CZ2004594A3

CZ2004594A3 - Způsob a zařízení pro určování margins datového přenosu pro síťové spoje

Info

Publication number: CZ2004594A3
Application number: CZ2004594A
Authority: CZ
Inventors: Frédéric Pythoud
Original assignee: Swisscom Fixnet Ag
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2005-01-12
Also published as: ATE355666T1; JP4037829B2; CA2466572A1; JP2005510127A; DE50112141D1; CN1322694C; US20050078744A1; WO2003043257A1; CZ302246B6; US7388945B2; EP1444802A1; CA2466572C; EP1444802B1; CN1613222A

Description

Způsob a zařízení pro určování margins datového přenosu pro sítové spoje

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a systému pro určování margins datového přenosu pro sítové spoje, přičemž je u způsobu a systému fyzikální délka sítového spoje mezi vysílačem a přijímačem známá. Zejména se způsob týká sítí, zakládajících se na spojích z měděných drátů.

Dosavadní stav techniky

Tradiční telefonní sítové služby, označované také jako POTS (Plain Old Telephone Service), spojují obvykle domácnosti a menší provozovny s rozváděči stanicí provozovatele telefonní sítě pomocí měděných drátů, které jsou kolem sebe omotány a označují se jako Twisted Pair. Ty byly původně myšleny k tomu, aby zajistily analogové signály, zejména přenosy zvuku a hlasu. Tyto požadavky se ale změnily, a to zejména s nástupem internetu a s ním souvisejících proudů dat, a značně se mění v současné době dále, a to na základě potřeby, aby se mohlo doma a/nebo v kanceláři pracovat v reálném čase a s multimediálními aplikacemi.

Datové sítě, jako jsou například intranet a internet, spočívají značně na tak zvaných Shared Medien, to znamená na paketově orientovaných LAN (Local Area Network) nebo WAN (Wide Area Network) technologiích a to jak pro širokopásmové • «·φ • · · • ···· « • · · · • · · · * · ·· · * • « · φ e · · • ·φ φφφ φφ ·

Backbone mezi Switches a Gates, tak i pro lokální sítové spoje s menšími šířkami pásma. Použití paketových manažerských systémů, jako například Bridges nebo Routers, je hodně rozšířené, aby se spojily lokální LAN - sítě s internetem. Internet Router musí být přitom schopen pakety, spočívající na nejrůznějsich protokolech, jako například IP (Internet Protocol), IPX (Internet Packet eXchange), DECNET, AppleTALK, OSI (Open System Interconnection) , SNA (IBM's System Network Architecture) atd., adekvátně přenést. Složitost takových sítí, aby se pakety mohly celosvětově rozvádět, je výzvou jak pro nabízitele služeb (Provider), tak i pro výrobce potřebného hardware.

Obvyklé LAN systémy pracují poměrně dobře při rychlostech přenosu dat přibližně 100 Mbps. Při přenosových rychlostech nad 100 Mbps nevystačí u většiny dnešních sítí prostředky sítového manažeru, jako je Packet-Switches, aby spravovaly přidělování šířek pásma (alokace) a uživatelských přístupů. Přirozeně byla potřeba na paketech spočívajících sítí pro přenos digitální informace, speciálně při krátkodobých přenosových špičkách, již dlouho známa. Takové sítě mají obvykle strukturu Point-To-Point, přičemž paket se vede od jednotlivého vysílače k jednotlivému přijímači takovým způsobem, že každý paket zahrnuje alespoň jednu cílovou adresu. Typickým příkladem pro to je známý IP-Header IP - datového paketu. Sít reaguje na datový paket tím, že paket vede k adrese přiřazeného Headers. Na paketech spočívající sítě by se také mohly využívat k tomu, aby přenášely datové typy, které vyžadují kontinuální tok dat, jako jsou zvukové přenosy a audiopřenosy vysoké kvality nebo « · a · · ··· · ·· · • ···· a * * · · · ···· . a a · ···· *· · ·· ··· ·· · videopřenosy. Komerční využití sítí zejména vyžaduje, aby byl na paketech spočívající přenos současně možný i k více koncovým bodům. Příkladem pro to je tak zvaný Packet Broadcasting pro přenos videodat nebo audiodat. Tím se dá realizovat tak zvaný Pay-TV, to znamená zpoplatněný přenos Broadcast videodat pomocí sítě.

U další generace aplikací, jako jsou aplikace v reálném čase (Realtime) a multimediální aplikace s jejich velkou potřebou šířky pásma, která musí být navíc v každém okamžiku garantována, vsak paketově orientované sítě narážejí na své hranice. Tak by měla další generace síti mít možnost sítě dynamicky rekonfigurovat, aby tyto mohly uživateli vždy garantovat předem definovanou šířku pásma pro požadované a dohodnuté QoS parametry (Quality of Service). Tyto QoS zahrnují například garanci přístupu, přístupový výkon, chybovou toleranci, spolehlivost dat a obdobné parametry, mezi všemi možnými koncovými systémy. Nové technologie, jako například ATM (Asynchronous Transfer Mode) mají přitom pomáhat v dlouhodobém vývoji sítí vytvářet potřebné předpoklady pro privátní intranet, jakož i veřejný internet. Tyto technologie slibují ekonomičtější a měnitelné řešení pro takovéto, pomocí QoS parametrů garantované HighPerformance spoje.

Změna pro budoucí systémy se bude také zejména týkat toku dat. Tok dat dnes obvykle spočívá na modelu ServerClient, to znamená že data se přenášejí od mnoha klientů na, nebo jedním nebo více síťovými servery. Klienti obvykle nevytvářejí žádná přímá datová spojení, nýbrž spolu • 00* · · · 0 00000*

000· komunikují přes síťový server. Tento způsob spojení bude mít i nadále své opodstatnění. Navzdory tomu je třeba očekávat, že množství dat, která se přenášejí Peer-To-Peer, bude v budoucnu stoupat. Protože tímto konečný cílem sítí, aby vyhověly požadavkům, bude skutečně decentrální struktura, kde mohou všechny systémy pracovat jak jako server tak i jako klient, tak bude tok dat pomocí spojení Peer-To-Peer narůstat. Tím bude muset síť vytvářet více přímých spojení k různým Peers, přičemž se například počítače desktop přímo spojí pomocí Backbone - internetu.

Tím je jasné, že s budoucími aplikacemi bude stále důležitější, aby mohly být uživateli garantovány předem stanovitelné QoS - parametry a velké šířky pásma.

Pro přenos dat ke koncovému uživateli se zejména používají tradiční telefonní sítě (ΡΞΤΝ: Public Switched Telephone Network) a/nebo (PLMN: Public Land Mobile Network), které byly vlastně původně dimenzovány pro přímý přenos zvuku a nikoliv pro přenos takových množství digitálních dat. Přitom hraje při stanovování QoS parametrů, které Provider nebo nabízející telefonních služeb může uživateli garantovat, tak zvaná poslední míle rozhodující roli. Jako poslední míle se označuje trasa mezi poslední rozváděči stanicí veřejné telefonní sítě a koncovým uživatelem. Poslední míle sestává v nejméně případech z výkonných kabelů ze skleněných vláken, nýbrž většinou se zakládá na běžných kabelech z měděných drátů, jako například kabelech o průměru žil 0,4 nebo 0,6 mm. Kabely nejsou navíc všude položeny pod zemí v chráněné konstrukci zemního » · · • ·« · * vedeni, nýbrž sestávají také z nadzemních vedení na telefonních sloupech a obdobných konstrukcích. Tím vznikají doplňkové poruchy.

Dalším problémem pro určování maximálních QoS parametrů je tak zvaná problematika Crosstalk. Tento problém vzniká při modulaci signálu na vedení například od koncového uživatele k rozváděči stanici provozovatele telefonní sítě a obráceně. Pro modulaci digitálních signálů jsou ve stavu techniky známy xDSL - technologie (Digital Subscriber Line), jako jsou ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line), HDSL (High-data-rate DSL) nebo VDSL (Věry high speed Digital Subscriber Line). Zmíněný Crosstalk je fyzikální fenomén, který vzniká při modulaci dat přes měděný kabel. Sousední dráty měděného kabelu uvnitř jednoho měděného kabelu získávají přes elekromagnetický střídavý účinek párově dílčí signály, které jsou vytvářeny modemem. To vede k tomu, že xDSL - modemy, přenášené na sousedních drátech, jsou vzájemně rušeny. Rozlišuje se mezi Near-End Crosstalk (Next), který popisuje nechtěnou vazbu signálů vysílače (Transmitter) na jednom konci vůči signálům u přijímače (Receiver) na stejném konci, a Far-End Crosstalk (FEXT), který popisuje nechtěnou vazbu signálů při přenosu k přijímači na druhém konci, přičemž se signály při přenosu vazbí na signály sousedních párů měděných drátů a u přijímače se projevují jako poruchy (Noise).

Ačkoliv je dnes přístupných mnoho studií k xDSL Crosstalk, jako například Spectral management on metallic · · · · · ·*· · ; · ·.

• ···· · · · · · ···· • · ·· ·**:

g ·« · ·· ··· ·· · access networks; Part 1: Definitions and signál library, ETSI (European Telecomminications Standards Institute), TR 101 830, September 2000, je k dispozici vzhledem ke komplexnosti fenoménu Crosstalk a zbytkových poruchových parametrů v současné době málo použitelných, technicky jednoduše zvládnutelných a levných pomocných prostředků pro určování QoS parametrů pro určitého koncového uživatele v síti. Ve stavu techniky byly různými firmami, jako například Acterna (WG SLK-ll/12/22, Enigen u.A., Deutschland), Trend Communications (LT2000 Line Tester, www.trendcomms.com, Buckinghamshire, U.K.) a dalšími, navrženy dálkové měřicí systémy. Přitom se pomocí dálkových měřicích systémů určuje přímými měřeními maximální přenosová rychlost přes poslední míli: Na každé lokální rozváděči stanici telefonní sítě provozovatele (například ve Švýcarsku více tisíc) se instaluje digitální signálový procesor. Pomocí digitálního signálového procesoru se provádí tzv. single ended mesurement, protože u uživatele na druhé straně poslední míle nejsou zapotřebí žádné instalace přístrojů. Měření jsou ale principiálně také možná pomocí double ended mesurement. Přitom jsou ale instalace měřících přístrojů potřebné na obou koncích vedení.

Nevýhodou stavu techniky jsou však mezi jiným vysoké náklady vlivem nutných instalací dálkových měřicích systémů u každé lokální rozváděči stanice a nepřesně známá nejistota, popřípadě neznámé chyby u měření, protože měření se provádějí jen z jedné strany (single ended) a pro určení chyby by byla zapotřebí měření na obou stranách. Měření na obou stranách by ale nebyla proveditelná z personálních a « · · · ··· · • ·«·· · · · · · · • · · · * · · i * ·· ··· ·· * časových důvodů, ani vlivem výdajových nákladů. Rovněž tak ve stavu techniky chybí algoritmy s jejich hardwarovou nebo softwarovou realizací pro výpočet, popřípadě prognóza maximálně možných bitových rychlosti síťového spoje. Instalace dálkových měřicích systémů na několika málo početných centrálních rozváděčích stanicích místo lokálních koncových rozváděčích stanicích ukazuje, že měření jsou zatížena tak velkými nespolehlivostmi, že se pro určování maximálně možných rychlostí průchodu dat pro určité vedení ke koncovému uživateli nehodí.

Je úkolem tohoto vynálezu navrhnout nový způsob, systém a počítačový programový produkt pro určování margins datového přenosu pro síťové spoje, který nemá výše popisované nevýhody. Zejména by měly být margins a/nebo maximální bitové rychlosti pro určitého uživatele, popřípadě přípoj sítě, určovány rychle a flexibilně, aniž by musely být vynakládány neúměrné technické, personální a finanční náklady.

Podstata vynálezu

Podle daného vynálezu se tohoto cíle dosahuje zejména prvky nezávislých nároků. Další výhodná provedení vyplývají kromě toho ze závislých nároků a popisu.

Zejména se těchto cílů dosáhne pomocí vynálezu tím, že pro určování margins datového přenosu pro síťové spoje, přičemž je fyzikální délka určovaného síťového spoje mezi vysílačem a přijímačem známá, se v závislosti na přenosové . * · i · ·· * · · · * *··· · · · · · · · ···· , , * ·«*.

,· * ·· ··· ·· * frekvenci měří pro možné typy modemů pomocí zařízení na měření výkonu výkonové spektrum, a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky, že výpočetní jednotkou se pro různé fyzikální délky a tloušťky žil kabelů síťového spoje určuje útlum, a efektivní intenzity signálů u přijímače, opírajíce se o útlum, jakož i výkonové spektrum, přiřazené příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelů (tzn. průměrům žil v kabelu), se uchovávají v prvním souboru na datovém nosiči výpočetní jednotky, že v druhém souboru se na datovém nosiči výpočetní jednotky uchovává úroveň šumu, přiřazená příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelů síťového spoje, přičemž úroveň šumu se určuje pomocí výpočetní jednotky v závislosti na alespoň parametru Crosstalk a počtu zdrojů rušení, opírajíce se o výkonové spektrum, že výpočetní jednotka pomocí Gaussova transformačního modulu, opírajíce se o efektivní intenzity signálů prvního souboru a příslušné úrovně šumu druhého souboru, určuje pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování margins datového přenosu pro předem definovanou bitovou rychlost, a přiřazené příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelů síťového spoje, uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky, že výpočetní jednotka pomocí alespoň jednoho nebo více korekčních faktorů, opírajíce se o v paměti uložené margins datového přenosu, určuje efektivní margins datového přenosu, a přiřazené příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelů síťového spoje, uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky, přičemž korekční faktor zahrnuje střední odchylku v paměti uložených margins datového přenosu vůči efektivním margins datového přenosu, a/nebo equalizační faktor pro • « * ·· * , · · « · » ,, a · ·· ··· ·· korekci naladěni equalizéru, a že výpočetní jednotka, opírajíce se o v paměti uložené efektivní margins datového přenosu, určuje na základě známé fyzikální délky určovaného síťového spoje mezi vysílačem a přijímačem margin datového přenosu pro příslušný síťový spoj. Výhodou vynálezu je mimo jiné to, že způsob a systém poprvé umožňují jednoduché a rychlé určování margins datového přenosu, aniž by přitom musely být vynakládány značné technické, personální a časové náklady. Zejména se pomocí zmíněné korekce dají korigovat nespolehlivosti, aniž by, tak jako u dálkových měřicích systémů pro měření margins datového přenosu a/nebo bitových rychlostí u každé lokální rozváděči stanice, musela být u měření korigována různá, nepřesně známá nespolehlivost, popřípadě neznámá chyba, přičemž tato chyba je vlivem jednostrannosti (single ended) těžko vyhodnotitelná, protože pro stanovení chyby by byla potřebná oboustranná měření. Jak již bylo výše popsáno, zůstávají přitom náklady oproti stavu techniky malé. To platí jak pro provádění měření, tak i pro instalaci potřebných zařízení.

U jedné varianty provedení se v závislosti na přenosové frekvenci měří pro ADSL - a/nebo SDSL - a/nebo HDSL - a/nebo a/nebo VDSL - modemy výkonové spektrum. Možné SDSL - modemy mohou přitom zahrnovat alespoň jeden G.991.2 - modem a/nebo ADSL - modemy alespoň jeden G.992.2 - modem. Pomocí Gaussova transformačního modulu mohou být margins datového přenosu určovány pro alespoň modulace datového přenosu 2B1Q (2 Binary, 1 Quarterary) a/nebo CAP (Carrierless Amplitude/Phase Modulation) a/nebo DMT (Discrete Multitone) a/nebo PAM (Pulse Amplitudě Modulation). Také se může pomocí . · · · · ··· · · · » . ···. * · · · · · · ···· . · · · ···. ... ·· ··· ·» ·

Gaussova transformačního modulu určovat margins datového přenosu pro alespoň Trellis - modulační kódování. Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že se u xDSL modemů, u zmíněných modulací datového přenosu a Trellis modulačního kódování, používají běžné standardní technologie, které jsou běžně k dostání na trhu, a jejichž používání je velmi rozšířené jak v Evropě, tak i v USA a jiných zemích.

U jiné varianty provedení reprodukuje korekční faktor nelineární závislost vzhledem k fyzikální délce a/nebo tloušťkám žil kabelů, to znamená že korekční faktor může být znázorněn nelineární funkcí, například funkcí polynomu stupně vyššího než 1. Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že s ní mohou být zohledněny a korigovány mnohem komplexnější závislosti než s lineárními korekčními faktory.

Další varianta provedení zahrnuje počítačový programový produkt, který může být zaveden do interní paměti digitálního počítače a zahrnuje softwarové kódové úseky, kterými se provádějí kroky podle předcházejících variant provedení, jestliže produkt běží na počítači. Tato varianta provedení má tu výhodu, že umožňuje technickou realizaci vynálezu, která je jednoduše zvládnutelná a dá se používat bez velkých instalací.

Zejména se pro určování bitových rychlostí pro síťové spoje, přičemž je fyzikální délka síťového spoje mezi vysílačem a přijímačem známá, měří v závislosti na přenosové frekvenci pro možné typy modemů pomocí zařízení na měření * 9 · » 9999

9 >99 9 • 9 999

9 ·

9· ·

999

9 9 ·

9 · 9*·*

9 · *

výkonu výkonové spektrum a přenáší na datový nosič výpočetní jednotky, výpočetní jednotkou se pro různé fyzikální délky a tloušťky žil kabelů síťového spoje určuje útlum, a efektivní intenzity signálu u přijímače, opírajíce se o útlum, jakož i výkonové spektrum, přiřazené příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelů, se uchovávají v prvním souboru na datovém nosiči výpočetní jednotky, ve druhém souboru se úroveň šumu, přiřazená příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelu síťového spoje, uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky, přičemž úroveň šumu se určuje pomocí výpočetní jednotky v závislosti na alespoň parametru Crosstalk a počtu zdrojů rušení, opírajíce se o výkonové spektrum, výpočetní jednotka určuje pomocí Gaussova transformačního modulu, opírajíce se o efektivní intenzity signálů prvního souboru a příslušné úrovně Šumu druhého souboru pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování, bitové rychlosti pro předem definovaný margin datového přenosu, a bitovou rychlost, přiřazenou příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelů síťového spoje, uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky, výpočetní jednotka určuje efektivní bitové rychlosti pomocí jednoho nebo více korekčních faktorů, opírajíce se o v paměti uložené bitové rychlosti, a efektivní bitové rychlosti, přiřazené příslušným fyzikálním délkám a tloušťkám žil kabelu sítového spoje, uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky, přičemž korekční faktor zahrnuje střední odchylku v paměti uložených bitových rychlostí vůči efektivním bitovým rychlostem, a/nebo equalizační faktor pro korekci naladění equalizéru, a výpočetní jednotka, opírajíce se o v paměti uložené efektivní rychlosti, určuje na základě známé • · · « ·«·« * · ·· ···· a»· · ·· ··· ·· * fyzikální délky mezi určovaným síťovým spojem mezi vysílačem a přijímačem bitovou rychlost pro příslušný síťový spoj. Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že způsob a systém poprvé umožňují jednoduché a rychlé určování bitových rychlostí, aniž by přitom musely být vynakládány značné technické, personální a časové náklady. Zejména se dají pomocí zmíněné korekce korigovat nespolehlivosti, aniž by, tak jako u dálkových měřicích systémů pro měření margins datového přenosu a/nebo bitových rychlostí, musela být při měření u každé lokální rozváděči stanice korigována různá, nepřesně známá nejistota, popřípadě neznámé chyby, přičemž tyto chyby lze vlivem jednostrannosti (single ended) obtížně vyhodnotit, protože pro určení chyby by byla potřebná oboustranná měření.

U jedné varianty provedení se v závislosti na přenosové frekvenci měří pro ADSL - a/nebo SDSL - a/nebo HDSL - a/nebo a/nebo VDSL - modemy výkonové spektrum. Možné SDSL - modemy mohou přitom zahrnovat alespoň jeden G.991.2 - modem a/nebo ADSL - modemy alespoň jeden G.992.2 - modem. Pomocí Gaussova transformačního modulu mohou být margins datového přenosu určovány pro alespoň modulace datového přenosu 2B1Q a/nebo CAP a/nebo DMT a/nebo PAM. Také se může pomocí Gaussova transformačního modulu určovat margins datového přenosu pro alespoň Trellis - modulační kódování. Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že se u xDSL - modemů, u zmíněných modulací datového přenosu a Trellis - modulačního kódování, používají běžné standardní technologie, které jsou běžně k dostání na trhu, a jejichž používání je velmi rozšířené jak v Evropě, tak i v USA a jiných zemích.

• · · • ···· • · · · · ··· · • ···· · · · · · · • · · · · · ·· · ·· ···

U jiné varianty provedení zahrnuje korekční faktor nelineární závislost vzhledem k fyzikální délce a/nebo tloušťkám žil kabelů, to znamená že korekční faktor může být znázorněn nelineární funkcí, například funkcí polynomu stupně vyššího než 1. Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že s ní mohou být zohledněny a korigovány mnohem komplexnější závislosti než s lineárními korekčními faktory.

U další varianty provedení se pomocí Gaussova transformačního modulu určují bitové rychlosti pro margins datového přenosu mezi 3 a 9 dB. Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že rozsah mezi 3 a 9 dB umožňuje příjem s QoS parametry, vyhovujícími většině požadavků. Zejména umožňuje rozsah margins datového přenosu mezi 3 a 9 dB optimalizaci bitové rychlosti vzhledem k ostatním QoS parametrům.

U další varianty provedení se pomocí Gaussova transformačního modulu určují bitové rychlosti pro margins datového přenosu 6 dB. Tato varianta provedení má mezi jiným stejné výhody, jako předcházející varianta provedení. Zejména umožňuje, tak jako výše, margin datového přenosu 6 dB optimalizaci bitové rychlosti vzhledem k ostatním QoS parametrům.

Další varianta provedení zahrnuje počítačový programový produkt, který může být přímo zaveden do interní paměti digitálního počítače, a zahrnuje softwarové kódové úseky, s nimiž se provádějí kroky podle předcházejících variant i . · · · ··· · · · · . »«·· . · · · · · · ···· • · ·· ··*;

··· · ·· ·· ·· · provedení, jestliže produkt běží na počítači. Tato varianta provedení má tu výhodu, že umožňuje technickou realizaci vynálezu, která je jednoduše zvládnutelná a může být používána bez velkých instalací.

Na tomto místě budiž konstatováno, že se daný vynález vedle způsobu podle vynálezu vztahuje také na systém a počítačový programový produkt pro provádění tohoto způsobu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším blíže popsán a objasněn na příkladech jeho provedení podle připojených výkresů, které znázorňují na obr. 1 blokový diagram, který schematicky znázorňuje architekturu varianty provedení systému podle vynálezu pro určování margins datového přenosu, popřípadě bitových rychlostí pro sítový spoj 12 o určité fyzikální délce 13 mezi vysílačem 10 a přijímačem 11, na obr. 2 schematicky interakci Crosstalk mezi Near-End Crosstalk (Next) 51, který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 vysílače 10 (Transmitter) na jednom konci vůči signálům 50 u přijímače 11 (Receiver) na stejném konci, a Far-End Crosstalk (FEXT) 52, který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 při přenosu k přijímači 11 na druhém konci, přičemž signály 50 vazbí při přenosu na signály 50 sousedních párů měděných drátů a u přijímače 11 se projevují jako šum (Noíse), na obr. 3 schematicky přenosovou vzdálenost sítového spoje v závislosti na přenosové rychlosti (bitové rychlosti) pro ADSL - modemy, jak může být získána systémem podle vynálezu, přičemž vztahové značky 60 a 61 přitom • · · • ···· označují různá šumová prostředí, a na obr. 4 schematicky tak zvanou poslední míli veřejné telefonní sítě (PSTN: Public Switched Telephone Network) , jak typicky existuje mezi koncovým uživatelem doma a sítí, která má být dosažena přes veřejnou telefonní síť.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje architekturu, která se může použít pro realizaci vynálezu. U tohoto příkladu provedení pro způsob a systém pro určování margins datového přenosu a/nebo bitových rychlostí pro síťové spoje je fyzikální délka 13 určovaného síťového spoje 12 mezi vysílačem 10 a přijímačem 11 známa. Fyzikální délkou je míněna efektivní délka kabelu, tedy nikoliv například vzdušná vzdálenost mezi vysílačem 10 a přijímačem 11. Síťový spoj 12 sestává z analogového média, jako například z kabelů z měděných drátů. U tohoto příkladu provedení se například použily měděné kabely o průměru žil 0,4 nebo 0,6 mm, tak jak se typicky používají na poslední míli veřejné telefonní sítě (PSTN: Public Switched Telephone Network). Poslední míle se schematicky znázorňuje na obr. 4, Vztahová značka 70 přitom označuje Router k síti, který je přes například 10 BT Ethernet 77 a veřejnou telefonní síť (PSTN) spojen s Modem Terminál Server 71. Modem Terminál Server 71 je DSL Access Multiplexer (DSLAM) . Jak již bylo zmíněno, označuje vztahová značka 72 veřejnou telefonní síť (PSTN), ke které je například pomocí kabelu 78 ze skleněných vláken Modem Terminál Server 71 připojen. Dále je veřejná telefonní síť 79, resp. Modem Terminál Server 71, typicky spojena pomocí kabelu 79 z měděných drátů a přes telefonní • · · · · ··· · · · * * ·»·· · · · · · · · ♦··· » · ·· ···« **· · ·« ··· ·· · zásuvku 73 s modemem 74 osobního počítače (PC) 75. Vztahová značka 79 označuje přitom zmíněnou tak zvanou poslední míli od rozváděči stanice provozovatele telefonní sítě ke koncovému uživateli. Koncový uživatel 76 může tedy svým PC pomocí popsaného spojení přistupovat na Router 70. Obvyklá telefonní měděná vedení mohou například sestávat z 2 - 2400 párů měděných drátů.

Jsou ale představitelná i jiná analogová média, zejména měděné kabely s například jinými průměry žil. Musí být důrazně poukázáno na to, že sítové spoje 12 mohou mít nejen různé průměry, popřípadě tloušťky 141, 142, 143, 144, nýbrž že jednotlivý sítový spoj může sestávat z kombinace kabelů o různých průměrech žil nebo o různých tloušťkách, to znamená, že síťový spoj zahrnuje více dílců kabelů o různé tloušťce žil.

Výkonové spektrum PSD_Modem(f) se měří v závislosti na přenosové frekvenci f pro možné typy modemů 101, 102, 103, 104 pomocí zařízení 20 na měření výkonu, a převádí se na nosič dat pomocí výpočetní jednotky 30. Výkonové spektrum se také označuje jako Power Spectral Density (PSD) a reprodukuje pro určitou šířku pásma kontinuálního frekvenčního spektra celkovou energii určené šířky frekvenčního pásma dělenou určenou šířkou pásma. Dělení šířkou pásma odpovídá normování. PSD je tedy funkcí v závislosti na frekvenci f a je třeba jí normálně udávat ve Wattech na Herz. Pro měření výkonu pomocí zařízení 20 na měření výkonu u přijímače 11 se může například použít jednoduchý A/D převodník, přičemž napětí se přivádí přes

14«

I « I · i l « · I « « ♦ ,11' · · · · · · · odpor. Pro modulaci digitálních signálů na vedení 12 například od koncového uživatele k rozváděči stanici provozovatele telefonní sítě a naopak se mohou použít různé typy modemů. Ve stavu techniky jsou známy například xDSL technologie (Digital Subscriber Line), jejímiž dvěma hlavními zástupci jsou ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) a SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line. Dalšími zástupci xDSL - technologie jsou HDSL (High-data-rate DSL) a VDSL (Věry high speed Digital Subscriber Line). xDSL technologie jsou vysoce rozvinutá modulační schémata, aby na měděných vedeních nebo jiných analogových médiích modulovala data. xDSL - technologie se také často označují jako technologie poslední míle, právě proto, še obvykle slouží k tomu, aby spojily poslední rozváděči stanici telefonní sítě s koncovým uživatelem v kanceláři nebo doma, a nepoužívají se mezi jednotlivými rozváděcími stanicemi telefonní sítě. xDSL je natolik podobný ISDN (Integrated Services Digital Network) , než aby mohla operovat přes existující měděná vedení, a obě potřebují relativně krátkou vzdálenost k nejbližší rozváděči stanici provozovatele telefonní sítě. xDSL však poskytuje mnohem vyšší přenosové rychlosti než ISDN. xDSL dosahuje datové přenosové rychlosti až 32 Mbps (bps: bits per second) rychlosti Downstream (přenosová rychlost při příjmu dat, to znamená při modulaci) a 32 kbps až 6 Mbps rychlosti Upstream (přenosová rychlost při vysílání dat, to znamená při demodulaci), zatímco ISDN podporuje na kanál datové přenosové rychlosti 64 kbps. ADSL se stala v poslední době velmi populární technologií pro modulování dat přes měděná vedení. ADSL podporuje datové přenosové rychlosti 0 až 9 Mbps rychlosti Downstream a 0 až

· * · * · · · ····

9 9 9 • 9 *

800 kbps rychlosti Upstream. ADSL znamená asymetrické DSL, protože podporuje různé rychlosti Downstream a Upsteram. SDSL nebo symetrické DSL znamená na rozdíl od něho symetrické, protože podporuje stejné rychlosti Downstream a Upstream. SDSL umožňuje přenos dat až 2.3 Mbps. ADSL vysílá digitální impulsy ve vysokofrekvenční oblasti měděných kabelů. Protože tyto vysoké frekvence se při normálním přenosu zvuku ve slyšitelné oblasti (například hlasů) nepoužívají, může ADSL například současně pracovat pro přenos telefonních hovorů stejným měděným kabelem. ADSL je hodně rozšířen v severní Americe, zatímco SDSL se především rozvinul v Evropě. ADSL i SDSL potřebují speciálně k tomu vybavené modemy. HDSL je zástupcem pro symetrické DSL (SDSL). Standardem pro symetrické HDSL (SDSL) je v současné době G.SHDSL, známé jako G.991.2, jak byl vyvinut jako mezinárodní standard výboru CCITT (Comité Consulatíf International Téléphonique et Télégraphique) organizace ITU (International Telecommunication Union). G.991.2 podporuje příjem a vysílání symetrických Datastreams jednoduchým párem měděných drátů s přenosovými rychlostmi mezi 192 kbps a 2.31 Mbps. G.991.2 byl vyvinut tak, že zahrnuje vlastnosti ADSL a SDSL a standardní protokoly, jako IP (Internet Protocol), zejména aktuální verze IPv4 a IPv6 nebo IPng IETF (Internet Engineering Task Force), jakož i TCP/IP (Transport Control Protocol), ATM (Asynchronous Transfer Mode), TI, El a ISDN. Jako poslední z xDSL - technologií je zde třeba zmínit VDSL (Věry high speed Digital Subscriber Line). VDSL přenáší data v rozsahu 13 - 55 Mbps přes krátké vzdálenosti (obvykle mezi 300 - 1500 m) přes Twisted-Pair měděný kabel. U VDSL platí, že čím kratší je vzdálenost, tím vyšší je přenosová • · · ♦ ··· · · · · • *··· » · · · · · · ·♦;· » · ·· ··'!

«· · · ··· ·· * rychlost. Jako koncový díl sítě spojuje VDSL kancelář nebo dum uživatele se sousední optickou jednotkou sítě, nazývanou Optical Network Unit (ONU), která je typicky spojena s hlavní sítí ze skleněných vláken (Backbone) například nějaké firmy. VDSL umožňuje uživateli přístup na síť s maximální šířkou pásma přes normální telefonní vedení. Standard VDSL ještě není plně stanoven. Tak existují VDSL - technologie, které mají Line Coding Schéma, spočívající na DMT (Discrete Multitone), přičemž DMT je Multi-Carrier System, který má velkou podobnost s ADSL - technologií. Jiné VDSL technologie mají Line-Coding Schéma, spočívající na Quadature Amplitudě Modulation (QAM), které je na rozdíl od DMT levnější a potřebuje méně energie. Pro tento příklad použití mohou typy modemů zahrnovat ADSL - a/nebo SDSL a/nebo HDSL - a/nebo a/nebo VDSL - modemy 101, 102, 103,

104. Zejména mohou možné SDSL - modemy 101, 102, 103, 104 zahrnovat alespoň jeden G.991.2 - modem a/nebo ADSL - modemy 101, 102, 103, 104 alespoň jeden G.992.2 modem. Je ale jasné, že tento výčet nemá v žádném případě platit na oblast ochrany vynálezu omezujícím způsobem, nýbrž naopak jsou představitelné jiné typy modemů.

Pomocí výpočetní jednotky 30 se určuje útlum H pro různé fyzikální délky 13 a tloušťky žil kabelů 141, 142,

143, 144, jako například 0,4 mm a 0,6 mm, síťového spoje 12, a efektivní intenzity S(f) signálu u přijímače 11, opírajíce se o útlum H(f), jakož i výkonové spektrum PSD(f), přiřazené příslušným fyzikálním délkám L 13 a tloušťkám D žil kabelů 141, 142, 143, 144, se uchovávají v prvním souboru na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. Útlum H(f,L,D) je • · · · · ··· · * · · • ···· · · · · » * · ··*· • · ·· ···· ··· · ·· ··· ·· · přitom tak jako efektivní intenzita S(f) signálu funkcí závislou na frekvenci. Signál, vysílaný vysílačem 10, je tedy PSDM_Modem(f), zatímco u přijímače se ještě získá efektivní intenzita S (f) =PSD_Modern (f) H² (f, L, D) signálu. V druhém souboru se na datovém nosiči výpočetní jednotky 30 uchovává úroveň 40 šumu N(f), přiřazená příslušným fyzikálním délkám 13 a tloušťkám žil kabelů 141, 142, 143,

144 síťového spoje 12, přičemž úroveň 40 sumu N(f) se určuje pomocí výpočetní jednotky 30 v závislosti na alespoň parametru Crosstalk typu Xtalk a počtu zdrojů A rušení, opírajíce se o výkonové spektrum PSD. To znamená

MS) = YPSD^.^fíHxpíf.L.Xlallaype.A,) í,Xtafktype

Suma jde indexem i přes všechny rušivé modulace (SModem) v závislosti na jejich typu Xtalk, které se projevují na paralelních spojích síťového spoje. Hxp je útlum v závislosti na Crosstalk. Jak již bylo zmíněno, je problematika Crosstalk fyzikálním fenoménem, který vzniká při modulaci dat přes měděný kabel. Sousední dráty měděného kabelu uvnitř měděného kabelu získají přes elektromagnetické střídavé účinky párově dílčí signály, které jsou vytvářeny modemem. To vede k tomu, že xDSL - modemy, které se přenášejí na sousedních drátech, se vzájemně ruší. Crosstalk jako fyzikální efekt je téměř zanedbatelný pro ISDN (frekvenční pásmo až do 120 kHz) , je ale důležitý pro například ADSL (frekvenční pásmo až 1 MHz) a rozhodujícím faktorem pro VDSL (frekvenční pásmo až 12 MHz). Jak již bylo popsáno, sestávají obvyklá telefonní měděná vedení ze 2 až 2400 měděných drátů. Aby se kupříkladu mohly použít čtyři páry, tak se proud dat u vysílače rozděluje do vícekrát • 4 4 • 444 4 ·

444

4 • 4444

444 4 44 444 paralelních proudů dat a u přijímače zase rekombinuje, což zvyšuje efektivní průchod dat o faktor 4. To by umožnilo přenos dat až 100 Mbps. Doplňkově se mohou v případě čtyř párů měděných drátů stejné čtyři páry využít k tomu, aby se přeneslo současně stejné množství dat v obráceném směru. Duplexní přenos dat přes každý pár měděného drátu zdvojuje informační kapacitu, která může být přenášena. To v tomto případě zosminásobí rychlost přenosu dat oproti konvenčním přenosům, u kterých se vždy pro jeden směr používají dva páry. Pro přenos dat, jak bylo výše popsáno, je šum Crosstalk silně limitujícím faktorem. Rozlišujeme jako typy Crosstalk (typ Xtalk) mezi Near-End Crosstalk (Next) 51, který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 vysílače (Transmitter) 10 na jednom konci vůči signálům 50 u přijímače (Receiver) 11 na stejném konci, a Far-End Crosstalk (FEXT) 52, který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 při přenosu k přijímači 11 na druhém konci, přičemž signály 50 vazbí při přenosu na signály 50 sousedních párů měděných drátů a u přijímače 11 se projevují jako šum (Noise), viz obr. 1. Normálně se vychází z toho, že NEXT 51 má jen Near-End rušivý zdroj. Typ Xtalk je tedy závislý na místě a Stream (up/down) , to znamená že typ Xtalk (Stream, místo). Jestliže se používá více než jen dva měděné dráty, což je obvyklým případem (typicky jsou to hodnoty mezi 2 a 2400 dráty), potom již výše popsané párové vázání nesouhlasí. Například pro případ, že se současně používají čtyři páry drátů, existují nyní dále tři nechtěné zdroje rušení, které svou energií vazbí na signál 50. Pro A v tomto případě platí A = 3. To samé platí pro FEXT-Crosstalk 52.

Výpočetní jednotka 30 určuje margins datového přenosu pomocí Gaussova transformačního modulu 31, opírajíce se o efektivní intenzity S(f) signálů prvního souboru a příslušné úrovně R(f) šumu druhého souboru pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování pro předem definovanou bitovou rychlost, a margins datového přenosu, přiřazené příslušným fyzikálním délkám 13 a tloušťkám žil kabelů 141, 142, 143, 144 síťového spoje 12, uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. S efektivními intenzitami S(f) signálů prvního souboru a úrovněmi N(f) sumu se dá pomocí výpočetní jednotky 30 určovat poměr signálu Ξ k Šumu R SNR (Signál to Noise Ratio), přičemž:

1/2Γ

SNR = exp(7 j ln(

-Ι/2Γ

ΣΙ s(/+„/d|^!

Π_

Ymj + nIT) n

)#)

Tento výraz platí jen pro CAP, 2B1Q a PAM - modulaci, nikoliv ale pro DMT - modulaci. DMT se v dalším ještě blíže popisuje. T je přitom symbolický interval nebo polovina inverzních hodnot Nyquistovy frekvence. Nyquistova frekvence je nejvyšší možná frekvence, která může být ještě přesně vzorkována (gesampled). Nyquistova frekvence je poloviční vzorkovací frekvencí (Sampling Frequenz), protože nechtěné frekvence se vytvářejí tehdy, jestliže se vzorkuje signál, jehož frekvence je vyšší než poloviční vzorkovací frekvence, n je sumářizačni index. V praxi normálně postačuje, že n probíhá od -1 do 1. Jestliže to nestačí, mohou se k tomu například přibrat další maxima 0, +1/T, +2/T atd., až se dosáhne požadované přesnosti. Margins datového přenosu závisí na modulacích datového přenosu a/nebo modulačních

999

9*9 Β 999

9

9 9

9 kódováních, jak bylo již výše zmíněno. U tohoto příkladu provedení budeme ukazovat závislost například pro HDSL modemy 2B1Q - modulaci (2 Binary, 1 Quarterary) a CAP modulaci (Carrierless Amplitude/Phase Modulation) jako příklad pro ADSL DMT - modulaci (Discrete Multitone Technology) a ohledně modulačních kódování pro Trellis kódované signály. Je ale také jasné, že způsob podle vynálezu a systém platí samozřejmě i pro jiné modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování jako například PAM (Pulse Amplitute Modulation) atd. Jak 2B1Q - modulace, tak i CAP - modulace se používá u HDSL - modemů a má předem definovanou bitovou rychlost. DMT - modulace se používá u ADSL - modemů a má naopak proměnnou bitovou rychlost. CAP a DMT používají stejnou základní technologii modulace: QAM (Quadrature Amplitudě Modulation), ačkoliv se tato technologie používá různě. QAM umožňuje, že dva digitální nosné signály (Carrier Signál) mají tutéž šířku přenosového pásma. Přitom se používají dva nezávislé tak zvané Message signály, aby modulovaly dva nosné signály, které mají identickou frekvenci, ale liší se amplitudou a fází. QAM přijímače mohou rozlišovat, jestli je zapotřebí malý nebo velký počet stavů amplitudy a fáze, aby se například na páru měděných drátů obešel šum (Noise) a interference. 2B1Q modulace je také známa jako čtyřúrovňová pulsní amplitudová modulace (PAM). Používá pro signálový puls dvě napěťové úrovně a nikoliv jednu úroveň, jako například AMI (Alternate Mark Insertion). Tím, že se pro rozlišení použijí kladné a záporné úrovně, získá se čtyřúrovňový signál. Bity se nakonec sdružují po dvou, přičemž páry odpovídají jedné napěťové úrovni (proto 2 Bit). Tím se potřebná frekvence · · ·

9

99*9 * signálu pro vysílání stejné bitové rychlosti tak jako u bipolárního AMI u 2B1Q půlí. U HDS - modemu s 2B1Q - nebo CAP - modulací existuje následující závislost margins datového přenosu na SNR:

přičemž ξ múze být určována v závislosti na chybové rychlosti (Symbol Error Rate) s_s. Pro LAN (IP) postačuje obvykle chybová rychlost ε₃ = 10'⁷, to znamená že v průměru každý 10⁷ bit se přenese v průměru chybně. Firmy požadují pro své firemní sítě typicky ε5 = 10^-12. Jestliže se es dostane například do řádu přenášeného řádu datového paketu (například 10~³) , tak by to naopak znamenalo, že každý paket musí být v průměru přenesen dvakrát, aby došel správně. Pro 2B1Q - modulaci platí pro s_s například:

3*ř ε =2(1--).GdJ—:—) pro nekódované signály a ,3*ó*10°’⁴ ε =2(1--).G,(J--—) pro trellis - kódované signály, ¹ M/2 \(M/2)²-i zatímco pro CAP - modulaci platí:

ε = 4(1--).G.(J-;-) pro nekódované signály a ¹ M ^C\(M²-V

• · · • ···· * • ··· • ·♦· ·

G_c je pro obě kódování komplementární Gaussovou funkcí s:

dx' a M je pro 2B1Q - modulaci momentový součinitel s M = 4 pro 2B1Q, zatímco pro CAP - modulaci je M konstelační veličina MxM. T je, tak jako výše, symbolický interval nebo polovina inverzních hodnot z Nyquistovy frekvence. Pro ADSL - modemy s DMT - modulací je závislost jiná. Jak již bylo řečeno, má ADSL proměnnou bitovou rychlost. To se rovněž projevuje v M_c. Platí:

-1 = T_ref-H777-r re/ qDIí/ _ j přičemž ξ (f) je poměr signálu k šumu S(f)/N(f). x_ref je referenční margin, který byl u tohoto příkladu provedení typicky zvolen jako 6 dB, to znamená x_ref = 10°·⁶. Ale i jiné hodnoty jako referenční margins x_ref jsou představitelné. Áf je celá frekvenční šířka, popřípadě celé frekvenční pásmo, které se používá při přenosu. Integrace se provádí přes frekvenci, D je bitová rychlost například v b/s (bity/sekundu). Γ je korekční faktor. U tohoto příkladu provedení má Γ například hodnotu Γ = 9.55. Integrace se u tohoto příkladu provedení provádí přes frekvenci f. Analogicky k tomu se ale může také provádět přes čas nebo jinou fyzikální veličinu, přičemž výraz nahoře pak musí být příslušným způsobem přizpůsoben.

Obecně margins datového přenosu, získané tak jako nahoře, nesouhlasí s experimentem. Proto výpočetní jednotka

• · · · * · ··· • · · určuje efektivní margins datového přenosu pomocí alespoň jednoho korekčního faktoru, opírajíce se o v paměti uložené margins datového přenosu. Korekční faktor se pro tento příklad provedení zvolil tak, že se mezi získanými margins datového přenosu a efektivními margins datového přenosu dosáhl postačující soulad. Jako postačující zde bylo přijato například +/- 3dB, přičemž i jiné hodnoty jsou představitelné. Aby se tato maximální odchylka +/- 3dB získala, tak se určují dva parametry. M_imp zohledňuje dobrou nebo špatnou implementaci modemu výrobcem. M_imp byl zaveden na základě skutečnosti, že stejné modemy se srovnatelným hardwarem a stejnými modulacemi datového přenosu a/nebo modulačními kódováními, avšak od různých výrobců, poskytují při převodu analogového signálu na digitální a naopak různé výsledky, což se týká jejich maximální bitové rychlosti nebo jejich maximálního dosahu pro určitý síťový spoj. To musí být pro margins datového přenosu korigováno. Jako druhý parametr byl zaveden N_int. N_int zohledňuje kvantovací šum v modemu (přeměna z analogového do digitálního), jakož i možné špatné přizpůsobení equalizéru při přenosu. Jestliže dochází mezi vysílačem 10 a přijímačem 11 k přenosu, přizpůsobí equalizér modemu přenosovou rychlost podmínkám sítového spoje, jako například útlumu trasy, fázovému zkreslení atd., pomocí zkušební sekvence, která se pošle sem a tam mezi oběma komunikujícími modemy. Špatné přizpůsobení equalizérem vede ke zkreslení výsledků a musí být korigováno. Pro lineární equalizér se může například použít následující výraz:

Σ,

|.W + «V)|^!N,(f+nlT) • * · • »··· • φ φφφ φ φ φφφ φ· «φ· • · · · • φ φφ*· • · φ φφ « přičemž SNR_linearEq je poměr signálu vůči šumu, S_e je signál, který získá equalizér, N_e je šum a f je frekvence. Pro Decision Feedback Equalizér (DFE) se může například použít následující výraz:

6WÍ„„=exp(7· |ΐη(Ύ,(/Μ)

-1/2Γ *,(/)=

|w+«/n|²

N_e(f + nlT) přičemž opět je SNR_linearEq poměr signálu vůči šumu, S_e je tak iako vvše sicrnál. kterv získá eerualizér. N- tp šum a f ίρ frekvence. Výpočetní jednotka 30 může pro určení SNR_DFEpoužít například následující přiblížení:

II2T ΣΙ⁵.(/ + »ν)Γ

SAK^sexptT J ta(^———)#)

-1/2Γ +

Tím pro efektivní datové margins vyplývá: S(f) PSD_Modem (f) H² (f, L, D) tak jako předtím. Šum se koriguje následovně:

W(/) = Σ ^PSDsMod^i} CO · ^HxP² (Λ 7, xtalktypei,) + /V_int i

Korekce může být ve výpočetní jednotce 30 implementována v modulu hardwarově nebo softwarově. Je důležité poukázat na to, že s takovým modulem, opírajícím se • ··· «β «4 4

4 · ·

4 44444

4 4 • 4 * ο korekci N_int, se zavádí proměnný faktor šumu, který může například zohledňovat naladění egualizéru atd. Toto nelze ve stavu techniky takto nalézt a patří to mezi jiným k podstatným přednostem vynálezu. Efektivní margins M_effdatového přenosu se zohlední výrazem M_eff = M_c - M_imp, který se doplňkově zohledňuje k N_inC, jak bylo výše zmíněno. Korekční hodnoty pro M_c a N_int se mohou získat ve výpočetní jednotce 30 srovnáním s experimentálními daty. Typicky musí mít za tím účelem výpočetní jednotka 30 přístup k datům různých experimentů, aby se mohly parametry správně určovat uvnitř požadované odchylky. Pomocí korekčních faktorů, které dále zahrnují střední odchylku v paměti uložených margins datového přenosu vůči efektivním margins datového přenosu, se určují, jak výše popsáno, efektivní margins datového přenosu a rovněž, přiřazené příslušným fyzikálním délkám L 13 a tloušťkám D žil kabelů 141, 142, 143, 144 síťového spoje 12, se uchovávají na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. Je třeba poukázat na to, že korekční faktory nemusejí být bezpodmínečně lineárními faktory, to znamená konstantami, nýbrž rovněž mohou zahrnovat dobré korekční funkce s nelineární závislostí. Tím by mohly být podle použití zohledněny i komplikované odchylky experimentálních dat. Pomocí v paměti uložených matic s margins datového přenosu určuje nakonec výpočetní jednotka 30, opírajíce se o v paměti uložené efektivní margins datového přenosu, na základě známých fyzikálních délek 13 určovaného síťového spoje 12 mezi vysílačem 10 a přijímačem 11 margin datového přenosu pro určený síťový spoj 12. Margins datového přenosu se uvádějí, jak již bylo vícekrát zmíněno, v dB. Pro hodnoty > 0 dB funguje modem typicky, zatímco pro hodnoty < 0 dB • · * · φ φφφφ φ φ φ φ·φ φ φ «φ» φ nefunguje. Aby se garantoval dobrý bezpečný provoz, může být smyslné zvolit jako spodní hranici například 6 dB. Obecně se ale také hodí jako spodní hranice i jiné margins datového přenosu, například hodnoty mezi 3 dB a 9 dB. Stejným uspořádáním se dají pro ADSL - modem, jak z výše uvedených údajů vyplývá, místo matic s margins datového přenosu určovat adekvátně matice s bitovými rychlostmi pro různé síťové spoje, například pro margin datového přenosu 6 dB. Tím vyplývá pro určení matic s bitovými rychlostmi 6 dB = M_eff. U HDSL - modemů to nemá v podstatě žádný smysl, protože u HDSL pracují kódování, jako například 2B1Q nebo CAP s konstantní bitovou rychlostí, zde například 2.048 Mb/s. Důvod pro tento rozdíl vůči ADSL - modemům spočívá v tom, že HDSL - systémy byly dimenzovány jen pro připojení s vyšší bitovou rychlostí a zajímají jen spolehlivost (SNR).

Obr. 3 znázorňuje přenosovou vzdálenost síťového spoje v závislosti na přenosové rychlosti (bitové rychlosti) pro ADSL - modemy. Vztahové značky 60 a 61 přitom označují různá šumová prostředí. Bitové rychlostí byly, jak bylo popsáno výše, znázorněny, opírajíce se o v paměti uložené matice, popřípadě soubory.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob určování margins datového přenosu pro sítové spoje, přičemž fyzikální délka (13) určovaného sítového spoje (12) mezi vysílačem (10) a přijímačem (11) je známá, vyznačující se tím, že v závislosti na přenosové frekvenci se pro možné typy modemů (101, 102, 103, 104) měří pomocí zařízení (20) na měření výkonu výkonové spektrum, a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky (30) , že výpočetní jednotkou (30) se pro různé fyzikální délky (13) a tloušťky žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12) určuje útlum, a efektivní intenzity signálů u přijímače (11), opírajíce se o útlum, jakož i výkonové spektrum, přiřazené příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144), se uchovávají v prvním souboru na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), že v druhém souboru se na datovém nosiči výpočetní jednotky uchovává úroveň (40) šumu, přiřazená příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12), přičemž úroveň (40) šumu se určuje pomocí výpočetní jednotky (30) v závislosti na alespoň parametru Crosstalk, počtu zdrojů rušení, opírajíce se o výkonové spektrum, že výpočetní jednotka (30) pomocí Gaussova transformačního modulu (31), opírajíce se o efektivní intenzity signálů prvního souboru a příslušné úrovně šumu druhého souboru, určuje pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování margins datového přenosu pro předem definovanou bitovou rychlost, a přiřazené příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12), uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky (30) , že výpočetní jednotka (30) pomocí alespoň jednoho korekčního faktoru, opírajíce se o v paměti uložené margins datového přenosu, určuje efektivní margins datového přenosu, a přiřazené příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) sítového spoje (12), uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), přičemž korekční faktor zahrnuje střední odchylku v paměti uložených margins datového přenosu vůči efektivním margins datového přenosu, a/nebo equalizační faktor pro korekci naladění equalizéru, a že výpočetní jednotka (30), opírajíce se o v paměti uložené efektivní margins datového přenosu, určuje na základě známé fyzikální délky (13) určovaného sítového spoje (12) mezi vysílačem (10) a přijímačem (11) margin datového přenosu pro příslušný síťový spoj (12).
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že korekční faktor reprodukuje vzhledem k fyzikálním délkám (13) a/nebo tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) nelineární závislost.
3. Způsob podle některého z nároků 1 nebo 2, vyznačuj ící se tím, že výkonové spektrum se měří v závislosti na přenosové frekvenci pro ADSL - a/nebo SDSL - a/nebo HDSL - a/nebo a/nebo VDSL - modemy (101, 102, 103, 104).
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že možné SDSL - modemy (101, 102, 103, 104) zahrnují alespoň jeden G 991.2

- modem a/nebo ADSL - modemy (101, 102, 103, 104) alespoň jeden G 992.2 - modem.
5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že pomocí Gaussova transformačního modulu (31) se určují margins datového přenosu pro alespoň modulace 2B1Q a/nebo CAP a/nebo DMT a/nebo PAM datového přenosu.
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že pomocí Gaussova transformačního modulu (31) se určují margins datového přenosu pro alespoň Trellis modulační kódování.
7. Počítačový programový produkt, který může být zaveden přímo do vnitřní paměti digitálního počítače, a který zahrnuje softwarové kódové úseky, kterými se provádějí kroky podle některého z nároků 1 až 6, jestliže produkt běží na počítači.
8. Způsob určování bitových rychlostí pro sítové spoje, přičemž fyzikální délka (13) sítového spoje (12) mezi vysílačem (10) a přijímačem (11) je známá, vyznačující se tím, že v závislosti na přenosové frekvenci se pro možné typy modemů (101, 102, 103, 104) měří pomocí zařízení (20) na měření výkonu výkonové spektrum, a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky (30), že výpočetní jednotkou (30) se pro různé fyzikální délky (13) a tloušťky žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12) určuje útlum, a efektivní intenzity signálů u
9 9 9 · · ···

9 9999 · 9 9 tt 9 99 ··*

99 9 přijímače (11), opírajíce se o útlum, jakož i výkonové spektrum, přiřazené příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144), se uchovávají v prvním souboru na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), že v druhém souboru se na datovém nosiči výpočetní jednotky uchovává úroveň (40) šumu, přiřazená příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12), přičemž úroveň (40) šumu se určuje pomocí výpočetní jednotky (30) v závislosti na alespoň parametru Crosstalk, počtu zdrojů rušení, opírajíce se o výkonové spektrum, že výpočetní jednotka (30) pomocí Gaussova transformačního modulu (31), opírajíce se o efektivní intenzity signálů prvního souboru a příslušné úrovně šumu druhého souboru, určuje pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování bitové rychlosti pro předem definovaný margin datového přenosu, a bitovou rychlost, přiřazenou příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142,

143, 144) síťového spoje (12), uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), že výpočetní jednotka (30) pomocí korekčního faktoru, opírajíce se o v paměti uložené bitové rychlosti, určuje efektivní bitové rychlosti, a efektivní bitové rychlosti, přiřazené příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12), uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), přičemž korekční faktor zahrnuje střední odchylku v paměti uložených bitových rychlostí vůči efektivním bitovým rychlostem, a/nebo equalizační faktor pro korekci naladění equalizéru, a

14 4* 1 ' , I · ‘ » 4 1 t

34 t « · « »»444 t* * že výpočetní jednotka (30), opírajíce se o v paměti uložené efektivní bitové rychlosti, určuje na základě známé fyzikální délky (13) určovaného síťového spoje (12) mezi vysílačem (10) a přijímačem (11) bitovou rychlost pro příslušný síťový spoj (12) .

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, še pomocí Gaussova transformačního modulu (31) se určují bitové rychlosti pro margin datového přenosu mezi 3 a 9 dB.
10. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že pomocí Gaussova transformačního modulu (31) se určují bitové rychlosti pro margin datového přenosu 6 dB.
11. Způsob podle některého z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že korekční faktor vzhledem k fyzikálním délkám (13) a/nebo tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) reprodukuje nelineární závislost.
12. Způsob podle některého z nároků 8 až 11, vyznačující se tím, že výkonové spektrum se měří v závislosti na přenosové frekvenci pro ADSL - a/nebo SDSL - a/nebo HDSL - a/nebo a/nebo VDSL - modemy (101, 102, 103, 104).
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že možné

SDSL - modemy (101, 102, 103, 104) zahrnují alespoň jeden

G.991.2 - modem a/nebo ADSL - modemy (101, 102, 103, 104) alespoň jeden G.992.2 modem.

• · · · · ·· * ···· · · · • · · · • · ···
14. Způsob podle některého z nároků 8 až 13, vyznačující se tím, že pomocí Gaussova transformačního modulu (31) se určují bitové rychlosti pro alespoň modulace 2B1Q a/nebo CAP a/nebo DMT a/nebo PAM datového přenosu.
15. Způsob podle některého z nároků 8 až 14, vyznačující se tím, že pomocí Gaussova transformačního modulu (31) se určují bitové rychlosti pro alespoň Trellis - modulační kódování.
16. Počítačový programový produkt, který může být zaveden přímo do vnitřní paměti digitálního počítače, a který zahrnuje softwarové kódové úseky, s nimiž se provádějí kroky podle některého z nároků 8 až 15, jestliže produkt běží na počítači.
17. Systém pro určování margins datového přenosu pro sítové spoje, přičemž fyzikální délka (13) určovaného sítového spoje (12) mezi vysílačem (10) a přijímačem (11) je známá, vyznačující se tím, že systém zahrnuje měřicí zařízení (20) pro měření výkonového spektra v závislosti na přenosové frekvenci pro možné typy modemů (101, 102, 103, 104), jakož i datový nosič výpočetní jednotky (30), na němž je výkonové spektrum uchovátelné, že výpočetní jednotka (30) zahrnuje prostředky pro určování útlumu pro různé fyzikální délky (13) a tloušťky žil kabelů (141, 142, 143, 144) sítového spoje (12), přičemž efekktivní intenzity signálů u přijímače (11), opírajíce se o útlum, jakož i výkonové spektrum, přiřazené příslušným fyzikálním ’ί ϊ · • ···· • · 4·* · • » ··· · · » · • · » · · » » ···« φ · · · · · ·· ··· ·♦ · délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144), se uchovávají v prvním souboru na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), že výpočetní jednotka (30) zahrnuje prostředky pro určování úrovně (40) šumu v závislosti na alespoň parametru Crosstalk, počtu zdrojů rušení, opírajíce se o výkonové spektrum, přičemž úroveň (40) šumu ve druhém souboru, přiřazená příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12), se uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky, že výpočetní jednotka (30) zahrnuje Gaussův transformační modul (31) pro určování margins datového přenosu pro předem definovanou bitovou rychlost, opírajíce se o efektivní intenzity signálů prvního souboru a příslušné úrovně šumu druhého souboru pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování, přičemž margins datového přenosu, přiřazené příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) sítového spoje (12), se uchovávají na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), že výpočetní jednotka (30) zahrnuje korekční modul, který pomocí alespoň jednoho korekčního faktoru, opírajíce se o v paměti uložené margins datového přenosu, určuje efektivní margins datového přenosu, a přiřazené příslušným fyzikálním délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spoje (12), uchovává na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), přičemž korekční faktor zahrnuje střední odchylku v paměti uložených margins datového přenosu vůči efektivním margins datového přenosu, a/nebo equalizační faktor pro korekci naladění equalizéru.