CN1794766A - 内部布线问题的测试方法和设备 - Google Patents

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CN1794766A CNA2005101376272A CN200510137627A CN1794766A CN 1794766 A CN1794766 A CN 1794766A CN A2005101376272 A CNA2005101376272 A CN A2005101376272A CN 200510137627 A CN200510137627 A CN 200510137627A CN 1794766 A CN1794766 A CN 1794766A
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Abstract

为了测试内部布线问题，自动且远程地调整上行传输配置文件，并且测量指示内部布线问题的。所反应的下行参数修改。

Description

内部布线问题的测试方法和设备
技术领域
本发明涉及检测内部布线问题的测试方法和设备，例如在xDSL网络中。
背景技术
缩写词xDSL代表数字用户线技术族，其允许通过本地环路来高速接入互联网和多媒体服务，例如视频、游戏等，所述本地环路典型地通过简单的双绞线将CP(客户端)连接到CO(中心局)。在CO的xDSL收发信机通过本地环路与在CP的xDSL收发信机进行通信，其中CO是例如DSLAM(数字用户线接入复用器)或DLC(数字环路载波)的用户线路集中器，CP是例如DSL调制解调器或路由器的用户调制解调器。在用户调制解调器之后，通常由终端用户自己来安装内部布线。该内部布线经常不符合推荐的安装规则。这种不适当的内部布线安装实施的后果通常是CO和CP之间的xDSL链路较差的性能和可靠性：低比特速率、高误码率(BER)、数据分组的丢失、连接的丢失和服务的中断。这种较差性能的xDSL连接不适于高带宽、实时服务，例如通过xDSL的视频分配或交互式电视，这导致电信运营商潜在收入的降低。
由于数十个本地环路向客户提供了到POTS(通常电话业务，Plain OldTelephony Service)的接入，所述本地环路是两个双绞铜线构成的传输线路，也称为非屏蔽双绞线。通过本地环路传输的POTS信号是模拟的，并且包括在直到4kHz的频带中，其对应于话音的频谱内容。xDSL采用了高于4kHz直至几MHz的频带，POTS不使用该频带。高于4kHz的频带包括从CO到CP传输的下行信道和从CP到CO传输的上行信道。下行信道和上行信道的特性(如非对称或对称、时域双工或频域双工、单载波或多载波等)和大小(可达到的比特速率或容量)，取决于xDSL的特征：例如ADSL(非对称数字用户线)、SDSL(对称数字用户线)、HDSL(高速数字用户线)、VDSL(甚高速数字用户线)、…
为了分离使用相同的双绞线的POTS和ISDN服务，例如指定了每个电话机(即POTS或ISDN终端)的安装规则必须在POTS分离器(splitter)之后被连接，该分离器包括用于POTS频带的低通滤波器和用于DSL频带的高通滤波器。主要内部布线问题之一是缺少POTS分离器。这样，POTS电话、传真设备、…和xDSL调制解调器或路由器被并行地连接，而在合适的位置没有分离器。一些电话是透明的，但是许多电话导致了ADSL频带中的非线性效应，由此降低了ADSL连接的性能。
另一个经常遇到的问题是低质量的内部布线。当环路电缆质量较差时，铜线中存在许多无线干扰：无线广播在铜线上以窄带方式产生了不期望的噪声，其称为DSL共用(community)中的RFI或无线频率干扰。通常，这是由于不充分的屏蔽和内部电缆缠绕所引起的。多数内部网络遭受到上述情况，但有时也因为运营商电缆自身质量较低，尤其是在像美国使用的架空布线的情况下。这种RFI影响了ADSL的性能，这是因为其降低了能够通过ADSL来达到的可用SNR(信噪比，因此，其降低了比特量(或数据速率))。
内部布线导致的另一个问题是脉冲噪声。当将ADSL调制解调器用于低速互联网接入时，例如500kbit/s到1Mbit/s服务，该调制解调器的噪声容限通常较大。较大的噪声容限意味着在线路上会发生很高的噪声峰值(进入的噪声)而不会实际上中断服务。用于通过所述ADSL连接来传输互联网数据的TCP/IP协议，也能够重复恶化的或丢失的IP分组。因此，质量在终端处始终是可接受的。当采用高速互联网接入时，噪声容限显然会降低，并且进入的噪声脉冲更加影响了传输。所述问题可能很严重，以至于很多IP分组恶化并需要被重复、用户感觉到较低的性能。甚至更差的是：对于互联网上的视频或高带宽实时服务，用户需要高数据速率并且不可能进行分组重复。线路上的脉冲噪声所引起的任何传输错误目前导致了丢失的IP分组。在视频的情况下，这会导致大约1/10秒持续时间的画面静止。如果这发生的过于频繁，则用户将投诉其DSL服务上的视频质量低。目前不可能通过以低比特速率被同步的CP和CO调制解调器，来测量这种脉冲噪声。所述脉冲噪声通常来自内部布线。电缆以某种方式被缠绕，因此或多或少地存在对进入噪声的抗扰性。然而，大量的共模噪声在线路上被捕获并且随时间波动很大。内部布线没有很好地平衡，并且会发生共模到差模的转换。因此，进入CP调制解调器的共模噪声被转换为差模噪声。在该领域，主要在美国，使用了特殊类型的共模，例如Pulse/Excelsus公司的L-222RJDP滤波器。目标是在共模信号进入室内之前滤除沿环路捕获的共模信号。然而，脉冲噪声也可以直接由内部布线自身来收集。这主要是当终端用户安置非缠绕内部线路时的情况。
当前，内部布线问题的检测需要对内部布线分析的人为干预。向终端用户住所派遣技术员来检查内部布线是否符合安装规则，然而这很不便利并且成本很高。
此外，“自装”型的xDSL安装实现了xDSL连接的低成本、大规模部署，因此电信运营商的维护活动正在出人意料地猛增。许多xDSL终端用户联系这些xDSL运营商的客户服务中心来投诉xDSL连接问题或低性能的xDSL连接。
发明内容
本发明的目的是提供用于大规模检测内部布线问题的测试方法和测试设备，而不必向用户住所派遣技术员，并且不必依赖不便利的、人工的且易出错的程序。
根据本发明，通过测试网络中的内部布线问题的方法，以及用于测试网络中的内部布线问题的设备，实现了所述目的。其中，所述网络包括用户线路集中器、用户线路、用户调制解调器和内部布线，并且所述设备包括用于自动且远程调整上行传输配置文件的装置，以及用于观测指示内部布线问题的、所反应的下行参数修改的装置
实际上，通过远程(即从运营商侧)调整或修改上行传输参数，例如功率屏蔽(mask)(在上行频带上的发射功率的分配)或载波屏蔽(在多载波编码的情况下)，可以观测在内部布线所导致的非线性效应情况下的下行参数中的反应结果。该观测可以在CP侧或CO侧进行，例如通过分析下行参数修改，该修改由CP注册并报告给CO。如果观测到某种下行参数修改，则结论是存在内部布线问题。根据所强加的上行传输配置文件(profile)和所观测的下行信道中的反应，本发明更先进的实施例能够在内部布线问题的几个种类之间进行区分。
可选地，上行传输配置文件调整可以涉及功率和/或载波屏蔽调整。
因此，通过播放一系列具有不同上行传输PSD(功率谱密度)和/或不同上行载波屏蔽(在多载波上行线路编码的情况下)的上行配置文件，CP处的下行接收中可观测的变化，例如信噪比的变化，可以作为内部布线问题的指示。
同样可选地，所观测的下行参数可以是SNR(信噪比)。
实际上，根据被强加配置文件(例如所强加的功率和载波屏蔽)的CP调制解调器所传输的上行信号，将例如在缺少分离器时进入电话机，并且在不用于处理DSL信号的高频的半导体上产生互调。互调导致了噪声，该噪声干扰了CP调制解调器处的下行信号的接收，因此，在下行信道中的被测量SNR变化会引出内部布线问题的结论，如缺少分离器。
在此应当指出，通过直接从CP调制解调器获得SNR信息，能够观测SNR的变化。例如，如果CP调制解调器是ADSL2或ADSL2+调制解调器，其已经针对在相关标准规范中定义的目的而测量了该SNR(规范ITU-TG.992.3和ITU-TG.992.5)，或者其例如以诊断模式来收集SNR信息。作为选择，配置文件之间的NM(噪声容限)差值可以被观测，或者其它参数可以被观测，SNR信息可以从所述观测中被间接地推断，例如在ADSL1调制解调器(符合规范ITU-TG.992.1)的情况下，CP调制解调器不直接测量SNR。
定义了根据本发明的测试方法的不同实施例。
实际上，通过应用了以标称功率电平的第一上行PSD屏蔽和以标称功率电平-3dB的第二上行PSD屏蔽，并且通过观测下行信道中SNR的变化，检测分离器的缺少是可能的。
定义了根据本发明的测试方法的另一个不同实施例。
实际上，当应用上行传输配置文件时，其中，所有奇数上行载波被屏蔽，互调产物仅能够在偶数载波被发现。通过观测奇数和偶数下行载波之间的SNR差值，检测分离器的缺少是可能的。
定义了根据本发明测试方法的又一个不同实施例。
实际上，当应用上行传输配置文件时，其中，索引不是4的整数倍的所有上行载波被屏蔽，互调产物仅能够在索引为4的整数倍的载波上被发现。通过观测索引为4的整数倍的下行载波和其它下行载波之间的SNR差值，检测分离器的缺少是可能的。
定义了根据本发明测试方法的又一个不同实施例。
实际上，当应用上行传输配置文件时，其中，上行载波的大约3/4被屏蔽，并且例如仅围绕单音16的八个上行载波保持激活，缺少分离器将导致下行载波范围中的SNR变化，该下行载波的索引中心大约为16的倍数。
定义了根据本发明测试方法的另一个不同实施例。
实际上，当使用一系列两个上行测试传输配置文件时，第一配置文件仅占用DSL频谱的最低部分，并且第二配置文件占用DSL频谱的最高部分，并且通过强制CP调制解调器向所有载波填充比特以获得很低的目标噪声容限(例如3dB)，并且将该调制解调器置于针对RFI噪声的最恶劣条件中，下行比特加载可以被用作SNR映像(image)。这样，检测较差质量的内部布线成为可能，这是因为当电缆质量较差时，铜线中进入了许多无线频率干扰(RFI)。通常，电缆的不充分屏蔽和/或不充分缠绕造成了低质量。通常，内部网络遭受到上述情形，但也可能是运营商的铜线自身有这种问题，尤其是在像美国使用的驾空布线的情况下。由于RFI降低了可用SNR，因而其影响了下行DSL。因此，RFI降低了可以在下行信道中传输的比特量(数据速率)，这在下行比特加载中被反映出来。由于SNR不是像例如运营商的可读参数那样始终可用，可以强制调制解调器向所有载波填充比特，以使比特加载成为SNR的直接映像。
定义了根据本发明测试方法的又一个不同实施例。
实际上，当应用一系列两个上行测试传输配置文件时，第一配置文件仅占用DSL频谱的最低部分，并且第二配置文件占用DSL频谱的最高部分，并且通过强制CP调制解调器以获得很低的目标噪声容限(如3dB)，并且针对脉冲噪声将调制解调器置于最恶劣条件，通过观测作为脉冲噪声测量(线路上的噪声峰值)的错误计数器(FEC、CV、ES、SES和UAS)的演化，来检测不平衡的内部布线或者缺少共模滤波器。线路上出现的脉冲噪声可以被表征为：例如其频率、电平、短或长脉冲…，并且利用所述信息，运营商能够预测该线路是否足以实现例如高速互联网或视频服务。另外，其使得运营商能够为CP调制解调器中的错误纠正机制的配置发布建议，或者能够发布建议以在终端用户住所安装共模滤波器。
应当指出，根据本发明的测试方法的以上不同实施例，可以被顺次组合成为根据本发明测试方法的增强变型，其能够在不同种类的内部布线问题之间进行检测或甚至进行区别，所述问题例如是缺少分离器、低质量的内部布线、不平衡的内部布线、非缠绕的内部布线等。
本发明具体地用于DSL接入节点，例如ADSL DSLAM或VDSLDSLAM，以及用于xDSL网络中的网络分析器，但不能以相同的优点应用于DLC网络、光网络或者用在那些网络中任一个的ASIC。
附图说明
通过参考下面结合附图对本发明实施例的描述，本发明的上述和其它目的和特征将变得更加显而易见，并且本发明本身将被最好地理解，所述附图示出了其中实现了本发明实施例的ADSL网络。
具体实施方式
附图描述了非对称数字用户线(ADSL)网络，其中，中心局1(DSLAM或CO)中的中心局ADSL调制解调器，经由双绞铜用户线路4被连接到客户端ADSL调制解调器2(调制解调器或CP)。在客户端，分离器3(SPLIT)被置于用户线路终端，具有输入/输出端口的分离器3分别连接到调制解调器3和电话机5(POTS电话)。在用户住所，不同的PC 6和7经由局域网8(LAN)被连接到调制解调器2，以便所述PC能够共享朝向中心局的ADSL连接。在运营商侧，网络分析器9(NA)被耦合到中心局1，该网络分析器例如是运行在计算机上的网络诊断和分析软件工具。
为了使操作ADSL网络的电信运营商客户服务中心的技术员工的工作变得容易，在网络分析器9中实现了用于检测内部布线问题的测试工具，所述问题例如是分离器3的缺少或故障、内部布线的不充分缠绕或屏蔽、共模滤波器的需要等。该测试工具是软件模块，其能够访问中心局调制解调器和客户端调制解调器的调制解调器器参数(MIB或管理信息库)，并且其能够远程且自动地利用不同上行传输PSD和/或不同上行载波屏蔽，来在CP调制解调器2上强加一系列上行传输配置文件，同时观测下行信道中的SNR的变化。这种软件模块针对检测内部布线问题的三个种类：检测分离器或内嵌式(inline)滤波器的缺少、低质量内部布线的检测以及不平衡内部布线的检测。
为了检测分离器或内嵌式滤波器的缺少，测试软件在CP调制解调器2上强加了第一上行传输测试配置文件，其中，具有奇数索引的所有上行载波被屏蔽，即不传输所述载波。如果POTS电话5在没有中心分离器3或者分布式内嵌滤波器的情况下被连接到双绞线4，则根据被强加第一传输测试配置文件的CP调制解调器2所传输的上行信号将进入POTS电话5，并且在不用于处理被传输ADSL信号高频的半导体上产生了互调。该互调导致了噪声，该噪声干扰CP调制解调器2处的下行信号接收。由于所有上行奇数载波被屏蔽，因此该互调产物仅能够在偶数载波上被发现。所述测试软件因而将观测奇数载波的SNR和下行信道中的偶数载波。另外，假设符合ADSL2并具有环路诊断能力的CP调制解调器2，与测试软件共享了在下行载波上所测量的SNR值。所述测试软件分析这些SNR值，并且得出这样的结论：当奇数和偶数的下行载波之间的SNR差值超过某个门限时，缺少中心分离器3或内嵌式滤波器。
其次，为了检测低质量的内部布线，所述测试软件在CP调制解调器2上强加了第二上行传输测试配置文件，其中，仅使用了ADSL上行频谱的下半部分(上半部分被屏蔽)，并且强加了第三上行传输测试配置文件，其中，仅使用了ADSL上行频谱的上半部分(下半部分被屏蔽)。所述第二和第三上行传输测试配置文件二者都具有很低的目标噪声容限(如3dB)，例如针对RFI噪声将CP调制解调器2置于较恶劣的条件中。由于内部布线的不充分屏蔽或缠绕，无线频率干扰(RFI)将进入双绞铜线4。这种RFI将影响可用的SNR，并且也因此影响了可以在该下行信道中被传送的数据速率或比特量。因此，通过并行地强加第二和第三上行传输测试配置文件，所述测试软件将再次分析在下行载波上所测量的SNR值，或者可选地强制调制解调器向所有下行载波填充比特。如此获得的比特加载将是SNR的直接映像。当SNR或比特加载基本上在第二和第三配置文件之间不同时，所述测试软件将断定内部布线的质量较差。
第三，为了检测不平衡的内部布线，所述测试软件在CP调制解调器2上强加了第四上行传输测试配置文件，其中，仅使用了ADSL上行频谱的下半部分(上半部分被屏蔽)，并且强加了第五上行传输测试配置文件，其中，仅使用了ADSL上行频谱的上半部分(下半部分被屏蔽)。所述第四和第五上行传输测试配置文件二者都具有很低的目标噪声容限(如3dB)，例如针对脉冲噪声将CP调制解调器2置于较恶劣的条件中。由于不平衡的内部布线，在线路4上所捕获的共模噪声被转换为差模噪声，并且进入CP调制解调器2。这种类型的噪声随时间波动很大，并且因而代表了能够导致分组恶化、分组丢失和服务性能降级的脉冲噪声，尤其是对于不可能进行分组重复的如视频的高带宽、实时服务。当强加了第四和第五上行传输测试配置文件时，所述测试软件将观测并且分析代表了脉冲噪声电平的参数，如比特错误计数器的演化。所述测试软件使用比特错误的频率、级别(level)和持续时间来预测内部布线是否充分平衡。如果不充分平衡，则可以发布建议以安装共模式滤波器，从而在沿线路4捕获的共模信号进入内部网络之前将其滤除。
尽管上面基于五个上行测试配置文件以及要观测且分析的如SNR、比特加载和错误计数器的指定下行参数，描述了本发明的实施例，然而本发明的范围不限于任何特定数量的上行传输配置文件、执行所述上行传输配置文件的特定顺序，以及应用所述上行传输配置文件时所观测的任何特定下行参数。这些是在其网络中使用所述工具的测试工具开发者或操作者能够进行的选择。可能地，甚至可以向操作者提供上行传输配置文件的某些设计控制，以及通过与该测试工具一起提供的即插即用型软件的被观测参数。
由于所述测试软件，避免了操作人员在用户住所的创造。可以向操作员建议检查其内部布线或在正确的位置插入分离器、内嵌式滤波器或共模滤波器。内部布线是客户的责任，因此根据本发明的诊断测试工具允许以较低成本来更好地区分运营商和客户的责任。能够主动地检测失败和服务降级，这带来了提高的服务可靠性和客户满意度。所述测试可以在初始化时自动进行或者特地进行，例如当用户联系运营商服务中心来投诉服务质量时。运营商也可以有规律地主动运行所述测试，例如一月一次。
作为选择而位于网络分析器9中，根据本发明的测试软件可以是CO调制解调器软件或DSLAM软件的一部分。其可以是与其中集成了CO调制解调器的ASIC相关联的固件。可选地，其功能可以在位于中心局1的线路卡上的硬件中、在中心局1的各个测试卡上，或者甚至在连接到中心局1的各个测试硬件中，被部分地或完整地实现。
尽管以上参考了ADSL(用于通过双绞电话线传输的非对称数字用户线技术)，然而本领域的技术人员应当认识到，本发明能够以相同的优势应用于基于电缆、基于光纤或基于无线的接入系统，其中不同的接入复用器经由可能受较差内部布线实施影响的光缆或无线链路，聚集来自和到大量接入用户的业务。因此，接入复用器可以可选地是PON OLT(无源光网络线路终端)、微DSLAM或者服务于少量ADSL或VDSL用户的光纤馈送的远程机箱、DLC(数字环路载波)等。
另外注意，以上按照功能描述了本发明的实施例。根据所述功能描述，如何开发本发明的实施例对于电信硬件和/或软件设计领域的技术人员而言是显而易见的。
尽管上面结合指定设备描述了本发明的原理，应当清楚地理解到，所述描述仅作为例子并且不作为对权利要求范围的限制。

Claims (21)

1.一种测试网络中的内部布线问题的方法，所述网络包括用户线路集中器、用户线路、用户调制解调器和内部布线，
其特征在于，所述方法包括自动且远程调整上行传输配置文件，以及观测指示内部布线问题的、所反应的下行参数修改。
2.根据权利要求1的方法，
其特征在于，所述上行传输配置文件包括上行信道的功率和/或载波屏蔽。
3.根据权利要求1或2的方法，
其特征在于，所述下行参数修改包括下行信道中的信噪比变化。
4.根据权利要求3的方法，
其特征在于，当观测所述下行信道中的信噪比变化时，应用了以标称功率电平的第一功率屏蔽和以标称功率电平-3dB的第二功率屏蔽。
5.根据权利要求3的方法，
其特征在于，屏蔽具有奇数索引号码的所有上行载波，并且观测具有奇数和偶数索引的下行载波之间的信噪比差值。
6.根据权利要求3的方法，
其特征在于，屏蔽具有索引号码是四的倍数的所有上行载波，并且观测具有索引号码是四的倍数的下行载波与其它下行载波之间的信噪比差值。
7.根据权利要求3的方法，
其特征在于，屏蔽具有在大约十六的间隔之外的索引号码的所有上行载波，并且观测在具有大约十六的倍数的间隔之内的索引号码的下行载波与其它下行载波之间的信噪比差值。
8.根据权利要求3的方法，
其特征在于，强制向所有上行载波填充比特，并且作为对信噪比的测量来观测比特加载。
9.根据权利要求3的方法，
其特征在于，第一传输配置文件占用了上行频谱的最低部分，并且第二传输配置文件占用了上行频谱的最高部分，并且作为对信噪比的测量来观测比特负载。
10.根据权利要求1的方法，
其特征在于，第一传输配置文件占用所述频谱的最低部分，并且第二传输配置占用所述频谱的最高部分，并且观测错误计数器的演化。
11.一种用于测试网络中的内部布线问题的设备，所述网络包括用户线路集中器、用户线路、用户调制解调器和内部布线，
其特征在于，所述设备包括用于自动且远程调整上行传输配置文件的装置，以及用于观测指示内部布线问题的、所反应的下行参数修改的装置。
12.根据权利要求11的设备，
其特征在于，所述设备被集成在所述用户线路集中器中。
13.根据权利要求12的设备，
其特征在于，所述用户线路集中器是数字用户线接入复用器。
14.根据权利要求12的设备，
其特征在于，所述用户线路集中器是数字环路载波。
15.根据权利要求12的设备，
其特征在于，所述用户线路集中器是光纤聚集器。
16.根据权利要求11的设备，
其特征在于，所述设备被集成在一个或多个专用集成电路中。
17.根据权利要求11的设备，
其特征在于，所述设备被集成在网络分析器中。
18.一种数据承载介质，其承载了一个或多个计算机可读代码段，用来控制处理设备以执行根据权利要求1到3中任一个的方法。
19.一种计算机程序产品，其用于在计算机系统上执行根据权利要求1到3中任一个的方法。
20.一种用于测试网络中的内部布线问题的中心局产品，所述网络包括用户线路集中器、用户线路、用户调制解调器和内部布线，
其特征在于，所述中心局产品包括用于自动且远程调整上行传输配置文件的装置，以便能够在所述用户调制解调器处观测指示内部布线问题的、所反应的下行参数修改。
21.一种用于测试网络中的内部布线问题的用户调制解调器产品，所述网络包括用户线路集中器、用户线路、用户调制解调器和内部布线，
其特征在于，所述用户调制解调器产品包括用于应用远程调整的上行传输配置文件的装置，以及用于自动观测指示内部布线问题的、所反应的下行参数修改的装置。
CNA2005101376272A 2004-12-24 2005-12-26 内部布线问题的测试方法和设备 Pending CN1794766A (zh)

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