CN101572569A - 一种线路拓扑管理方法、系统及相关装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种线路拓扑管理方法、系统及相关装置。线路拓扑管理方法包括：获得线路的实际传输函数；根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计所述线路的主干线路的线径和长度、所述线路的桥接抽头的线径和长度；根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和所述估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置；根据所述估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置生成线路的拓扑。采用本发明实施例在维护和管理线路拓扑时，能够有效估计出桥接抽头的位置，而得到线路拓扑。

Description

一种线路拓扑管理方法、系统及相关装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种线路拓扑管理方法、系统及相关装置。

背景技术

数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL)技术是一种通过电话双绞线，即无屏蔽双绞线(Unshielded Twist Pair，UTP)进行数据传输的高速传输技术，包括非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line，ADSL)，甚高速数字用户线(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line，VDSL)、基于综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，ISDN)的用户数字线(ISDNDigital Subscriber Line，IDSL)、单线对高速数字用户线(Single-pairHigh-bit-rate Digital Subscriber Line，SHDSL)、第二代非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line 2，ADSL2)、第二代非对称扩展频段的数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line 2plus，ADSL2plus)、第二代甚高速数字用户线(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line 2，VDSL2)等。

随着数字用户线路接入复用器(DSLAM，Digital Subscriber Line AccessMultiplexer)网络规模的逐步扩大，DSLAM网络应用面临着快速的用户线缆选用、准确的故障定位和自动线路定期维护等问题。在DSLAM网络的建设初期，小规模网络的业务开通可采用人工方式进行维护；但随着DSLAM网络规模的逐步扩大，单纯采用人工方式对双绞线进行测试及维护已经远远不能满足DSLAM网络发展的需求，因此双绞线的测试及维护问题已经成为DSLAM网络规模发展的瓶颈。

在线路维护管理的过程中，需要知道线路的线径、长度、桥接抽头等线路参数。

发明内容

本发明实施例提供了一种估计线路拓扑和拓扑参数的方法、装置和系统。

本发明实施例提供了一种线路拓扑管理方法，包括：

获得线路的实际传输函数，所述实际传输函数通过一次或多次线路测试得到；

根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计所述线路的主干线路的线径和长度、所述线路的桥接抽头的线径和长度；

根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和所述估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置；

根据所述估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置生成线路的拓扑。

有选的，本发明实施例提供的拓扑估计方法还包括：根据所述实际传输函数判断所述线路是否具有桥接抽头，如果没有桥接抽头则根据所述的线路的实际传输函数估计主干的线径和长度，根据所述主干的线径和长度生成线路拓扑。

本发明实施例还提供了一种线路拓扑管理系统，包括：

实际传输函数生成模块，用于通过一次或多次线路测试的测试结果获得线路的实际传输函数；

线径和长度估计模块，用于根据所述实际传输函数和桥接抽头模型的传输函数估计所述线路的主干线路的线径和长度、所述线路的桥接抽头的线径和长度；

桥接抽头位置估计模块，用于根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置；

线路拓扑生成模块，用于根据所述估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置生成线路的拓扑。

本发明实施例还提供了一种估计线路拓扑参数的方法，包括：

获得线路的实际传输函数，所述实际传输函数通过一次或多次线路测试得到；

根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计所述线路的桥接抽头的线径和长度、所述线路的主干线路的线径和长度；

根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和所述估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置。

本发明实施例还提供了一种线路拓扑参数估计装置，包括：

实际传输函数生成模块，用于获得线路的实际传输函数，所述实际传输函数通过一次或多次线路测试得到；

线径和长度估计模块，用于根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计所述线路的桥接抽头的线径和长度、所述线路的主干线路的线径和长度；

桥接抽头位置估计模块，用于根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和所述估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置。

采用本发明实施例在维护和管理线路拓扑时，除了能够估计出线路的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度外，还能够有效估计出桥接抽头的位置，而得到线路拓扑。

附图说明

图1所示为现有线路拓扑的示意图；

图2所示为本发明实施例估计线路拓扑流程图；

图3所示为本发明实施例估计桥接抽头线径和长度流程图；

图4所示本发明实施例估计主干线路线径和长度流程图；

图5所示为本发明实施例估计桥接抽头位置流程图；

图6a所示为均匀双绞线传输系统；

图6b所示为含有并联集总阻抗的双端口网络；

图6c所示的桥接抽头环路示意图；

图6d所示为本发明实施例桥接抽头对线路传输函数影响示意图；

图7所示为本发明实施例提供的线路拓扑管理系统的系统框图；

图8所示为本发明实施例提供的线路拓扑参数估计装置。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种管理线路拓扑参数及拓扑的方法、装置和系统。在线路拓扑管理过程中，通过线路测试获得线路的实际传输函数；根据线路的实际传输函数和模型的传输函数估计桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，根据估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较实际传输函数和估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置；进一步的，根据估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置生成线路的拓扑。采用本发明实施例在维护和管理线路拓扑时，除了能够估计出线路的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度外，还能够有效估计出桥接抽头的位置，而得到线路拓扑。

为使本发明实施例的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施方式，对本发明进一步详细说明。

根据本发明的实施例，提供了一种估计线路拓扑的方法和系统，该方法用于估计数字用户线的线路参数，需要估计的线路参数包括：主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置等。如图1所示为数字用户线拓扑示意图，其中数字用户线连接于两个调制解调器Modem1和Modem2之间，该数字用户线具有N-1个桥接抽头，将主干线路分成N部分，主干线路上每一段的参数用线径和长度表示，如图1所示的(G_i，L_i)，1≤i≤N，Gi表示第i段的线径，Li表示第i段的长度，其中，主干线径上每一段的线径可近似相等；每一个桥接抽头的参数用线径和长度表示，如图1所示的(g_i，d_i)1≤i≤N-1，g_i表示第i个桥接抽头的线径，d_i表示第i个桥接抽头的长度。下面结合图2描述估计线路拓扑的具体实现过程。

图2显示了估计线路拓扑流程图，从步骤200开始持续到步骤280。

步骤210：系统获得线路的实际传输函数；

步骤220：基于线路实际传输函数确定线路是否存在桥接抽头；如果没有桥接抽头则执行步骤230，如果有桥接抽头则执行步骤240；

步骤230：估计主干线路的线径和长度，此时主干线路相当于线路，然后执行步骤270；

步骤240：根据线路的实际传输函数和桥接抽头模型的传输函数确定桥接抽头的线径和长度；

步骤250：输入桥接抽头的线径和长度，估计主干线路的线径和长度；

步骤260：利用桥接抽头的线径和长度，主干线路的线径和长度估计桥接抽头的位置；

步骤270：基于上述步骤得到的线路参数生成线路的拓扑；其中，在线路有桥接抽头的情况，根据主干线路的线径和长度，桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置得到线路的拓扑；其中，在线路不存在桥接抽头的情况，直接根据步骤230得到的主干线路的线径和长度生成线路的拓扑；

步骤280：结束流程。

根据本发明实施例，系统可以通过控制双端测试或其它测试工具对线路进行测试得到线路的实际传输函数，可选的，为了提高后续处理精度和准确度，可以采用多种方式对线路测试得到的实际传输函数进行去噪处理，例如，1)控制线路两端做多次测试，将每次测试得到的线路的实际传输函数取平均值；2)对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行中值滤波；3)对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行均值滤波。

根据本发明实施例，线路的实际传输函数可以通过如下方式实现：

分别在线路的两端设置测试装置，一端发送，一端接收，通过两端交互信息完成线路测试。例如，在发送端的测试单元向接收端发送测试信号，该测试信号可为已知功率谱密度和频率范围；接收端的测试单元测量接收的测试信号，根据测试信号的已知参数(如测试信号的频谱范围和功率谱密度等)和测试信号的测量得到的参数就可以计算出线路的实际传输函数，还可以计算得到线路衰减、静态噪声功率谱、信噪比、噪声容限以及可达到的最大速率等等。其中，测试信号的已知参数可以由发送端的测试单元在每次测试实例的过程中将测试信号发生器的生成测试信号的配置参数或者是在发送端实时测试得到的生成的测试信号的参数上报给接收端，这样可以动态调整测试信号，其中，后一种方式提供的参数又比前一种方式提供的参数更为准确。测试信号的已知参数也可以是发送端和接收端按协商的参数，两端分别存储协商的参数，在这种情况下，发送端按协商的参数生成相应的测试信号，接收端只需要测量接收到的测试信号，读取存储在本地的参数以及测量的参数进行处理完成测试。例如，可以采用标准的双端测试(Double End Line Testing，DELT)方法进行测试获得线路的实际传输函数。根据本发明的实施例，也可以利用专用的测试工具，如第三方测试头，得到线路的实际传输函数。双端测试由于不是利用反射原理，因此它的测试距离、测量精度等比单端测试要优胜。

在实际应用中，以双端测试为例进一步说明：

1)采用双端测试方式获得线路的实际传输函数

例如，对于支持ADSL2/2+业务的线路，可以通过在CO和CPE的调制解调器Modem1和Modem2之间进行双端测试DELT得到线路的实际传输函数和相关的参数信息，其中，在离散多音频调制的数字用户线通信系统中，线路的传输函数也叫子载波的信道传输函数。

其中，在ITU-T的ADSL2/2+标准中，对DELT做了相关规定，在此不再赘述。DELT测试完成后，CO和CPE通过交互报文得到以下相关的参数信息：

LATN：线路衰减(LATN)

SATN：信号衰减(SATN)

SNRM：信噪比容限(SNRM)

ATTNDR：可获得的净速率(ATTNDR)

ACTATP：当前发射总功率(ACTATP)

|Hlin(f)|：子载波的信道传输函数线性标称下的复值

|Hlog(f)|：子载波的信道传输函数对数标称下的量值

QLN(f)：每个子载波的静态线路噪声PSD QLN(f)

SNR(f)：每个子载波的信噪比SNR(f)

其中|Hlin(f)|是信道传输函数，|Hlog(f)|是信道传输函数幅值的对数形式。

2)对于其他类型DSL业务的线路，可以利用专用的测试工具(如第三方测试头)得到信道传输函数。

在通过测试得到线路的实际传输函数|Hlin(f)|后，可能存在噪声，为了提高准确度，可以进行去噪处理，去除噪声存在的影响。下面以双端测试为例对上述三种去噪处理进一步说明。

1)做多次测试，将多次测试得到的线路的实际传输函数取平均值去噪处理，其中将|Hlin(f)|取平均值的方法如下：

做了N次双端DELT测试，取平均值后的信道传输函数|Hlin(f)|为

$\mathrm{Hlin}\left(f\right)=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}H{\mathrm{lin}}_i\left(f\right)---\left(1\right)$

其中|Hlin_i(f)|为第i次DELT测试得到的信道传输函数，而|Hlin(f)|则为处理后得到的信道传输函数。

2)对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行中值滤波去噪处理，其中，对信道传输函数|Hlin(f)|做中值滤波的方法如下：

假设滤波窗口大小为W，W一般为奇数，则第i个子载波上的|Hlin(f_i)|等于以|Hlin(f_i)|为中心，窗口大小为W的一组|Hlin(f)|数据的中间值。

其中，中值滤波对脉冲噪声的滤除比较有效。

3)对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行均值滤波去噪处理，其中，对信道传输函数|Hlin(f)|做均值滤波的方法如下

假设滤波窗口大小为W，则第i个子载波上的|Hlin(f_i)|为

其中，均值滤波对高斯白噪声的滤除比较有效。

其中，还可以通过这上述三种方法的任意组合，可以尽可能地滤除|Hlin(f)|的噪声，特别是上述三者的结合使用，可以最大限度地滤除|Hlin(f)|的噪声，使数据更准确。

根据本发明实施例，线路的传输函数可以通过双端口网络模型得到。均匀双绞线可以看成是传输线的一种。对于任何传输线，可以利用RLCG模型进行分析。所谓RLCG模型，就是利用双绞线的RLCG参数，来表征双绞线的信道特性。这种模型又称为双绞线信道的一次模型，这是因为它仅仅提供了双绞线的信道的RLCG参数，而没有提供双绞线信道的传递函数。本发明实施例通过RLCG参数得到传输函数。

#24、#26规格双绞线的数值RLCG模型，是通过实测电缆的曲线拟合得到的，它的有效频率范围为DC到10MHz。式(1)～(4)是RLCG的通用方程式。

$R\left(f\right)=\sqrt[4]{r_{\mathrm{oc}}^4+a_c{f}^2}---\left(3\right)$

$L\left(f\right)=\frac{l_0+l_{\∞}{(f/f_m)}^b}{1+{(f/f_m)}^b}---\left(4\right)$

$G\left(f\right)=g_0{f}^{g_e}---\left(5\right)$

C(f)＝c_∞           (6)

公式中涉及的参数如表1所示。

表1数值双绞线模型参数

参数	#24规格	#26规格
			roc/(Ω/km)	174.55888	286.17578
ac/(Ω4/km4Hz2)	0.053073481	0.14769620
			l0/(H/km)	617.29593*10-6	675.36888*10-6
l∞/(H/km)	478.97099*10-6	488.95186*10-6
			fm/(Hz)	553760.63	806338.63
b	1.1529766	0.92930728
			g0(Siemen/Hz*km)	0.23487476*10-12	4.3*10-8
ge	1.38	0.70
			c∞(nF/km)	50*10-9	49*10-9

根据上述RLCG参数，可以求得两个常用的参数：传输常数γ和特性阻抗Z₀.其中传输常数为：

$\mathrm{\γ}=\mathrm{\α}+\mathrm{j\β}=\sqrt{(R+\mathrm{j\ωL})(G+\mathrm{j\ωC})}---\left(7\right)$

特性阻抗为：

$Z_0=\sqrt{\frac{R+\mathrm{j\ωL}}{G+\mathrm{j\ωC}}}---\left(8\right)$

在定义传输常数时基于两种基本假定的情形，第一种jωC＞＞G，第二种当频率f＞100KHz时，jωL＞＞R，由式5可以得出下面的式6和式7

$\mathrm{\α}=R\sqrt{\frac{C}{L}}={\mathrm{\α}}_0{f}^{1/2}---\left(9\right)$

$\mathrm{\β}=\mathrm{\ω}\sqrt{\mathrm{LC}}={\mathrm{\β}}_{0}f---\left(10\right)$

在以上两个方程中，α₀，β₀均为常数。

如图6a所示均匀双绞线传输系统，双绞线，如数字用户线，通常用ABCD参数来表示双端口上的电压电流关系，ABCD参数为：

$\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cosh \left(\mathrm{\λL}\right)& Z_0\sinh \left(\mathrm{\λL}\right)\\ \frac{\sinh \left(\mathrm{\λL}\right)}{Z_0}& \cosh \left(\mathrm{\λL}\right)\end{array}\right]$

如果不存在环路(Z_S被直接连到Z_L)，则分布在负载上的电压为：

$V_L=V_S\frac{Z_L}{Z_S+Z_L}---\left(11\right)$

如果存在环路，电压V₁能够被简写成下式：

V₁＝AV₂+BI₂＝V_S-I₁Z_S    (12)

将I₁用第二个基本ABCD公式替代上式得：

V₁＝AV₂+BI₂＝V_S-(CV₂+DI₂)Z_S    (13)

用欧姆定律V₂/Z_L来替换I₂得：

$A{V}_2+B\frac{V_2}{Z_L}=V_S-({\mathrm{CV}}_2+D\frac{V_2}{Z_L})Z_S---\left(14\right)$

通过上式可以解得V₂：

$V_2=\frac{V_S{Z}_L}{{\mathrm{AZ}}_L+B+Z_S({\mathrm{CZ}}_L+D)}---\left(15\right)$

由此可以求得电压传递函数Hlin为：

$\mathrm{Hlin}\left(f\right)=\frac{V_2}{V_L}=\frac{Z_S+Z_L}{{\mathrm{AZ}}_L+B+C{Z}_S{Z}_L+D{Z}_S}---\left(16\right)$

当线路上存在桥接抽头，其对主干线路造成阻抗不匹配，产生反射对整个线路的传输函数造成影响。桥接抽头在主干线路的存在可以看作是在双端口网络上并联了一个集总阻抗Z，如下图6b所示为含有并联集总阻抗的双端口网络，利用基尔霍夫电流定律和ABCD的参数定义，求得一个并联阻抗的双端口网络的ABCD参数：

$\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ \frac{1}{Z}& 1\end{array}\right]---\left(17\right)$

桥接抽头对主干线路的ABCD参数影响可以用下式表示：

${\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]}_{\mathrm{tap}}=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ \frac{1}{Z_{\mathrm{in\; tap}}}& 1\end{array}\right]---\left(18\right)$

Z_in，tap表示桥接抽头的输入阻抗，假设桥接抽头的长度为L_tap，则桥接抽头的输入阻抗可以用下式求得：

V₁＝cosh(γL_tap)V₂+Z_0，tap sinh(γL_tap)I₂

$I_1=\frac{\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_{\mathrm{tap}}\right)}{Z_{0,\mathrm{tap}}}{V}_2+\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_{\mathrm{tap}}\right)I_2---\left(19\right)$

桥接抽头末端为开路，I₂＝0，则有

$Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}=\frac{V_1}{I_1}=\frac{\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_{\mathrm{tap}}\right)V_2}{\frac{\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_{\mathrm{tap}}\right)}{Z_{0,\mathrm{tap}}}{V}_2}=Z_{0,\mathrm{tap}}\coth \left(\mathrm{\γ}{L}_{\mathrm{tap}}\right)---\left(20\right)$

则有桥接抽头的ABCD参数为：

${\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]}_{\mathrm{tap}}=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ \frac{1}{Z_{\mathrm{in\; tap}}}& 1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ \frac{1}{Z_{0,\mathrm{tap}}\coth \left(\mathrm{\γ}{L}_{\mathrm{tap}}\right)}& 1\end{array}\right]---\left(21\right)$

参见图6c所示的桥接抽头环路示意图。根据上式，桥接抽头的位置近似认为对传输函数无影响

设L1、L2的ABCD参数分别为 $\left[\begin{array}{cc}{A}_1& B_2\\ C_1& D_1\end{array}\right]$ 和 $\left[\begin{array}{cc}{A}_1& B_2\\ C_1& D_1\end{array}\right];$ 当不存在L3时，主干环路的ABCD参数为 ${\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]}_{\mathrm{no},\mathrm{tap}}.$ 当存在L3时，主干环路的ABCD参数为 ${\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]}_{\mathrm{with},\mathrm{tap}};$ 并且L1+L2＝L，则存在桥接抽头时 ${\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]}_{\mathrm{with},\mathrm{tap}}$ 为：

${\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]}_{\mathrm{with},\mathrm{tap}}=\left[\begin{array}{cc}{A}_1& B_1\\ C_1& D_1\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ \frac{1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}& 1\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{cc}{A}_2& B_2\\ C_2& D_2\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{cc}{A}_1+\frac{B_1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}& B_1\\ C_1+\frac{B_1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}& D_1\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{cc}{A}_2& B_2\\ C_2& D_2\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{cc}(A_1+\frac{B_1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}})A_2+B_1{C}_2& (A_1+\frac{B_1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}})B_2+B_1{D}_2\\ (C_1+\frac{D_1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}})A_2+D_1{C}_2& (C_1+\frac{D_1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}})B_2+D_1{D}_2\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{cc}A+\frac{B_1{A}_2}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}& B+\frac{B_1{B}_2}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\\ C+\frac{D_1{A}_2}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}& D+\frac{D_1{B}_2}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}A& B\\ C& D\end{array}\right]}_{\mathrm{no},\mathrm{tap}}\frac{1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\left[\begin{array}{cc}{B}_1{A}_2& B_1{B}_2\\ D_1{A}_2& D_1{B}_2\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{cc}\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)& Z_0\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)\\ \frac{\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)}{Z_0}& \cosh \left(\mathrm{\γL}\right)\end{array}\right]+\frac{1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\left[\begin{array}{cc}{Z}_0\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)& Z_0\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)Z_0\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)\\ \cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)& \cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)Z_0\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{cc}\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)+\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)& Z_0\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)+\frac{{Z_0}^2}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)\\ \frac{\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)}{Z_0}+\frac{1}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)& \cosh \left(\mathrm{\γL}\right)+\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)\end{array}\right]---\left(22\right)$

将上述得ABCD参数带入式(18)，并假设源端阻抗，特性阻抗，负载阻抗匹配的情况下，当f≥100kHz时，可以认为Z_G＝Z_L≈Z₀，则有：

$H\left(f\right)=\frac{Z_G+Z_L}{{\mathrm{AZ}}_L+B+Z_G({\mathrm{CZ}}_L+D)}$

$\≈\frac{2Z_0}{[\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)+\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)]Z_0+Z_0\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)+\frac{{Z_0}^2}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\sin \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)}$

$\stackrel{\‾}{+Z_0[\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)+\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)+\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)+\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}\cosh \left(\mathrm{\γ}{L}_1\right)\sinh \left(\mathrm{\γ}{L}_2\right)]}$

$=\frac{2Z_0}{2Z_0[\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)+\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)]+\frac{{Z_0}^2}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}[\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)+\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)]}$

$=\frac{2}{(\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}+2)[\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)+\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)]}$

$=\frac{2}{(\frac{Z_0}{Z_{\mathrm{in},\mathrm{tap}}}+2)e^{\mathrm{\γL}}}---\left(23\right)$

由上式可知，H(f)和L1、L2无关。因此当源端阻抗，特性阻抗，负载阻抗匹配的情况下，当f≥100kHz时，桥接抽头的位置对存在桥接抽头的环路的传输函数H(f)无影响。因此在本发明实施例中，近似将线路传输函数看作主干线路传输函数和桥接抽头传输函数之积，也就是说，利用这点关系可以大大简化计算。在本发明实施例上下文中，可以根据上述关系作相应处理。

在步骤220中，对实际传输函数的二次求导并在选取频点或频谱范围内求和，将求和结果和一个阈值比较，如果大于或等于该阈值则判断线路存在桥接抽头，否则判断线路不存在桥接抽头。具体的，本发明实施例提供的估计线路桥接抽头的方法包括如下步骤：

获得线路的实际传输函数；计算线路的实际传输的二次导在选取频点的值之和；将计算得到的衰减之和与阈值A比较，根据比较结果确定线路桥接抽头的存在情况。其中，用于比较的阈值可以根据理想模型得到的结果和实际测试来确定，可以是预先设置或调整的，在处理过程中可根据需要调整更新所述阈值。其中，选取频点可以是起始频率点为f1，终止频率点为f2的频谱范围内的离散频点。

以经过去噪处理的传输函数为例，设测量得到并经过去噪处理的传输函数的幅值为|H_meas(f)|_dB，根据下式计算：

$\mathrm{sum}=\underset{f=f_1}{\overset{f_2}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\∂}^2\left({\left|H_{\mathrm{meas}}\left(f\right)\right|}_{\mathrm{dB}}\right)}{\∂f^2}---\left(24\right)$

上述公式(24)中，若sum＞＝A，则线路上存在桥接抽头；若sum＜A，则线路上不存在桥接抽头。

其中，f1为计算频段的起始频率点，f2为计算频段的终止频率点；A为所设的判断阈值，其大小可以根据理想模型得到的结果和实际测试来确定。

参见图6d所示为本发明实施例对|H(f)|_dB进行一次和二次求导示意图。从图6d中可以看出桥接抽头对传输函数的影响，由于桥接抽头在环路上导致阻抗不匹配，造成行波和驻波，在线路的实际传输函数|H(f)|_dB上会造成波谷(null)。从图6d可以看出，波谷对原本近似线性的|H(f)|_dB函数上产生了拐点，因此可以用求导的方法将波谷检测出来，从而确定是否有桥接抽头。

图6d中从上至下分别为传输函数|H(f)|_dB、传输函数|H(f)|_dB一阶导和传输函数|H(f)|_dB二阶导的示意图；其中，实线为具有桥接抽头的线路传输函数衰减曲线，虚线为不具有桥接抽头的线路传输函数衰减曲线。由于无桥接抽头的|H(f)|_dB近似线性，二次求导后，其值近似为0。而存在桥接抽头的情况下，|H(f)|_dB的二次求导函数存在非零值点，利用此点关系就可以将桥接抽头检出。

在步骤230中，对于线路不存在桥接抽头的情况，本发明实施例提供了两种处理方式：

第一种方式为：选取一个Gx，利用选取的主干线路的线径Gx估计得到主干线路的长度Lmeas；选取的主干线路的线径Gx和估计得到的主干线路的长度Lmeas确定主干线路的模型传输函数，通过比较主干线路的模型传输函数|H(Gx，L_meas，f_i)|_dB和线路的实际传输函数|H_meas(f_i)|_dB的均方误差估计得到主干线路的线径和长度。

由式(16)，在源端阻抗，特性阻抗，负载阻抗匹配的情况下，当f≥100kHz时，可以认为Z_G＝Z_L≈Z₀，则

$H\left(f\right)=\frac{Z_G+Z_L}{{\mathrm{AZ}}_L+B+Z_G({\mathrm{CZ}}_L+D)}$

$=\frac{Z_G+Z_G}{{\mathrm{AZ}}_G+B+Z_G({\mathrm{CZ}}_G+D)}$

$=\frac{Z_G+Z_G}{\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)Z_G+\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)+Z_G(\frac{\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)}{Z_0}{Z}_G+\cosh \left(\mathrm{\γL}\right))}$

$\≈\frac{1}{\cosh \left(\mathrm{\γL}\right)Z_G+\sinh \left(\mathrm{\γL}\right)}$

$=e^{-\mathrm{\γL}}=e^{-(\mathrm{\α}+\mathrm{j\β})L}---\left(25\right)$

对上式H(f)的幅度转换为dB值，则有

|H(f)|_dB＝20log|e^-γL|

＝20loge^-(α+jβ)L

＝20loge^-αL

＝(-20αL)loge∝L    (26)

由上式可知，当频率＞100KHz时，在相同的频率下，|H(f)|_dB和线路长度L近似成线性关系，因此求得选取的Gx对应的长度Lmeas，具体可用如下计算公式：

$L_{\mathrm{meas}}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left|H_{\mathrm{meas}}\left(f_i\right)\right|}_{\mathrm{dB}}}{{\left|H_{\mathrm{ref}}\left(f_i\right)\right|}_{\mathrm{dB}}}\×L_{\mathrm{ref}}---\left(27\right)$

上述公式(27)中，H_ref(f_i)为线径Gx下的参考线路在fi频率点的衰减，|H_meas(f_i)|_dB为实际传输函数在fi频率点的衰减，L_ref为该线径Gx下的参考线路的长度，N为选取的频点个数。

根据本发明的实施例，可以利用主干线路的线径Gx和长度Lmeas确定主干线路的模型传输函数，通过比较主干线路的模型传输函数和实际传输函数的均方误差，如果均方误差小于某个阈值则确定上述Gx和Lmeas为估计得到的主干线路的线径和长度。

根据本发明实施例，优选的，可以改变线径Gx，并计算相应的Lmeas；从而得到一组(Gx，Lmeas)；通过比较主干线路的模型传输函数和实际传输函数的均方误差，将最小均方误差对应的(Gx，Lmeas)作为估计得到的主干线路的线径和长度。

其中，上述确定主干线路的线径和长度采用的均方误差函数如下式：

$\mathrm{Error}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{({\left|H(\mathrm{Gx},L_{\mathrm{meas}},f_i)\right|}_{\mathrm{dB}}-{\left|H_{\mathrm{meas}}\left(f_i\right)\right|}_{\mathrm{dB}})}^2---\left(28\right)$

上述公式(28)中，Gx为可能的环路线径，Lmeas是在线径Gx下求得的环路长度，|H(Gx，L_meas，f_i)|_dB是Gx线径、L_meas长度下，在fi频率点的衰减，|H_meas(f_i)|_dB为测量得到的传输函数在fi频率点的衰减，N为选取的频点个数。值得注意的是，除了比较均方误差外还可以比较绝对值误差、协方差等。

第二种方式为：选取主干线路的线径Gx和主干线路的长度Lx，选取的主干线路的线径Gx和主干线路的长度确定主干线路的模型传输函数|H(Gx，Lx，f_i)|_dB，通过比较主干线路的模型传输函数|H(Gx，Lx，f_i)|_dB和线路的实际传输函数|H_meas(f_i)|_dB估计主干线路的线径和长度。具体的，计算实际传输函数在选取频点的衰减的误差，遍历线径Gx和长度Lx，将误差最小的线径Gx和长度Lx确定为线路的实际线径和实际长度。

直接利用最小二乘法求的环路长度和线径，均方误差公式如下：

$\mathrm{Error}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{({\left|H(\mathrm{Gx},\mathrm{Lx},f_i)\right|}_{\mathrm{dB}}-{\left|H_{\mathrm{meas}}\left(f_i\right)\right|}_{\mathrm{dB}})}^2---\left(29\right)$

基于线径Gx和长度Lx，比较实际参数函数和模型传输函数的均方误差，改变线径Gx和长度Lx，将最小均方误差对应的线径Gx和长度Lx确定为估计得到的线路的线径和长度。值得注意的是，除了比较均方误差外还可以比较绝对值误差、协方差等。

上述公式(6)中，Gx为可能的环路线径，Lx是在线径Gx下可能的环路长度，|H(Gx，Lx，f_i)|_dB是Gx线径、Lx长度下，在fi频率点的衰减，|H_meas(f_i)|_dB为测量得到的传输函数在fi频率点的衰减，N为选取的频点个数。

值得注意的是，除了采用上述步骤240和250的方法估计主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度外，还可以根据桥接抽头模型的传输函数、主干线路模型的传输函数得到线路模型的传输函数(不包括桥接抽头位置参数的)，比较线路模型的传输函数和线路的实际传输函数，具体通过遍历线路模型的传输函数各项参数，取线路模型的传输函数和线路的实际传输函数误差最小的各项参数为估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度。当然，采用步骤240和250提供的方法，能够有效减小计算量，节省处理时间提高效率。

下面结合图3进一步说明步骤240中估计桥接抽头参数的方法，用来获得桥接抽头的线径和长度。图3所示为本发明实施例提供的估计桥接抽头参数的方法。图2中的步骤240对应图3的步骤320到步骤350。

图3控制开始于步骤300，结束于步骤360。

在步骤310中需要获得线路的实际传输函数，具体方式与图2所示步骤210相同，不再赘述。

步骤320：估计桥接抽头的个数。需要说明的是，在估计桥接抽头个数时，可以逐个遍历，也可以根据经验值或网络实际部署情况优先确定，下面以两个桥接抽头为例，更多桥接抽头的情况依此类推。

步骤330中，需要选取桥接抽头的线径和长度计算选取的桥接抽头的线径和长度对应的主干线路的主干线路的传输函数的二次导求和结果。具体如下：

在步骤332中，选取桥接抽头的线径和长度，得到该线径和长度对应的桥接抽头模型的传输函数；根据步骤310获得的实际传输函数和桥接抽头模型的传输函数得到主干线路的传输函数。

假设环路上存在两个桥接抽头，结合图1所示，线路拓扑如下：主干环路的线径和长度分别为(G1，L1)，(G1，L2)，(G1，L3)，桥接抽头的线径和长度分别为(g1，d1)，(g2，d2)。其中线路两端P0和P1两端的总长(即主干总长度)L＝L1+L2+L3。

H(f)＝H(G1，L1，f)*H(g1，d1，f)*H(G1，L2，f)*H(g2，d2，f)*H(G1，L3，f)(30)

桥接抽头的位置对传输函数的影响很小。则上式可以约等于

H(f)≈H(G1，L，f)*H(g1，d1，f)*H(g2，d2，f)(31)

从而估计得到主干线路的传输函数：

$H_{\mathrm{trunk}}\left(f\right)=\frac{H_{\mathrm{meas}}\left(f\right)}{H(g1x,d1x,f)*H(g2x,d2x,f)}---\left(32\right)$

上述公式中，H_meas(f)为测量得到的实际传输函数，H(g1x，d1x，f)和H(g2x，d2x，f)分别为选取桥接抽头Tap1(g1x，d1x)和Tap2(g2x，d2x)的传输函数。

在步骤334中，利用求导的方法将桥接抽头的线径和长度求出，如公式(33)所示。选取桥接抽头的线径和长度的取值(g1x，d1x)和(g2x，d2x)，对主干线路的传输函数的二次导在选取频点(或频率范围内)求和计算

$\mathrm{sum}=\underset{f=f_1}{\overset{f_2}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\∂}^2\left({\left|\frac{H_{\mathrm{meas}}\left(f\right)}{H(g1x,d1x,f)*H(g2x,d2x,f)}\right|}_{\mathrm{dB}}\right)}{\∂f^2}---\left(33\right)$

$=\underset{f=f_1}{\overset{f_2}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\∂}^2\left({\left|H_{\mathrm{trunk}}\left(f\right)\right|}_{\mathrm{dB}}\right)}{\∂f^2}$

上述公式(33)中，f1为所计算频段的起始频率点，f2为所计算频段的终止频率点。

在步骤340中改变桥接抽头模型中桥接抽头线径和长度(g1x，d1x)和(g2x，d2x)，重复步骤330的处理过程。

在步骤350中比较多次计算得到的求和结果，将求和结果(即公式(10))取值最小对应的线径和长度确定为估计得到的桥接抽头的线径和长度(g1，d1)，(g2，d2)。

下面结合图4进一步说明步骤250中估计线路参数的方法，用来估计线路上桥接抽头的线径和长度及主干线路的线径和长度。图4所示为本发明实施例提供的估计线路参数的方法。图2中的步骤250对应图4的步骤420到步骤440。

图4控制开始于步骤400，结束于步骤450。

在步骤410中需要获得线路的实际传输函数，具体方式与图2所示步骤210相同，不再赘述。

在步骤420中输入桥接抽头的线径和长度，本发明实施例可以利用图2步骤240或图3步骤350得到的桥接抽头的线径和长度(g1，d1)，(g2，d2)；

在步骤430中，将桥接抽头的线径和长度(g1，d1)，(g2，d2)代入公式(32)得到如下公式：

$H_{\mathrm{trunk}}\left(f\right)=\frac{H_{\mathrm{meas}}\left(f\right)}{H(g1,d1,f)*H(g2,d2,f)}---\left(34\right)$

上述公式(34)中，H_meas(f)为测量得到的实际传输函数，H(g1，d1，f)和H(g2，d2，f)分别为输入的桥接抽头Tap1(g1，d1)和Tap2(g2，d2)的传输函数。

在步骤440中，主干线路去除了桥接抽头的影响，根据本发明实施例，采用步骤230中线路不包括桥接抽头的处理方式估计主干线路的线径和长度，其中将步骤430得到的 $H_{\mathrm{trunk}}\left(f\right)=\frac{H_{\mathrm{meas}}\left(f\right)}{H(g1,d1,f)*H(g2,d2,f)}$ 作为步骤230中主干线路的实际参数函数，从而得到主干线路的线径和长度(G1，L)，具体处理不再赘述。

下面结合图5进一步说明步骤260中估计线路拓扑参数的方法。图5所示为本发明实施例提供的估计线路拓扑参数的方法。图2中的步骤260对应图5的步骤520到步骤550。

图5控制开始于步骤500，结束于步骤560。

在步骤510中需要获得线路的实际传输函数，具体方式与图2所示步骤210相同，不再赘述。

在步骤520中，输入桥接抽头的线径和长度，本发明实施例可以利用图2步骤240或图3步骤350得到的桥接抽头的线径和长度(g1，d1)，(g2，d2)。

在步骤530中，输入主干线路的线径和长度，本发明实施例可以利用图2步骤250或图4步骤440得到的主干线路的线径和长度(G1，L)。

在步骤540中，利用桥接抽头的线径和长度(g1，d1)，(g2，d2)和主干线路的线径和长度(G1，L)估计得到线路的模型传输函数，该线路的模型传输函数携带桥接抽头的位置信息，其中，线路的模型传输函数H(f)如下所示：

H(f)＝H(G1，L1x，f)*H(g1，d1，f)*H(G1，L2x，f)*H(g2，d2，f)*H(G1，(L-L1x-L2x)，f)(12)

上式(12)中，H(g1，d1，f)和H(g2，d2，f)分别为桥接抽头Tap1(g1，d1)和Tap2(g2，d2)的传输函数，H(G1，L1x，f)，H(G1，L2x，f)，H(G1，(L-L1x-L2x)，f)分别是主干线路各段的可能的传输函数，其中结合图1包含2个桥接抽头的情况，L1x，L2x表示Tap1与P0的长度，Tap2与Tap1的长度。

遍历桥接抽头的位置参数(如L1x和L2x)，通过比较线路的模型传输函数和实际传输函数的均方误差，确定最小均方误差对应的(L1x，L2x)的取值为估计得到的桥接抽头的位置(L1，L2)。所采用的均方误差函数如下：

$\mathrm{Error}=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{({\left|H\left(f_i\right)\right|}_{\mathrm{dB}}-{\left|H_{\mathrm{meas}}\left(f_i\right)\right|}_{\mathrm{dB}})}^2---\left(35\right)$

遍历桥接抽头的位置参数L1x和L2x，最小误差所对应的L1x，L2x，就是所求的桥接抽头的位置L1，L2。采用本实施例的方案确定桥接抽头的位置，只需要遍历桥接抽头的位置即可，计算量小。值得注意的是，除了比较均方误差外还可以比较绝对值误差、均方根误差、协方差等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤，是可以通过程序指令相关硬件完成的。实施例对应的软件可以存储在一个计算机可存储读取的介质中。

图7所示为根据本发明实施例实现上述方法的线路拓扑管理系统框图。

图7中实现对数字用户线调制解调器700a和700b之间的数字用户线705的线路参数估计及拓扑估计，估计系统可以设置在DSL收发设备上，如局端数字用户线接入复用器DSLAM，用户驻地设备CPE，也可以设置在网管设备或者设置在网管设备的上层操作维护平台上。

在图7中，线路拓扑管理系统包括一些基本处理功能元件、存储功能元件和接口元件，协同执行计算机程序，实现本发明实施例提供的线路拓扑参数估计并生成拓扑的功能。本发明实施例提供的线路拓扑管理系统包括实际传输函数生成模块752、桥接抽头估计模块754、线径和长度估计模块756、桥接抽头位置估计模块760和线路拓扑生成模块766。

实际传输函数生成模块752，获得线路的实际传输函数，实际传输函数生成模块752可以耦接到线路测试模块(图7中未示出)，根据线路测试模块的测试结果获得线路的实际传输函数，为了提高后续处理的精度，进一步包括一个或多个去噪处理模块(图7未示出)，用于对测试得到的线路实际传输函数进行去噪处理，具体的去噪处理过程参见步骤210部分。

桥接抽头估计模块754，用于根据所述实际传输函数判断线路是否具有桥接抽头，并将判断结果通知线径和长度估计模块756。使用该模块在判断没有桥接抽头时，可以跳过桥接抽头线路参数的估计直接计算主干线路的参数，可以加快线路参数计算处理，节省计算时间。

线径和长度估计模块756，用于估计线路的线径和长度、线路的桥接抽头的线径和长度。可以根据桥接抽头模型的传输函数、主干线路模型的传输函数得到线路模型的传输函数(不包括桥接抽头位置参数的)，比较线路模型的传输函数和线路的实际传输函数，具体通过遍历线路模型的传输函数各项参数，取线路模型的传输函数和线路的实际传输函数误差最小的各项参数为估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度。为了简化计算处理过程，也可以采用图2所示方法，即如果线路没有桥接抽头，可以采用步骤230的两种方法估计主干线路的线径和长度，此时线路的桥接抽头的线径g、长度b参数组合可看用下述表示(0，0)；如果有桥接抽头，可以采用步骤240和步骤250所示的方法计算桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度。

桥接抽头位置估计模块760，用于根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置。具体的，桥接抽头位置估计模块760可以利用线径和长度估计模块756估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，估计线路的传输函数(携带桥接抽头位置信息)，将估计得到的线路的传输函数和实际传输函数生成模块752提供的实际传输函数进行均方差计算确定最小均方差对应的桥接抽头的位置作为估计得到的桥接抽头的位置。

线路拓扑生成模块766，用于生成线路拓扑。具体的，可以利用线径和长度估计模块756、桥接抽头位置估计模块760得到的参数确定线路的拓扑。

图8所示为本发明实施例提供的线路拓扑参数估计装置850，用来估计线路的拓扑参数，包括主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度、桥接抽头的位置。其中，如果线路无桥接抽头，此时线路的桥接抽头的线径g、长度b参数组合可看用下述表示(0，0)。如图8所示，线路拓扑参数估计装置850主要包括：实际传输函数生成模块752，线径和长度估计模块756，桥接抽头位置估计模块760；相应的，线路拓扑参数估计装置850还可以包括桥接抽头估计模块754、上述各模块的功能和图7相同标号的模块功能相同，不再赘述。

采用本发明实施例提供的线路拓扑管理方法、系统及相关装置，能够给动态线路管理(Dynamic Line Management，DLM)系统对DSL网络状况进行快速诊断、分析和排除故障，提供网络、线路质量的依据，并且能够在放号前或提供服务中连续的、自动的检视物理层的网络服务质量，改进面向最终用户的服务质量，提高用户的满意度和忠诚度，降低运营成本。另外，采用本发明实施例提供的线路拓扑管理方法、系统及相关装置，能够有效获得线路的拓扑参数，而且可以减小计算量，节省处理时间提高效率。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指示相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。

以上对本发明实施例所提供的线路拓扑管理方法、系统及相关装置进行了详细介绍，需要注意的是：本发明实施例在上面仅采用功能的方式进行描述，根据该功能的描述，设计本发明的硬件和/或软件实施例对于本领域技术人员来说，是显而易见的。另外，本文应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (14)

1、一种线路拓扑管理方法，其特征在于，包括：

获得线路的实际传输函数，所述实际传输函数通过一次或多次线路测试得到；

根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计所述线路的主干线路的线径和长度、所述线路的桥接抽头的线径和长度；

根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和所述估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置；

根据所述估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置生成线路的拓扑。

2、根据权利要求1所述的线路拓扑管理方法，其特征在于，在根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计桥接抽头的线径和长度之前进一步包括：对所述获得线路的实际传输函数进行去噪处理，所述去噪处理包括如下至少一种：多次测试得到的线路的实际传输函数取平均值处理去噪处理，对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行中值滤波去噪处理，和对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行均值滤波去噪处理。

3、根据权利要求1所述的线路拓扑管理方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

根据所述实际传输函数判断所述线路是否具有桥接抽头。

4、一种线路拓扑管理系统，其特征在于，包括：

实际传输函数生成模块，用于通过一次或多次线路测试的测试结果获得线路的实际传输函数；

线径和长度估计模块，用于根据所述实际传输函数和桥接抽头模型的传输函数估计所述线路的主干线路的线径和长度、所述线路的桥接抽头的线径和长度；

桥接抽头位置估计模块，用于根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置；

线路拓扑生成模块，用于根据所述估计得到的主干线路的线径和长度、桥接抽头的线径和长度及桥接抽头的位置生成线路的拓扑。

5、根据权利要求4所述的线路拓扑管理系统，其特征在于，所述线路拓扑管理系统进一步包括：桥接抽头估计模块，

所述桥接抽头估计模块，用于根据所述实际传输函数判断线路是否具有桥接抽头，并将判断结果通知所述线径和长度估计模块。

6、根据权利要求4所述的线路拓扑管理系统，其特征在于，所述实际传输函数生成模块包括线路实际传输函数计算模块和一个或多个去噪模块，

所述线路实际传输函数计算模块，用于根据所述线路测试模块的每一次线路测试的测试结果计算线路的实际传输函数，并将计算得到的实际参数函数发送给所述一个或多个去噪模块；

所述一个或多个去噪模块，用于对来自所述线路实际传输函数计算模块的实际传输函数进行去噪处理。

7、一种估计线路拓扑参数的方法，其特征在于，包括：

获得线路的实际传输函数，所述实际传输函数通过一次或多次线路测试得到；

根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计所述线路的桥接抽头的线径和长度、所述线路的主干线路的线径和长度；

根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和所述估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置。

8、根据权利要求7所述的估计线路拓扑参数的方法，其特征在于，所述根据所述线路的实际传输函数和桥接抽头模型的传输函数估计所述线路的桥接抽头的线径和长度、所述线路的主干线路的线径和长度具体包括：

根据所述线路的实际传输函数和桥接抽头模型的传输函数估计桥接抽头的线径和长度；

根据所述桥接抽头的线径和长度得到桥接抽头的传输函数，根据所述线路的实际传输函数和所述桥接抽头的传输函数得到主干线路的传输函数，根据所述主干线路的传输函数估计主干线路的线径和长度。

9、根据权利要求8所述的估计线路拓扑参数的方法，其特征在于，所述根据所述线路的实际传输函数和桥接抽头模型的传输函数估计桥接抽头的线径和长度具体包括：

选取桥接抽头的线径和长度，根据所述线路的实际传输函数以及选取的桥接抽头的线径和长度估计主干线路的传输函数，对估计得到的主干线路的传输函数在频谱范围内二阶导求和，根据求和结果确定桥接抽头的线径和长度。

10、根据权利要求7所述的估计线路拓扑参数的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：根据所述实际传输函数判断所述线路是否具有桥接抽头，如果没有桥接抽头，

选取主干线路的线径，利用选取的主干线路的线径估计得到主干线路的长度，选取的主干线路的线径和估计得到的主干线路的长度确定主干线路的模型传输函数，通过比较主干线路的模型传输函数和所述线路的实际传输函数的均方误差估计得到主干线路的线径和长度；或者

选取主干线路的线径和主干线路的长度，选取的主干线路的线径和主干线路的长度确定主干线路的模型传输函数，通过比较主干线路的模型传输函数和所述线路的实际传输函数的均方误差估计得到主干线路的线径和长度。

11、根据权利要求10所述的估计线路拓扑参数的方法，其特征在于，所述根据所述实际传输函数判断所述线路是否具有桥接抽头具体包括：

将所述实际传输函数在频谱范围二阶导求和，根据求和结果确定是否具有桥接抽头。

12、根据权利要求7所述的估计线路拓扑参数的方法，其特征在于，在根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计桥接抽头的线径和长度之前进一步包括：对所述获得线路的实际传输函数进行去噪处理，所述去噪处理包括如下至少一种：多次测试得到的线路的实际传输函数取平均值处理去噪处理，对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行中值滤波去噪处理，和对线路的实际传输函数根据滤波窗口进行均值滤波去噪处理。

13、一种线路拓扑参数估计装置，其特征在于，包括：

实际传输函数生成模块，用于获得线路的实际传输函数，所述实际传输函数通过一次或多次线路测试得到；

线径和长度估计模块，用于根据所述线路的实际传输函数和模型的传输函数估计所述线路的桥接抽头的线径和长度、所述线路的主干线路的线径和长度；

桥接抽头位置估计模块，用于根据所述估计得到的桥接抽头的线径和长度、主干线路的线径和长度，得到估计的线路传输函数，通过比较所述实际传输函数和所述估计的线路传输函数的误差，估计桥接抽头的位置。

14、根据权利要求13所述的线路拓扑参数估计装置，其特征在于，所述实际传输函数生成模块包括线路实际传输函数计算模块和一个或多个去噪模块，

所述线路实际传输函数计算模块，用于根据所述线路测试模块的每一次线路测试的测试结果计算线路的实际传输函数，并将计算得到的实际参数函数发送给所述一个或多个去噪模块；

所述一个或多个去噪模块，用于对来自所述线路实际传输函数计算模块的实际传输函数进行去噪处理。

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