DE10112803A1 - Verfahren zum Verbessern der Übertrgungsqualität zwischen Telekommunikationseinrichtungen - Google Patents
Verfahren zum Verbessern der Übertrgungsqualität zwischen TelekommunikationseinrichtungenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Übertragungsqualität zwischen Telekommunikationseinrichtungen (CPE; CO). Die von einer xDSL Transceiver Unit - Central Office (ATU-C) downstream zu einer xDSL Tranceiver Unit - Remote (ATU-R) übertragbaren Daten werden dadurch optimiert übertragen, dass zur Optimierung der Datenübertragungsrate (B/b) der zur Datenübertragung zur Verfügung stehende Frequenzbereich (F) gegebenenfalls partiell mit einem Korrekturwert (k) beaufschlagt wird, welcher aufgrund vorhersagbarer Störungen (AM) mit Hilfe von statistischen Informationen gewonnen wird.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Verbessern der Übertragungsqualität zwischen Telekommunikati
onseinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Beim Übertragen von Sprachdaten und Allgemeindaten sollen die
Übertragungskapazitäten optimal genutzt werden. Unter Allge
meindaten seien hier Daten unterschiedlicher Kategorien wie
z. B. Dateidaten, Videodaten, Emaildaten etc. zusammenge
fasst.
Mit Hilfe von zum Beispiel einer Splittermatrix werden Spra
che und Allgemeindaten typischerweise durch passive Tiefpass-
bzw. Hochpassfilter getrennt und auf eine Kupferdoppelader -
ein sogenanntes a/b Adernpaar - gegeben. Während für die Ü
bertragung eines Telefongesprächs, also die Übertragung von
Sprachdaten, nur ein kleiner Bereich im Frequenzband verwen
det wird, werden im Bereich der höheren Frequenzen die Daten
mit Hochgeschwindigkeit übertragen. Die höheren Frequenzen
übertragen demgemäss die Hochgeschwindigkeitsdaten, während
die tiefen Frequenzen nach wie vor für die Übertragung von
Telefongesprächen zuständig sind.
Auf diese Weise können über eine einzige herkömmliche Kupfer
doppelader mit hoher Geschwindigkeit Datenströme übertragen
werden und - wie bisher auch - normale Telefongespräche im
analogen oder ISDN-Modus (ISDN = Integrated Services Digital
Network) geführt werden.
Die Sprachanschlüsse gehen auf eine klassische Vermittlungs
stelle, die als EWSD (Elektronisches WählSystem Digital) oder
PSTN (Public Switched Telefon Network) bezeichnet wird, und
die Daten gehen nach dem Splitter auf einen DSLAM (Digital
Subscriber Line Access Multiplexer - ein Gerät, welches die
Signale mehrerer DSL-Leitungen in einen Breitbandkanal um
setzt) und von dort in das IP Netz. Dazu wird im DSLAM z. B.
die ADSL Technik genutzt. Unter ADSL wird die Asymmetric Di
gital Subscriber Line - Technik verstanden; eine Übertra
gungstechnik, die mit hoher Bandbreite sowohl Plain Old Tele
fon Services (POTS) oder ISDN für die Gesprächsübertragung
als auch unsymmetrischen Multimediadienst ohne Regeneratoren
auf dem gleichen Adernpaar störungsfrei zulässt. Unsymmet
risch (ADSL) insofern, dass der Weg vom Nutzer zum Netz
(upstream) relativ niederratig mit ca. 800 Kbit/s betrieben
wird, der Weg vom Netz zum Nutzer (downstream) hingegen rela
tiv hochratig mit bis zu ca. 8 Mbit/s betrieben werden kann.
Der ADSL-Standard integriert gewissermaßen die herkömmliche
analoge Telefonie bzw. den digitalen Nachfolger ISDN mit der
hochbitratigen Datenübertragungstechnik. Die analogen Dienste
wie Sprache, Fax oder auch gegebenenfalls analoge Daten wer
den nach wie vor im Basisband auf der Kupferleitung übertra
gen. ADSL belegt mit seinen Hochgeschwindigkeitsdaten erst
den Frequenzbereich ab etwa 25 kHz/bzw. 160 kHz und überlässt
somit den POTS/bzw. ISDN damit ihren angestammten Platz im
Frequenzspektrum.
Neben der ADSL-Technik sind auch andere DSL-Techniken ge
bräuchlich, hier seien nur die derzeit üblichen Übertragungs
techniken wie HDSL = High Data Rate Digital Subscriber Line;
SDSL = Single Line Digital Subscriber Line; MDSL = Multirate
Digital Subscriber Line; RADSL = Rate Adaptive Digital Subsc
riber Line und VDSL = Very High Rate Digital Subscriber Line
aufgezählt, die jede für ihren Verwendungszweck optimiert
sind und unter dem umfassenden Begriff xDSL Übertragungstech
niken zusammengefasst werden.
Beim Betrieb von derartig hochbitratigen Datenübertragungs
systemen sind internationale Standards vorgegeben, in welchen
bewährte Verfahren festgelegt sind, um die Übertragungstechnik
an die jeweiligen Leitungseigenschaften anzupassen. Diese
Standards, z. B. ITU G.992.1 (G. dmt) bzw. ITU G.992.2
(G. Lite) beinhalten die Bedingungen zum Testen des Verbin
dungsaufbaus. So wird durch das Austesten der Leitungen und
die daraus abgeleitete adaptive Anpassung die Leitungskapazi
tät besser ausgenutzt. Die Bitrate ist danach in kleinen
Schritten einstellbar. Die Immunität gegenüber frequenzabhän
gigen Interferenzen und Impulsstörungen kann verbessert wer
den. Im Allgemeinen erlaubt eine Trainingsphase beiden Endge
räten an den Enden der Leitung eine verbesserte Einstellung
zur Übertragung einer möglichst hohen Datenrate zu finden.
Hierbei werden die Charakteristika und Rauscheigenschaften
der Zweidrahtleitung und danach die Datenrate ermittelt, mit
der die Daten fehlerfrei übertragen werden können.
Vorhersagbare (z. B. periodisch) auftretende Störungen - wie
z. B. bei Freilandleitungen Einstrahlungen von nicht ständig
aktiven AM-Sendern werden allerdings in den genannten und an
deren Standards nicht abgehandelt und bei den derzeitigen Re
alisierungen der xDSL-Übertragungstechnik auch nicht berück
sichtigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
diese Mängel zu beseitigen, die vorbeschriebenen Nachteile zu
verringern und ein Verfahren zu schaffen, durch welches die
Vorhersagbarkeit gewisser Änderungen der Übertragungscharak
teristika ausgenutzt werden kann und die "data downstream"
Datenübertragung insgesamt einen höheren Qualitätsstandard
(Quality-of-Services = QoS)erreicht.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfin
dungsgemäßen Verfahrens sind den abhängigen Ansprüchen zu
entnehmen.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen in der
Verbesserung des Datenübertragungsstandards (Quality of Services
= QoS) bei der xDSL-Übertragungstechnik in Richtung des
"data downstream" durch Ausnutzen statistischer Informatio
nen.
Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im folgenden anhand
eines Ausführungsbeispiels näher erläutert und in der Zeich
nung veranschaulicht. In dieser zeigt
Fig. 1 in einem Blockdiagramm schematisch die wesentli
chen Bestandteile einer Telekommunikationseinrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2a ein schematisiertes Frequenzdiagramm und
Fig. 2b ein Diagramm einer zugehörigen Datenübertra
gungsrate.
Gemäß Fig. 1 befindet sich auf der Vermittlungsseite im öf
fentlichen Netzbereich die Öffentliche Vermittlungsstelle,
das "Central Office" CO mit der "ADSL Transceiver Unit-
Central Office", kurz ATU-C, welches nachfolgend auch als Be
zugszeichen steht. Die "ADSL Transceiver Unit-Central Of
fice" mit dem Bezugszeichen ATU-C befindet sich auf einer so
genannten Line-Card LC, welche als Anschlusskarte für ver
schiedene Teilnehmer ausgebildet ist. Auf der Endverbraucher
seite befindet sich das "Customer Premises Equipment" CPE mit
der "ADSL Transceiver Unit-Remote", kurz ATU-R, welches
nachfolgend ebenfalls als Bezugzeichen steht. Die ADSL Trans
ceiver Unit-Central Office ATU-C ist dafür zuständig, die
Daten von der digitalen Ebene (ATM, . . .) umzusetzen auf die
physikalische Ebene, die dann die Daten in Richtung des so
genannten "data downstream" über die herkömmliche Zweidraht-
Kupferleitung a/b überträgt. Auf der anderen Seite ist die
ADSL Transceiver Unit-Remote ATU-R dafür zuständig, die Da
ten wieder entsprechend den "downstream" übertragenen Signa
len in digitale umzuwandeln.
Die in dem Customer Premises Equipment CPE und dem Central
Office CO befindlichen Splitter zur Trennung der ADSL Dienste
und der POTS-Dienste sind hier nicht dargestellt, da sie für
die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind. So ist auch
eine reine Datenübertragung möglich. Im Ausführungsbeispiel
soll jedoch bei dem Begriff "Datenübertragung" von Sprach-
und Allgemeindaten ausgegangen werden. In dem Customer Prem
ises Equipment CPE befinden sich demgemäß wenigstens eine Te
lefonanlage T und ein Computer C, die mit dem Central Office
CO über das Adernpaar a/b zusammengeschaltet sind.
Zur Herstellung der Übertragungsverbindung zwischen dem Cent
ral Office CO und dem Customer Premises Equipment CPE im so
genannten "downstream" wird innerhalb eines bestimmten Zeit
raumes die Verbindung aufgebaut. Dazu korrespondieren die
ADSL Transceiver Unit-Central Office ATU-C und die ADSL
Transceiver Unit-Remote ATU-R über das Kupferadernpaar a/b
miteinander, bis sie ihre individuellen Merkmale ausgetauscht
haben und die Verbindungsleitung über das Kupferadernpaar a/b
vermessen haben. Danach sind die Leitungseigenschaften be
stimmt.
Für die Bestimmung der Leitungseigenschaften sind die unter
schiedlichsten Modulationsverfahren bekannt und standardi
siert. So gehen bei der sogenannten Quadratur Amplituden Mo
dulation QAM u. a. die Leitungslänge, der Leitungsquer
schnitt, die Induktivitäten, die Kapazitäten und andere phy
sikalische Parameter in das Nutz-/Störsignalverhältnis
(Signal/Noise) S/N ein. Bei dem sogenannten Discrete Multito
ne Modulationsverfahren DMT können in einzelnen Frequenzbe
reichen Störungen berücksichtigt werden, wenn diese kontinu
ierlich auftreten. Die Berücksichtigung erfolgt durch das An
passen des Übertragungsverfahrens an die ermittelten Lei
tungseigenschaften.
Bei der Discrete Multitone Modulation DMT handelt es sich um
eine "Multicarrier Modulation", bei dieser wird der Übertra
gungskanal gewissermaßen in Unterkanäle (subchannels) aufge
teilt, die auch als "bins" oder "tones" bezeichnet werden. In
dem erwähnten "Trainingslauf" beim Aufbau der Verbindung wird
nun ermittelt, welche Anzahl von Bits pro Unterkanal "bin"
übertragen werden kann. Dies bestimmt die Anzahl von "Bits
pro bin" B/b in Form einer Datenrate, welche als sogenannte
Bitallokationstabelle anhand des gemessenen Störabstandes er
rechnet und niedergelegt ist. Diese ermittelte Datenrate wird
maßgeblich beeinflusst von den physikalischen Eigenschaften
der Leitung und von den Störungen, die auf die Leitung ein
wirken.
Das Nutz-/Störsignalverhältnis (Signal/Noise) S/N der Verbin
dung hat dementsprechend einen bestimmten, auf die vorbe
schriebene Weise ermittelten Verlauf, dem eine vorgegebene
Bandbreite als Toleranz zugeordnet ist. Weitere Störungen in
nerhalb der zugeordneten Toleranz sind ohne spürbare Auswir
kung auf die Übertragungsgüte.
Bei den beschriebenen Trainingssequenzen werden derzeit vor
hersagbare Störungen wie z. B. periodisch auftretende Ein
strahlungen von nicht ständig aktiven AM-Sendern (siehe Fig.
2) nicht berücksichtigt, und eine Berücksichtigung ist in den
Standards der xDSL-Übertragungstechnik derzeit auch nicht
vorgesehen, vielmehr werden derartige Störeinflüsse in den
Standards gar nicht behandelt.
Hier greift die Erfindung ein. Anstelle der auf herkömmliche
Weise bei der aktuellen Trainingssequenz errechneten Bitallo
kationstabelle - die auf dem vom ADSL Transceiver Unit - Re
mote ATU-R gemessenen Störabstand beruht - wird eine Bitallo
kationstabelle vorgegeben, die vom ADSL Transceiver Unit-
Central Office ATU-C aus der Wahrscheinlichkeit der vorher
sagbaren Störungen (z. B. periodisch auftretende Einstrahlun
gen durch einen AM-Sender) und deren Intensität berechnet
wird. Das kann dazu führen, dass bestimmte Frequenzbereiche
(Unterkanäle, subchannels), hier "bins" genannt überhaupt
nicht zur Datenübertragung verwendet werden. Allerdings wird
in der Regel nur eine Einschränkung dahingehend getroffen
werden müssen, dass bei der Verwendung einzelner "bins" deren
maximal mögliche Zuordnung von "Bits pro bins" reduziert
wird.
Aus dem in Fig. 2a schematisch dargestellten Frequenzdia
gramm ist der für eine geeignete "data downstream"-
Übertragung gemessene Frequenzbereich F ersichtlich, wie er
durch einen Trainingslauf ermittelt worden ist. Ebenso ist
eine Störung in Form einer Sender-Stör-Einstrahlung AM er
kennbar. Diese Sender-Stör-Einstrahlung AM ist bei früheren
Trainingsläufen erfasst und in einer Fehlertabelle abgespei
chert worden. Derartige Störungen bilden u. a. den statisch
erfassten Informationsbestand, auf welchen bei der Optimie
rung der Datenübertragungsraten zurückgegriffen werden kann.
In dem von der Sender-Stör-Einstrahlung AM gestörten Ab
schnitt bin(AM) wird dem Frequenzbereich F partiell ein Kor
rekturwert k überlagert, der die mögliche Datenübertragungs
rate in diesem gestörten Abschnitt bin(AM) des Frequenzberei
ches F reduziert. Der Korrekturwert k ist hier sogar so groß,
dass die Datenübertragungsrate auf den Wert "Null" reduziert
wird, wie dies aus der Fig. 2b ersichtlich ist.
Beim "data downstream" wird also statt der vom ADSL Transcei
ver Unit-Remote ATU-R vorgegebenen Bitallokationstabelle
eine vom ADSL Transceiver Unit-Central Office ATU-C vorge
gebene Bitallokationstabelle angewendet, die vom ADSL Trans
ceiver Unit-Central Office ATU-C aus der Wahrscheinlichkeit
der vorhersagbaren Störungen und deren Intensität errechnet
werden kann. Damit wird die "data downstream"-Übertragungs
qualität (Quality of Services) QoS durch die Ausnutzung sta
tistischer Informationen erhöht.
Die Wahrscheinlichkeit der zu erwartenden Störungen kann bei
spielsweise aufgrund einer Fehlertabelle vorhergesagt werden,
deren Inhalte durch vorausgegangene Messungen aus früheren
Trainingsläufen aufgenommen worden sind. Eine derartige Tabelle
kann die Quelle der statistischen Informationen sein,
aufgrund derer Korrekturwerte k für die Datenübertragungsrate
B/b gewonnen werden.
CO Central Office
CPE Customer Premises Equipment
ATU-C ADSL Transceiver Unit-Central Office
ATU-R ADSL Transceiver Unit-Remote
LC Line-Card
a/b Adernpaar
T Telefonanlage
C Computer
F Frequenzbereich
bin Abschnitt des Frequenzbereiches F
B/b Datenübertragungsrate "Bit pro bin"
k Korrekturfaktor
AM Sender-Stör-Einstrahlung
bin(AM) gestörter Abschnitt des Frequenzbereiches F
CPE Customer Premises Equipment
ATU-C ADSL Transceiver Unit-Central Office
ATU-R ADSL Transceiver Unit-Remote
LC Line-Card
a/b Adernpaar
T Telefonanlage
C Computer
F Frequenzbereich
bin Abschnitt des Frequenzbereiches F
B/b Datenübertragungsrate "Bit pro bin"
k Korrekturfaktor
AM Sender-Stör-Einstrahlung
bin(AM) gestörter Abschnitt des Frequenzbereiches F
Claims (4)
1. Verfahren zum Verbessern der Übertragungsqualität (QoS)
zwischen Telekommunikationseinrichtungen (CPE; CO), die
mittels wenigstens einer Übertragungsleitung bestehend
aus wenigstens einem Adernpaar (a/b) miteinander ver
bindbar sind, wobei die Telekommunikationseinrichtungen
(CPE; CO) mittels jeweils einer Einheit (ATU-R; ATU-
C) miteinander kommunizieren und bei dem in wenigstens
einer Trainingssequenz die Datenübertragungsrate (B/b)
für eine "downstream"-Übertragungsrichtung bestimmt
wird, wobei eine xDSL Transceiver Unit-Central Office
(ATU-C) aktiv und eine xDSL Transceiver Unit-Remote
(ATU-R) passiv arbeitet,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Optimierung der Datenübertragungsrate (B/b) der
zur Datenübertragung zur Verfügung stehende Frequenzbe
reich (F) gegebenenfalls partiell mit wenigstens einem
Korrekturwert (k) beaufschlagt wird, welcher aufgrund
vorhersagbarer Störungen (AM) mit Hilfe von statisti
schen Informationen gewonnen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die partiell mit einem Korrekturwert (k) beauf
schlagten Bereiche (bin(AM)) des bei der Datenübertra
gung zur Verfügung stehenden Frequenzbereiches (F) hin
sichtlich der möglichen Datenübertragung eingeschränkt
nutzbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nutzbarkeit einzelner Bereiche (bin (AM)) des
für die Datenübertragung zur Verfügung stehenden Fre
quenzbereiches (F) durch die Korrekturwerte (k) bis auf
den Wert "Null" einschränkbar ist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die statistischen Informationen zur Bildung der
Korrekturwerte (k) aus früheren Trainingssequenzen ge
wonnen werde.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001112803 DE10112803A1 (de) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Verfahren zum Verbessern der Übertrgungsqualität zwischen Telekommunikationseinrichtungen |
PCT/DE2002/000357 WO2002076074A2 (de) | 2001-03-16 | 2002-02-01 | Verfahren zum verbessern der übertragungsqualität zwischen telekommunikationseinrichtungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001112803 DE10112803A1 (de) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Verfahren zum Verbessern der Übertrgungsqualität zwischen Telekommunikationseinrichtungen |
Publications (1)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE2001112803 Ceased DE10112803A1 (de) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | Verfahren zum Verbessern der Übertrgungsqualität zwischen Telekommunikationseinrichtungen |
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DE (1) | DE10112803A1 (de) |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5852633A (en) * | 1996-06-07 | 1998-12-22 | Motorola, Inc. | Method for allocating data in a data communication system |
FI105973B (fi) * | 1998-11-19 | 2000-10-31 | Tellabs Oy | Menetelmä monikantoaaltojärjestelmää soveltavien modeemien taajuuskaistajaon määrittämiseksi sekä menetelmää soveltava järjestelmä |
-
2001
- 2001-03-16 DE DE2001112803 patent/DE10112803A1/de not_active Ceased
-
2002
- 2002-02-01 WO PCT/DE2002/000357 patent/WO2002076074A2/de active Search and Examination
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Publication number | Publication date |
---|---|
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WO2002076074A3 (de) | 2003-05-08 |
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