CN103782579B - 为xDSL传输系统启动非标准模式的方法及使用该方法的常驻网关 - Google Patents

Abstract

本发明定义了一种用于提供在中心站与客户预置设备之间的xDSL宽带传输服务的方法，该方法包含如下步骤：启动在该中心站与该客户预置设备之间的握手过程；确定xDSL传输标准用于提供该xDSL宽带传输服务；在该握手过程期间，利用非标准的信息字段来指示对在该中心站与该客户预置设备之间的非标准模式的支持；以及，在该握手过程之后未在该中心站与该客户预置设备之间建立同步的情况下，启动该非标准模式。

Description

为xDSL传输系统启动非标准模式的方法及使用该方法的常驻 网关

技术领域

本发明涉及通过数字用户线路（DSL）的宽带服务的领域，特别涉及用于改进与顾客的数字用户回路通信的方法以及使用该方法的常驻网关。

背景技术

数字用户线路（DSL）技术是著名的数据通信技术，其使得能够进行通过双绞铜制电话线的高速数据传输，并且，现有的被称为POTS的电话设备和基础设施仍然能够与新的DSL服务一起运作，因此被广泛地应用。DSL服务使用超出POTS服务的频率范围的频率范围，因此DSL服务和POTS服务能够同时运作。在这些年里，为了满足因特网用户的日益增加的需求，建立了几个DSL标准，分别提出建议，其关于上行流和下行流的传输率以及关于范围有所不同，例如非对称数字用户线路建议ADSL、ADSL2、ADSL2+以及甚高速数字用户线路建议VDSL、VDSL2。ADSL使用例如上至12Mbit/s的最大下行流传输率，ADSL2+使用上至24Mbit/s的下行流最大传输率。为了简明，在本申请中，将这些DSL建议称为xDSL标准。

xDSL标准由国际电信联盟ITU定义，ITU是联合国的负责信息和通信技术的机构。关于ADSL标准，例如，由ITU G.992.5Annex A说明了在POTS上的ADSL，在ITU G.992.1AnnexB中说明了在ISDN上的ADSL，在ITUG.992.2中说明了用于低传输率版本ADSL解释。关于ADSL2以及ADSL2+，也建立了几个标准，例如ITU992.3Annex J、ITU G992.3Annex L以及ITUG.992.5Annex M。

图1在示意图中示出提供xDSL宽带数据服务以及窄带POTS电话服务这两种服务的通信系统。在中心站1处，安置有DSL访问多路调制器（DSLAM）2，用于经由也被称为本地回路的双绞铜线3向用户的客户预置设备4提供宽带数据。客户预置设备4包含分离器（SPL）5，用于分离给常驻网关6的xDSL服务以及给电话组7的电话服务。相应地，中心站1可以包含分离器8，用于分离xDSL服务以及电话服务。

在执行xDSL服务之前，常驻网关6根据指定的xDSL标准启动与中心站1的握手过程来建立数据传输。该握手过程由也被称为G.hs的ITU标准G.994.1定义，其提供现在和将来均可用的、一致的方式来启动各种类型的xDSL常驻网卡。在该握手过程期间，在中心站1和常驻网关6之间交换能力列表，然后根据常驻网关6和中心站1的能力、以及用户想要什么或者愿意为什么付款来选择xDSL传输模式。

在握手过程期间，使用定义的一组频率载波，并且在中心站和客户预置设备之间的处理中交换规定的消息用于提供服务信息。可能的消息是例如：可能由常驻网关6发送的消息CLR，能力列表ATU-R；可能由中心站1发送的消息CL、能力列表；可能被发送来请求传输MS消息的消息MR，模式请求；以及可能被发送来请求启动特定的动作模式的消息MS，模式选择。包含在这些消息中的信息具体地是供应商标识、服务和信道参数以及可用的调制和协议。在处理之后，选择通用运作模式，并且在话终（cleardown）过程中终止G.994.1握手过程。

每条消息包含至多三个被封装在帧中的消息信息字段。消息信息字段包含三个组成部分：标识字段，其后接着标准信息字段，以及可选的非标准信息字段。标识字段和标准信息字段包含涉及具体传输模式、与中心站和客户预置设备相关联的特征或者能力的参数。标识字段还包含这样的参数字段：包含独立于要选择的模式的参数，并且包含是否含有非标准信息字段的信息。非标准信息字段包含未在G.994.1握手过程中定义的信息。在要发送非标准信息字段时，在传输的消息的标识字段中，将非标准字段参数设置为二进制的1。

在握手过程期间，由中心站向客户预置设备提出配置文件（profile），并且客户预置设备必须遵守。该配置文件包含诸如最小比特率、最大比特率、支持的模式、连接类型、脉冲噪声保护INP、延迟设置等一组参数。该信息主要包含在CL以及CLR消息中。在接收到这些消息之后，算法计算什么会是最优的成帧参数选择，以便匹配该中心站的配置文件，并且该握手过程持续直到达到同步为止。

在xDSL传输标准的选择之后，接着训练过程，在此期间：对该选择的xDSL标准的每条频率信道关于传输参数进行测试，例如信号/噪声比率S/N、干扰、阻尼以及本地回路的其它电缆特性，并且为每条频率信道根据其传输特性确定最优的比特率。然后，选择具有足够的信号/噪声比值的频率信道，并且为该选择的频率信道选取适当的调制。在该训练过程期间，使常驻网关与中心站同步，并且常驻网关保持同步直到会话结束为止。

可能存在如下情况：由于诸如噪声、劣质的配线或者长距离这样的外部因素，中心站提供的配置文件的约束与线路条件相冲突，这将导致算法不能找到解。换言之，调制解调器将不能在握手过程之后达到同步。这些是异常情况，然而，在出现这些条件的讨厌的情况下，在标准中没有逃逸机制处理该情况，其结果是常驻网关不断地尝试获得服务，但不会成功。在这种情况下，中心站不能向客户提供xDSL宽带传输服务，并且因为不可能与客户基础设备进行通信，中心站也不能理解握手过程失败的原因。

WO2010/022174公开了一种DSL通信系统以及一种用于对DSL通信系统进行配置来提供健壮的数字用户回路通信的方法。该方法包含：训练至少一个固定DSL调制解调器传输器在至少一条固定线路上以固定比特率传输信息，该固定比特率基于允许的可容忍的噪声水平以及最小允许的信号对噪声（signal-to-noise）比值（SNR）容限来确定；训练一个或者多个其它的DSL调制解调器传输器在一条或者多条其它线路上以根据当前的噪声水平以及目标SNR容限确定的比特率来传输信息，其中，该目标SNR容限高于最小允许的SNR容限。

US2003063600公开了一种ADSL调制解调器，能够有效地执行重新初始化处理而不终止数据通信。该ADSL调制解调器监视在数据通信期间的通信状态，确定当前的通信状态是否需要重新初始化，并且在需要重新初始化时，通过传输ClearEOC来请求相对的ADSL调制解调装置重新初始化。因此，能够在数据通信期间执行重新初始化过程。

发明内容

本发明定义了一种方法，用于提供在中心站与客户预置设备之间的xDSL宽带传输服务，包含如下步骤：启动在该中心站与该客户预置设备之间的握手过程；在该握手过程期间，确定具有规定的传输率的xDSL传输标准；在该握手过程期间，利用非标准信息字段来指示对在该中心站与该客户预置设备之间的非标准模式的支持；以及，在该握手过程之后未在该中心站与该客户预置设备之间建立同步的情况下，启动该非标准模式。

由此，本方法为如下特殊情况提供了解决方案：由于本地回路的难以满足的条件，不能建立在中心站与客户预置设备之间的xDSL宽带传输服务。本方法在如下时候特别有用：在中心站与客户预置设备之间的握手过程期间，使用定义的配置文件选择xDSL传输标准，然而在该握手过程之后不能建立同步。

在优选实施例中，本方法包含如下步骤：按照定义的因子来减小在选择的xDSL传输模式的配置文件中定义的上行流和/或下行流链接的传输率，使用减小的传输率来再次尝试建立宽带传输服务。如果在该握手过程之后仍然不能建立稳定的同步，则再次减小选择的xDSL传输模式的上行流和/或下行流链接的传输率。根据本发明，连续减小该传输率，直到建立同步的xDSL宽带传输服务为止。

替代性地，在该握手过程之后不能建立稳定的同步的情况下，迭代地向中心站反馈脉冲噪声保护和/或延迟的不同的数值，直到建立xDSL宽带传输服务为止。

在xDSL宽带传输服务最终运作时，能够进一步地使用本方法向中心站反馈关于本地回路的诊断信息，以帮助中心站理解为什么不能使用提出的配置文件达到或者维持同步。

能够在常驻网关中通过对其中间件（middleware）进行分别的修改来实现本方法。非标准模式例如在常驻网关的存储器中实现，并且特别地，允许否决中心站提出的配置文件。常驻网关也被认为是DSL路由器、DSL收发器或者ADSL收发器，并且在ITU建议中被称为远程的收发器单元xTU-R，例如HSTU-R。

附图说明

下面参照示意图通过示例来更详细地说明本发明的优选实施例，其中：

图1示出例示为本地回路提供宽带和窄带这两种通信服务的xDSL传输系统的示意图；并且

图2示出用于为如图1所示的xDSL传输系统启动非标准模式的方法。

具体实施方式

图2说明了一种用于在不能建立在用户的常驻网关6与中心站1之间的xDSL宽带传输服务的情况下选择非标准模式的示例性方法。如图1所示，该常驻网关6经由本地回路3与中心站1相耦合。

在常驻网关6第一次经由本地回路3连接到中心站1并开启时时，在第一个步骤10中开始握手过程，例如类似于或者正如由ITU G.994.1握手协议说明的那样。可能的消息是如先前所述的消息CL、CLR、MR、MS以及根据G.994.1握手过程的其它消息。这些消息被用在例如由G.994.1握手过程定义的处理中。

在另一个步骤12中，中心站1识别出常驻网关连接到本地回路3，并且发送能力列表消息CL。在另一个步骤中，常驻网关向中心站发送包含关于其xDSL传输模式的信息的能力列表消息CLR。在另一个步骤14中，中心站接收CLR消息，并且在继续的步骤中，中心站分析常驻网关6的能力。ITUG.994.1握手协议是针对DSLAM的，这意味着：中心站1是主控端，常驻网关6被当作从属装置。在该握手过程期间，由中心站1向常驻网关6提出配置文件，并且常驻网关6必须遵守。该配置文件包含诸如最小比特率、最大比特率、支持的xDSL传输模式、连接类型、脉冲噪声保护IMP、延迟设置等一组参数。该信息主要包含在如先前所述的CL以及CLR消息中。在这些消息的交换之后，算法在步骤16中计算最优的成帧参数选择是什么，以便匹配该中心站1的配置文件，并且如果在步骤18中达到稳定的同步，则在话终过程、步骤20中结束该握手过程，其中终止调制，并且在此之后，xDSL宽带传输服务在步骤22中启动。

该说明的处理只是几个可能的示例性的实施例之一，也可以通过与G.994.1握手过程的类似的方式来使用其它基本处理或者扩展处理。

可能存在如下情况：由于诸如噪声、劣质的配线或者长距离这样的外部因素，中心站1提供的配置文件的约束与本地回路3的线路条件相冲突，这将导致算法不能找到解。换言之，常驻网关6将不能在步骤16之后达到与中心站1的同步。这些是异常情况，然而在发生这些条件的讨厌的情况下，在由ITU标准G.994.1定义的握手过程中没有逃逸机制处理该情况。其结果是常驻网关6不断地尝试获得与中心站1的xDSL宽带传输服务，但从不会成功。还可能存在其它情况：例如在xDSL传输服务的训练过程期间，由于来自其它xDSL宽带传输服务的乱真的串话，同步在xDSL宽带传输服务的启动期间周期性地或者偶然性地丢失。

对于这样的情况，在步骤24中，在中心站1中以及在客户预置设备例如常驻网关6中实现非标准模式，在不能得到同步的情况下初始化非标准模式。该非标准模式是对握手协议的修改，允许客户预置设备4在不能建立稳定的同步的情况下否决或者向中心站1提出新的一组约束的配置文件。

在步骤26中，该非标准模式具体地利用减小传输率，例如被选择的传输模式的上行流和/或下行流链接的比特率，然后使用减小的传输率再次尝试建立xDSL宽带传输服务。能够例如按照定义的因子，例如按照因子2，减小上行流和/或下行流链接的传输率来得到稳定的同步。在步骤28中，如果仍然没有得到同步，则重复步骤26，例如按照因子2进一步地减小上行流和/或下行流链接的传输率。在步骤30中，继续包含步骤26和步骤28的循环直到得到同步，建立稳定的宽带传输服务。

使用本方法最终调整的传输率可能相当地低于由xDSL标准之一规定的任何传输率，因此最终会得到的某个宽带传输服务，它可能不遵守任何的xDSL传输标准，例如ADSL或者VDSL传输标准，然而能够有利地使用该非标准传输模式从客户预置设备4向中心站1提供反馈，在该反馈中能够将所有的来自于客户预置设备4的诊断信息向中心站1提供来理解为什么不能使用初始的设置来建立选择的xDSL传输模式。还能够在另外的步骤中利用该信息来选择具有设置的xDSL传输模式，其允许在客户预置设备4与中心站1之间的稳定的xDSL宽带传输服务。

可能出现如下情况：中心站1以固定的比特率或者具有限定的最小比特率的可变的比特率的方式来提供。可以将固定的比特率称为最小比特率X。在握手过程期间，常驻网关6将根据信号对噪声比值SNR以及在该阶段期间出现的所有噪声测量结果来计算指定DSLAM2的配置时的能够被装载的位的最大数量L是多少。由于外部噪声条件，可能存在如下情况：能够被装载的位的总数L将导致低于被中心站1要求的比特率的最终的比特率Y。如果发生该情况，则握手过程将终止并且重启以希望下一次的初始化将产生不同的结果，然而实际上，如果本地回路3的线路条件不变，则这将只会不断地重复再重复。

在启动非标准模式之后，常驻网关6将向中心站1反馈例如能够获得的位的总数是多少的CLR消息。通过该信息，中心站1能够重新计算固定的比率或者要求的最小比特率X，然后下一次的初始化将生效。

在另一个示例中，中心站1被提供为具有可变的速率配置文件，该配置文件具有脉冲噪声保护Min_INP以及延迟Max_delay的特定配置，其强加约束于常驻网关6上的成帧参数选择。在本地回路3的极端嘈杂的条件下，可能再次发生如下情况：常驻网关6不能找到适合的比特率来满足所有的来自中心站1的配置文件的约束。这将再次导致无限循环，除非线路条件允许。在非标准模式中，常驻网关6能够迭代地向中心站1反馈能够导致成功的初始化的min_INP和max_delay的不同的数值。

因此，本发明定义了一种方法，允许客户预置设备4绕开或者否决由中心站1的配置文件强加的约束，特别是包含在由ITU标准G.994.1定义的握手协议中的约束，以便给予客户预置设备4完全的自由来得到具有受限的比特率的数据传输模式，该比特率仅允许通过在客户预置设备4与中心站1之间的本地回路来传输一些诊断数据。这允许中心站1收集所有的必要信息来确定为什么其默认配置中的连接没有工作的问题，并且对其进行纠正。由于在客户预置设备4与中心站1之间的长距离、劣质的房屋配线、高度的外部噪声或者其它干扰，该握手协议可能不会导致稳定的同步。在接收诊断数据后，在本地回路上的链接能够被断掉，并且可以再次启动握手协议导致稳定的xDSL宽带传输服务。

因此，本方法允许因特网服务提供商的操作员以收集诊断信息所必需的最小时间来运行非标准模式的本地回路，由此检查通常不能获得数据传输模式的本地回路，其中该诊断信息能够帮助操作员找出为什么某一客户预置设备不能获得xDSL宽带服务。

因此，如关于步骤10-30所述的本方法在握手过程之后未能在客户预置设备与中心站之间建立同步的情况下启动非标准模式。因此，该非标准模式允许在本地回路3的难以满足的条件的情况下建立受限的传输服务。

在优选实施例中，该非标准传输模式能够通过如下方式建立：一次或者几次地减小选择的xDSL传输标准的上行流和/或下行流链接传输率，直到建立稳定的宽带传输服务为止。特别地，可以只对选择的xDSL传输标准的下行流链接传输率减小一次或者几次，直到建立稳定的宽带传输服务为止。而且，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下利用本发明的其它实施例。因此，本发明存在于在下文附加的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于经由本地回路提供在中心站(1)与客户预置设备(2)之间的xDSL宽带传输服务的方法，该方法包含如下步骤：

启动在所述中心站(1)与所述客户预置设备(2)之间的握手过程；

在所述握手过程期间，确定具有规定的传输率的xDSL传输标准，用于提供所述xDSL宽带传输服务；

在所述握手过程期间，利用非标准信息字段来指示对在所述中心站(1)与所述客户预置设备(2)之间的非标准模式的支持；

在所述握手过程之后未在所述中心站(1)与所述客户预置设备(2)之间建立同步的情况下，启动所述非标准模式；

将所述传输率减小到在所述xDSL标准中限定的最低传输率以下，并且再次尝试为所述宽带传输服务建立同步；以及

在建立同步的情况下，提供具有减小的传输率的非标准传输，以便向所述中心站反馈关于本地回路的诊断信息。

2.如权利要求1所述的方法，包含如下步骤：在连续的步骤中减小所确定的xDSL传输标准的上行流和/或下行流链接的传输率，直到建立同步为止。

3.如权利要求1所述的方法，包含如下步骤：将所述传输率减小到在所述中心站提供的配置文件中限定的传输率以下。

4.如权利要求1所述的方法，包含如下步骤：迭代地向所述中心站(1)反馈脉冲噪声保护和/或延迟的不同的数值，直到建立用于所述xDSL宽带传输服务的同步为止。

5.根据以上权利要求中的任一项所述的方法，其中：所述xDSL传输标准是ADSL、ADSL2、ADSL2+或者VDSL传输标准。

6.一种用于提供在中心站(1)与客户预置设备(2)之间的xDSL宽带传输服务的方法，该方法包含如下步骤：

启动在所述中心站(1)与所述客户预置设备(2)之间的握手过程；

在所述握手过程期间，确定具有限定的传输率的xDSL传输标准，用于提供所述xDSL宽带传输服务；

在所述握手过程期间，利用非标准信息字段来指示对在所述中心站(1)与所述客户预置设备(2)之间的非标准模式的支持；

在所述握手过程之后未在所述中心站(1)与所述客户预置设备(2)之间建立同步的情况下，通过减小所述传输率来启动所述非标准模式；

再次检查是否建立同步；

在未得到同步的情况下，在进一步的步骤中将所述传输率连续减小到在所述xDSL标准中限定的最低传输率以下，直到为所述宽带传输服务建立同步为止；以及

向所述中心站反馈关于本地回路的诊断信息。

7.如权利要求6所述的方法，包含如下步骤：将所述传输率减小到在所述xDSL标准中限定的最低传输率以下。

8.如权利要求6或者7所述的方法，包含如下步骤：将所述传输率减小到在所述中心站提供的配置文件中限定的传输率以下。

9.一种常驻网关(6)，包含用于执行根据以上权利要求中的任一项所述的方法的中间件。

10.如权利要求9所述的常驻网关(6)，其中：在所述常驻网关(6)的存储器中，实现所述非标准模式来否决所述中心站(1)提出的配置文件。