CN102957812B - 降低xDSL用户板能耗的方法、装置及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低xDSL用户板能耗的方法，包括：获取放号用户端口提供给用户的最大下行业务带宽、用户端口线路连接参数中的下行信噪比余量以及该用户端口所绑定线路模板中的传输模式信息；判断下行信噪比余量是否大于预定值，如果是则减少下行最大标称总计传输功率，否则配置下行最大标称总计传输功率为当前端口线路连接参数中的下行传输功率；根据下行最大标称总计传输功率和传输模式计算出各放号用户端口在当前绑定模板配置下所对应线路驱动器需要的最小不失真供电电压，并进行各最小不失真供电电压值对比，找出最大值；控制线路驱动器供电电源模块输出电压为该最大值。

Description

降低xDSL用户板能耗的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种降低xDSL用户板能耗的方法、装置及系统。
背景技术
数字用户线(xDSL，Digital Subscriber Lines)技术是当前广泛应用的宽带接入技术，支撑着全球几亿用户的上网需求。xDSL接入设备数量庞大，每年所耗电量也是相当巨大，不仅运营商每年要为此付出巨大的运营成本，同时也带来了二氧化碳的大量排放，加剧温室效应和环境恶化。
目前，针对xDSL用户板(也称单板或线卡或Line Card)上用户端口线路发送功率的优化有以下两种方法：
方法一：通过对用户端口绑定模板的线路和信道参数中下行最大噪声余量进行限制，确保端口在Showtime状态时线路连接参数中下行信噪比余量(SignalNoise Ratio Margin，SNRM)不超过该限制值，从而降低用户端口线路发送功率，实现线路驱动器(Line Driver，LD)功耗的降低，最终达到xDSL用户板能耗的降低。
方法二：根据用户端口线路驱动器的输出功率，确定此时线路驱动器的最小不失真供电电压，从而控制该线路驱动器供电电源模块的输出，使其刚好满足该功率下的功率传输，达到线路驱动器能耗降低的目的。
发明人发现现有技术至少存在如下问题：
(1)方法一虽然能够达到xDSL用户板能耗的降低，但该方法发送功率的降低幅度非常有限，线路驱动器功率传输效率较低，另外现网上很多Modem还无法支持Max SNRM限制特性，存在互通问题。
(2)方法二虽然能够降低xDSL用户板的能耗，但是只是被动的根据输出功率来进行线路驱动器供电电压的优化，从而能耗降低幅度有限。同时在多线路驱动器同时采用一个供电电源的情况下，供电电源需要同时满足所有线路驱动器功率传输的需求，则很难实现供电电压的降低，无法起到很好节能的效果。
发明内容
本发明的目的至于提供一种降低xDSL用户板能耗的方法、装置及系统。
本发明的实施例提供一种降低xDSL用户板能耗的方法、装置及系统。
一种降低xDSL用户板能耗的方法，其特征在于，包括：
获取放号用户端口提供给用户的最大下行业务带宽、用户端口线路连接参数中的下行信噪比余量SNRM以及该用户端口所绑定线路模板中的传输模式信息，对放号用户端口所绑定模板的线路和信道参数进行配置；
判断下行SNRM是否大于预定值如果是则减少当前该端口所绑定模板中的下行最大标称总计传输功率值以减少多出的SNRM，否则配置该端口所绑定模板的下行最大标称总计传输功率为当前端口线路连接参数中的下行发送功率；
根据所述下行最大标称总计传输功率和传输模式计算出各放号用户端口在当前绑定模板配置下所对应线路驱动器需要的最小不失真供电电压，并进行各最小不失真供电电压值对比，找出最大值；
控制线路驱动器供电电源模块输出电压为所述的最大值。
一种数字用户线接入复用器DSLAM，包括：
电源模块，用于给xDSL用户板上的线路驱动器进行供电；
套片，用于数字信号处理以及数/模转换等；
多个线路驱动器，用于对套片提供过来的模拟信号进行功率放大；
其特征在于，还包括：信息收集和控制单元，用于收集xDSL用户板上端口放号情况、放号端口所需提供的最大业务带宽和所定的传输模式以及该端口在Showtime状态时的线路连接参数，并根据这些信息对放号用户端口线路发送功率进行优化，同时控制线路驱动器供电电源模块的输出电压，使其输出电压为满足该用户板上所有线路驱动器在进行功率传输时所需要的最小不失真供电电压。
一种xDSL系统，其特征在于，包括：用户计算机、数字用户线调制解调器、网管设备以及数字用户线接入复用器。其中，用户计算机通过数字用户线调制解调器与数字用户线接入复用器连接，其特征在于：网管设备收集xDSL用户板上端口放号情况、放号端口所需提供的最大业务带宽和传输模式以及该端口在Showtime状态时的线路连接参数，数字用户线接入复用器根据网管设备所收集的信息对放号用户端口线路发送功率进行优化，同时控制线路驱动器供电电源模块的输出电压，使其输出电压为满足该用户板上所有线路驱动器在进行功率传输时所需要的最小不失真供电电压。
本发明实施例提供的降低xDSL用户板能耗的方法、装置及系统，在保证用户业务带宽需求和线路质量的同时，根据xDSL用户板上所放号用户端口最大支持的业务带宽、传输模式和线路连接参数，对xDSL用户板上放号用户端口线路发送功率优化，并配合线路驱动器供电电压的动态调整能够大幅度的降低xDSL用户板能耗。
附图说明
图1为本发明的系统架构示意图；
图2为本发明的DSLAM设备的结构示意图；
图3为本发明的方法流程图；
图4为本发明的最小不失真供电电压的计算方法示意图；
图5为本发明的方法的另外一个实施例的流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的网络系统，包括：用户计算机12、接入终端14以及局端设备16。其中，用户计算机12通过接入终端14与局端设备16连接，可以向局端设备16发送报文，同时可以接收局端设备16发出的报文。接入终端14通常是数字用户线调制解调器(DSL Modem)，局端设备16可以是数字用户线接入复用器(DSLAM)，也可以是其它类型的接入设备。
如图2所示，本发明的DSLAM设备包括：信息收集和控制单元、电源模块、套片和多个线路驱动器。
其中，信息收集和控制单元负责收集xDSL用户板上哪些是放号端口，哪些是未放号端口，以及放号端口所需提供的最大业务带宽和所定的传输模式，还有该端口在Showtime状态时的线路连接参数，并根据这些信息对放号用户端口线路发送功率进行优化，同时控制线路驱动器供电电源模块的输出电压，使其输出电压为满足该用户板上所有线路驱动器在进行功率传输时所需要的最小不失真供电电压。电源模块用于同时给xDSL用户板上所有线路驱动器进行供电，套片负责数字信号处理以及数/模转换等，线路驱动器负责对套片提供过来的模拟信号进行功率放大。
当然，信息收集和控制单元除了设置在DSLAM设备中以外，还可以设置在其它网管设备上。
如图3所示，本发明的DSLAM设备降低xDSL用户板能耗的具体过程如下：
步骤301，通过信息收集和控制模块获取当前xDSL用户板上放号用户端口提供给用户的最大下行业务带宽。
步骤302，根据各用户端口的该最大下行业务带宽，预定的最大下行SNRM和确定的传输模式，对各放号用户端口所绑定模板的线路和信道参数进行配置。具体配置方法为：配置最大下行SNRM为该预定最大下行SNRM，配置最大下行数据率为该用户端口需要提供给用户的最大下行业务带宽，传输模式由运营商根据当前应用场景和端口最大支持数据率来自行配置。然后收集各放号用户端口的线路连接参数中的下行SNRM和发送功率。
步骤303，判断下行SNRM是否超过预定的最大下行SNRM，如果是，则执行步骤304A，否则执行步骤304B。
步骤304A，减少线路端口线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率(该下行最大标称总计传输功率最小值可配值为0dBm)，使其减少多出部分的SNRM多出的SNRM通过下行SNRM减去预定的最大下行SNRM获得。
步骤304B，根据当前端口线路连接参数中的下行发送功率配置该端口所绑定模板的线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率。
步骤305，对所有当前放号用户端口所绑定模板的线路和信道参数进行优化后，根据当前xDSL用户板上所有放号端口各自所绑定模板的线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率和传输模式，计算出所有放号用户端口在当前绑定模板配置下，各端口所对应线路驱动器需要的最小不失真供电电压，同时进行各最小不失真供电电压值对比，找出最大值。
请结合参照图4所示，最小不失真供电电压的计算过程如下：首先，将用户端口在当前传输模式下的下行最大标称总计传输功率配置参数PRL(dBm)换算成负载阻抗RL上的功率PRL(W)：
P RL ( W ) = 10 PRL ( dBm ) 10 × 0.001 W
之后，计算在负载阻抗RL上的功率PRL(W)的情况下，负载阻抗RL上的均方根电压VRL(RMS)为：
V RL ( RMS ) = P RL ( W ) × RL
备注：RL为线路特性阻抗，默认100ohm；
之后，计算在负载阻抗RL上的均方根电压VRL(RMS)的情况下，负载阻抗RL上的均方根电流IRL(RMS)为：
IRL(RMS)＝VRL(RMS)/RL；
之后，计算负载阻抗RL上的信号峰值电压Vpk1为：
Vpk1＝VRL(RMS)*PAR；
备注：PAR全称为信号峰均比，既峰值电压同均值电压的比值，17a传输模式(ITU-T标准中定义的传输模式之一)和ADSL传输模式下的信号峰均比是不一样的。
之后，计算变压器T次级的信号峰值电压Vpk2为：
Vpk2＝Vpk1*l/n；
此实施例计算方法忽略变压器所带来的功率损耗比；
之后，计算线路驱动器输出信号的峰值电压Vpk3为：
Vpk3＝Vpk2+2*RS*IRL(RMS)*n*PAR；
则此时线路驱动器的供电电压为：
(V+-V-)pk-＝Vpk3+(1.5*2)；
其中，1.5为线路驱动器静空电压值，单位为伏特。
步骤306，控制线路驱动器供电电源模块输出电压值为该最大值。
步骤308，优化结束。
另外，如图5所示，根据实际需要，可以在步骤306之后进一步执行以下步骤：
步骤3071，通过信息收集和控制模块实时查询xDSL用户板上是否有新放号用户端口。如果有则执行步骤3072，如果没有则执行步骤308。
步骤3072，根据该端口采用的传输模式和当前线路驱动器供电电源模块输出的供电电压，计算出该端口在当前情况下的最大下行不失真传输功率，然后结合该新放号端口提供给用户的最大下行业务带宽，预定的最大下行SNRM，得到该端口所绑定模板的线路和信道参数，并进行第一次初始化。
步骤3073，当该端口按照上述模板进入Showtime状态后，判断端口线路连接参数中下行净数据率是否能够满足该端口所需支持的最大业务带宽，并且下行SNRM是否大于预定的最大下行SNRM。如果是则执行步骤3074，否则执行步骤3075。
步骤3074，系统认为此时该端口所绑定模板的线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率能够满足该端口需求，同时还存在一定的继续降低空间，则此时线路驱动器供电电源无需调整，而且还可以通过减少端口线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率，使其减少多出部分的SNRM，然后执行步骤308。
步骤3075，根据该端口绑定模板的线路和信道参数中配置的传输模式，以及该传输模式所对应的最大下行线路发送功率，计算出该端口线路驱动器所需最小不失真供电电压，并使其线路驱动器供电电源模块输出该电压值，然后执行步骤3076。
步骤3076，修改端口绑定模板中下行最大标称总计传输功率为该传输模式所对应的最大线路发送功率，并进行第二次初始化，然后执行步骤3077。
步骤3077，收集当前该端口线路连接参数中下行SNRM和发送功率，判断下行SNRM是否大于预定的最大下行SNRM，如果是则执行步骤3078，否则执行步骤3079。
步骤3078，减少该端口所绑定模板的线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率配置值，使其减少多余部分的SNRM。多余部分的SNRM可以通过线路连接参数中下行SNRM减去预定最大SNRM获得。
步骤3079，根据端口线路连接参数中下行线路发送功率，修改该端口所绑定模板的线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率。
步骤3080，根据当前用户板上放号用户端口的下行最大标称总计传输功率和传输模式，计算用户端口在当前绑定模板配置下各LD需要的最小不失真供电电压，然后进行电压对比，找出最大值，并控制LD供电电源模块输出电压值为该最大值，然后执行步骤308。
步骤308，优化结束。
本发明实施例在保证用户业务带宽需求和线路质量的同时，根据xDSL用户板上所放号用户端口最大支持的业务带宽、传输模式和线路连接参数，对xDSL用户板上放号用户端口线路发送功率优化，并配合线路驱动器供电电压的动态调整，最大程度的降低xDSL用户板能耗。
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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘等。
以上所述，仅为本发明实施例的具体实施方式，但本发明实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明实施例的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种降低xDSL用户板能耗的方法，其特征在于，包括：
获取放号用户端口提供给用户的最大下行业务带宽、用户端口线路连接参数中的下行信噪比余量SNRM以及该用户端口所绑定线路模板中的传输模式信息，对放号用户端口所绑定模板的线路和信道参数进行配置；
判断下行SNRM是否大于预定值，如果是则减少当前该端口所绑定模板中的下行最大标称总计传输功率值以减少多出的SNRM，否则配置该端口所绑定模板的下行最大标称总计传输功率为当前端口线路连接参数中的下行发送功率；
根据所述下行最大标称总计传输功率和传输模式计算出各放号用户端口在当前绑定模板配置下所对应线路驱动器需要的最小不失真供电电压，并进行各最小不失真供电电压值对比，找出最大值；
控制线路驱动器供电电源模块输出电压为所述的最大值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对放号用户端口所绑定模板的线路和信道参数进行配置的具体方法为：
配置最大下行SNRM为该预定最大下行SNRM，配置最大下行数据率为该用户端口需要提供给用户的最大下行业务带宽，传输模式由运营商根据当前应用场景和端口最大支持数据率来自行配置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多出的SNRM通过线路连接参数中下行SNRM减去预定最大下行SNRM获得。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述控制线路驱动器供电电源模块输出电压为所述的最大值的步骤之后，还进一步包括：
通过信息收集和控制模块实时查询xDSL用户板上是否有新放号用户端口，如果有，则根据该端口采用的传输模式和当前线路驱动器供电电源模块输出的供电电压，计算出该端口在当前情况下的最大下行不失真传输功率，然后结合该新放号端口提供给用户的最大下行业务带宽，预定的最大下行SNRM，得到该端口所绑定模板的线路和信道参数，并进行第一次初始化。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述第一次初始化之后，还包括：
当该端口按照上述模板进入Showtime状态后，判断端口线路连接参数中下行净数据率是否能够满足该端口所需支持的最大业务带宽，并且下行SNRM是否大于预定的最大下行SNRM，如果是则减少多余部分的SNRM，否则根据该端口绑定模板的线路和信道参数中配置的传输模式，以及该传输模式所对应的最大下行线路发送功率计算出该端口线路驱动器所需最小不失真供电电压，并使其线路驱动器供电电源模块输出该电压值，然后修改端口绑定模板中下行最大标称总计传输功率为该传输模式所对应的最大线路发送功率，并进行第二次初始化。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二次初始化完成之后进一步包括：
收集当前该端口线路连接参数中下行SNRM和发送功率，判断下行SNRM是否大于预定的最大下行SNRM，如果是则减少该端口所绑定模板的线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率配置值，使其减少多出部分的SNRM，否则根据端口线路连接参数中下行线路发送功率，修改该端口所绑定模板的线路和信道参数中下行最大标称总计传输功率；
根据当前用户板上放号用户端口的下行最大标称总计传输功率和传输模式，计算用户端口在当前绑定模板配置下各LD需要的最小不失真供电电压，然后进行电压对比，找出最大值，并控制LD供电电源模块输出电压值为该最大值。
7.一种数字用户线接入复用器DSLAM，包括：
电源模块，用于给xDSL用户板上的线路驱动器进行供电；
套片，用于数字信号处理以及数/模转换等；
多个线路驱动器，用于对套片提供过来的模拟信号进行功率放大；
其特征在于，还包括：信息收集和控制单元，用于收集xDSL用户板上端口放号情况、放号端口所需提供的最大业务带宽和传输模式以及该端口在Showtime状态时的线路连接参数，并根据这些信息对放号用户端口线路发送功率进行优化，同时控制线路驱动器供电电源模块的输出电压，使其输出电压为满足该用户板上所有线路驱动器在进行功率传输时所需要的最小不失真供电电压；
所述信息收集和控制单元还对放号用户端口所绑定模板的线路和信道参数进行配置，并判断下行SNRM是否大于预定值，如果是则减少当前该端口所绑定模板中的下行最大标称总计传输功率值以减少多出的SNRM，否则配置该端口所绑定模板的下行最大标称总计传输功率为当前端口线路连接参数中的下行发送功率；然后根据所述下行最大标称总计传输功率和传输模式计算出各放号用户端口在当前绑定模板配置下所对应线路驱动器需要的最小不失真供电电压，并进行各最小不失真供电电压值对比，找出最大值；控制线路驱动器供电电源模块输出电压为所述的最大值。
8.一种xDSL系统，其特征在于，包括：用户计算机、数字用户线调制解调器、网管设备以及数字用户线接入复用器。其中，用户计算机通过数字用户线调制解调器与数字用户线接入复用器连接，其特征在于：网管设备收集xDSL用户板上端口放号情况、放号端口所需提供的最大业务带宽和传输模式以及该端口在Showtime状态时的线路连接参数，数字用户线接入复用器根据网管设备所收集的信息对放号用户端口线路发送功率进行优化，同时控制线路驱动器供电电源模块的输出电压，使其输出电压为满足该用户板上所有线路驱动器在进行功率传输时所需要的最小不失真供电电压；
所述网管设备还对放号用户端口所绑定模板的线路和信道参数进行配置，并判断下行SNRM是否大于预定值，如果是则减少当前该端口所绑定模板中的下行最大标称总计传输功率值以减少多出的SNRM，否则配置该端口所绑定模板的下行最大标称总计传输功率为当前端口线路连接参数中的下行发送功率；然后根据所述下行最大标称总计传输功率和传输模式计算出各放号用户端口在当前绑定模板配置下所对应线路驱动器需要的最小不失真供电电压，并进行各最小不失真供电电压值对比，找出最大值；控制线路驱动器供电电源模块输出电压为所述的最大值。
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