CN114207986A - 反向供电的无线分配点 - Google Patents

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Abstract

示例描述了一种操作具有诸如4G或5G连接的无线回程连接的分配点单元(DPU)的方法。分配点单元是由所连接的用户线路反向供电的。无线回程连接所使用的无线电配置(天线的数量、频率等)是根据来自用户线路的可用电力切换的。可用电力的变化可以触发切换成新的无线电配置。如果可用电力足够，则可以切换成较高功率的无线电配置，较高功率的无线电配置可以实现较高的容量(数据速率)。类似地，当可用电力下降时，可以切换成恰当的低电力无线电配置。

Description

反向供电的无线分配点
技术领域
本发明涉及反向供电的无线分配点。
背景技术
提供诸如VDSL2和G.fast的高速固定宽带服务取决于使宽带客户处所设备(CPE)与分配点单元(DPU)之间的铜线对的长度最小化，该铜线对在分配点单元(DPU)处终止。通常利用光缆将DPU连接至电话交换机。随着铜线的长度减小，线路速度提高，因此存在将DPU定位得更靠近客户以将DPU从机柜移动至例如电线杆甚至移动至客户处所的外墙上的动机。然而，将新的光纤安装至这些位置对于网络运营商或基础设施提供商来说是昂贵且耗时的。
反向电力馈送(RPF)是一种标准化技术(参见ETSI TS 101548)，其允许将电力从CPE发送至DPU以便向DPU供电。这通过去除DPU的电力依赖性来简化部署。尽管如此，光纤仍然需要从交换机安装至DPU。
发明内容
本发明的示例的目的是提供一种操作具有高容量无线回程的分配点的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种操作分配点单元的方法，该分配点单元具有无线回程连接以及到相应客户处所设备的一个或更多个电线接入连接，所述分配点单元是由所述一个或更多个电线接入连接供电的，所述方法包括以下步骤：
确定能够从所述一个或更多个电线接入连接到分配点的可用电力；以及
基于所确定的可用电力，将无线回程连接从第一无线配置切换成第二无线配置，其中，第一无线配置和第二无线配置具有不同的电力利用。
第二无线配置可以具有不大于可用电力的电力利用。第二无线配置可以具有比第一无线配置高的电力利用。第二无线配置可以具有比第一无线配置低的电力利用。
第一无线配置和第二无线配置可以具有不同的数据速率。
该分配点单元还可以包括有线回程连接，并且无线回程连接的可用电力可以被减少有线回程连接所需的电力。
根据本发明的另一方面，提供了一种分配点单元，该分配点单元具有无线回程连接以及到相应客户处所设备的一个或更多个电线接入连接，所述分配点单元是由所述一个或更多个电线接入连接供电的，并且所述分配点单元被适配为：
确定能够从所述一个或更多个电线接入连接到分配点的可用电力；以及
基于所确定的可用电力，将无线回程连接从第一无线配置切换成第二无线配置，其中，第一无线配置和第二无线配置具有不同的电力利用。
本发明的示例提供使用固定网络分配点的传统的固定铜线路宽带服务(DSL、VDSL、G.fast等)，但是该固定网络分配点使用高容量蜂窝无线电技术回程到核心网络。通过利用可以从反向供电的用户线路获得的可用电力来缩放无线电收发器能力从而缩放回程容量。
这种解决方案可以导致更快的固定宽带服务的更迅速部署，该固定宽带服务原本可能受到固定回程电路的限制(例如，到交换机的铜线长度或者将新的光纤铺设至分配点单元的经济费用)。利用来自用户线路的反向供电技术是特别有利的，这是因为不需要新的电力基础设施来向分配点单元供电，并且不需要新的光纤或昂贵的升级来提高向最终用户输送的宽带速度。可以以后安装光纤回程，以根据需要替换无线回程。
附图说明
为了更好理解本发明，现在针对附图，仅通过示例的方式来进行说明，其中：
图1是示出了在本发明的示例中具有被连接至分配点单元的多个客户处所的DSL网络的系统图；
图2是示出本发明的示例的分配点单元的主要组件的示意图；
图3是概括本发明的示例的步骤的流程图；
图4是示出各种无线电收发器配置及其关联的容量和电力需求的表格。
具体实施方式
本文中参照特定示例，对本发明进行描述。然而，本发明不限于这样的示例。
本发明的示例呈现了一种操作具有诸如4G或5G连接的无线回程连接的分配点单元(DPU)的方法。分配点单元是由所连接的用户线路反向供电的。无线回程连接所使用的无线电配置(天线的数量、频率等)是根据来自用户线路的可用电力进行切换的。可用电力的变化可以触发切换成新的无线电配置。如果可用电力足够，则可以切换成较高电力的无线电配置，较高电力的无线电配置可以实现较高的容量(数据速率)。类似地，当可用电力下降时，可以切换成恰当的低电力无线电配置。
图1例示了包括3个客户处所102a、102b和102c的电信网络100。客户处所102a、102b和102c中的各个客户处所是经由相应的电话线路104a、104b和104c连接至分配点单元(DPU)108的。所述电话线路中的各个电路线路是铜双绞线或铝双绞线。具体地，客户处所设备106a、106b或106c在客户处所端连接至所述线路中的各个线路的端部。
在该示例中，DPU 108位于电线杆上，但是也可以位于其它地方，诸如地下或街柜中。DPU 108包括例如通过4G、5G或者这两者的组合来向电话交换机112提供无线回程连接的无线无线电收发器。注意，为了最佳放置，可以将物理天线与DPU分开定位，并且经由诸如同轴线缆的适当连接而连接至DPU。DPU 108由一个或更多个连接线路来反向供电，这些连接线路是由它们相应的CPE供电的。类似地，可以将调制解调器212和收发器与DPU的其余部分分开定位，并且经由适当的以太网连接来连接。
电话交换机112包括数字用户线路接入多路复用器(DSLAM)(未示出)。DSLAM将诸如VDSL或G.fast的数字用户线路(DSL)服务提供给连接线路和关联的客户处所。
图2示出了本发明的示例中的DPU 108的主要组件。DPU 108包括：DSL用户端口202、电力管理模块204、处理器206、存储器208、上行链路接口210、蜂窝无线电调制解调器212、以及多个无线电收发器214、216和218。
DSL用户端口202是这样的接口，在该接口处，首先聚合了来自客户处所的物理层和下协议层逻辑连接，这通常是电话双绞线。
电力管理模块204能够从该解决方案的所有组成部分确定电力需求，并且能够监测通过连接CPE来输送的可用电力。能够确定每个端口所需的最小工作电力，并且导出可以向其它电路或组件提供的剩余电力预算。
处理器206执行来自所有组件的操作处理，并且基于由电力管理模块204提供的信息来执行确定最佳无线电配置的计算。
存储器208存储所有组件所需的持续性操作系统/代码和配置文件，并由处理器206进行访问。
上行链路接口210是通常为到核心网络的回程建立光纤或铜连接的地方。在本发明的示例中，上行链路接口210被路由至蜂窝无线电调制解调器212((或者与该蜂窝无线电调制解调器共享)，以用于通过无线回程连接将用户通信量继续转发至网络。蜂窝无线电调制解调器212和关联的无线电收发器214、216以及218(分别)负责处理为建立到较大区域的蜂窝基站站点(例如，交换机112)的无线无线电连接以连接回到核心网络所必需的无线电协议和物理无线电调制。调制解调器212可以控制多个收发器及其配置，以供与特定技术或射频一起最佳使用，如将在以下示例中描述的。
图3是概括操作DPU 108的步骤的流程图300。
处理开始于步骤302。
在步骤304中，电力管理模块204确定来自连接线路104a、104b以及104c的初始可用电力。然而，一些客户可以关掉他们的未使用的CPE，或者CPE可以出于某一其它理由而被关闭。电力将仅可从连接线路反向供电而获得，其中关联的CPE实际上在线(通电)。ETSI规范(TS 101548)阐述了用于在启动时发信号通知线路电阻率的协议，该线路电阻率取决于铜线的长度和质量。类验证功能提供DPU和CPE相互标识，从而给出由特定电流水平表示的签名分类。然后，CPE可以在高达60V的输出电压下输出高达该最大电流水平。DPU 108可以汲取和所需一样多的电力，直到由输出电压和最大电流给出的各个线路可以支持的最大值(例如，对于该线路，60V DC和250mA导致15VA～＝15W的支持电力)。
然而，不是来自各个CPE的所有的支持电力都可由DPU使用。连接活动(在线)用户线路的用户端口202中的各个用户端口将在工作中汲取电力。因此，初始可用电力等于各个线路(即，在线)所支持的电力的总和减去操作在线的用户端口所需的电力。
在步骤306中，基于初始可用电力来选择初始无线电配置。
图4示出了由DPU 108并且具体来说由无线电收发器214、216和218支持的不同无线电收发器配置402的示例的表格400。DPU 108可以选择和使用这些配置中的任一配置，其中各个配置402具有关联的峰值容量(带宽)404和工作电力需求406。它们的范围从具有150Mbps峰值容量和3W电力需求的简单4G单频带配置到具有远超过1Gbps峰值容量和33W电力需求的更复杂配置(诸如由5G mmWave、5G多频带和4G多频带的组合组成的配置)。参照图2，各个无线电配置可能涉及使用所述无线电收发器214、216以及218中的一个或更多个无线电收发器。因此，无线电配置之间的切换可以涉及接通/关闭所述收发器中的一个或更多个收发器，或者扩展收发器所指定的工作带宽或频率。
所选择的初始无线配置需要具有小于或等于初始可用电力的电力需求。因此，如果我们将所有已连接xDSL端口上的初始可用电力取为25W，则从表400所示的无线配置中选择的无线配置将是5G mmWave和5G多频带配置，其具有20W的电力需求和1Gbps的峰值容量。虽然初始可用电力也可以支持较低电力配置，但是在本发明的示例中通常选择具有最高容量的配置。
一旦完成启动过程，由此DPU确定连接CPE的检测、分类以及可用电力，DPU处理器206就从电力管理模块204读取无线调制解调器212可用的初始可用电力计算。基于该信息，处理器206确定可以支持的最佳无线收发器配置。然后，处理器206将适当的调制解调器配置文件写入存储器208，并且发起调制解调器启动过程。这里，调制解调器212由电力管理模块204提供电力，并且继续从存储器208读入该调制解调器的配置文件，以确定使用哪个无线电配置。这包括决定其应当扫描的哪些收发器214、216、218以及关联的无线电技术、频率以及带宽，并在随后的连接建立中向基站通告(例如，在交换机112处)。
一旦DPU 108具有所选择和可操作的初始无线电配置，然后就是连续监测阶段，其中，在步骤308中以与稍早在步骤304中相同的方式确定来自线路的反向可用电力。如果在可用电力中没有变化(步骤310)，则处理继续在步骤308中确定可用电力，直到在可用电力中有变化为止。一旦在步骤310中存在可用电力的变化，处理就转向步骤312。
在步骤312，进行检查以确定可用电力(来自步骤308)是否足以支持当前无线电配置。有时情况可能是这样的，即，自DPU 108被启动并且选择了初始无线电配置起，可用电力可能已经下降，使得可用电力可能不再足以支持初始无线电配置。如果在启动之后关闭所述CPE中的一个或更多个CPE，则可能发生这种情况，从而使DPU丧失一些反向电力。
如果不再有足够的可用电力来支持当前无线电配置，则处理转至步骤314。
在步骤314中，确定基于可用电力的新无线电配置。这就像在步骤306中那样，通过寻找具有小于或等于可用电力的电力需求的最高容量无线电配置来完成。将配置细节写入经更新的配置文件并存储在存储器208中。
在步骤316中，在处理转回至在步骤308开始的监测阶段之前，切换成新的无线电配置。
切换成新的无线电配置涉及蜂窝无线电调制解调器212释放到它所连接的蜂窝基站的连接，并且使用经更新的配置文件重新启动其连接建立过程。在实践中，DPU108还可以包括电池备份，这可以在可用电力下降之后并且在切换成新的无线电配置完成之前，在一定时段内保持用于支持任何给定的无线电配置的足够电力。这提供了到新无线电配置的更适度的切换。在没有类似的电池备份的情况下，DPU 108将被迫立即关闭使所述无线电收发器中的一个或更多个无线电收发器以降低电力消耗。在这种情况下，一些通信量将暂时丢失，直到上层协议稳定了通过剩余可用资源的连接。
然而，如果在步骤312中确定可用电力足以支持当前无线电配置，则处理转向步骤318。
在步骤318中，进行检查以确定是否存在可由可用电力支持的较高速率(与当前速率相比)无线电配置。如果可用电力增加，例如如果先前离线的CPE恢复在线从而提供附加的反向电力，那么这可能发生。
如果可以支持更高速率，则处理转向步骤314，在步骤316中进行切换之前，步骤314确定可以支持哪个较高速率的无线电配置。这些步骤如稍早在上面所描述的。处理然后转回至步骤308的监测阶段。
为了例示，如果可用电力从25W改变成35W，则有足够的电力来支持5G mmWave、5G多频带以及4G多频带的最高速率无线电配置，其具有超过1Gbps的峰值容量。
在步骤318中，如果确定无法支持较高的速率，则处理转回至在步骤308开始的连续监测。
在本发明的另一示例中，回程连接是通过混合有线和无线回程连接提供的。有线连接例如可以是光纤或铜，如同在典型的ADSL或VDSL/G.fast布置中那样。然而，如上所述，还提供了无线回程。可以将无线回程用于负载共享，或者如果有线回程连接失效则作为故障备援(failover)选项。
在这种混合布置中，来自反向供电的可用电力将需要在有线回程连接与无线回程连接之间进行共享。因此，在可以确定无线无线电配置之前(在步骤314中)，代替地，无线无线电配置的可用电力被减少有线连接所需的电力。
本发明的示例性实施方式至少部分地是由可以以应用程序数据具体实施的可执行计算机程序代码来实现的。当将这样的计算机程序代码加载到DPU 108的存储器208中时，其提供能够执行根据本发明的上述示例性实施方式的方法的至少一部分的计算机程序代码结构。
本领域技术人员将意识到，所引用的计算机程序结构可以对应于图3所示的流程图，其中流程图的各个步骤皆可以对应于至少一行计算机程序代码，并且这样与DPU108中的处理器206组合来提供用于实现所述过程的设备。
通常，本文中应注意，虽然上面描述了本发明的示例，但是在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，存在可以对上述示例进行的许多变型例和修改例。本领域技术人员将认识到对所述示例的修改。

Claims (7)

1.一种操作分配点单元的方法，所述分配点单元具有无线回程连接以及到相应客户处所设备的一个或更多个电线接入连接，所述分配点单元是由所述一个或更多个电线接入连接供电的，所述方法包括：
确定从所述一个或更多个电线接入连接到所述分配点的可用电力；以及
基于所确定的可用电力，将所述无线回程连接从第一无线配置切换成第二无线配置，其中，所述第一无线配置和所述第二无线配置具有不同的电力利用。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二无线配置具有不大于所确定的可用电力的电力利用。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二无线配置具有比所述第一无线配置高的电力利用。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第二无线配置具有比所述第一无线配置低的电力利用。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述第一无线配置和所述第二无线配置具有不同的数据速率。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述分配点单元还包括有线回程连接，并且所确定的能够用于所述无线回程连接的电力被降低所述有线回程连接所需的电力。
7.一种分配点单元，所述分配点单元具有无线回程连接以及到相应客户处所设备的一个或更多个电线接入连接，所述分配点单元是由所述一个或更多个电线接入连接供电的，并且所述分配点单元被适配为：
确定从所述一个或更多个电线接入连接到所述分配点的可用电力；以及
基于所确定的可用电力，将所述无线回程连接从第一无线配置切换成第二无线配置，其中，所述第一无线配置和所述第二无线配置具有不同的电力利用。
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