TH-PHM)都以一个所谓的训练阶段开始，其中用户连接线路的传递函数H_current被隐式地(在QAM中的均衡系数)或显式地(在DMT中)确定。这种例行程序已经用硬件方式、也即以芯片组的形式被实现在各个连接单元或调制解调器中。本发明方法可以在用户连接线路TAL的两侧执行，例如通过布置在交换设备A中的和/或通过布置在网络终接设备B中的xDSL调制解调器来执行。

所述传递函数H_current既可以在当前通过用户连接线路TAL的信息传输中被测定，也可以例如在遵照ITU-T G.992.3的标准化训练方法的范畴内被测定-双端环测试(DELT)。

当前被测定的传递函数H_current按通常方式以依赖于频率的系数被存储，其中被存储的信息在本发明方法的范畴内被周期性地调用和进一步处理。

现代的xDSL传输系统在适用于数字信号传输的香农容量的物理极限附近工作：

$R=\mathrm{Bld}(1+\frac{S}{N}),$

其中B表示带宽，S/N表示信噪比，以及R表示可达到的比特传输速率。

通过借助于监听设备截听用户连接线路TAL不可能绕过该香农理论。图2示出了从监听设备C的角度来看的布置于通信单元A和B之间的传输信道的香农信道容量划分。显然，均质的用户连接线路TAL的前提是，对于H₁→0或H₂→0(H_x对应于用户连接线路的各个线路段的传递函数)在物理上不可能不被检测到地截听用户连接线路，尤其是对于在A和B之间进行的数据通信的带宽移动到香农信道容量的边缘处的情况。这意味着，在采用xDSL传输方法的情况下，所参与的通信单元之间的数据通信移动到越靠近于香农信道容量，信息安全性就越高。

如果通过用户连接线路进行的数据通信的带宽借助于特定的带通信号(例如导频音或带通伪噪声)被扩展，则实现在检测监听设备时的附加安全性。监听者通常不会注意位于标准化通信带宽(例如在ADSL传输方法中为2.2MHz)之外的频段，这样，通过特征回波在该扩展带宽范围内检测到监听企图的概率就高了。这种改善可容易被实现，因为当前的商用调制解调器在这种扩展的带宽范围内也能够测定传递函数。

特征传递函数H_current的变化也可能因伴随有噪声的测试过程而引起。为了避免或遏制由此引起的错误告警，优选地按下式求出被测传递函数的滑动平均值H_mean(平均)：

H_mean，n+1＝αH_mean，n+βH_current

其中0＜α，β＜1。

用于指示与用户连接线路相连的监听设备的成本函数Q被定义如下：

Q＝||H_mean-H_current||²

根据下式将被测定的传递函数H的范数定义为L₂-范数：

${\left|\right|H\left|\right|}^2=\underset{k=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|H\left(k\right)\right|}^2$

其中N表示xDSL信号的副载波数量。

检测到监听装置、也即输出告警信号是基于一个阈值t，其中根据图3所示的自解释的流程图，由条件Q＞t导致告警信号，以及由条件Q＜t仅导致更新被测传递函数的滑动平均值H_mean。

如同以上已述，用户连接线路可以被构造成双芯线或四芯线或N芯线。按照本发明，根据每个用户连接线路TAL的相应芯线对数量按下式求出传递函数H的L2-范数：

${\left|\right|H\left|\right|}^2=\underset{l=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\underset{k=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|H\left(k\right)\right|}^2$

其中M＝每个用户连接线路(xDSL连接)的线路对数量，

N＝xDSL信号的副载波数量。

借助于本发明方法可以简单地检测对用户连接线路、经该用户连接线路尤其借助于xDSL传输方法所传输的信息的截听。优选地，可以采用已经商用的xDSL调制解调器来实现本发明方法，因为这些调制解调器在符合标准的训练阶段或预鉴定方法的范畴内已经具有用于测定用户连接线路的传递函数的机制，使得只须在本发明方法的范畴内进一步处理该信息就可以了。

由此，尤其在高频范围内(例如在VDSL传输方法中)产生了新型的可能性，以便也能通过场影响(例如寄生电容)在接入期间自动地检测出极高欧姆的截听。

Claims (8)

1.用于检验能与至少一个用户连接线路(TAL)相连的至少另一个通信设备(C)的方法，

其中监视所述至少一个用户连接线路(TAL)的传递函数(H_current)的显著变化，

在确定所述传递函数(H_current)有显著变化的情况下，指示出检验到与所述至少一个用户连接线路(TAL)相连的至少另一个通信设备(C)，其中以近似周期性的时间间隔测定所述用户连接线路(TAL)的传递函数(H_current)，并从测定结果中推导出所述传递函数的平均值(H_mean)，监视当前所求出的传递函数(H_current)与所述传递函数的平均值(H_mean)之间的偏差，在确定偏差超出一预定值(t)的情况下，指示出检测到至少另一个通信设备(C)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述至少一个用户连接线路(TAL)上连接用于传输信息的至少一个第一和至少一个第二通信设备(A，B)，其中所述传递函数由所述至少一个第一和/或所述至少一个第二通信设备(A，B)进行监视。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在包括多个芯线对的用户连接线路(TAL)中监视每个芯线对的传递函数(H_current)或该传递函数的平均值(H_mean)。

4.如上述权利要求1所述的方法，其特征在于：由所述至少另一个通信设备(C)代表一个监听设备。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述至少一个第一和至少一个第二通信设备(A，B)之间的信息传输遵照xDSL传输方法来进行。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述监视通过被分配给所述至少一个第一和/或所述至少一个第二通信设备(A，B)的xDSL调制解调器来进行。

7.用于检验能与至少一个用户连接线路(TAL)相连的至少另一个通信设备(C)的通信装置，

具有监视工具(MOD)，用于监视所述至少一个用户连接线路(TAL)的传递函数(H_current)的显著变化，

其中，所述监视工具(MOD)被构造使得在确定所述传递函数(H_current)有显著变化的情况下，指示出检验到与所述用户连接线路(TAL)相连的至少另一个通信设备(C)，其中以近似周期性的时间间隔测定所述用户连接线路(TAL)的传递函数(H_current)，并从测定结果中推导出所述传递函数的平均值(H_mean)，监视当前所求出的传递函数(H_current)与所述传递函数的平均值(H_mean)之间的偏差，在确定偏差超出一预定值(t)的情况下，指示出检测到至少另一个通信设备(C)。

8.如权利要求7所述的通信装置，其特征在于：在所述至少一个用户连接线路(TAL)上连接用于传输信息的至少一个第一和至少一个第二通信设备(A，B)。

Images