CZ302245B6 - Zpusob klasifikace a zarízení pro klasifikaci sítových spojení - Google Patents

Abstract

Zpusob se týká klasifikace sítových spojení (12), u kterých jsou známy geografické souradnice vysílace (10) a prijímace (11) klasifikovaného sítového spojení (12). Na základe známých dat (5000) sítových spojení (12) se pomocí výpocetní jednotky (30) zjištují u kroku (3010) jeden nebo více vzdálenostních soucinitelu (2011), a prenášejí se, prirazené urcitelné pravdepodobnosti, na datový nosic výpocetní jednotky (30). Vzdálenostní soucinitelé (2011) udávají efektivní délku sítového spojení (12) v závislosti na vzdušné vzdálenosti. Stanovuje se urcitelná pravdepodobnost, zdali je zjištená délka sítového spojení (12) kratší nebo delší než jeho efektivní délka sítového spojení (12), pomocí bezpecnostního soucinitele (2012). V jednom kroku (1010) se stanovuje pomocí výpocetní jednotky (30) na základe jednoho nebo více vzdálenostních soucinitelu (2010), bezpecnostního soucinitele (2012) a geografických souradnic vysílace (10) a prijímace (11) klasifikovaného sítového spojení (12) efektivní délka sítového spojení (12) a prenáší se prirazená ke klasifikovanému sítovému spojení (12) na datový nosic výpocetní jednotky (30). V dalším kroku (3020) se urcuje alespon jeden soucinitel (2020) rozdelení útlumu na základe známých dat (5000) sítových spojení (12) a prenáší se na datový nosic výpocetní jednotky (30), pricemž alespon jeden soucinitel (2020) rozdelení útlumu udává pomer útlumu ruzných spojovacích dílcu sítového spojení vuci sobe. Pro urcování maximálních rychlostí pruchodu dat pro ruzné typy modemu se v dalším kroku (3030) zjištují výkonové rezervy (2030) datového prenosu a uchovávají se, prirazené fyzické délce (13) a tlouštce žil kabelu (14

Description

Způsob klasifikace a zařízení pro klasifikaci síťových spojení

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu klasifikace síťových spojení, u kterých jsou známy geografické souřadnice vysílače a přijímače klasifikovaného síťového spojení.

Vynález se rovněž týká zařízení pro klasifikaci síťových spojení, přičemž jsou geografické sou10 řadnice vysílače a přijímače klasifikovaného síťového spojení známy.

Zejména se způsob a zařízení týkají sítí, zakládajících se na spojeních z měděných drátů, jako je tomu například u poslední míle v telefonních sítích.

Dosavadní stav techniky

Tradiční telefonní síťové služby, označované také jako POTS (Plain Old Telephone Service, tj. jednoduchá stará telefonní služba), spojují obvykle domácnosti a menší podniky s rozváděči sta20 ničí provozovatele telefonní sítě pomocí měděných drátů, které jsou kolem sebe ovinuty a označují se jako stočený pár (Twisted Pair). Ty byly původně myšleny k tomu, aby zajišťovaly analogové signály, zejména přenosy zvuku a hlasu. Tyto požadavky se ale změnily, a to nejpozději s nástupem internetu a s ním souvisejícími proudy dat, a značně se znovu mění v současné době na základě potřeby, aby se mohlo doma a/nebo v kanceláři pracovat v reálném čase a s multi25 mediálními aplikacemi.

Datové sítě, jako jsou například intranet a internet, spočívají značně na tak zvaných Shared Medien (sdílených médiích), to znamená na paketově orientovaných LAN (Local Area Network, tj. lokální datová síť) nebo WAN (Wide Area Network, tj. dálková datová síť) technologiích jak pro širokopásmová páteřní (Backbone) spojení mezi ústřednami (Switches) a hradly (Gates), tak i pro lokální síťová spojeni s menšími šířkami pásma. Použití systémů na management paketů (Paket Manager System), jako například můstků (Bridges) nebo směrovačů (Routers), je hodně rozšířené, aby se spojily lokální LAN sítě s internetem. Internetový směrovač (Internet Router) musí být přitom schopen adekvátně přenést pakety spočívající na nejrůznějších protokolech, jako například IP (Internet Protocol), IPX (Internet Packet eXchange), DECNET, AppleTALK, OSI (Open System Interconnection), SNA (System Network Aichitecture firmy IBM) atd. Složitost takových sítí, aby se pakety mohly celosvětově rozvádět, je výzvou jak pro poskytovatele služeb (Provider), tak i pro výrobce potřebného hardwaru.

Obvyklé LAN systémy pracují poměrně dobře při rychlostech přenosu dat přibližně 100 Mbps. Při přenosových rychlostech nad 100 Mbps nevystačí u většiny dnešních sítí zdroje síťového manažeru, jakojsou paketové ústředny na to, aby spravovaly přidělování (allocation) šířek pásma a uživatelských přístupů. Přirozeně byla již dlouho známa potřeba sítí spočívajících na paketech pro přenos digitálních informací, speciálně při krátkodobých přenosových špičkách. Takové sítě mají obvykle strukturu od bodu k bodu (Point-To-Point), přičemž paket se vede od jednotlivého odesilatele k jednotlivému příjemci takovým způsobem, že každý paket zahrnuje alespoň cílovou adresu. Typickým příkladem toho je známá IP hlavička (IP-Header) IP datového paketu. Síť reaguje na datový paket tím, že paket vede na adresu z přiřazené hlavičky (Header). Sítě spočívající na paketech by se také mohly využívat k tomu, aby přenášely takové typy dat, které vyžadují kontinuální tok dat, jako jsou zvukové přenosy a audiopřenosy vyšší kvality nebo videopřenosy. Komerční využití sítí zejména vyžaduje, aby byl přenos spočívající na paketech možný i k více koncovým bodům současně. Příkladem toho je tak zvané paketové vysílání (Packet Broadcasting) pro přenos videodat nebo audiodat. Tím se dá realizovat tak zvaná placené televizní vysílání (Pay TV), to znamená zpoplatněný přenos vysílání videodat pomocí sítě.

- 1 CZ 30224S B6

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, však paketově orientované sítě narážejí na své hranice. Proto by měla mít další generace sítí možnost síť dynamicky rekonfigurovat, aby mohla uživateli vždy garantovat předem definovanou šířku pásma pro požadované nebo dohodnuté parametry kvality služeb (Qualíty of Service, zkráceně QoS). Tato kvalita služby (QoS) zahrnuje například garanci přístupu, přístupový výkon, chybovou toleranci, bezpečnost dat a obdobné parametry mezi všemi možnými koncovými systémy. Nové technologie, jako například asynchronní režim přenosu (Asynchronous Transfer Mode, zkráceně ATM), mají přitom v dlouhodobém vývoji sítí pomáhat vytvářet potřebné předpoklady pro domácí intranet, jakož i veřejný internet. Tyto technologie slibují ekonomičtější a škálovatelnější řešení pro takováto vysokovýkonnostní (High-Performance) spojení garantovaná pomocí parametrů jakostí služby (QoS).

Změna pro budoucí systémy se bude také zejména týkat toku dat. Tok dat dnes obvykle spočívá na modelu server - klient (Server-Client), to znamená že se data přenášejí od mnoha klientů do serveru nebo z jednoho nebo více síťových serverů. Klienti obvykle nevytvářejí žádná přímá datová spojení, nýbrž spolu komunikují přes síťové servery. Tento způsob spojení bude mít i nadále své opodstatnění. Navzdory tomu je třeba očekávat, že množství dat, která se přenášejí mezi rovnocennými účastníky (Peer-To-Peer), bude v budoucnu značně stoupat. Protože konečným cílem sítí bude skutečně decentralizovaná struktura, aby vyhověly požadavkům 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 rovnocenným účastníkům (Peers), přičemž se budou například stolní (desktop) počítače přímo spojovat pomocí páteřního (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 veřejné telefonní sítě (PSTN: Public Switched Telephone Network) a/nebo veřejné mobilní sítě (PLMN: Public Land Mobile Network), které byly původně vlastně dimenzovány jen pro přenos zvuku, a nikoliv pro přenos takových množství digitálních dat. Přitom hraje při stanovování QoS parametrů, které poskytovatel (Provider) telefonních služeb nebo ten, kdo je nabízí, může uživateli garantovat, rozhodující roli tak zvaná „poslední míle“. Jako poslední míle se označuje trasa mezi poslední rozváděči stanicí veřejné telefonní sítě a koncovým uživatelem. Poslední míle sestává v nejméně případech z výkonných optických kabelů ze skleněných vláken, ale většinou spočívá 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 pro podzemní vedení, 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 přeslechu (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 například xDSL technologie (Digital Subscriber Line, tj. digitální předplatitelova linka), jako jsou ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, tj. asymetrická digitální předplatitelova linka), SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line, tj. symetrická digitální předplatitelova linka), HDSL (High-datarate DSL, tj. vysokorychlostní datová digitální předplatitelská linka) nebo VDSL (Věry high speed Digital Subscriber Line, tj. velmi vysokorychlostní digitální předplatitelova linka). Zmíněný přeslech (Crosstalk) je fyzikální fenomén, který vzniká pri modulaci dat přes měděný kabel. Sousední dráty měděného kabelu uvnitř jednoho měděného kabelu získávají pres účinek střídavého elektromagnetického pole párově dílčí signály, které jsou vytvářeny modemem. To vede k tomu, že se modemy typu xDSL, které přenášejí na sousedních drátech, vzájemně ruší. Rozlišuje se mezi přeslechem na blízkém konci (NearEnd Crosstalk, zkráceně Next), který popisuje nechtěnou vazbu signálů vysílače (Transmitter) na

jednom konci vůči signálům u přijímače (Receiver) na stejném konci a přeslechem na vzdáleném konci (Far-End Crosstalk, zkráceně FEXT), který popisuje nechtěnou vazbu signálů při přenosu k přijímači na druhém konci, přičemž se signály při přenosu vážou na signály sousedních párů měděných drátů a u přijímače se projevují jako šum (Noise).

Ačkoliv je dnes přístupných mnoho studií k přeslechu u xDSL, jako je například „Spectral management on metallic access network; Part 1: Deťinitions and signál library (Spektrální management na kovových přístupových sítích, část 1: Definice a knihovna signálů)“, ETSÍ (European Telecommunications Standards Institute (Evropský telekomunikační normalizační institut), TR 101 830, září 2000, je k dispozici, vzhledem ke složitosti jev přeslechu a zbývajících parametrů šumu 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 jsou například firmy Actema (WG SLK-11/12/22, Enigen u.A., Německo) a Trend Communications (LT2000 Line Tester, www.trendcomms.com, Buckinghamshie, U.K.) a dalšími, navrženy dálkově 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 jich je více tisíc) se instaluje procesor digitálního signálu. Pomocí procesoru digitálního signálu se provádí tzv. měření na jednom konci („single ended mesurement“), protože u uživatele na druhé straně poslední míle nejsou zapotřebí žádné instalace přístrojů. Měření jsou ale principiálně také možná pomocí měření na obou koncích („double ended mesurement“). Přitom jsou ale potřebné instalace měřicích přístrojů na obou koncích vedení.

Mezinárodní patentová přihláška WO 01/41 324 Al (Qwest Communications International lne.) konečně uvádí způsob klasifikování síťových spojení. Přitom se stanovuje geografická délka jednotlivých smyček, například pomocí měření silničních tras a provádí se klasifikace srovnáním se známými měřeními síťových spojen í“.

WO 9 963 427 A popisuje systém a metodologii pro kvalifikaci smyčky ze zkroucené dvojice mAJ&n/rAh ť-ln4lMr «rn mívarlntďHfolo crrlvAtV ! 1 **

IVUVlljr Vil UIUIU JlUZiUJ ^/IV UI^ILUIIII wAj I Jlvili dw aiulVliluLivlVj UVUU.UJV na záznamy v databázi poskytovatele telekomunikačních služeb a/nebo požaduje měření od síťového ústřednového zařízení nebo od testovacích systémů, aby získal data týkající se smyčky zkrouceného páru měděných drátů, jako je délka smyčky, elektrické parametry a jiné parametry topologie smyčky, jako je rozměr drátu, přítomnost zatěžovacích cívek a přítomnost můstkových propojení. Systém na základě kombinace všech získaných dat stanovuje, které služby pro digitální předplatitelskou smyčku jsou dostupné pro smyčku z měděných drátů. Systém může být zrealizován zčásti jako expertní systém se znalostmi databází kvalifikačních pravidel používaných v rozhodovacím procesu.

EP 1 081 924 A popisuje způsob a zařízení na kvalifikování předplatitelských smyček na jednom konci pro popsané xDLS služby. Způsob obsahuje, že se nejprve hledají záznamy v databázi předplatitelských smyček, které diskvalifikují zařízení nebo služby týkající se předplatitelovy smyčky. Jestliže se nenajde žádná, tak se sada předem určených elektrických parametrů předplatitelské smyčky odvodí z informací v databázi nebo se přímo změří s použitím testovacího zařízení v centrálním úředním konci předplatitelské smyčky. Elektrické parametry se použijí k vypočítání dostupné šířky pásma u předplatitelovy smyčky pro xDLS služby. Výhodou je údajně rychlé a levné kvalifikování předplatitelských smyček, což snižuje dobu odezvy na potenciální zákazníkovy dotazy a usnadňuje to rozmisťování xDLS služeb.

WO 0 101 597 A popisuje způsob posuzování vhodnosti telefonních linek k zákazníkům pro přenášení dat. Způsob obsahuje, že se pomocí počítače a ústředny vybere telefonní linka, která má přenosové a vyzváněcí dráty a tyto dráty se v místě testovacího přístupu elektricky spolu spojí u jednoho konce zvolené linky, aby se vytvořilo uspořádání společného režimu. Elektrická měření na jednom konci se provádějí na drátech v uspořádání pro běžný režim měřicí jednotkou připojenou k přístupu pro testování, aby se z měření stanovily elektrické vlastnosti.

- 3 CZ 302245 B6

WO 0 113 609 A popisuje systémy a způsoby pro kvalifikování smyček, které obsahují vyhodnocování dat o konstrukci smyček, aby se určilo, zda smyčky vyhovují pro určité služby, jako je služba ADSL nebo jiné digitální služby. Data o konstrukci smyček obsahují takové informace, jako zdali smyčka sestává z měděných drátů, optických vláken, je DLC, jakou má délku, odporovou oblast, nosnou oblast, zátěžový součinitel, existenci DAML a informace o kódu (taper code). Systémy a způsoby kvalifikování smyčky získávají konstrukční data o existujících smyčkách a také informace o smyčkách, které dosud nebyly dokončeny. Poskytovatelé síťových služeb se propojují rozhraním se systémy na kvalifikování smyček, aby si stanovovali, zdali určité linky jsou kvalifikované pro danou službu. Systémy na kvalifikování smyček také obsahují rozhraní na bázi webu, aby se umožňovalo jak poskytovatelům síťových služeb, tak i koncovým uživatelům dotazovat se, zdaje pro daný účel smyčka způsobilá.

Nevýhodami stavu techniky jsou však mezi jiným vysoké náklady, způsobené nutnými instalacemi dálkových měřicích systémů u každé lokální rozváděči stanice a nepřesně známá nejistota, popřípadě neznámá chyba u měření, protože se měření 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 jak z personálních a časových důvodů, tak i z vynaložených nákladů. Rovněž tak ve stavu techniky chybí algoritmy sjejich hardwarovou nebo softwarovou realizací pro výpočet, popřípadě prognózu maximálně možných bitových rychlostí síťového spoje. Instalace dálkových měřicích systémů na méně početných centrálních rozváděčích stanicích místo na lokálních koncových rozváděčích stanicích ukazuje, že měření jsou zatížena tak velkými nespolehlivostmi, že se nehodí pro určování maximálně možných rychlostí průchodu dat pro určité vedení ke koncovému uživateli.

Je úkolem tohoto vynálezu navrhnout nový způsob a nové zařízení pro klasifikaci síťových spojů, který nemá výše popisované nevýhody. Zejména by se měly dát rychle a pružně stanovovat QoS parametry a speciálně maximální zaručitelné bitové rychlosti pro určitého uživatele, aniž by musely být vynakládány neúměrné technické, personální a finanční náklady. A tomu by tak mělo být i v případě, kdy síť zahrnuje jen nepřesně známé, komplikované spojové struktury, jako je například poslední míli.

Podstata vynálezu

Podle daného vynálezu se tohoto cíle dosahuje zejména způsobem klasifikace síťových spojení, u kterých jsou známy geografické souřadnice vysílače a přijímače klasifikovaného síťového spojení, který podle vynálezu spočívá v tom, že se na základě známých dat síťových spojení pomocí výpočetní jednotky zjišťují z hodnot jeden nebo více vzdálenostních součinitelů, a přenášejí se, přiřazené určitelné pravděpodobnosti, na datový nosič výpočetní jednotky, přičemž vzdálenostní součinitelé udávají efektivní délku síťového spojení v závislosti na vzdušné vzdálenosti, a přičemž se stanovuje určitelná pravděpodobnost, zdali je zjištěná délka síťového spojení kratší nebo delší než jeho efektivní délka síťového spojení, pomocí bezpečnostního součinitele, že se v jednom kroku stanovuje pomocí výpočetní jednotky na základě jednoho nebo více vzdálenostních součinitelů, bezpečnostního součinitele a geografických souřadnic vysílače a přijímače klasifikovaného síťového spojení efektivní délka síťového spojení a přenáší se přiřazená ke klasifikovanému síťovému spoji na datový nosič výpočetní jednotky, že se v dalším kroku určuje alespoň jeden součinitel rozdělení útlumu na základě známých dat síťových spojení a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky, přičemž alespoň jeden součinitel rozdělení útlumu udává poměr útlumů různých spojovacích dílců síťového spojení vůči sobě,

-4CZ 302245 B6 že se pro určování maximálních rychlostí průchodu dat pro různé typy modemů v dalším kroku zjišťují výkonové rezervy (margin) datového přenosu a uchovávají se, přiřazené fyzické délce a tloušťce kabelů síťového spojení, na datovém nosiči výpočetní jednotky, přičemž se pomocí zařízení na měření výkonu měří pro typy modemů výkonová spektra, pomocí výpočetní jednotky se na základě výkonových spekter stanovují efektivní síly signálů a příslušné úrovně šumu a pomocí modulu na Gaussovu transformaci se na základě sil signálů a úrovní šumu pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování určují pro předem definovanou bitovou rychlost výkonové rezervy datového přenosu, a ío že se na základě efektivní délky síťového spojení, součinitele rozdělení útlumu a výkonových rezerv datového přenosu pomocí výpočetní jednotky v dalším kroku klasifikuje síťové spojení určené ke klasifikování podle své maximální rychlosti průchodu dat.

Výhodou vynálezu je mimo jiné to, že způsob a systém poprvé umožňují jednoduché a rychlé určování výkonových rezerv datového přenosu, aniž by přitom musely být vynakládány značné technické, personální a časové náklady. Zejména se pomocí zmíněné korekce dají korigovat nespolehlivosti, aniž by musela být takjako u dálkových měřicích systémů pro měření výkonových rezerv datového přenosu a/nebo bitových rychlostí u každé lokální rozváděči stanice při měření korigována rozdílná, nepřesně známá nejistota, popřípadě neznámá chyba, přičemž tato chyba je vlivem jednostrannosti (měření jen na jednom konci) těžko odhadnutelná, protože by pro stanovení chyby byla potřebná oboustranná měření.

U jedné varianty provedení se jako vzdálenostní součinitelé pomocí výpočetní jednotky zjišťují součinitel gradientu a abscisa, přičemž se určuje lineární závislost mezi vzdušnou vzdáleností a efektivní délkou síťového spojení.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že postačuje pro většinu závislostí síťových struktur a může poskytovat výsledky v rozsahu potřebné přesnosti. To je pro odborníka více než překvapující, protože se nemůže očekávat, že by pro tak komplexní závislosti postačovala v roz30 sáhu požadované přesnosti závislost podle lineární funkce. Zejména lineární závislosti jsou jednodušeji a rychleji zjistitelné a lépe se s nimi pracuje než s nelineárními.

U další varianty provedení se pomocí výpočetní jednotky stanovují vzdálenostní součinitelé jako parametry polynomu alespoň 2. stupně.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že může podle řádu použitého polynonu a potřebné maximální odchylky vyjadřovat pro závislost mezi vzdušnou vzdáleností a efektivní délkou síťového spoje libovolnou přesnost. Překvapující a neočekávané je přitom ale to, že nejsou zapotřebí polynony velmi vysokého stupně na to, aby se vyhovělo požadavkům tohoto způsobu.

U jiné varianty provedení se pomocí bezpečnostního součinitele volí pravděpodobnost mezi 0,85 a 0,95.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že četnost chyb a maximální odchylka jsou omezeny na přesnost, potřebnou pro daný způsob a zařízení.

U jedné varianty provedení má bezpečnostní součinitel hodnotu mezi 700 a 800.

so Jednotkou pro tuto variantu provedení je metr (m). Tato varianta provedení má mezi jiným stejné přednosti jako předcházející varianta provedení.

U jiné varianty provedení se pomocí součinitele rozdělení útlumu určuje lineární závislost útlumů vůči sobě navzájem.

- 5 CZ 302245 Β6

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že postačuje pro většinu závislostí síťových struktur a může poskytnout výsledky v rozsahu potřebné přesnosti. To je pro odborníka více než překvapující, protože nemůže být očekáváno, že pro tak komplexní závislosti postačí v rozsahu požadované přesnosti lineární funkce. Zejména lineární závislosti jsou jednodušeji a rychleji zjistitelné a lépe se s nimi pracuje než s nelineárními. Tato varianta provedení platí zejména pro sítě se spojeními, sestávajícími se ze dvou různých kabelů o různých tloušťkách žil, jako například z měděných kabelů o průměru žil 0,4 a 0,6 mm.

U jiné varianty provedení způsobu výpočetní jednotka stanovuje korigované výkonové rezervy datového přenosu pomocí alespoň jednoho korekčního součinitele na základě uložených výkonových rezerv datového přenosu a ukládaje, přiřazené příslušným fyzickým délkám a tloušťkám žil kabelů síťového spojení, na datovém nosiči výpočetní jednotky, přičemž alespoň jeden korekční součinitel zahrnuje střední odchylku v paměti uložených výkonových rezerv datového přenosu vůči efektivním výkonovým rezervám datového přenosu a/nebo součinitel ekvalizéru pro korekci naladění ekvalizéru.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že mohou být zohledněny součinitelé, způsobující doplňkovou odchylku zjištěných výkonových rezerv datového přenosu vůči efektivním výkonovým rezervám datového přenosu. Ktomu patří například odchylky způsobené dobrou nebo špatnou implementací modemu výrobcem, nebo doplňkovým vnitřním šumem na základě kvantizačního Šumu nebo Špatného vzájemného přizpůsobení ekvalizéru.

U jedné varianty provedení způsobu korekční součinitel vyjadřuje nelineární závislost vzhledem k fyzickým délkám a/nebo tloušťkám žil kabelů.

To znamená, že korekční součinitel 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 součiniteli.

U jedné varianty provedení způsobu se pomocí výpočetní jednotky v závislosti na alespoň parametru přeslechu a počtu zdrojů rušení stanovují na základě výkonových spekter úrovně šumu.

U jedné varianty provedení způsobu se výkonové spektrum měří v závislosti na přenosové frekvenci pro ADSL a/nebo SDSL a/nebo HDSL - a/nebo VDSL modemy.

Možné SDSL modemy mohou přitom zahrnovat alespoň jeden G.991.2 modem a/nebo ADSL modemy mohou přitom zahrnovat alespoň jeden G.992.2 modem.

Pomocí modulu na Gaussovu transformaci se mohou s výhodou určovat výkonové rezervy datového přenosu pro alespoň modulace 2B1Q a/nebo CAP a/nebo DMT a/nebo PAM datového přenosu.

Také se mohou s výhodou pomocí modulu na Gaussovu transformaci určovat výkonové rezervy datového přenosu pro alespoň mřížkové (Trellis) modulační kódování.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že se u xDSL modemů, u zmíněných modulací datového přenosu a mřížkového (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.

Podle daného vynálezu se tohoto cíle dosahuje též způsobem klasifikace síťových spojů, u kterého jsou známy geografické souřadnice vysílače a přijímače klasifikovaného síťového spojení (12), kteiý spočívá podle vynálezu v tom,

-6CZ 302245 B6 že se na základě známých dat síťových spojení, pomocí výpočetní jednotky zjišťuje v jednom kroku jeden nebo více vzdálenostních součinitelů a přenášejí se, přiřazené určitelné pravděpodobnosti, na datový nosič výpočetní jednotky, přičemž vzdálenostní součinitely udávají efektivní délku síťového spojení v závislosti na vzdušné vzdálenosti a přičemž určitelná pravděpodobnost, zdali je zjištěná délka síťového spojení kratší nebo delší než jeho efektivní délka, se stanovuje pomocí bezpečnostního součinitele, že se na základě vzdálenostních součinitelů, bezpečnostního součinitele a geografických souřadnic vysílače a přijímače klasifikovaného síťového spojení pomocí výpočetní jednotky stanovuje efektivní délka síťového spojení a přenáší se, přirazená klasifikovanému síťovému spojení, na datový nosič výpočetní jednotky, že se určuje v dalším kroku alespoň jeden součinitel rozdělení útlumu na základě známých dat síťových spojení a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky, přičemž alespoň jeden souči15 nitel rozdělení útlumu udává poměr útlumů různých spojovacích dílců síťového spojení vůči sobě, že se pro určování maximálních rychlostí průchodu dat zjišťují pro různé modemy bitové rychlosti a uchovávají se, přirazené k fyzické délce a tloušťce žil kabelů síťového spojení, na datovém nosiči výpočetní jednotky, přičemž se pomocí zařízení na měření výkonu pro typy modemů měří výkonová spektra pomocí výpočetní jednotky, na základě výkonových spekter, se stanovují efektivní síly signálů a příslušné úrovně šumu a pomocí modulu na Gaussovu transformaci se na základě sil signálů a úrovní Šumu pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování stanovují bitové rychlosti pro předem definovanou výkonovou rezervu datového přenosu a že se na základě efektivní délky síťového spojení, součinitele rozdělení útlumu a výkonových rezerv datového přenosu v dalším kroku klasifikované síťové spojení pomocí výpočetní jednotky klasifikuje podle své maximální rychlosti průchodu dat

Tato variante provedení rná 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 pomocí zmíněné korekce dají korigovat nespolehlivosti, aniž by, tak jako u dálkových měřicích systémů pro měření výkonových rezerv 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 (měření na jednom konci) těžko vyhodnotitelná, protože pro stanovení chyby by byla potřebná oboustranná měření.

U jedné varianty provedení tohoto způsobu se jako vzdálenostní součinitelé pomocí výpočetní jednotky stanovují součinitel gradientu a abscisa, přičemž se určuje lineární závislost mezi vzdušnou vzdáleností a efektivní délkou síťového spojení.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že vystačí pro většinu závislostí síťových struktur a může v rozsahu potřebné přesnosti poskytovat výsledky. To je pro odborníka více než překvapující, protože nemůže být očekáváno, že pro tak komplexní závislosti postačí v rozsahu požadované přesnosti lineární funkce. Zejména lineární závislosti jsou jednoduše a rychle zjistitelné a lépe se s nimi pracuje než s nelineárními.

U další varianty provedení způsobu se pomocí výpočetní jednotky stanovují vzdálenostní souči50 nitelé jako parametry polynomu alespoň 2. stupně.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že může podle řádu použitého polynomu a potřebné maximální odchylky vyjadřovat pro závislost mezi vzdušnou vzdáleností a efektivní délkou síťového spojení libovolnou přesnost. Překvapující a neočekávané je přitom ale to, že

-7CZ 302245 B6 nejsou zapotřebí polynomy velmi vysokého stupně, aby se vyhovělo požadavkům tohoto způsobu.

U jiné varianty provedení způsobu se pomocí bezpečnostního součinitele volí pravděpodobnost mezi 0,85 a 0,95.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že Četnost chyb a maximální odchylka jsou vymezeny na přesnost, potřebnou pro daný způsob a zařízení.

(J jedné varianty provedení způsobu má bezpečnostní součinitel hodnotu mezi 700 a 800.

Jednotkou pro tuto variantu provedení je metr (m). Tato varianta provedení má mezi jiným stejné přednosti jako předcházející varianta provedení.

(J jiné varianty provedení způsobu se pomocí součinitele rozdělení útlumu určuje lineární závislost útlumů vůči sobě navzájem.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že postačuje pro většinu závislostí síťových struktur a může poskytnout výsledky v rozsahu potřebné přesnosti. To je pro odborníka více než překvapující, protože nemůže být očekáváno, že pro tak komplexní závislosti postačí v rozsahu požadované přesnosti lineární funkce. Zejména lineární závislosti jsou jednodušeji a rychleji zjistitelné a lépe se s nimi pracuje než s nelineárními. Tato varianta provedení platí zejména pro sítě se spoji, sestávajícími ze dvou různých kabelů o různých tloušťkách žil, jako například měděných kabelů o průměru žil 0,4 a 0,6 mm.

U j iné varianty provedení způsobu výpočetní jednotka stanovuje pomocí alespoň jednoho korekčního součinitele, na základě v paměti uložených bitových rychlostí korigované bitové rychlosti a ukládá je přirazené k příslušným fyzickým délkám a tloušťkám žil kabelů síťového spojení, na datovém nosiči výpočetní jednotky, přičemž korekční součinitel zahrnuje střední odchylku v paměti uložených bitových rychlostí od efektivních bitových rychlostí a/nebo ekvalizační součinitel pro korekci naladění ekvalizéru.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že mohou být zohledněny součinitelé, způsobující doplňkovou odchylku zjištěných bitových rychlostí od efektivních bitových rychlostí. K tomu patří například odchylky způsobené dobrou nebo špatnou implementací modemu výrobcem nebo doplňkovým vnitřním šumem na základě kvantizačního šumu (analogově-digitální převod) nebo špatného vzájemného přizpůsobení ekvalizéru.

U jedné varianty provedení způsobu se úrovně šumu určují na základě výkonových spekter pomocí výpočetní jednotky v závislosti alespoň na parametru přeslechu a počtu zdrojů rušení.

U jedné varianty provedení způsobu se výkonové spektrum měří v závislosti na přenosové frekvenci pro ADSL a/nebo SDSL a/nebo HDSL a/nebo VDSL modemy.

Možné typy SDSL modemů mohou přitom zahrnovat alespoň jeden z typů modemu G.991.2 a/nebo typy ADSL modemů mohou zahrnovat alespoň jeden z typů modemu G.992.2 - modem.

Pomocí modulu na Gaussovu transformaci se mohou určovat bitové rychlosti pro alespoň modulace 2BIQ a/nebo CAP a/nebo DMT a/nebo PAM datového přenosu.

Také se pomocí modulu na Gaussovu transformaci mohou určovat bitové rychlosti pro alespoň mřížkové (Trellis) modulační kódování.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že se u xDSL modelů, u zmíněných modulací datového přenosu a mřížkovaného (Tellis) modulačního kódování používají běžné standardní

-8CZ 302245 B6 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 způsobu alespoň jeden korekční součinitel vyjadřuje nelineární závislost vzhledem k fyzickým délkám a/nebo tloušťkám žil kabelů.

To znamená že korekční součinitel 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 součiniteli.

U další varianty provedení způsobu se pomocí modulu na Gaussovu transformaci určují bitové rychlosti pro výkonovou rezervu datového přenosu mezi 3 a 9 dB.

Tato varianta provedení má mezi jiným tu výhodu, že rozsah mezi 3 a 9 dB umožňuje příjem sQoS parametry, vyhovujícími většině požadavků. Zejména umožňuje rozsah výkonových rezerv datového přenosu mezi 3 a 9 dB optimalizaci bitové rychlosti vzhledem k ostatním QoS parametrům.

U další varianty provedení způsobu se pomocí modulu na Gaussovu transformaci určují bitové rychlosti pro výkonovou rezervu datového přenosu 6 dB.

Tato varianta provedení má mezi jiným stejné výhody, jako předcházející varianta provedení. Zejména umožňuje, tak jako výše, výkonová rezerva datového přenosu 6 dB optimalizaci bitové rychlosti vzhledem k ostatním QoS parametrům.

Na tomto místě se konstatuje, že se daný vynález vedle způsobů podle vynálezu vztahuje také na zařízení pro klasifikaci síťových spojení, přičemž jsou geografické souřadnice vysílače a přijímače klasifikovaného síťového spojení známy, k provádění výše uvedených způsobů, které podle vynáiezu spočívá v iom, že zahrnuje výpočetní jednotku pro stanovování a uchování v paměti jednoho nebo více vzdálenostních součinitelů určitelné pravděpodobnosti, na základě známých dat síťových spojení, přičemž vzdálenostní součinitely udávají efektivní délku síťového spojení v závislosti na vzdušné vzdálenosti a přičemž určitelná pravděpodobnost, zdali je zjištěná délka síťového spojení kratší nebo delší než jeho efektivní síťová délka, se stanovuje pomocí bezpečnostního součinitele, že výpočetní jednotka zahrnuje prostředky pro určování a uchování v pamětí alespoň jednoho součinitele rozdělení útlumu, na základě známých dat síťových spojení, přičemž alespoň jeden součinitel rozdělení útlumu udává vzájemný poměr útlumů různých spojovacích dílců síťového spojení, že zařízení zahrnuje zařízení na měření výkonu pro měření výkonových spekter pro různé typy modemů, prostředky pro určování efektivních sil signálů a příslušných úrovní šumu, na základě výkonových spekter, jakož i modul na Gaussovu transformaci pro určování a uchování výkonových rezerv datového přenosu na základě sil signálů a úrovní šumu pro různé modulace datového přenosu a nebo modulační kódování a pro předem definovanou bitovou rychlost.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším blíže popsán a objasněn na příkladech jeho provedení podle připojených výkresů, které znázorňují

-9CZ 302245 B6 na obr. 1 blokové schéma, které schematicky znázorňuje architekturu jedné varianty provedení systému podle vynálezu pro určování výkonových rezerv datového přenosu, popřípadě bitových rychlostí pro síťové spojení 12 o určité fyzické délce 13 mezi vysílačem 10 a přijímačem 11, na obr. 2 schematicky interakci přeslechu (Crosstalk) s přeslechem na blízkém konci (Near-End Crosstalk, zkráceně Next) 51» který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 vysílače JO (Transmitter) na jednom konci vůči signálům 50 u přijímače 11 (Receiver) na stejném konci a přeslechem na vzdáleném konci (Far-End Crosttalk, zkráceně FEXT) 52, který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 při přenosu k přijímači JJ. na druhém konci, přičemž se signály 50 při přenosu io vážou na signály 50 sousedních párů měděných drátů a u přijímače ΐ ΐ se projevují jako Šum (Noise), na obr. 3 schematicky přenosovou vzdálenost síťového spojení 12 v závislosti na přenosové rychlosti (bitové rychlosti) pro ADSL modemy, jak může být získána se systémem podle vynálezu, přičemž vztahové značky 60 a 6J přitom označují různá šumová prostředí, 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, na obr. 5 schéma příkladu vzorku dat pro existující síť, přičemž vzorek dat zahrnuje 200 000 měřených síťových spojení poslední míle telefonní sítě, na obr. 6 schéma se střední odchylkou efektivní délky D_e síťového spojení od zjištěné délky D_a síťového spojení, přičemž osa X udává střední odchylku ÁD v metrech a osa Y velikost použitého vzorku dat, to znamená počet N známých síťových spojení, na obr. 7 schematicky poměr R, měděného kabelu ti 0,4 mm k měděnému kabelu t₂ 0,6 mm na poslední míli ve veřejné telefonní síti, přičemž osa X udává efektivní délku D_e síťového spojení, to znamená jeho fyzickou délku, a osa Y podíly Rt příslušného typu kabelu v procentech, na obr. 8 schéma příkladu určování 2011/2012 jednoho nebo více součinitelů vzdálenosti, jakož t bezpečnostního součinitele, přičemž v analogicky k obr. 5 přitom osa X udává efektivní délku D_e síťového spojení v metrech a osa Y vzdušnou vzdálenost síťových spojení D_a rovněž v met35 rech a na obr. 9 schematicky průběh způsobu podle vynálezu, přičemž se čtyřmístné vztahové značky se vztahují vždy k obr. 9.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje architekturu, která může být použita pro realizaci vynálezu. U tohoto příkladu provedení způsobu a zařízení pro klasifikaci síťových spojení 12 jsou v kroku 1000 známy geo45 grafické souřadnice vysílače JO a přijímače JJ. klasifikovaného síťového spojení J2- Souřadnice mohou být například s postačující přesností udány ve stupních zeměpisné délky a šířky, ale pro označení relativní geografické polohy vysílače JO a přijímače JJ. vůči sobě jsou představitelné i jiné souřadnice nebo údaje o místu. Aby se mohlo určit, jestli určité síťové spojení, například xDSL - spojení, pro připojení funguje, musí být v rozsahu známé odchylky známa efektivní dél50 ka kabelu. V praxi je však často určitelná s přijatelnými náklady (výdaje, čas, personální a materiální náklady, atd.) jen vzdušná vzdálenost. Na základě souřadnicových údajů nebo údajů o místě relativní geografické polohy vysílače JO a přijímače Jl se například pomocí výpočetní jednotky 30 určuje vzdušná vzdálenost mezi vysílačem 10 a přijímačem JJ · Vzdušná vzdálenost může být například uchovávána na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. Výpočetní jednotka 30 zjiš55 ťuje v kroku 3010 jeden nebo více vzdálenostních součinitelů 2011. přičemž se opírá o vzorek

- 10CZ 302245 B6

4010 dat, vybraných ze známých dat 5000 síťových spojení. Průběh způsobu podle vynálezu je schematicky znázorněn na obr. 9, ke kterému se také vztahují čtyřmístné vztahové značky. Daty 5000 mohou být například experimentálně zjištěná data nebo jiným způsobem známá data síťových spojení, která zahrnují vzdušnou vzdálenost a efektivní fyzickou délku ]_3 vedení těchto síťových spojení. Vzdálenostní součinitelé 2011 se tedy zjišťují v závislosti na pravděpodobnosti, přičemž pravděpodobnost může být určitelná, a popisují efektivní délku D_e síťového spojení v závislosti na vzdušné vzdálenosti D_a. Dále se mohou vzdálenostní součinitelé 2011. přiřazené k určitelné pravděpodobnosti, přenášet na datový nosič výpočetní jednotky 30. Jako vzdálenostní součinitelé 2011 se mohou pomocí výpočetní jednotky 30 zjišťovat součinitel gradientu a abscisa, to přičemž se určuje lineární závislost mezi vzdušnou vzdáleností D_a a efektivní délkou D_e síťového spojení Γ2. Například je ale také možné pomocí výpočetní jednotky 30 určovat vzdálenostní součinitele 2011 jako parametry polynomu 2. stupně nebo vyššího. Určitelná pravděpodobnost, která může být stanovena pomocí bezpečnostního součinitele 2012. udává, zdali je zjištěná délka síťového spojení kratší nebo delší než jeho efektivní síťová délka D_ř. Pravděpodobnost se může volit pomocí bezpečnostního součinitele například mezi 0,85 a 0,95. Bezpečnostní součinitel může mít při zmíněné pravděpodobnosti v případě poslední míle (viz dále níže) například hodnotu mezí 700 a 800, přičemž jednotkou je přitom metr (m).

Obr. 5 znázorňuje příklad vzorku dat pro existující síť. Vzorek dat zahrnuje 200 000 změřených síťových spojení poslední míle (viz dále níže). U této sítě sestávají tato spojení hlavně z tradičních telefonních spojení měděnými kabely o průměru žil 0,4 a 0,6 mm. Příklad ukazuje jasnou korelaci, ačkoliv z důvodu složitosti takových síťových struktur by odborník očekával komplikovanější závislost. Osa x přitom udává efektivní délku D_e síťového spojení v metrech a osa y vzdušnou vzdálenost síťových spojení Z>_o, rovněž v metrech.

Obr. 8 znázorňuje příklad určování jednoho nebo více vzdálenostních součinitelů 2011, jakož i bezpečnostního součinitele 2012. V analogii vůči obr. 5 přitom osa x udává efektivní délku D_e síťového spojení v metrech a osa y vzdušnou vzdálenost síťových spojení D_a, rovněž v metrech. Datové body mohly být například zvoleny ze vzorku 4010 dat se známými daty 5000 síťových spojení. Určování vzdálenostních součinitelů 2011, jakož i bezpečnostního součinitele 2012, může například probíhat pomocí fítt modulu. U tohoto příkladu se určovala lineární závislost mezi vzdušnou vzdáleností D_a a efektivní délkou D_e síťového spojení, přičemž se jako vzdálenostní součinitelé 2011 zjišťovaly součinitel a gradientu a abscisa b pomocí výpočetní jednotky 30. Abscisa b vyplývá z různých míst připojení (například město, předměstí, venkov, pohoří), jakož i z různých oblastí připojení (například hlavní rozvaděč, skříňové rozvaděče, převáděcí bod, atd.). Efektivní vzdálenost potom vyplývá z: D_e = y = a D_a + b. Pro y je přibližně 50 % zjištěných síťových spojení kratších než efektivní síťová spojení, to znamená s pravděpodobností 0,5. Bezpečnostní součinitel 5 2012 byl rovněž zvolen lineární, to znamená jako konstanta. Z toho vyplývá D_e = y_s = a D_a + b + 5. Pomocí 5 se může určovat pravděpodobnost, jestli je zjištěná délka síťového spoje kratší nebo delší, než jeho efektivní síťová délka D_e. U uvedeného příkladu sy₅ z obr. 8 byla pomocí bezpečnostního součinitele 5 2012 nastavena pravděpodobnost na 0,9. U příkladu provedení bylo pro součinitel gradientu a = DXD_a nalezeno pro poslední míli v tradiční telefonní síti například pro městské podmínky a_s = 1,27, pro předměstské podmínky a_v = 1,28, pro venkovské podmínky a_{ = 1,30 a pro horské podmínky a_g = 130. Se smíšeným sou45 borem dat (město, předměstí, venkov, pohoří) bylo zjištěno = 1,30. Analogickým způsobem přitom vyplývá b< = 200, b_v - 355, bi = 372, b_g = 391 a b_au = 328, přičemž b je uvedeno v metrech. Standardní odchylky σ leží pro příklad provedení u hodnot a_s = 333, σ_ν - 569, σι = 682, σ₈ = 527 a σ₃ιι = 598. Standardní odchylky σ vyjadřují rozptyl rozdílů mezi efektivní délkou síťového spoje a zjištěnou délkou síťového spoje. Střední odchylka v metrech efektivní délky D_e síťo50 vého spoje od zjištěné délky D_a síťového spoje je přibližně nezávislá na délce síťového spoje a pro daný příklad provedení je znázorněna na obr. 6. Osa x udává střední odchylku AD v metrech a osa y udává velikost použitého vzorku dat, to znamená počet N známých síťových spojů. Aby se dosáhlo pravděpodobnosti 0,9, vyplývá pro tento příklad použití pro bezpečnostní součinitel 5 například, že S, = 360, S_v = 640, Sj - 850, = 670, 5^ = 730. Aby se však obdržela

- II CZ 302245 B6 pravděpodobnost 0,95, vyplývá pro tento příklad provedení pro bezpečnostní součinitel 5, že 5_T = 490,5_V= 1100,5,= 1330,5,.= 930, S_ai,= 1210.

Na základě jednoho nebo více vzdálenostních součinitelů 2011 a bezpečnostního součinitele

2012 se na základě geografických souřadnic vysílače 10 a přijímače 11 klasifikovaného síťového spojení 12 pomocí výpočetní jednotky 30 určuje v kroku 1010 efektivní délka síťového spojení 12, to znamená jeho fyzická délka a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky 30. přiřazené ke klasifikovanému síťovému spojení 12. Fyzickou délkou je míněna efektivní délka kabelu, tedy nikoliv například vzdušná vzdálenost mezí vysílačem 10 a přijímačem 11. Síťové spojení 12 io sestává z analogového média, jako například z kabelů z měděných drátů. U tohoto příkladu provedení se například použily měděné kabely se žílami o průměru 0,4 nebo 0,6 mm, jaké se typicky používají v poslední míli veřejné telefonní sítě (PSTN: Public Switched Telephone Network, tj. veřejné ústřednové telefonní sítě). Poslední míle je schematicky znázorněna na obr. 4. Směrovaě 70 (Router) 70 pro spojení se sítí je například přes 10 BT Ethernet 77 a veřejnou is telefonní síť (PSTN) 72 spojen s modemovým terminálovým serverem (Modem Terminál Server) 71- Modemový terminálový servere 71 je multíplexor pro DSL přístup (DSL Acces Multiplexer, zkráceně DSLAM). Ke zmíněné veřejné telefonní sítě (PSTN) 72 je například pomocí optického kabelu 78 ze skleněných vláken připojen modemový terminálový server (Modem Terminál Server) 71. Dále jsou veřejná telefonní síť 79. resp. modemový terminálový server (Modem Termi20 nal Server) 71, zpravidla spojeny pomocí kabelu 79 s měděnými dráty přes telefonní zásuvku 73 a modem 74 s osobním počítačem (PC) 75. Kabel 79 s měděnými dráty přitom tvoří zmíněnou „poslední míli“ od rozváděči stanice provozovatele telefonní sítě ke koncovému uživateli. Koncový uživatel 76 se může tedy svým PC pomocí popsaného spojení přímo spojovat se směrovačem 70. Obvyklá telefonní měděná vedení mohou například sestávat z 2 až 2400 párů měděných drátů. Jsou ale představitelná i jiná analogová média, zejména měděný kabel s například jinými průměry žil. Musí se důrazně poukázat na to, že síťová spojení 12 mohou mít nejen různé průměry, popřípadě tloušťky žil kabelů 141. 142. 143. 144. nýbrž že se jednotlivé síťové spojení může sestávat z kombinace kabelů s různými průměry nebo různými tloušťkami žil, to znamená, že síťový spoj zahrnuje více dílčích kusů s kabely o rozdílné tloušťce žil.

Jestliže síť sestává z kombinace kabelů o různých průměrech nebo tloušťkách žil, tak se v kroku 3020 stanovuje alespoň jeden součinitel 2020 rozdělení útlumu na základě vzorku 4020 dat, vybraných ze známých dat 5000 síťových spojení a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky 30, přičemž tento alespoň jeden součinitel 2020 rozdělení útlumu udává poměr útlumů roz35 dílných spojovacích dílčích kusů síťového spojení vůči sobě navzájem. Součinitel 2020 rozdělení útlumu se může stanovovat jako lineární součinitel. Tento alespoň jeden součinitel 2020 rozdělení útlumu může ale také zahrnovat nelineární závislost, pokud je to nutné. U tohoto příkladu provedení zahrnují síťová spojení průměr žil 0,4 a 0,6 mm kabelu z měděných drátů tak, jak jsou na poslední míli obvyklé. Protože se používají jen dva typy kabelů, postačí určování jednoho sou40 činitele 2020 rozdělení útlumu. Spojové kabely mají na základě svého různého průměru rozdílné elektrické vlastnosti a různé útlumy. Pro způsob je proto důležité, aby alespoň poměr podílu měděných kabelů o průměru žil 0,4 mm a měděných kabelů o průměru žil 0,6 mm síťového spojení byl znám v rozsahu potřebné přesnosti. Veřejná telefonní síť je obvykle zkonstruována tak, že celková stejnosměrná (Direct Current, zkráceně DC) impedance leží uvnitř určitého rozsa45 hu. Tato vlastnost se používá k tomu, aby se určilo, kdy uživatel telefonní sítě zvedl telefonní sluchátko, aby uskutečnil telefonní hovor. Jestliže se telefon použije, to znamená, že uživatel například zvedl sluchátko, změní telefon svou impedanci, přičemž se tato změna detekuje centrálou. Proto se obecně pro dlouhé linky vedení více používá kabel s žilami o průměru 0,6 mm (protože je odpor β menší) a pro krátké vzdálenosti více kabel s žilami o průměru 0,4 mm. Tím může být poměr tlouštěk kabelů jevově (fenomenologicky) aproximován. Zejména také může výpočetní jednotka 30 pomocí fitt modulu na základě známých data 5000 síťových spojení 12. určovat funkci součinitele 2020 rozdělení útlumu v závislosti na délce spojení. U tohoto příkladu provedení byl jako součinitel 2020 rozdělení útlumu použit lineární součinitel.

- 12CZ 302245 B6

D ^{2 £}-^(β·>=ΈΓ

D, >10

Am(A) = ° £„,,(/>.) = D.

přičemž £_Oj udává podíl kabelu 0,4 mm v km a podíl kabelu 0,6 mm rovněž v km jako funkci závisející na D_e (D_e je efektivní délka síťového spoje). Obr. 7 znázorňuje schematicky závislost

R_t s ti jako podílem kabelu o průměru žil 0,4 mm a t? jako podílem kabelu o průměru žil 0,6 mm. Na ose x se udává efektivní délka D_e síťového spojení 12, to znamená jeho fyzická délka, a na ose y podíly R, příslušného typu kabelu v procentech. Jak je patrné, stoupne podíl měděného kabelu s průměrem žil 0,6 mm pro vzdálenosti D přes 10 km na 100 %, to znamená, že takové síťové spojení sestává téměř výlučně z měděného kabelu s průměry žil 0,6 mm. Na základě funkio ce závislosti součinitelů 2020 rozdělení útlumu na délce spojení 12 a efektivní délce síťového spojeni 12 se určuje v kroku 1020 součinitel rozdělení útlumu pro klasifikované síťové spojení 12 a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky 30 klasifikovaného síťového spojení 12.

V dalším kroku se pro určování maximálních rychlostí 1030 průchodu dat určují pro různé typy modemů výkonové rezervy 2030 datového přenosu a uchovávají se přiřazené fyzické délce 13 a tloušťce žil kabelů 141, 142, 143, 144 síťového spojení 12 na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. K tomu se měří výkonové spektrum PSD_Mo(iem(f) v závislosti na přenosové frekvenci f pro možné typy modemů i 01, i 02, 103, 104 pomocí zařízení 20 na měření výkonu, a přenáší se na nosič dat výpočetní jednotky 30. Výkonové spektrum se také označuje jako spektrální hustota výkonu (Power Spectral Density, zkráceně PSD) a vyjadřuje 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 závisející na frekvenci f a normálně se udává ve wattech na herz. Pro měřeni výkonu pomocí zařízení 20 na měření výkonu u přijímače H se může například použít jednoduchý A/D převodník, přičemž se napětí přivádí přes odpor. Pro modulaci digitálních signálů na vedení 12, například od koncového uživatele k rozváděči stanici provozovatele telefonní sítě a naopak, se mohou používat nejrůznější typy modemů. Ve stavu techniky jsou známy například xDSL - technologie (Digital Subscriber Line, tj. digitální předplatitelská linka), jejímiž dvěma hlavními zástupci jsou ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, tj .asymetrická digitální předplatitelská linka) a SDSL (Symmetric

Digital Subscriber Line, tj. symetrická digitální předplatitelská linka. Dalšími zástupci technologie xDSL jsou HDSL (High-data-rate DSL, tj. vysokorychlostní datová digitální předplatitelská linka) a VDSL (Věry high speed Digital Subscriber Line tj. velmi vysokorychlostní datová digitální předplatitelská linka). Technologie xDSL jsou vysoce rozvinutá modulační schémata, aby se na měděných vedeních nebo jiných analogových médiích modulovala data. Technologie xDSL se také často označují jako „technologie pro poslední míle“, právě proto, že obvykle slouží k tomu, aby spojily poslední rozváděči stanici telefonní sítě s koncovým uživatelem v kanceláři nebo doma a nepoužívají se mezi jednotlivými rozváděčům stanicemi telefonní sítě. Technologie xDSL je natolik podobná ISDN (Integrated Services Digital Network, tj. digitální síť pro integrované služby), aby se mohla provozovat pres existující měděná vedení a obě potřebují relativně krátkou vzdálenost k nejbližší rozváděči stanici provozovatele telefonní sítě. Technologie xDSL však poskytuje mnohem vyšší přenosové rychlosti než ISDN. Technologie xDSL dosahuje rychlosti přenosu dat až 32 Mbps (bps: bits per second, tj. bitů za sekundu) směrem k uživateli (přenosová rychlost při příjmu dat, to znamená pri modulaci) a rychlosti 32 kbps až 6 Mpbs ve

- 13CZ 302245 B6 směru od uživatele (přenosová rychlost pří vysílání dat, to znamená při demodulaci), zatímco ISDN podporuje najeden kanál rychlosti přenosu dat 64 kbps. ADSL se stala v poslední době velmi populární technologií pro modulování dat přes měděná vedení. ADSL podporuje rychlosti přenosu dat 0 až 9 Mbps k uživateli a rychlosti 0 až 800 kbps od uživatele. ADSL znamená asymetrickou digitální předplatitelskou linku (DSL), protože podporuje různé rychlosti k uživateli (Downstream) a od uživatele (Upstream). SDSL, neboli symetrická DSL znamená na rozdíl od toho, že podporuje stejné rychlosti k uživateli (Downstream) a od uživatele (Upstream). SDSL umožňuje přenos dat až 2,3 Mbps. ADSL vysílá digitální impulzy ve vysokofrekvenční oblasti měděných kabelů. Protože se tyto vysoké frekvence při normálním přenosu zvuku ve slyšitelné oblasti (například hlasů) nepoužívají, může ADSL například současně sloužit pro přenos telefonních hovorů stejným měděným kabelem. ADSL je hodně rozšířen v Severní Americe, zatímco SDSL se především vyvíjel v Evropě. ADSL i SDSL potřebují speciálně k tomu vybavené modemy. HDSL je zástupcem pro symetrické DSL (SDSL). Normou pro symetrickou HDSL (SDSL) je v současné době G.SHDSL, známou jako G.991.2, jak byla vyvinuta jako mezinárodní norma výboru CC1TT (Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique) organizace ITU (International Telecommunication Union). G.991.2 podporuje příjem a vysílání symetrických datových proudů jednoduchým párem měděných drátů s přenosovými rychlostmi mezi 192 kbps a 2,31 Mbps. G.991.2 byla vyvinuta tak, že zahrnuje vlastnosti ADSL a SDSL a standardní protokoly, jako je IP (Internet Protocol, tj. internetový protokol), zejména aktuální verze IPv4 a IPv6 nebo IPng od IETF (Internet Engineering Task Force), jakož i TCP/IP (Transport Control Protocol, tj. protokol pro ovládání transportu dat), ATM (Asynchronous Transfer Mode, tj. asynchronní režim transferu dat), Tl, El a ISDN. Jako poslední z technologií xDSL je zde třeba zmínit VDSL (Věry high speed Digital Subscriber Line, tj. velmi vysokorychlostní digitální předplatitelskou linku). VDSL přenáší data v rozsahu 13 až 55 Mbps na krátké vzdálenosti (obvykle mezi 300 až 1500 m) přes zkroucený pár měděných kabelů. U VDSL platí, že čím kratší je vzdálenost, tím vyšší je přenosová rychlost. Jako koncový díl sítě spojuje VDSL kancelář nebo dům uživatele se sousední optickou jednotkou sítě (Optical Network Unit, tj. ONU), která je typicky spojena s páteřní (Backbone) optickou sítí ze skleněných vláken, například nějaké firmy. VDSL umožňuje uživateli přístup do sítě s maximální šířkou pásma přes normální telefonní vedení. Norma VDSL ještě není plně stanovena. Tak existují VDSL technologie, které mají kódovací schéma linky (Line Cording Schéma) spočívající na diskrétním multitónu (Discrete Multitone, tj. DMT), přičemž DMT je multinosičový systém (Multi-Carrier System), který je velmi podobný ADSL technologii. Jiné VDSL technologie mají kódovací schéma linky (Line-Coding Schéma) spočívající na kvadratumí amplitudové modulaci (Quadrature Amplitudě Modulation, zkráceně QAM), která je na rozdíl od DMT levnější a potřebuje méně energie. Pro tento příklad provedení mohou typy modemů ADSL a/nebo SDSL a/nebo HDSL a/nebo VDSL modemy 10L 102, 103, 104. Možné SDSL modemy 101, 102, 103, 104 mohou zejména zahrnovat alespoň jeden modem G.991.2 modem a/nebo možné ADSL modemy 101, 102, 103, 104 mohou zahrnovat alespoň jeden G.992.2 modem. Je ale jasné, že tento výčet nemá v žádném případě platit omezujícím způsobem pro oblast ochrany vynálezu, nýbrž naopak jsou představitelné i jiné typy modemů.

Pomocí výpočetní jednotky 30 se určuje útlum //pro různé fyzické délky 13 a tloušťky žil kabelů 141, 142, 143, 144, jako například 0,4 a 0,6 mm, síťového spojení 12. a efektivní síly S(/) signálu u přijímače 11, založené na útlumu H(/), jakož i na výkonovém spektru PSD(/), přiřazené příslušným fyzickým délkám L 13 a tloušťkám D žil kabelu 141. 142, 143, 144. se uchovávají v prvním seznamu na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. Útlum H(/;L,D) je přitom tak jako efektivní síla S(/) signálu funkcí závislou na frekvenci. Signál, vysílaný vysílačem 10. je tedy PSDA/Moóemí/), zatímco u přijímače JT se ještě získá efektivní síla signálu S(f) =

N druhém seznamu se na datovém nosiči výpočetní jednotky 30 uchovává úroveň 40 šumu V(/), přiřazená příslušným fyzickým délkám 13 a tloušťkám žil kabelů MT, 142, 143, 144 síťového spoje 12, přičemž úroveň 40 šumu N(f) se určuje pomocí výpočetní jednotky 30 v závislosti na alespoň parametru přeslechu (Crosstalk) typu Xtalktype a počtu zdrojů rušení A na základě výkonového spektra PSD. To znamená, že:

- 14CZ 302245 Β6

Λ((/) = Xtalktype,A,)

IJOaOctfpe

Součet se provádí, jak je to vyjádřeno indexem i, tak, že zahrnuje všechny rušivé modulace (SModem) v závislosti na jejich typech Xtalktype, které se projevují na paralelních spojích síťového spojení J2, PSD_SModem(i) j^e výkonové spektrum i-tého SModemu. Hxp je útlum v závislosti na přeslechu. Jak to již bylo zmíněno, je problematika přeslechu fyzikálním jevem, který vzniká při modulaci dat přes měděný kabel. Sousedící dráty měděného kabelu uvnitř měděného kabelu získávají přes účinky střídavého elektromagnetického pole párově dílčí signály, které jsou vytvářeny modemy. To vede ktomu, že se xDSL modemy, které přenášejí na sousedních drátech, vzájemně ruší. Přeslech (Crosstalk) jako fyzikální jev je téměř zanedbatelný u ISDN (frekvenční pásmo do 120 kHz), bude ale důležitý například pro ADSL (frekvenční pásmo až 1 MHz) a rozhodujícím součinitelem pro VDSL (frekvenční pásmo až 12 MHz). Jak to 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 10 rozděluje do vícekrát paralelních proudů dat a u přijímače 11 se zase re kombinuje, což zvyšuje skutečné prosazení dat 4krát. To by umožnilo přenos dat až 100 Mbps. Doplňkově se mohou v případě čtyř párů měděných drátů stejné čtyři páry drátů využít k tomu, aby se přeneslo současně stejné množství dat v obráceném směru. Duplexní přenos dat přes každý pár měděných drátů zdvojnásobuje informační kapacitu, která může být přenášena. To v tomto případě zosminásobuje rychlost přenosu dat oproti konvenčním přenosům, u kterých se vždy pro jeden směr používají dva páry. Pro přenos dat, jak bylo výše popsáno, je přeslechový šum silně limitujícím faktorem. Rozlišují se následující typy přeslechů (Xtalktype). Přeslech 51 na blízkém konci (Near-End Crosstalk, zkráceně Next), který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 vysílače (Transmitter) 10 na jednom konci vůči signálům 50 u přijímače (Receiver) 11 na stejném konci, a přeslech 52 na vzdáleném konci (Far-End Crosstalk, zkráceně FEXT), který popisuje nechtěnou vazbu signálů 50 pri přenosu k přijímači 11 na druhém konci, přičemž signály 50 se při přenosu vážou na signáiy 50 sousedních párů měděných drátů a u přijímače 11 se projevují jako Šum (Noise), viz obr. 1. Normálně se vychází z toho, že přeslech 51 Next má jen rušivý zdroj na blízkém konci (Near-End). Xtalktype je tedy závislý na místě a datovém proudu (Stream) (od uživatele/k uživateli, tj. up/down), tj. Xtalktype (proud, místo). Jestliže se používá více než jen dva měděné dráty, což je obvyklý případ (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 následně tri nechtěné zdroje rušení, které se svou energií vážou na signál 50. Pro A v tomto případě platí A - 3. To samé platí pro přeslech 52 typu FEXT.

Výpočetní jednotka 30 určuje výkonové rezervy datového přenosu pomocí modulu 31 na Gaussovu transformaci na základě efektivních sil S(f) signálů z prvního seznamu a příslušných úrovní R(f) šumu z druhého seznamu pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování pro předem definovanou bitovou rychlost, a ukládá výkonové rezervy datového přenosu přiřazené k příslušným fyzickým délkám 13 a tloušťkám žil kabelů 141, 142, 143. 144 síťového spojení 12 na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. S efektivními silami S(f) signálů prvního seznamu a úrovněmi N(f) šumu se dá pomocí výpočetní jednotky 30 určovat poměr SNR (Signál to Noise Ratio) signálu S k šumu R, přičemž:

Ι/2Γ ΣΙ S(f + n/T/

M

Tento výraz platí jen pro CAP, 2B1Q a PAM modulaci, nikoliv ale pro DMT modulaci. DMT se v dalším níže ještě popisuje blíže. Τ’je přitom symbolový interval nebo polovina inverzních hodnot Nyquistovy frekvence. Nyquistova frekvence je nej vyšší možná frekvence, která se dá ještě přesně ovzorkovat (Sampled). Nyquistova frekvence je poloviční vzorkovací frekvence (Sam- 15CZ 302245 B6 pling Frequenz), protože nechtěné frekvence se vytvářejí tehdy Jestliže se vzorkuje signál Jehož frekvence je vyšší než poloviční vzorkovací frekvence, n je sumarizační index. V praxi normálně postačuje, aby n probíhalo 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. Výkonové rezervy datového přenosu závisejí na modulacích datového přenosu a/nebo modulačních kódováních Jak bylo již výše zmíněno. U tohoto příkladu provedení se bude ukazovat závislost například pro HDSL modemy modulaci 2BIQ (2 Binary, l Quarterary) a modulaci CAP (Carrierless Amplitude/Phase Modulation, tj. beznosičová amplitudová/fázová modulace) jako příklad pro ADSL DMT modulaci (Discrete Multitone Technology diskrétní multitónová technologie) a ohledně modulačních kódování pro mřížově (trellis) kódované signály. Je ale také jasné, že způsob podle vynálezu a systém platí samozřejmě bez dalšího i pro jiné modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování, jako například PAM (Pulse Amplitudě Modulation, tj. putzní amplitudová modulace) atd. Jak modulace 2B1Q, tak i modulace CAP se používají u HDSL modemů a mají předem definovanou bitovou rychlost. Modulace DMT se používá u ADSL modemů a má naopak proměnlivou bitovou rychlost. CAP a DMT používají stejnou základní technologii modulace: QAM (Quadrature Amplitudě Modulation, tj. kvadratumí amplitudovou modulaci), ačkoliv se tato technologie používá rozdílně. QAM umožňuje, aby dva digitální nosné signály (Carrier Signál) měly tutéž šířku přenosového pásma. Přitom se používají dva nezávislé, tak zvané zpravodajské (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 pulzní amplitudová modulace“ (PAM). Používá pro signálový pulz dvě napěťové úrovně a nikoliv jednu úroveň, jako například AMI (Altemate Mark Insertion, tj. střídavé vkládání značek). Tím, že se použijí kladná a záporná rozlišení úrovně, získá se čtyřúrovňový signál. Bity se nakonec sdružují po dvou, přičemž páry odpovídají jedné napěťové úrovni (proto 2 bity). Tím se potřebná frekvence signálu pro vysílání stejné bitové rychlosti půlí takjako u bipolárního ΑΜΪ u 2B1Q. U HDSL modelu s modulací 2B1Q nebo CAP existuje následující závislost výkonových rezerv datového přenosu SNR:

přičemž ξ může být určována v závislosti na míře chybovosti (Symbol Error Rate) Pro LAN (IP) postačuje obvykle chybová rychlost es = 10“⁷, to znamená, že se v průměru každý 10⁷ bit přenese chybně. Firmy požadují pro své firemní sítě typicky ε$ = 10 ^,2. Jestliže by se míra chybovosti es dostala například do velikostního řádu velikosti přenášeného datového paketu (například 10“³), tak by to naopak znamenalo, že se každý paket musí v průměru přenesen dvakrát, aby došel správně. Pro 2B1Q modulaci platí pro es například:

pro nekódované signály a

pro mřížkově (trellis) kódované signály, zatímco pro CAP - modulaci platí:

- 16CZ 302245 B6

O-) y(M²-i pro nekódované signály a

pro mřížkově (trellis) kódované signály.

Gc je pro obě kódování komplementární Gaussovou funkcí s:

G_e ⁽x^):=j^Le-^?'²&' a Λ/je pro 2B1Q modulaci momentový součinitel s M-4 pro 2B1Q, zatímco pro CAP modulaci je NI konstelační veličina MxM. T je tak jako výše, symbolový interval nebo polovina inverzí 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 A/₍. Platí:

(Jloí V * -1 přičemž ξ (f) je poměr signálu k Šumu S(f)/N(f). x_rcf je referenční výkonová rezerva, která byla u tohoto příkladu provedení typicky zvolena jako 6 dB, to znamená x_rcf = IO⁰⁶. Jsou představitelné ale i jiné hodnoty jako referenční výkonové rezervy x_ref. celá frekvenční šířka, popřípadě celé frekvenční pásmo, které se používá pro přenos. Integrace se provádí pres frekvenci. D je bitová rychlost například v b/s (bity/sekundu). /je korekční součinitel. 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 platí, že výkonové rezervy datového přenosu, získané tak, jak je to uvedeno výše, nesouhlasí s experimentem. Proto výpočetní jednotka 30 určuje efektivní výkonové rezervy datového přenosu pomocí alespoň jednoho korekčního součinitele, přičemž se opírá o v paměti uložené výkonové rezervy datového přenosu. Korekční součinitel se pro tento příklad provedení zvolil tak, že se mezi získanými výkonovými rezervami datového přenosu a efektivními výkonovými rezervami datového přenosu dosáhl postačující soulad. Jako postačující bylo pro zde uvedený příklad přijato například +3dB, přičemž jsou představitelné i jiné hodnoty. Aby se získala tato maximální odchylka +3dB, tak se určují dva parametry. M_mp zohledňuje dobrou nebo špatnou implementaci modemu výrobcem. M,_mp 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 určité síťové spojení. To se musí korigovat pro výkonové rezervy datového přenosu. Jako druhý parametr byl zaveden N>„, zohledňuje kvantovací šum v modemu (přeměnu z analogového do digitálního), jakož i možné špatné přizpůsobení ekvalizéru při přenosu. Jestliže dochází mezi vysílačem jO a přijímačem 11 k přenosu, přizpůsobí ekvalizér v modemu přenosovou rychlost podmínkám síťového spoje, jako například útlumu trasy, fázovému zkreslení atd., pomocí

- 17CZ 302245 B6 cvičné sekvence, která se pošle sem a tam mezi oběma komunikujícími modemy. Špatné přizpůsobení ekvalizéry vede ke zkreslení výsledků a musí být korigováno. Pro lineární ekvalizéry se může například použít následující výraz:

1/2Γ

SMI

LůuarEg =(Γ J

-if2T

XÁf)‘ |s,(/+n/r)|²

N_t(f + Λ/Γ) přičemž 57V/ř/_(>Mf(,_rA(7 je poměr signálu vůči šumu, je signál, který získá ekvalizér, N_e je šum a/je frekvence. Pro rozhodovací zpětnovazební ekvalizér (Decísion Feedback Equalizer, zkráceně. DFE) se může například použít následující výraz:

Ι/2Γ

ÓWT?_Dre = exp(r Jln(X,(/))#)

-Ι/2Γ *,(/)=

N_t(f + n!T) přičemž opět je SNRímear^ poměr signálu vůči šumu, S_e je tak jako výše signál, který získá ekvalizér, N_e je šum a /je frekvence. Výpočetní jednotka 30 může pro určení SNR&_F£ použít například následující přiblížení:

t/2r w

SNR^sa&T f ln(· Wf)

Aít 2JX+ntT)

Λ

Tím pro efektivní datové výkonové rezervy vyplývá tak jako předtím: S(f) ~ (f,L,D). Šum se koriguje následovně:

Nlf} ^PSD^^HxpW.D.xtalkfype,,,,,) + N* 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 o korekci N_lnl, se zavádí proměnný součinitel Šumu, který může například zohledňovat naladění ekvalízéru atd. Toto nelze ve stavu techniky takto nalézt a patří to mezi jiným k podstatným přednostem vynálezu. Efektivní výkonové rezervy datového přenosu se zohlední výrazem M_eff = M_c - M_mp, který se doplňkově zohledňuje k N_inh jak to bylo výše zmíněno. Korekční hodnoty pro M_c a N_mt 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 součinitelů, které dále zahrnují střední odchylku v paměti uložených výkonových rezerv datového přenosu vůči efektivním

- 18CZ 302245 B6 výkonových rezervám datového přenosu, se určují, jak je to výše popsáno, efektivní výkonové rezervy datového přenosu a rovněž, přiřazené příslušným fyzickým délkám L J3 a tloušťkám D žil kabelů 141, 142, 143. 144 síťového spojení 12, se uchovávají na datovém nosiči výpočetní jednotky 30. Je třeba poukázat na to, že korekční součinitelé nemusí být bezpodmínečně lineárními součiniteli, to znamená konstantami, nýbrž rovněž mohou zahrnovat dobré korekční funkce s nelineární závislostí. Tím by mohly být podle použití zohledněny í komplikované odchylky experimentálních dat. Pomocí v paměti uložených matic s výkonovými rezervami datového přenosu určuje nakonec výpočetní jednotka 30, která se opírá o efektivní výkonové rezervy datového přenosu uložené v paměti, na základě známých fyzických délek J3 určovaného síťového spoje 12 mezi vysílačem JO a přijímačem 11, výkonová rezerva datového přenosu pro určený síťový spoj J2. Výkonové rezervy datového přenosu se uvádějí, jak již to bylo vícekrát zmíněno, v dB. Pro hodnoty > 0 dB funguje modem typicky, zatímco pro hodnoty < 0 dB nefunguje. Aby se garantoval dobrý bezpečný provoz, může být smysluplné zvolit jako spodní hranici například 6 dB. Obecně se ale také hodí jako spodní hranice i jiné výkonové rezervy 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 rezervami datového přenosu určovat adekvátně matice s bitovými rychlostmi pro různé síťové spoje, například pro výkonovou rezervu 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 zajímavá je 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 60 a 6L Bitové rychlosti byly, jak bylo popsáno výše, znázorněny, na základě v paměti uložených matic, popřípadě seznamů 2030 výkonových rezerv datového přenosu.

Na základě v paměti uložených matic, popřípadě seznamů 2030 výkonových rezerv datového přenosu/bitových rychlostí, se určují výkonové rezervy datového přenosu/bitové rychlosti pro klasifikované síťové spoje, a přirazené klasifikovanému síťovému spojení 12, přenášejí na datový nosič výpočetní jednotky 30.

Na základě efektivní délky síťového spojení, součinitele 2020 rozdělení útlumu a výkonových rezerv datového přenosu může být síťové spojení J2 určené pro klasifikování klasifikováno v kroku 1040 pomocí výpočetní jednotky 30 podle jeho rychlosti průchodu dat. Klasifikace může zejména zahrnovat maximálně možnou rychlost datového přenosu pro síťový spoj určený pro klasifikování. Výsledky klasifikace by se mohly uživateli zpřístupnit v kroku 1050 pomocí obrazovky, tiskárny nebo pomocí jiné výstupní jednotky. Zejména může být například pomocí zařízení spojeno přes grafické rozhraní s internetem, přičemž se dá pro libovolného telefonního předplatitele poskytovatel telefonních síťových služeb jednoduše zjistit, jestli se jeho připojení (například doma) hodí pro specifické síťové napojení, či nikoli.

Claims (29)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob klasifikace síťových spojení (12), u kterých jsou známy geografické souřadnice vysílače (10) a přijímače (11) klasifikovaného síťového spojení (12), vyznačující se tím, že se na základě známých dat (5000) síťových spojení (12) pomocí výpočetní jednotky (30) zjišťují v kroku (3010) jeden nebo více vzdálenostních součinitelů (2011), a přenášejí se, přiřazené určitelné pravděpodobnosti, na datový nosič výpočetní jednotky (30), přičemž vzdálenostní součinitelé (2011) udávají efektivní délku síťového spojení (12) v závislosti na vzdušné vzdálenosti, a přičemž se stanovuje určitelná pravděpodobnost, zdali je zjištěná délka síťového spojení (12) kratší nebo delší než jeho efektivní délka síťového spojení (12), pomocí bezpečnostního součinitele (2012), že se v jednom kroku (1010) stanovuje pomocí výpočetní jednotky (30) na základě jednoho nebo více vzdálenostních součinitelů (2011), bezpečnostního součinitele (2012) a geografických souřadnic vysílače (10) a přijímače (11) klasifikovaného síťového spojení (12) efektivní délka síťového spojení (12) a přenáší se přiřazená ke klasifikovanému síťovému spojení (12) na datový nosič výpočetní jednotky (30), že se v dalším kroku (3020) určuje alespoň jeden součinitel (2020) rozdělení útlumu na základě známých dat (5000) síťových spojení (12) a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky (30), přičemž alespoň jeden součinitel (2020) rozdělení útlumu udává poměr útlumů různých spojovacích dílců síťového spojení vůči sobě, že se pro určování maximálních rychlostí průchodu dat pro různé typy modemů v dalším kroku (3030) zjišťují výkonové rezervy (2030) datového přenosu a uchovávají se, přiřazené fyzické délce (13) a tloušťce žíl kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spojení (12), na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), přičemž se pomocí zařízení (20) na měření výkonu měří pro typy modemů výkonová spektra, pomocí výpočetní jednotky (30) se na základě výkonových spekter stanovují efektivní síly signálů a příslušné úrovně šumu a pomocí modulu (31) na Gaussovu transformaci se na základě sil signálů a úrovní šumu pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování určují pro předem definovanou bitovou rychlost výkonové rezervy (2030) datového přenosu, a že se na základě efektivní délky síťového spojení (12), součinitele (2020) rozdělení útlumu a výkonových rezerv (2030) datového přenosu pomocí výpočetní jednotky (30) v dalším kroku (1040) klasifikuje síťové spojení (12) určené ke klasifikování podle své maximální rychlosti průchodu dat.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se jako vzdálenostní součinitelé (2011) pomocí výpočetní jednotky (30) zjišťují součinitel gradientu a abscisa, přičemž se určuje lineární závislost mezi vzdušnou vzdáleností a efektivní délkou síťového spojení (12).
3. 3. Způsob podle nároku l, vyznačující se tím, že se pomocí výpočetní jednotky (30) stanovují vzdálenostní součinitelé (2011) jako parametry polynomu alespoň 2. stupně.
4. 4. Způsob podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se pomocí bezpečnostního součinitele (2012) volí pravděpodobnost mezi 0,85 a 0,95.
5. 5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že bezpečnostní součinitel (2012) má hodnotu mezi 700 a 800.

   -20CZ 302245 B6
6. 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se pomocí součinitele (2020) rozdělení útlumu určuje lineární závislost útlumů vůči sobě navzájem.
7. 7. Způsob podle některého z nároků lažó, vyznačující se tím, že výpočetní jednotka (30) stanovuje korigované výkonové rezervy datového přenosu pomocí alespoň jednoho korekčního součinitele, na základě uložených výkonových rezerv (2030) datového přenosu a ukládá je, přiřazené příslušným fyzickým délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spojení (12) na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), přičemž alespoň jeden korekční součinitel zahrnuje střední odchylku v paměti uložených výkonových rezerv datového přenosu vůči efektivním výkonovým rezervám datového přenosu a/nebo součinitel ekvalizéru pro korekci naladění ekvalizéru.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že korekční součinitel vyjadřuje nelineární závislost vzhledem k fyzickým délkám (13) a/nebo tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144).
9. 9. Způsob podle některého z nároků laž 8, vyznačující se tím, že se pomocí výpočetní jednotky (30) v závislosti na alespoň parametru přeslechu a počtu zdrojů rušení stanovují na základě výkonových spekter úrovně šumu.
10. 10. Způsob podle některého z nároků laž9, vyznačující se tím, že se výkonové spektrum měří v závislosti na přenosové frekvenci pro ADSL a/nebo SDSL a/nebo HDSL a/nebo VDSL modemy (101, 102,103, 104).
11. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že možné SDSL modemy (101,

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

    103, 104) zahrnují alespoň jeden modem typu G.992.2.
12. 12. Způsob podle některého z nároků lažll, vyznačující se tím, žese pomocí modulu (3!) na Gaussovu transformaci určují výkonové rezervy datového přenosu pro alespoň modulace 2B1Q a/nebo CAP a/nebo DMT a/nebo PAM datového přenosu.
13. 13. Způsob podle některého z nároků lažl2, vyznačující se tím, že se pomocí modulu (31) na Gaussovu transformaci určují výkonové rezervy datového přenosu pro alespoň mřížkové modulační kódování.
14. 14. Způsob klasifikace síťových spojů, u kterého jsou známy geografické souřadnice vysílače (10) a přijímače (11) klasifikovaného síťového spojení (12), vyznačující se tím, že se na základě známých dat (5000) síťových spojení (12) pomocí výpočetní jednotky (30) zjišťuje v jednom kroku (3010) jeden nebo více vzdálenostních součinitelů (2011) a přenášejí se, přiřazené určitelné pravděpodobnosti, na datový nosič výpočetní jednotky (30), přičemž vzdálenostní součinitelé (2011) udávají efektivní délku síťového spojení (12) y závislosti na vzdušné vzdálenosti a přičemž určitelná pravděpodobnost, zdali je zjištěná délka síťového spojení (12) kratší nebo delší než jeho efektivní délka, se stanovuje pomocí bezpečnostního součinitele (2012), že se na základě vzdálenostních součinitelů (2011), bezpečnostního součinitele (2012) a geografických souřadnic vysilače (10) a přijímače (11) klasifikovaného síťového spojení (12) pomocí výpočetní jednotky (30) stanovuje (1010) efektivní délka síťového spojení (12) a přenáší se, přiřazená klasifikovanému síťovému spojení (12), na datový nosič výpočetní jednotky (30), že se určuje v dalším kroku (3020) alespoň jeden součinitel (2020) rozdělení útlumu na základě známých dat (5000) síťových spojení (12) a přenáší se na datový nosič výpočetní jednotky (30), přičemž alespoň jeden součinitel (2020) rozdělení útlumu udává poměr útlumů různých spojovacích dílců síťového spojení (12) vůči sobě,

    - TI CZ 302245 B6 že se pro určování maximálních rychlostí průchodu dat zjišťují pro různé modemy bitové rychlosti (2030) a uchovávají se, přiřazené k fyzické délce (13) a tloušťce žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spojení (12), na datovém nosiči výpočetní jednotky (30), přičemž se pomocí zaří5 zení (20) na měření výkonu pro typy modemů měří výkonová spektra pomocí výpočetní jednotky (30), na základě výkonových spekter se stanovují efektivní síly signálů a příslušné úrovně Šumu a pomocí modulu (31) na Gaussovu transformaci se na základě sil signálů a úrovní šumu pro různé modulace datového přenosu a/nebo modulační kódování stanovují bitové rychlosti pro předem definovaný výkon datového přenosu a io že se na základě efektivní délky síťového spojení (12), součinitele (2020) rozdělení útlumu a výkonových rezerv (2030) datového přenosu v dalším kroku (1040) klasifikované síťové spojení (12) pomocí výpočetní jednotky (30) klasifikuje podle své maximální rychlosti průchodu dat.
15. 15 15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, žese jako vzdálenostní součinitelé (2011) pomocí výpočetní jednotky (30) stanovují součinitel gradientu a abscisa, přičemž se určuje lineární závislost mezi vzdušnou vzdáleností a efektivní délkou síťového spojení (12).
16. 16. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že se pomocí výpočetní jednotky

    20 (30) stanovují vzdálenostní součinitelé (2011) jako parametiy polynomu alespoň 2. stupně.
17. 17. Způsob podle některého z nároků 14 až 16, vyznačující se tím, že se pomocí bezpečnostního součinitele (2012) volí pravděpodobnost mezi 0,85 a 0,95.

    25
18. 18. Způsob podle některého z nároků 14ažl7, vyznačující se tím, že bezpečnostní součinitel (2012) má hodnotu mezi 700 a 800.
19. 19. Způsob podle některého z nároků 14ažl8, vyznačující se tím, že se pomocí modulu (31) na Gaussovu transformaci určují bitové rychlosti pro výkonovou rezervu datového

    30 přenosu mezi 3 a 9 dB.
20. 20. Způsob podle některého z nároků 14ažl8, vyznačující se tím, že se pomocí modulu (31) na Gaussovu transformaci určují bitové rychlost pro výkonovou rezervu datového přenosu 6 dB.
21. 21. Způsob podle některého z nároků 14až20, vyznačující se tím, že výpočetní jednotka (30) stanovuje pomocí alespoň jednoho korekčního součinitele, na základě v paměti uložených bitových rychlostí (203) korigované bitové rychlosti a ukládá je přiřazené k příslušným fyzickým délkám (13) a tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143, 144) síťového spojení (12) na

    40 datovém nosiči výpočetní jednotky (30), přičemž korekční součinitel zahrnuje střední odchylku v paměti uložených bitových rychlostí od efektivních bitových rychlostí a/nebo ekvalizační součinitel pro korekci naladění ekvalizéru.
22. 22. Způsob podle nároku 21, vyznačující se tím, že alespoň jeden korekční

    45 součinitel vyjadřuje nelineární závislost vzhledem k fyzickým délkám (13) a/nebo tloušťkám žil kabelů (141, 142, 143,144).
23. 23. Způsob podle některého z nároků 14až22, vyznačující se tím, že se úrovně šumu určují na základě výkonových spekter pomocí výpočetní jednotky (30) v závislosti alespoň

    50 na parametru přeslechu a počtu zdrojů rušení.
24. 24. Způsob podle některého z nároků 14 až 23, vyznačující se tím, že se výkonové spektrum měří v závislosti na přenosové frekvenci pro ADSL a/nebo SDSL a/nebo HDSL a/nebo VDSL modemy (101, 102, 103, 104).

    -22 CZ 302245 B6
25. 25. Způsob podle nároku 24, vyznačující se tím, že možné typy SDSL modemů (101, 102, 103, 104) zahrnují alespoň jeden z typů modemu G.991.2 a/nebo typy ADSL modemů (101, 102, 103, 104) zahrnují alespoň jeden z typů modemu G.992.2.

    5
26. 26. Způsob podle některého z nároků 14až25, vyznačující se tím, že se pomocí modulu (31) na Gaussovu transformaci určují bitové rychlosti pro alespoň modulace 2B1Q a/nebo CAP a/nebo DMT a/nebo PAM datového přenosu.
27. 27. Způsob podle některého z nároků 14 až 26, vyznačující se tím, že se pomocí to modulu (31) na Gaussovu transformaci určují bitové rychlosti pro alespoň mřížkové modulační kódování.
28. 28. Zařízení pro klasifikaci síťových spojení (10), přičemž jsou geografické souřadnice vysílače (10) a přijímače (11) klasifikovaného síťového spojení (12) známy, k provádění způsobů podle

    15 předchozích nároků, vyznačující se tím, že zařízení zahrnuje výpočetní jednotku (30) pro stanovování a uchování v paměti jednoho nebo více vzdálenostních součinitelů (2011) určitelné pravděpodobnosti, na základě známých dat (5000) síťových spojení (12), přičemž vzdálenostní součinitelé (2011) udávají efektivní délku

    20 síťového spojení (12) v závislosti na vzdušné vzdálenosti, a přičemž určitelná pravděpodobnost, zdali je zjištěná délka síťového spojení (12) kratší nebo delší než jeho efektivní síťová délka, se stanovuje pomocí bezpečnostního součinitele (2012), že výpočetní jednotka (30) zahrnuje prostředky pro určování a uchování v paměti alespoň jed25 noho součinitele (2020) rozdělení útlumu, na základě známých dat (5000) síťových spojení (12), přičemž alespoň jeden součinitel (2020) rozdělení útlumu udává vzájemný poměr útlumů různých spojovacích dílců síťového spojení (12).

    že zařízení zahrnuje zařízení (20) na měření výkonu pro měření výkonových spekter pro různé
29. 30 typy modemů, prostředky (30) pro určování efektivních sil signálů a příslušných úrovní šumu, na základě výkonových spekter, jakož i modul (31) na Gaussovu transformaci pro určování a uchování výkonových rezerv (2030) datového přenosu na základě sil signálů a úrovní šumu pro různé modulace datového přenosu a nebo modulační kódování a pro předem definovanou bitovou rychlost.