DE102006017252B4

DE102006017252B4 - Einstellen einer spektralen Sendeleistungsdichte eines Teilnehmergeräts eines Kommunikationsnetzes

Info

Publication number: DE102006017252B4
Application number: DE102006017252A
Authority: DE
Inventors: Dr. Stolle Reinhard
Original assignee: Lantiq Deutschland GmbH
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2026-04-13
Also published as: DE102006017252A1; US7664522B2; US20070259680A1

Abstract

Vorrichtung zum Einstellen einer spektralen Sendeleistungsdichte eines Teilnehmergeräts (40) eines Kommunikationsnetzes, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung zum Empfangen eines Maßes für eine Dämpfung, die ein Signal auf seinem Weg von einer zentralen Sende-/Empfangseinrichtung (10, 20) zu einem mit der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung verbundenen Teilnehmergerät (40) des Kommunikationsnetzes erfährt, von dem Teilnehmergerät (40), wobei das Maß für die Dampfung durch das Teilnehmergerät ermittelt und von dem Teilnehmergerät an die zentrale Sende-/Empfangseinrichtung übermittelt worden ist; einer Einrichtung zum Modifizieren des empfangenen Dämpfungsmaßes; und einer Einrichtung zum Übermitteln des modifizierten Dämpfungsmaßes zu dem Teilnehmergerät (40), um von dem Teilnehmergerät (40) zur Einstellung der spektralen Sendeleistungsdichte verwendet zu werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Einstellen einer spektralen Sendeleistungsdichte eines Teilnehmergeräts eines Kommunikationsnetzes, wie es beispielsweise in der DSL (Digital Subscriber Line) Technologie benötigt wird.
Aufgrund der Vielzahl von Adernpaaren in einem Telefonkabel von einer Vermittlungsstelle (CO = Central Office) zu angeschlossenen Teilnehmern bzw. Teilnehmergeräten, kommt es trotz gleichstrommäßiger Isolierung der Adernpaare zu Nebensprechen, sowohl Nah-Nebensprechen (NEXT = Near-End Cross-Talk) als auch Fern-Nebensprechen (FEXT = Far-End Cross Talk). Diese resultieren aus kapazitiven oder induktiven Kopplungen. Durch Verdrillung der einzelnen Adernpaare eines Kabels wird dieses Nebensprechen soweit minimiert, dass es im Sprachband vernachlässigt werden kann. In Datenübertragungstechniken, wie beispielsweise der DSL-Technik, werden jedoch neben dem Sprachband weitere Frequenzbereiche verwendet, in denen sich dieses Nebensprechen sehr stark auf die mögliche Reichweite und Übertragungsgeschwindigkeit auswirkt.
Nah-Nebensprechen bedeutet, dass ein zu einem Empfangsgerät „nahseitiger” Sender, d. h. sowohl Empfangsgerät als auch Sender sind Teil unterschiedlicher Teilnehmerendgeräte oder sowohl Empfangsgerät als auch Sender sind Teil der Vermittlungsstelle, Sendesignalanteile in den Empfangszweig des Empfangsgerätes überkoppelt.
Im Gegensatz dazu bedeutet Fern-Nebensprechen, dass ein Empfänger zusätzlich zu dem für ihn bestimmten Empfangssignal, das von einem entferntseitigen ersten Sender, d. h. erster Sender und Empfänger sitzen auf verschiedenen Seiten von Teilnehmer- und Vermittlungsstellenseite, gesendet wird, Anteile eines zweiten Sendesignals empfängt, das von einem entferntseitigen zweiten Sender gesendet wurde, d. h. auch zweiter Sender und Empfänger sitzen auf unterschiedlichen Seiten.
In einem DSL-Netzwerk sind die Teilnehmergeräte (CPE Customer Premises Equipment) typischerweise unterschiedlich weit von der Vermittlungsstelle (CO = Central Office) entfernt. Daraus resultiert ein sog. Near-Far-Problem. Würden alle Teilnehmergeräte des Netzwerks mit der gleichen spektralen Sendeleistungsdichte (TX-PSD, Transmit Power Spectral Density) senden, so würden die näher an der CO gelegenen CPEs jeweils ein hohes Maß an Nebensprechen in die Leitungen der weiter von der CO entfernt gelegenen CPEs einkoppeln und so an der CO unterschiedlich starke spektrale Störleistungsdichten der einzelnen Teilnehmer verursachen.
Aus diesem Grund ist im Rahmen der VDSL-Standardisierung (siehe ITTU-Standards G.993.1, G.993.2, G.997, ANSI-Standard T1.424-2004, ETSI-Standard TS101-270) ein sog. Up-stream Power Back-Off (UPBO) definiert. Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur Bestimmung der spektralen Sendeleistungsdichten (TX-PSDs) von Teilnehmern auf Adernpaaren unterschiedlicher Länge in einem vielpaarigen Kommunikationskabel derart, dass die von jedem Adernpaar verursachte spektrale Störleistungsdichte durch Fern-Nebensprechen (FEXT-PSD) am CO den gleichen Wert aufweist.
Die Veröffentlichungschrift WO 03/098862 A1 offenbart ein Verfahren, nach dem ein Teilnehmergerät seine UPBO-Sendeleistung einstellen kann. Dabei wird in einem ersten Schritt eine Leitungsdämpfung anhand eines Initialisierungssignals in Downstream-Richtung geschätzt. Darauf basierend wird in einem zweiten Schritt eine erste Sendeleistung für den Upstream bestimmt und eingestellt. Darauf folgend wird abermals die Leitungsdämpfung geschätzt, allerdings anhand eines Trägersignals in Downstream-Richtung.
Darauf basierend wird eine zweite Upstream-Sendeleistung berechnet und eingestellt.
Die angegebenen Standards definieren ein Verfahren, welches die Forderung nach jeweils gleicher Störleistungsdichte der Adernpaare am CO durch Realisierung der jeweils gleichen spektralen Empfangsleistungsdichte (RX-PSD) approximiert. Durch diese Approximation verursachen Teilnehmer auf kürzeren Leitungen eine geringere FEXT-PSD als Teilnehmer auf längeren Leitungen. Dieser Nachteil könnte durch eine frequenzabhängige Korrektur der TX-PSD auf der Teilnehmerseite vermieden werden, wodurch allerdings die Standardkompatibilität des Verfahrens verloren ginge.
Dazu offenbart US 2002/0163974 A1 ein Verfahren für einen UPBO, wobei eine spektrale Sendeleistungsdichte eines Teilnehmergeräts gemäß
eingestellt wird, wobei l_k eine Leitungslänge zwischen Teilnehmer k und einer Vermittlungsstelle ist, H(f, l_k) eine Kanalübertragungsfunktion einer Leitung zwischen Teilnehmer k und Vermittlungsstelle bedeutet, l_R eine Referenzleitungslänge ist, H(f, l_R) die entsprechende Referenzübertragungsfunktion bedeutet, S(f, l_R) eine Referenzsendeleistungsdichte beschreibt, und ν ≠ –1 oder 0. Dabei gilt ferner l_k ≤ l_R.
Ferner offenbart US 6922446 B1 ein Verfahren für einen UPBO, wobei von einer Vermittlungsstelle eine von der Vermittlungsstelle gewünschte Empfangsleistungsdichte (S_GDR(f)) an ein Teilnehmergerät übermittelt wird, welches basierend auf der gewünschten Empfangsleistungsdichte S_GDR(f) und der Dämpfung |H_i(f)| der Teilnehmeranschlussleitung i, eine Upstream-Sendeleistungsdichte S_i(f) bestimmt.
Der Betreiber eines VDSL-Vermittlungssystems (DSLAM, Digital Subscriber Line Access Multiplexer) ist in der Regel daran interessiert, dass die Teilnehmergeräte unabhängig von der jeweiligen Implementierung bzw. vom Hersteller einen vom Betreiber vorgegebenen UPBO durchführen. Ein Verfahren, welches die oben genannten Nachteile der Approximation nicht hat, aber vom DSLAM-Betreiber unter Einhaltung des Standards durchgeführt werden kann, ist bislang nicht bekannt.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung besitzen einen Vorteil darin, dass mit standardkonformen Teilnehmergeräten die Forderung nach gleichen Upstream-Bedingungen genauer und bei moderatem Aufwand erzielbar ist.
Dieser Vorteil ergibt sich bei einer Vorrichtung nach Anspruch 1, einem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 14, und einem Computerprogramm nach Anspruch 19.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Einstellen spektraler Sendeleistungsdichten eines Teilnehmergeräts eines Kommunikationsnetzes die Ermittlung eines Maßes für eine Dämpfung, die ein Signal auf seinem Weg von einer zentralen Sende-/Empfangseinrichtung zu einem mit der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung verbundenen Teilnehmergerät des Kommunikationsnetzes erfährt, durch das Teilnehmergerät, die Übermittlung des ermittelten Maßes für die Dämpfung von dem Teilnehmergerät zu der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung, das Modifizieren des von dem Teilnehmergerät ermittelten und an die zentrale Sende-/Empfangseinrichtung übermittelten Dämpfungsmaßes, das übermitteln des modifizierten Dämpfungsmaßes von der Sende-/Empfangseinrichtung zum Teilnehmergerät und das Verwenden des modifizierten Dämpfungsmaßes zur Einstellung der Sendeleistungsdichte des Teilnehmergeräts.
Ein weiterer Vorteil von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass einem Netzwerkbetreiber eines Kommunikationsnetzwerks die Möglichkeit eröffnet wird, den an seine Vermittlungsstelle angeschlossenen Teilnehmern, unabhängig von der Implementierung der Teilnehmergeräte, die jeweils genau gleiche bzw. genauere Datenrate anbieten zu können, als die standardgemäße Implementierung des Upstream Power Back-Off, die dies nur in sehr grober Näherung zulässt. Ein weitere Vorteil von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass dieselben keine properitäre Implementierung auf der Teilnehmerseite und auch keine Kenntnis des Verfahrens auf der Teilnehmerseite erfordern.
Weitere Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung bestehen darin, dass dieselben eine Vermeidung einer zeitlichen Verzögerung im standardgemäßen Ablauf der Initialisierung ermöglichen. Eine zeitaufwändige Wiederholung des Verbindungsaufbaus mit veränderten UPBO-Koeffizienten ist nicht erforderlich.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird einer Forderung nach jeweils gleicher Störleistungsdichte der Teilnehmergeräte derart begegnet, dass der von der Teilnehmerseite ermittelte Dämpfungskoeffizient kl₀ vom CO modifiziert wird. Der Dämpfungskoeffizient kl₀ wird im Rahmen der VDSL-Aktivierung von der Teilnehmerseite CPE geschätzt und an die Vermittlungsstelle übertragen. Die Vermittlungsstelle bestimmt erfindungsgemäß aus diesem Schätzwert des Dämpfungskoeffizienten kl₀ einen modifizierten Dämpfungskoeffizienten kl₀' und veranlasst den CPE über ein standardkonformes Protokoll zur Verwendung des Korrekturwerts kl₀' anstelle von kl₀. Die Modifizierung des Dämpfungskoeffizienten kl₀ geschieht dabei derart, dass ein durch die Modifizierung beim CPE entstehender Frequenzgang der UPBO-PSD lediglich bei einer Referenzfrequenz f_ref, die beispielsweise eine Mittenfrequenz eines genutzten Frequenzbandes sein kann, mit einem von einer zentralen Stelle vorgegebenen idealen Frequenzgang übereinstimmt. D. h. nach der Modifikation des Dämpfungskoeffizienten kl₀ zum Dämpfungskoeffizienten kl₀' wird genau an dieser Referenzfrequenz f_ref im Wesentlichen eine Gleichheit des gewünschten UPBO-Sendeleistungsdichtespektrums und des erzielten UPBO-Sendeleistungsdichtespektrums (UPBO-PSD) des Teilnehmergeräts erreicht.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines VDLS-Netzwerkes, in welchem Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung implementiert sein können;
2 eine schematische Darstellung des VDSL-Frequenzplans des Netzwerkes von 1;
3 eine Darstellung von gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielten UPBO-Sendeleistungsdichtespektren in verschiedenen Frequenzbändern für kl₀-Werte unterhalb von 13.5 dB im Vergleich zu Wunschspektren;
4 eine Darstellung von gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielten UPBO-Sendeleistungsdichtespektren in verschiedenen Frequenzbändern für kl₀-Werte oberhalb von 13.5 dB;
5 eine Darstellung von gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielten erzielten UPBO-Sendeleistungsdichtespektren in verschiedenen Frequenzbändern für kl₀ unterhalb von 13.5 dB;
6 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Einstellung der Sendeleistungsdichte der Teilnehmergeräte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es in dem Netzwerk von 1 abläuft;
7a und 7b Darstellungen von gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielten Datenraten im rauschfreien Fall (7a) und mit Nebensprechen (7b), abhängig von der Leitungslänge eines verwendeten DTAG40 Kabels;
8a und 8b Darstellungen des Einflusses einer Dämpfungswertmodifizierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf das PSD und die Bit-Zuweisung gerade um den Übergang bei dem Dämpfungskoeffizient 13.5 dB herum; und
9a und 9b Darstellungen der Auswirkung eines Parameter-Smoothings gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf erzielbare Datenraten über ein DTAG40 Kabel im rauschfreien Fall (9a) und mit Nebensprechen (9b).
1 zeigt ein VDSL-Netzwerk (Very High Speed DSL) als Beispiel für einen Anwendungsfall eines UPBO-Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erefindung. Jedes einer Mehrzahl von Modems 10 einer zentralen Vermittlungsstelle 20 (CO) ist über eine einer Mehrzahl von Aderpaar-Leitungen 30 unterschiedlicher Länge mit einem unterschiedlichen einer Mehrzahl von verschiedenen Teilnehmergeräten bzw. Endgeräten 40 verbunden. Eine längste Leitung 30a, die in 1 hervorgehoben dargestellt ist, bildet eine Referenzleitung mit einer Länge L_ref. Ein Teilnehmergerät 40, nämlich CPE₀, besitzt eine Entfernung L₀ von der zentralen Vermittlungsstelle 20. Ein weiteres Teilnehmergerät 40, nämlich CPE_ref, befindet sich exemplarisch ebenfalls in der Entfernung L_ref zur zentralen Vermittlungsstelle 20.
Da sich, wie in 1 durch Bezugszeichen 70 angedeutet, sämtliche Adernpaare in einem vielpaarigen Kabelbündel 70 befinden, kommt es im Upstream, d. h. der Kommunikation in Richtung von den Teilnehmergeräten 40 zum CO 20 hin, zu dem bereits beschriebenen Fern-Nebensprechen (FEXT). Dies ist in 1 exemplarisch für eine Leitung 30b des Teilnehmergeräts 40b dargestellt. Das Sendesignal des Teilnehmers 40c, nämlich CPE₀, koppelt mit einer Übertragungsfunktion H_FEXT,0(f) auf einer Länge L₀ auf die Leitung 30b des Teilnehmers 40b über. Ebenso koppelt das Sendesignal des Teilnehmers 40a CPE_ref über die komplette Leitungslänge L_ref mit der Übertragungsfunktion H_FEXT,ref(f) auf die Leitung 30b des Teilnehmers 40b über.
Obwohl es in 1 nicht gezeigt ist, umfasst jedes Modem 10 der CO 20 und jedes Teilnehmergerät 40 des Netzwerkes von 1 einen Sender, einen Empfänger und einen Prozessor, wobei die Funktionsweise und Wechselwirkung dieser internen Komponenten und damit auch die Funktionsweise der Modems 10 und Geräte 40 selbst im Zusammenhang mit der Einstellung der Sendeleistungsdichte bzw. dem Upstream Power Back-Off aus der folgenden Beschreibung hervorgeht. Ziel des Upstream Power Back-Off (UPBO) ist es, das Fern-Nebensprechen der kürzeren VDSL-Leitungen 30c–30e auf die längeren 30a, 30b zu reduzieren. Würden sämtliche Teilnehmer 40a–e mit der gleichen spektralen Sendeleistungsdichte senden, würde das Fern-Nebensprechen der kürzeren auf die längeren Leitungen die Datenübertragung über die längeren Leitungen erheblich beeinträchtigen. Angenommen Teilnehmer CPE_ref würde mit einer maximalen spektralen Sendeleistungsdichte PSD_VDSL(f) senden, so würde sein Sendesignal über die Leitungslänge (L_ref–L₀) bereits erheblich gedämpft. In einer Entfernung L₀ vom CO würde nun das Signal vom Teilnehmer CPE₀ anfangen in die Leitung des Teilnehmers CPE_ref überzukoppeln. Würde nun Teilnehmer CPE_o ebenfalls mit maximaler spektraler Sendeleistungsdichte PSD_VDSL(f) senden, so wäre dessen spektrale Sendeleistungsdichte in der Entfernung L_o zum CO erheblich höher als die des bereits gedämpften Signals des Teilnehmers CPE_ref. D. h. das Fern-Nebensprechen des Teilnehmers CPE₀ auf den Teilnehmer CPE_ref ist höher als umgekehrt, das Fernübersprechen des Teilnehmers CPE_ref auf den Teilnehmer CPE₀. Durch die größere Störung auf der Leitung des Teilnehmers CPE_ref kann diesem daher nur eine geringe Datenrate im Vergleich zum Teilnehmer CPE₀ angeboten werden. Um das zu vermeiden und um sämtlichen Teilnehmern die gleiche Datenrate anbieten zu können, müssen die Teilnehmer 40c–e, die mit kürzeren Leitungen an den CO angeschlossen sind und die in 1 mit einem Rahmen 50 hervorgehoben sind, ihre spektrale Sendeleistungsdichte verringern, so dass die Forderung nach jeweils gleicher spektraler Störleistungsdichte der Adernpaare 30a–30e am CO 20 erreicht werden kann. Diese Verringerung der spektralen Sendeleistungsdichte der jeweiligen Teilnehmer wird – wie bereits beschrieben – als Upstream Power Back-Off UPBO bezeichnet.
Die FEXT-Übertragungsfunktion H_FEXT,ref(f) über die Frequenz f der Referenzleitung 30a und H_FEXT,0(f) einer der zu formenden Leitungen 30c–e (UPBO-Leitungen), d. h. einer der Leitungen, die kürzer als die Referenzlänge sind, und bei denen deshalb an dem jeweils angeschlossenen Teilnehmergerät oben skizzierte Anpassung des Sendeleistung vorgenommen werden soll, ist proportional zu der Übertragungsfunktion H_ref(f) bzw. H₀(f) und zu der Länge L_ref bzw. L₀ der jeweiligen Leitung 30a bzw. 30c–30e: |H_FEXT,ref(f)|² ~ L_ref·|H_ref(f)|² (1) |H_FEXT,0(f)|² ~ L₀·|H₀(f)|². (2)
Die durch das Fern-Nebensprechen von der Referenzleitung 30a auf die Leitung des Teilnehmers 40b entstehende FEXT-PSD, die der Empfänger des hier exemplarisch betrachteten „Opfer”-Modems 10b erhält, ist durch W_FEXT,ref(f) = W_VDSL(f)·|H_FEXT,ref(f)|² (3) gegeben. Dabei bezeichnet W_VDSL(f) das voll ausgesteuerte VDSL-Upstream-Spektrum, d. h. die maximale Sendeleistungsdichte der Teilnehmergeräte 40. Ein ähnlicher Zusammenhang gilt für das Fern-Nebensprechen des störenden Teilnehmers CPE₀ auf die Leitung des Teilnehmers 30b. W_FEXT,ref(f) = W_UPBO(f)·|H_FEXT,0(f)|² (4)
Dabei bedeutet W_UPBO( _f ₎ das VDSL-Upstream-Spektrum des Teilnehmers CPE₀, inklusive UPBO. Das heißt, W_UPBO(f) ist die gesuchte spektrale Sendeleistungsdichte des Teilnehmers CPE₀ nach Einstellung unter Berücksichtigung der bestehenden Leitungslänge.
Wie oben bereits erwähnt soll die Forderung nach jeweils gleicher spektraler Stärleistungsdichte sämtlicher Adernpaare 30a–e am CO 20 erfüllt werden, d. h. die induzierte spektrale Störleistungsdichte des Enders eines Teilnehmers 40 mit einer kürzeren Leitungslänge als L_ref, wie z. B. von 40c, soll die spektrale Störleistungsdichte W_FEXT,ref(f) des Senders des Teilnehmers CPE_ref nicht überschreiten. Mathematisch ausgedrückt bedeutet dies W_FEXT,0(f) ≤ W_FEXT,ref(f). (5)
Mittels weniger algebraischer Umformungen ergibt sich nun als Forderung für die gesuchte spektrale Sendeleistungsdichte
Das Verhältnis der Leitungslängen L₀/L_ref wir also berücksichtigt, um der Längen-Abhängigkeit der FEXT-Störungen Rechnung zu tragen. Mit den Zusammenhängen zwischen spektraler Leitungsdämpfung a(f) und Übertragungsfunktion H(f) bzw. zwischen Spektrum W und Spektrum PSD in dB a(f) = –20·log₁₀|H(f)|dB (7) PSD = (10·log₁₀(W) + 30) dBm / Hz (8) ergibt sich die Vorschrift zur Bestimmung der spektralen UPBO-Sendeleistungsdichte im logarithmischem Maßstab zu USD_UPBO(f) ≤ PSD_VSDSL(f) – a_ref(f) + 10·log₁₀(a_ref(f_ref)) + a₀(f) – 10·log₁₀(a₀(f_ref)). (9)
Die Differenz der beiden logarithmischen Leitungsdämpfungen an einer bestimmten Referenzfrequenz f_ref bindet in die Bestimmung des zu bestimmenden UPBO-Sendeleistungsdichtespektrums USD_UPBO die jeweiligen Leitungslängen L_ref und L₀ mit ein, da die Leitungsdämpfungen im wesentlichen proportional zu den jeweiligen Leitungslängen sind. Wie es aus der folgenden Beschreibung des UPBO-Verfahrens hervorgehen wird, wird der untere Teil, im folgenden in L(f) bezeichnet, der letzten Gleichung während der Aktivierungsphase der VDSL-Verbindung durch das Teilnehmermodem CPE₀ bestimmt, während der obere Teil des rechten Teils der Gleichung auf CO-Seite, wie z. B. über eine in 1 nicht gezeigte aber mit der CO verbundene Verwaltungsinforationsbasis bzw. eine Anwendungsprogrammschnittstelle MIB/API (Management Information Base/Application Programming Interface) konfiguriert wird und das Referenzleistungsdichtespektrum der Referenzleitung der Länge L_ref bezeichnet. Mit den Abkürzungen PSD_ref(f) = PSD_VDSL(f) – a_ref(f) + 10·log₁₀(a_ref(f_ref)) (10) L(f) = a₀(f) – 10·log₁₀(a_o(f_ref)) (11) kann das UPBO-Sendeleistungsdichtespektrum als PSD_UPBO(f) = PSD_ref(f) + L(f) (12) geschrieben werden. Diese Vorschrift wird von den Teilnehmergeräten 40 dazu verwendet ihre Sendeleitungsdichten im Rahmen einer Formungsfunktionalität auf PSD_UPB0 einzustellen.
Im folgenden wird exemplarisch davon ausgegangen, dass die Teilnehmergeräte 40 im Rahmen der Formungsfunktionalität nach dem ITU-Standard G.997 die Referenz-PSD_ref in der Form PSD_ref(f)= –A – B√f (13) konfigurieren, wobei A und B Konstanten sind, die im Rahmen des Verbindungsaufbaus den Teilnehmergeräten von der CO 20 übermittelt werden können, und zwar beispielsweise pro Übertragungsband.
L(f) bezeichnet die Verlustfunktion und wird gemäß dem Standard G.997 als L(kl₀, f) = kl₀√f (14) definiert bzw. durch die Teilnehmergeräte 40 im Rahmen des Verbindungsaufbaus ermittelt bzw. gemessen und mit der angegebenen Gleichung genähert, um den Dämpfungswert kl₀ zu erhalten. Der während der Initialisierungsphase der VDSL-Verbindung vom CPE 40 ermittelte Dämpfungskoeffizient kl₀ wird an die CO 20 übermittelt und durch dieselbe modifiziert zu kl₀' derart, dass gilt
Durch die letztgenannte Gleichung (15) wird der Abhängigkeit des Fern-Nebensprechens von der Leitungslänge Rechnung getragen. Betrachtet man Gleichung 13 zusammen mit Gleichung 15 so ist unmittelbar zu erkennen, dass sich durch die Modifikation von kl₀ zu kl₀' der Frequenzgang des PSD_UPBO(f) gegenüber dem des PSD_ref(f) verändert. Lediglich an der Referenzfrequenz f_ref, deren Auswahl im folgenden noch diskutiert wird, ist der durch die Modifikation von kl₀ erzielte Frequenzgang des UPBO-PSD PSD_UPBO(f) mit dem Frequenzgang wunschgemäßen UPBO-PSD PSD_ref(f) identisch, weshalb nach bestimmten in folgenden noch beschriebenen Ausführungsbeispielen die CO den Teilnehmergeräten andere A, B-Paare mitteilt als dies für ein unverändertes kl₀ richtig wäre. In obiger Gleichung (15) bedeutet kl_ref den nach der Gleichung (14) aus der am Gerät 40a erfassbaren Verlustfunktion L_ref erhaltbare Dämpfungskoeffizient.
2 zeigt die Aufteilung des Frequenzspektrums in einzelne Bänder nach dem VDSL-Standard, um die nachfolgenden Ausführungsbeispiele für das UPBO-Szenario, die sich exemplarisch auf VDSL beziehen, verständlicher zu machen und insbesondere das Verständnis zu erleichtern, nach welchen Kriterien bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Werte kl_ref und f_ref gewählt werden.
2 zeigt eine Darstellung eines relevanten Frequenzbereichs, der in vier verschiedene Subfrequenzbänder unterteilt ist. Die Aufteilung des Frequenzbereichs entspricht derjenigen der VDSL-Übertragungstechnik. Ein erster Frequenzbereich 200 definiert ein Frequenzband für den Downstream, d. h. die Übertragungsrichtung von CO zu CPE. Ein zweiter frequenzhöherer Frequenzbereich 210 definiert ein erstes Frequenzband für die Upstream-Datenübertragung, d. h. die Richtung von CPE zu CO. Ein nächster frequenzhöherer Frequenzbereich 220 bildet ein zweites Frequenzsubband für die Downstream-Datenübertragung. Schließlich bildet der frequenzhöchste Frequenzbereich 330 ein zweites Frequenzsubband für die Upstream-Datenübertragung. Natürlich wäre die vorliegende Erfindung auch bei anderen Übertragungstechniken als VDSL anwendbar, insbesondere solchen mit mehr Upstream- und Downstream-Bändern. Wie man an den Bandbreiten der einzelnen Subbänder erkennen kann, sind in den jeweiligen Subbändern unterschiedlich hohe Übertragungsraten erzielbar. So sind beispielsweise in dem Upstream-Frequenzband 230 (US2) höhere Datenraten erzielbar als in dem Upstream-Frequenzband 210 (US1). Die jeweils genutzten Bandbreiten innerhalb der Subbänder US1 und US2 hängen von der entsprechenden Leitungsdämpfung ab. Discrete Multitone Transmission (DMT) ist die Bezeichnung für das bei VDSL verwendete und somit in den Sendern und Empfängern der Modems 10 und 40 verwendete Modulationsverfahren. DMT ist ein Multiträgerverfahren, bei dem die Bitinformation auf mehrere Trägerfrequenzen für Daten, die jeweils eine bestimmte Bandbreite aufweisen, codiert wird. Der serielle Datenstrom, der zu übertragen ist, wird sendeseitig bei DMT zu jeweils einer Anzahl von Bits zusammengefasst und per inverser Spektraltransformation auf komplexe Subsymbole abgebildet, die auf vielen nebeneinanderstehenden Trägern parallel gesendet werden. Dazu werden sie gleichzeitig auf die zur Verfügung stehenden Trägerfrequenzen moduliert, deren Summensignal dann gesendet wird. Die Träger können unterschiedlich stark eingestellt werden. Dadurch wird es möglich, den nicht idealen Frequenzgang konkreter Telefonleitungen zu kompensieren. Jeder Träger kann mit einer anderen Bitdichte moduliert werden, je nachdem wie stark er verrauscht ist. Beispielsweise können die Träger mit niedrigeren Frequenzen, wo die Störungen gewöhnlich geringer sind, mit einer höheren Datenrate moduliert werden, die Träger mit höheren Frequenzen aber mit nur noch einer entsprechend niedrigeren. In extremen Fällen können einzelne Träger auch komplett gesperrt werden.
Die Dämpfung eines ausgesendeten Signals ist nicht nur von der Leitungslänge abhängig, sondern sie ist ebenso im wesentlichen proportional zu der verwendeten Frequenz. Daher ist leicht ersichtlich, dass das US2-Sand 230 nur für Teilnehmer bis zu einer gewissen Entfernung vom CO nutzbar ist. Diese Entfernung, bis zu der das US2-Band 230 nutzbar ist, lässt sich beispielsweise durch einen Dämpfungskoeffizienten kl_ref,1 darstellen, wobei kl_ref,1 dann anhand (14) nur in dem US1-Band aus L_ref bestimmt ist. Die Entfernung, bis zu der das US1-Band 210 nutzbar ist, lässt sich entsprechend durch einen Dämpfungskoeffizienten kl_ref,2 darstellen. Die Referenzfrequenzen, für die das durch die Modifikation erzielte UPBO-PSD gleich dem gewünschten UPBO-PSD ist, werden gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf die Mittenfrequenzen der beiden Frequenzbänder US1 bzw. US2 gelegt, wie es im folgenden Beschrieben wird.
Nachdem in vorhergehenden alle Details des Netzwerkes von 1 sowie das mathematische Grundgerüst erläutert worden sind, wird im folgenden das UPBO-Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung bereits etwas näher anhand von Graphen in den 4–6 skizziert. Im Anschluss daran erfolgt eine detaillierte Darstellung der UPBO-Schritte in Bezug auf 6.
Wie im vorhergehenden beschieben bestimmt im Laufe des UPBO-Verfahrens das Teilnehmergerät 40, dessen Sende-PSD einzustellen ist, die Verlustfunktion L(f) und daraus kl₀, welcher Koeffizient wiederum an die CO 20 gesendet wird. Diese nimmt die oben erörterte Modifikation des Koeffizienten vor, und zwar im Fall der vorliegend angenommenen VDSL-Technik abhängig von kl₀. Insgesamt modifiziert die CO 20 kl₀ zu kl₀' gemäß Gleichung (15) mit folgender Regel zur Wahl für kl_ref und f_ref:
falls kl₀ < 13.5 dB,
kl_ref = kl_ref,1 = 13.5 dB
f_ref = 10.25 MHz, und
falls kl₀ ≥ 13.5 dB,
kl_ref = kl_ref,1 = 24 dB
f_ref = 4.5 MHz.
Gemäß obiger Auswahlregel wird für einen von einem CPE gemessenen Dämpfungskoeffizient kl₀ kleiner als 13.5 dB zur Berechnung von kl₀' kl_ref auf 13.5 dB gesetzt und f_ref auf 10.25 MHz, die beispielsweise die Mittenfrequenz des oben beschriebenen US2-Bandes darstellt. Entsprechend wird für einen von einem CPE gemessenen Dämpfungskoeffizient kl₀ größer oder gleich 13.5 dB zur Berechnung von kl₀' kl_ref auf 24 dB gesetzt und f_ref auf 4.5 MHz, die beispielsweise die Mittenfrequenz des oben beschriebenen US1-Bandes darstellt.
Wie beschrieben sendet die CO 20 kl₀' zurück an das Teilnehmergerät 40. Letzteres wiederum berechnet unter Verwendung von vorab ebenfalls von der CO 40 erhaltenen Wertepaaren A, B nach Gleichung (13) PSD_ref und unter Verwendung von Gleichung (14) mit kl₀' statt kl₀ L(f), woraus es wiederum nach Gleichung (12) schließlich die für die anschließende Upstream-Kommunikation zu verwendende Sende-PSD PSD_UPBO ermittelt.
Die sich auf diese Weise ergebende Sende-PSD PSD_UPBO ist in 3 für drei verschiedne kl₀-Werte dargestellt, wenn für die Koeffizienten-Paare A, B für die Bänder US1 und US2 diejenigen Werte verwendet werden, die für die unmodifizierten kl0-Werte die optimale Wunsch-PSD PSD_ref approximieren. Betrachtet werden exemplarisch vom CPE gemessene Dämpfungskoeffizienten kl₀ = 0, 6 und 12 dB, welche also sämtlich kleiner als 13.5 dB sind. Eine Anpassung des UPBO-PSD im US2-Hand lohnt sich in diesem fall, da für Dämpfungskoeffizienten kleiner als 13.5 dB das US2-Band (neben dem US1-Band) nutzbar ist.
Der rechte Teil von 3 zeigt insgesamt 6 UPBO-PSD. Das mit dem Bezugszeichen 300 gekennzeichnete UPBO-PSD stellt ein vom System vorgegebenes, auf das Netzwerk von 1 abgestimmtes, wunschgemäße bzw. ideales UPBO-PSD für kl₀ = 12 dB dar. Das durch Algorithmus 1 eingestellte UPBO-PSD für kl₀ = 12 dB ist in dieser Darstellung im wesentlichen deckungsgleich mit dem wunschgemäßen UPBO-PSD 300 und ist mit Bezugszeichen 301 gekennzeichnet. Das wunschgemäße UPBO-PSD für kl₀ = 6 dB ist mit 310 gekennzeichnet. Der 3 ist zu entnehmen, dass das eingestellte UPBO-PSD für kl₀ = 6 dB 311 minimal von dem wunschgemäßen UPBO-PSD 310 abweicht. Für den Dämpfungskoeffizienten kl₀ = 0 dB ist der 3 eine noch deutlichere Abweichung zwischen dem entsprechenden wunschgemäßen UPBO-PSD 320 und dem durch Algorithmus 1 eingestellten UPBO-PSD 321 zu entnehmen. Das ist darauf zurückzuführen, dass kl₀' umso mehr vom gemessenen kl₀ abweicht, desto verschiedener der gemessene Dämpfungskoeffizient kl₀ vom Referenzdämpfungskoeffizienten kl_ref ist.
Der linke Teil von 3 zeigt die Auswirkung der modifizierten Dämpfungskoeffizienten kl_o' auf das tiefergelegene US1-Sand. Die Approximation in diesem Frequenzband ist zwar suboptimal, andererseits ist das Signalrauschverhältnis in diesem Band ohnehin deutlich besser als im US2-Band, so dass kein wesentlicher Nachteil besteht.
Ist der vom CPE gemessene Dämpfungskoeffizient kl₀ oberhalb von 13.5 dB, erfolgt gemäß obiger Auswahlregel die Modifikation des Dämpfungsparameters kl₀ zu kl_o', bezogen auf das niedrigere US1-Frequenband, da davon ausgegangen wird, dass bei solch schlechten Dämpfungsverhältnissen das US2_Band ohnehin nicht zur Upstream-Übertragung verwendbar ist. Die sich in diesem Fall ergebenden Sende-PSDs PSD_UPBO ist für verschiene kl₀-Werte in 4 dargestellt.
4 zeigt UPBO-PSD für kl₀ = 24 dB 400, UPBO-PSD für kl₀ = 19 dB 410 und UPBO-PSD für kl₀ = 14 dB 420, wobei die wunschgemäßen UPDO-PSD, d. h. die durch die oben beschriebenen (A, B)-Parameter vorgegebenen, und die durch Algorithmus 1 erzielten UPBO-PSD im Wesentlichen deckungsgleich sind, wie man dem linken Teil der 4 entnehmen kann.
Wie im vorhergehenden bereits beschrieben wurde ergeben sich durch die Modifikation des Dämpfungskoeffizienten kl_o Abweichungen der erzielten UPBO-PSD gegenüber der wunschgemäßen UPBO-PSD, speziell in höheren Frequenzbändern bzw. US2. Das liegt daran, dass der modifizierte Wert kl_o' nur eine frequenzunabhängige Korrektur zulasst. Der Frequenzverlauf der TX-PSD wird wie oben beschrieben über die Parameterpaare (A_i, B_i) je Sendefrequenzbereich i von der CO 20 in der Initialisierungsphase der VDSL-Verbindung über ein standardkonformes G.997-Protokoll vorgenommen. Die Koeffizienten (A_i, B_i) werden standradgemäß allerdings nur ein einziges Mal an das CPE übermittelt, und zwar vor Bekanntwerden des Dämpfungskoeffizienten kl₀ bei der CO 20. Die Approximation des UPBO-PSD kann nun verbessert werden, indem (A_i, B_i) für ein Band i (im Fall von VDSL ist i 1 oder 2) derart gewählt wird, dass für einen „mittleren” Dämpfungskoeffizienten kl₀ möglichst Gleichheit bzw. ein möglichst geringer mittlerer Abstand bzw. mittleres Abstandquadrat zwischen durch die Modifikation erzieltem UPBO-PSD und gewünschtem UPBO-PSD für alle Frequenzen f dieses Subbandes i, wie z. B. US1 oder US2, vorliegt, und dass die Frequenz f_ref in dem hochfrequentesten, für die Datenübertragung noch signifikant nutzbaren Frequenzband i_max der verwendeten Frequenzbänder liegt, nämlich US2 im VDSL-Beispiel. Damit ist die Approximation in den Frequenzbändern i < i_max zwar suboptimal, andererseits ist das Signalrauschverhältnis in diesen Bändern noch deutlich besser als im Band i_max, so dass kein wesentlicher Nachteil entsteht.
Wie im vorhergehenden beschrieben wird nun bei Dämpfungskoeffizienten kl₀ größer kl_o,max = 13,5 dB davon ausgegangen, dass das Band i_max, nämlich US2, nur mehr wenig zur Übertragungskapazität des Kommunikationssystems beiträgt. Die Bestimmung des modifizierten Dämpfungskoeffizienten kl_o' verläuft dann derart, dass die Frequenz f_ref in dem jetzt hochfrequentesten noch signifikanten nutzbaren Frequenzband i_max' kleiner i_max liegt, also US1 im exemplarisch betrachteten Fall von VDSL. anders ausgedrückt wird die frequenzabhängige Korrektur durch eine frequenzunabhängige hängige Korrektur durch eine frequenzunabhängige Korrektur approximiert derart, dass die bestmögliche Approximation im hochfrequentesten Frequenzband erfolgt, welches noch signifikant zur Datenübertragung beiträgt.
5 zeigt anhand kl₀' und wie soeben beschrieben ermittelter (A, B)-Wertepaare ermittelte UPBO-PSDs für drei verschiedene Werte von kl₀ unterhalb von 13.5 dB, d. h. für den Fall guter Dämpfungsverhältnisse, bei denen auch das US2-Band zu Upstream-Übertragung beiträgt. Die Optimierung erfolgt, wie oben beschrieben, durch veränderte (A, B)-Parameter, die das wunschgemäße UPBO-PSD beschreiben. Durch die oben erwähnte Bestimmung der (A, B)-Parameter lässt sich der Frequenzgang des wunschgemäßen, vom System vorgeschriebenen PSD_ref variieren, das das jeweilige Teilnehmergerät zur PSD_UPBO heranzieht. Die im Standard ITU G.977 für DTAG-Kabel definierten (A, B)-Parameter lauten:
A(US1) = 43.48
B(US1) = 29.48
A(US2) = 45.32
B(US2) = 16.52
Demgegenüber lauten die im Fall von 5 verwendeten optimierten (A, B)-Parameter:
A(US1) = 43.48
B(US1) = 29.48
A(US2) = 42.32
B(US2) = 17.46
Der rechte Teil von 5 zeigt für kl₀ = 12 dB ein wunschgemäßes UPBO-PSD 500 und ein durch die Modifikation von kl₀ erzieltes UPBO-PSD 501. Weiterhin ist für kl₀ = 6 dB ein wunschgemäßes UPBO-PSD 510 gezeigt, das mit dem durch die Modifikation von kl₀ erzielten UPBO-PSD gemäß der Figurenauflösung deckungsgleich ist. Schließlich zeigt der rechte Teil der 5 ein UPBO-PSD für kl₀ = 0 dB 520 und ein für dieses kl₀ modifiziertes UPBO-PSD 521. Gegenüber 3 ist zu erkennen, dass durch die veränderten (A, B)-Koeffizienten die Approximation an das wunschgemäße UPBO-PSD im Mittel über alle möglichen kl₀-Werte, über die die CO vor der Übermittlung der (A, B)-Paare an das Teilnehmergerät ja nichts weiß, im Wesentlichen besser erreicht wird. Als Konsequenz daraus wird die Forderung nach jeweils gleicher spektraler Störleistungsdichte der Adernpaare der jeweiligen Teilnehmer am CO besser realisiert, wodurch jedem Teilnehmer die gleiche Datenrate garantiert werden kann.
Zusammenfassend soll ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand von 6 noch einmal detailliert beschrieben werden, wobei auch auf 1 Bezug genommen wird.
In einem ersten Schritt 600 werden von dem CO 20 an das jeweilige CPE 40 für sämtliche Frequenzbänder i, d. h. US1 und US2, Parameterpaare (A_i, B_i) gesendet. Diese können den Parameterpaaren entsprechen, wie sie für unmodifizierte kl₀ optimal sind, wie es bezugnehmend auf 3 und 4 erläutert wurde. Allerdings ist es auch möglich, das die Parameterpaare für das Band i derart sind, dass für einen mittleren Dämpfungskoeffizienten kl₀ bzw. über einen vorbestimmten Bereich von möglichen kl₀ hinweg ein Unterschied zwischen der wunschgemäßen UPBO-PSD und der durch die Modifikation zu kl₀' erzielten UPBO-PSD für alle Frequenzen f innerhalb dieses Bandes i möglichst gering ist. Bezugnehmend auf 5 wurde beispielsweise eine solche Einstellung der A/B-Werte für das US2 Band erläutert.
In einem zweiten Schritt 610 wird seitens des CPE 40 der Dämpfungskoeffizient kl₀ bestimmt. Dies erfolgt dadurch, das die CO 20 dem CPE 40 über das jeweilige Adernpaar 30 ein vorab bekanntes Signal sendet, dessen Empfangsspektrum das CPE einmisst, um daraus L(f) und daraus wiederum mittels Approximation von L(f) durch Gl. (14) kl₀ zu erhalten.
In einem nachfolgenden Schritt 620 wird der ermittelte Dämpfungskoeffizient kl₀ vom CPE 40 zu dem CO 20 übertragen. In einem vierten Schritt 630 modifiziert der CO den vom CPE empfangenen Dämpfungskoeffizienten kl₀ unter Verwendung von Gleichung (15) zu kl_o', wobei beispielweise die Auswahl der Werte für k_ref und f_ref gemäß obiger Auswahlregel erfolgt. Darauffolgend wird in einem nächsten Schritt 640 der modifizierte Dämpfungskoeffzient kl₀' von dem CO 20 zu dem CPE 40 übermittelt. Schließlich verwendet der CPE 40 in einem Schritt 650 den vom dem CO 20 an ihn übermittelten und modifizierten Dämpfungskoeffizient kl₀' zur Einstellung seines TX-PSD gemäß der Gleichungen 12, 13 und 14, wie es bereits im vorhergehenden beschrieben wurde. Damit ist das UPBO-Verfahren abgeschlossen, und das CPE 40 verwendet von da ab die so eingestellt PSD_UPBO. Dabei wird gegebenenfalls noch von der Co 20 bestimmt, welche Träger in den Bändern US1 und US2 tatsächlich und mit welcher Rate verwendet werden sollen.
Die 7a und 7b zeigen einen Vergleich von verschiedenen UPBO-Methoden für rauschfreie (7a) und über Nebensprech-Umgebungen (7b).
Dargestellt sind die den Teilnehmern zur Verfügung stehenden Datenraten gemessen in Mbps bzw. Megabit pro Sekunde aufgetragen über die Länge eines DTAG40-Kabels in Metern. Eine gestrichelte senkrechte Linie 700 soll diejenige Leitungslänge anzeigen, bei der in etwa kl₀ einen Dämpfungswert von 13.5 dB überschreitet. Zur Veranschaulichung der Abhängigkeit von kl₀ von der Kabellänge ist in dem Diagramm von 7a und 7b auch der Verlauf 710 des Dämpfungskoeffizienten kl₀ in willkürlichen Einheiten über die Länge des DTAG 40-Kabels eingezeichnet 710. Des Weiteren ist in den 7a und 7b der Verlauf 720 der zur Verfügung stehenden Datenrate in Abhängigkeit der Kabellänge eingezeichnet, die für unmodifizierte kl₀-Werte erreicht wird. Schließlich ist der Verlauf 730 der Datenrate in Abhängigkeit von der Kabellänge aufgezeichnet, der mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielt werden kann. Wie man sowohl in 7a als auch in 7b erkennen kann, sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren für Dämpfungskoeffizienten kl₀ kleiner 13.5 dB durchweg Datenratenerhöhungen erzielbar, nämlich in Höhe von etwa 10 Mbps im rauschfreien Fall. Beim Übergang von kl₀ von unter auf über 13.5 dB ändert sich dies relativ schlagartig.
Die 8a und 8b zeigen den Einfluss der oben erläuterten Modifikation von kl₀ auf das PSD und die Bit-Zuweisung gerade um den Übergang bei dem Dämpfungskoeffizient 13.5 dB herum.
Um Sprünge der den Teilnehmern zur Verfügung gestellten Datenrate an der Dämpfungsgrenze kl_ref zu vermeiden, wird in einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die obige Auswahlregel zur Auswahl von f_ref und k_ref erweitert. Insbesondere wird ein Zwischenbereich für kl₀ eingeführt, innerhalb dessen die Werte für f_ref und k_ref zwischen denjenigen aus der vorhergehenden Auswahlregel interpoliert werden. Nach der modifizierten Auswahlregel berechnet die CO 20 kl₀' nach Gleichung (15) unter Verwendung folgender Werte für f_ref und k_ref, nämlich,
Falls kl₀ < kl_0,start = 13.5 dB, mit
kl_ref = kl_ref,start = 13.5 dB
f_ref = f_ref,start = 10.25 MHz,
falls kl₀ ≥ kl_0,stop = 14.0 dB, mit
kl_ref = kl_ref,stop = 24 dB
f_ref = f_ref,stop = 4.5 MHZ
und anderenfalls mit
kl_ref = kl_ref,start + (kl_ref,stop – kl_ref,start)/(kl_0,stop – kl_0,start)·(kl₀ –kl_0,start)
f_ref = f_ref,start + (f_ref,stop – f_ref,start)/(kl_0,stop – kl_0,start)·(kl₀ – kl_0,start)
Bei der oben beschriebenen Auswahlregel wird für Leitungen mit einer Leitungsdämpfung, die zwischen kl_0,start und kl_o,stop liegt, die Referenzfrequenz f_ref zwischen den Mittenfrequenzen der beiden Upstreamfrequenzbänder interpoliert. Ebenso findet eine Interpolation des Werts kl_ref statt. Dabei kann der interpolierte Wert kl_ref in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert kl₀ zwischen den beiden Werten kl_ref,start und kl_ref,stop liegen.
Die Auswirkung dieser modifizierten Auswahlregel ist in den 9a und 9b dargestellt. 9a zeigt eine Upstream-Performance (UPBO) in einem rauschfreien Fall. Dargestellt ist die zur Verfügung gestellte Datenrate gemessen in Mbps aufgetragen über die Leitungslänge eines DTAG40-Kabels. Wie aus 9a zu erkennen ist, kommt es bei der Modifikation des Dämpfungswerts kl₀ gemäß der Auswahlregel ohne Interpolationsbereich bzw. ohne Smoothing zu einem Sprung der zur Verfügung gestellten Datenrate bei der Leitungslänge, die einen Dämpfungswert von kl₀ = 13.5 dB aufweist. Dieser Sprung der zur Verfügung gestellten Datenrate wird mittels der modifizierten Auswahlregel mit Interpolationsbereich bzw. Smoothing geglättet. Dadurch kommt es zu dem gewünschten monotonen fallenden Verlauf der zur Verfügung gestellten Datenrate mit zunehmender Leitungslänge.
zeigt denselben Effekt wie 9a, jedoch in einem Übersprech-Szenario. Auch hier wird durch den Algorithmus 2 der Verlauf der zur Verfügung gestellten Datenrate in dem Bereich um 13.5 dB Dämpfung geglättet.
Obiger Ausführungsbeispiele können variiert werden. Beispielsweise kann der Granzwert von 13,5 dB anders gewählt werden, wie z. B. innerhalb eines Bereiches von 12,5 bis 14,4 dB. Ferner können die obigen Werte für A und B für das US1- und vor allem auch das US2-Band auch anders gewählt werden und beispielweise innerhalb eines Bereiches von +/– 10% der oben genannten Werte liegen. Ferner ist es zwar vorteilhaft, wenn wie oben beschrieben der Verbindungsaufbau nur einmal stattfindet, aber es könnte ferner vorgehen sein, dass die CO nach Empfang von kl₀ anhand von kl₀ einen für dieses kl₀ optimalen Satz von A, B ausrechnet und einen erneuten Verbindungsaufbau zwischen CPE und Co erzwingt, bei dem dieser optimale Satz vor dem erneuten Empfang von kl₀ dem CPE übermittelt wird.
Anders ausgedrückt erzielen obige Ausführungsbeispiele eine bessere Anpassung an den Frequenzgang des wunschgemäßen Sendeleistungsdichtespektrums PSD_VDSL(f), indem eine Formungsfunktionalität des Teilnehmergerätes ausgenutzt wird, wonach das Teilnehmergerät versucht, nach Vorgabe von Formungskoeffizienten A, B ein durch die Koeffizienten vorgegebenes PSD_VDSL(f) unter Berücksichtigung des modifizierten Dämpfungswertes durch geeignetes Formen des Sende-PSD zu erhalten. Dabei ermittelt das CPE die Form des Sendeleistungsdichtespektrums PSD_VDSL(f) durch PSD_VDSL(f) = –A – B·√f. Durch die Modifikation des Dämpfungskoeffizienten kl₀, die abhängig ist von der Leitungslänge L₀ des betrachteten Teilnehmers CPE₀ bezogen auf eine Referenzleitungslänge L_ref, die typischerweise der Leitungslänge des am weitesten entfernt liegenden Teilnehmers CPE_ref entspricht, wird der Frequenzverlauf des erzielten UPBO-PSD gegenüber dem durch die Koeffizienten A, B voreingestellten Wunschleistungsdichtespektrums PSD_VDSL(f) leicht verändert. Nun besteht die Möglichkeit der Einflussnahme in der Konfiguration des Sendeleistungsdichtespektrums über Parameterpaare (A_i, B_i) je Sendefrequenzbereich i, die standardgemäß von dem CO in der Initialisierungsphase der Verbindung über ein standardkonformes Protokoll vorgenommen wird und zwar vor Bekanntwerden des Dämpfungskoeffizienten kl₀ beim CPE. Um eine bessere frequenzmäßige Korrektur des UPBO-PSD für alle möglichen kl₀' zu erhalten, wird in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eine A-Priori-Korrektur der Parameterpaare (A_i, B_i) vorgenommen. A priori deswegen, weil (A_i, B_i) nur ein einziges Mal an der CPE übermittelt werden können und zwar – wie oben beschrieben – vor der Bestimmung des Dämpfungskoeffizienten kl₀.
Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass abhängig von den Gegebenheiten das erfindungsgemäße Schema auch in Software implementiert sein kann. Die Implementation kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder einer CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, das das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computerprogrammprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt, kann die Erfindung somit als ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.
Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Schritte in 6 auch als einzelne Einrichtungen des CPE bzw. der CO angesehen werden könnten, die die jeweilige Funktion übernehmen und beispielsweise als Software, in FPGA oder ein ASIC-Schaltungsteil ausgeführt sind.
Bezugszeichenliste

10: Modem
20: Vermittlungsstelle
30: Adernpaar
40: Teilnehmergerät
70: vielpaariges Kommunikationskabel

Claims

Vorrichtung zum Einstellen einer spektralen Sendeleistungsdichte eines Teilnehmergeräts (40) eines Kommunikationsnetzes, mit folgenden Merkmalen: einer Einrichtung zum Empfangen eines Maßes für eine Dämpfung, die ein Signal auf seinem Weg von einer zentralen Sende-/Empfangseinrichtung (10, 20) zu einem mit der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung verbundenen Teilnehmergerät (40) des Kommunikationsnetzes erfährt, von dem Teilnehmergerät (40), wobei das Maß für die Dampfung durch das Teilnehmergerät ermittelt und von dem Teilnehmergerät an die zentrale Sende-/Empfangseinrichtung übermittelt worden ist; einer Einrichtung zum Modifizieren des empfangenen Dämpfungsmaßes; und einer Einrichtung zum Übermitteln des modifizierten Dämpfungsmaßes zu dem Teilnehmergerät (40), um von dem Teilnehmergerät (40) zur Einstellung der spektralen Sendeleistungsdichte verwendet zu werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Modifizieren so ausgebildet ist, dass das Modifizieren des empfangenen Dämpfungsmaßes auf einer Referenzdämpfung und einer Referenzfrequenz basiert.
Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 2, wobei die Einrichtung zum Modifizieren so ausgebildet ist, dass das Modifizieren des empfangenen Dämpfungsmaßes kl₀ gemäß
erfolgt, wobei kl₀ ^' dem modifizierten Dämpfungsmaß entspricht, und wobei kl_ref einer Referenzdämpfung und f_ref einer Referenzfrequenz entsprechen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Einstellen von f_ref und kl_ref abhängig von dem empfangenen Dämpfungsmaß kl₀ aufweist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Vorrichtung ferner eine Einrichtung zum Einstellen von f_ref aufweist, derart, dass f_ref eine Frequenz eines oberen Frequenzbandes ist, falls das empfangene Dämpfungsmaß kl₀ kleiner als ein Grenzwert X ist und f_ref die Frequenz eines unteren Frequenzbandes ist, falls kl₀ größer X ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die Vorrichtung ferner eine Prozessor zum Einstellen von f_ref aufweist, derart, dass f_ref eine Frequenz eines oberen Frequenzbandes ist, falls das und empfangene Dämpfungsmaß kl₀ kleiner als ein Grenzwert X ist und f_ref die Frequenz eines unteren Frequenzbandes ist, falls kl₀ größer einem Grenzwert Y ≥ X ist.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3, 4 oder 6, wobei die Vorrichtung ferner eine Prozessor zum Einstellen von kl_ref aufweist, derart, dass kl_ref einem ersten Wert entspricht, falls das empfangene Dämpfungsmaß kl₀ kleiner als einem Grenzwert X ist und dass kl_ref einem zweiten Wert entspricht, falls kl₀ größer einem Grenzwert Y ≥ X ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 6 und Anspruch 7, wobei die Vorrichtung ferner eine Prozessor zum Einstellen von kl_ref und f_ref aufweist, derart, dass, falls kl₀ zwischen X und Y liegt, kl_ref zwischen dem ersten Wert und dem zweiten Wert und/oder f_ref zwischen den Frequenzen des oberen und unteren Frequenzbandes interpoliert wird.
Verfahren zum Einstellen einer spektralen Sendeleistungsdichte eines Teilnehmergeräts eines Kommunikationsnetzes, mit folgenden Schritten: Empfangen eines Maßes für eine Dämpfung, die ein Signal auf seinem Weg von einer zentralen Sende-/Empfangseinrichtung zu einem mit der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung verbundenen Teilnehmergerät des Kommunikationsnetzes erfährt, von dem Teilnehmergerät, wobei das Maß für die Dampfung durch das Teilnehmergerät ermittelt und von dem Teilnehmergerät an die zentrale Sende-/Empfangseinrichtung übermittelt worden ist; Modifizieren des empfangenen Dämpfungsmaßes; und Übermitteln des modifizierten Dämpfungsmaßes von der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung zu dem Teilnehmergerät, um von dem Teilnehmergerät zur Einstellung der Sendeleistungsdichte verwendet zu werden.
Verfahren gemäß den Anspruch 9, wobei das Modifizieren des empfangenen Dämpfungsmaßes kl₀ gemäß
erfolgt, wobei kl₀ ^' dem modifizierten Dämpfungsmaß entspricht und wobei kl_ref einer Referenzdämpfung und f_ref einer Referenzfrequenz entsprechen.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei f_ref und kl_ref abhängig von dem empfangenen Dämpfungsmaß kl₀ eingestellt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder 11, wobei f_ref eine Frequenz eines oberen Frequenzbandes ist, falls das empfangene Dämpfungsmaß kl₀ kleiner als ein Grenzwert X ist und f_ref die Frequenz eines unteren Frequenzbandes ist, falls kl₀ größer X ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Teilnehmergerät einen Bereich, innerhalb dessen das Dämpfungsmaß modifizierbar ist, und eine Formungsfunktionalität zum frequenzabhängigen Formen der spektralen Sendeleistungsdichte abhängig von einem Formungskoeffizienten aufweist, und das Verfahren ferner einen Schritt zum Übermitteln eines Formungskoeffizienten an das Teilnehmergerät aufweist, der gemittelt über den Bereich modifizierbarer Dämpfungsmaße einen minimalen Abstand der aus dem modifizierten Dämpfungsmaß resultierenden spektralen Sendeleistungsdichte und einer optimalen spektralen Sendeleistungsdichte über ein vorbestimmtes Frequenzband hinweg ergibt.
Verfahren zum Einstellen einer spektralen Sendeleistungsdichte eines Teilnehmergeräts eines Kommunikationsnetzes, mit folgenden Schritten: Ermittlung eines Maßes für eine Dämpfung, die ein Signal auf seinem Weg von einer zentralen Sende-/Empfangseinrichtung zu einem mit der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung verbundenen Teilnehmergerät des Kommunikationsnetzes erfährt, durch das Teilnehmergerät; Übermittlung des ermittelten Maßes für die Dämpfung von dem Teilnehmergerät zu der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung; Modifizieren des von dem Teilnehmergerät ermittelten und an die zentrale Sende-/Empfangseinrichtung übermittelten Dämpfungsmaßes; Übermittlung des modifizierten Dämpfungsmaßes von der zentralen Sende-/Empfangseinrichtung zu dem Teilnehmergerät; und Verwenden des modifizierten Dämpfungsmaßes zur Einstellung der Sendeleistungsdichte von dem Teilnehmergerät.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Modifizieren des empfangenen Dämpfungsmaßes kl₀ gemäß
erfolgt, wobei kl₀' dem modifizierten Dämpfungsmaß entspricht und wobei kl_ref einer Referenzdämpfung und f_ref einer Referenzfrequenz entsprechen.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei f_ref und kl_ref abhängig von dem von dem Teilnehmergerät ermittelten und an die zentrale Sende-/Empfangseinrichtung übermittelten Dämpfungsmaß kl₀ eingestellt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei f_ref eine Frequenz eines oberen Frequenzbandes ist, falls das von dem Teilnehmergerät ermittelte und an die zentrale Sende-/Empfangsstation übermittelte Dämpfungsmaß kl₀ kleiner als ein Grenzwert X ist und f_ref die Frequenz eines unteren Frequenzbandes ist, falls kl₀ größer X ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Teilnehmergerät einen Bereich, innerhalb dessen das Dämpfungsmaß modifizierbar ist, und eine Formungsfunktionalität zum frequenzabhängigen Formen der spektralen Sendeleistungsdichte abhängig von einem Formungskoeffizienten aufweist, und das Verfahren ferner einen Schritt zum Übermitteln eines Formungskoeffizienten an das Teilnehmergerät aufweist, der gemittelt über den Bereich modifizierbarer Dämpfungsmaße einen minimalen Abstand der aus dem modifizierten Dämpfungsmaß resultierenden spektralen Sendeleistungsdichte und einer optimalen spektralen Sendeleistungsdichte über ein vorbestimmtes Frequenzband hinweg ergibt.
Computer-Programm mit einem Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 18, wenn das Computer-Programm auf einem Computer abläuft.