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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Die
Erfindung bezieht sich auf High Speed-Dienste, insbesondere auf
Verfahren zum Prüfen
von Nachrichtenverbindungen für
High Speed-Dienste.
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XDSL
ist eine digitale Verbindung zu einem Standort eines Kunden (auch
Benutzer genannt) über
eine einzelne verdrillte Standardzweidrahtleitung, welche bereits
an die meisten Standorte angeschlossen ist. Infolge der erhöhten Übertragungskapazität von XDSL
im Vergleich zu Standardtelefonverbindungen verspricht XDSL, große Datendateien für Computer-,
Video- und Massendatenbetrieb in schneller und effizienter Weise
an die Standorte von Benutzern zu übertragen. Es gibt viele verschiedene XDSL-Diensttypen
wie z.B. ADSL (Asymmetrical digital subscriber line), HDSL (High
bit rate digital subscriber line), HDSL-2 (High bit rate digital
subscriber live-2), SDSL (Symmetric digital subscriber line), VDSL
(Very high speed digital subscriber line service), ADSL-Lite und
andere ähnliche
digitale High Speed-Dienste. Außerdem
gibt es andere nicht digitale High Speed-Übertragungstechniken.
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Leider
sind manche potentielle Benutzerleitungen aufgrund von Unzulänglichkeiten
in den Schleifenübertragungseigenschaften
nicht in der Lage, einen High Speed-Dienst zu unterstützen. Somit müssen Dienst-Provider, die potentiellen
Benutzer XDSL oder andere High Speed-Dienste anbieten, zunächst bestimmen,
ob die Leitungen des potentiellen Benutzers einen High Speed-Dienst unterstützen können. Es
ist daher erforderlich, bei potentiellen Benutzern High Speed-Dienstprüfungen vorzunehmen.
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Dienst-Provider
(wie z.B. die Telekommunikationsfirmen Ameritech, Pacific Telesis,
GTE, Southwestern Bell usw.), die über drahtgebundene traditionelle
Vermitt lungsstellenprüfausrüstungen
wie z.B. MLT (mechanized loop testing – mechanisierte Schleifenprüfung) physikalischen
Zugang zu den lokalen Schleifen haben, können diese Prüfungen ohne
weiteres durchführen.
Die lokalen Schleifen sind die physikalischen Drähte, die von der CPE (customer
premises equipment – Kundenstandortausrüstung) des
Benutzers zur Vermittlungsstelle des Dienst-Providers verlaufen.
CPE bezieht sich allgemein auf jede beliebige Telefonausrüstung (Telefone,
Tastensysteme, PBX (private branch exchange – Nebenstellenanlage), Telefonbeantworter,
usw.), die sich am Standort des Benutzers befinden.
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MLT
ist mit Computersteuerung zur genauen und ausgedehnten Steuerung
der Schleifenprüffunktionen
in den Benutzerkontakt-, Sichtungs-, Prüf-, Versand- und Abschlussphasen
der Fehlerberichthandhabung versehen.
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MLT
ermöglicht
ferner die Ausgabe vollständiger
diagnostischer Ergebnisse anstatt nur anzuzeigen, ob das System
eine Prüfung
bestanden oder nicht bestanden hat.
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Das
kontinuierliche Wachstum von XDSL und anderen High Speed-Diensten
bedeutet, dass eine ständig
wachsende Anzahl von Dienst-Providern potentiellen Benutzern High
Speed-Dienste anbietet wird. Viele dieser Dienst-Provider haben
keinen direkten Zugang zu drahtgebundener Schleifenprüfung, wie
MLT ihn hat, weil diese Dienst-Provider keinen
physikalischen Zugang zu den lokalen Schleifen haben.
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Für Dienst-Provider,
die keinen Zugang zu den lokalen Schleifen haben, besteht die einzige Möglichkeit
zur Durchführung
von High Speed-Dienstprüfungen
darin, doppelendige Messtechniken zu verwenden. Leider ist es zur
Durchführung
dieser doppelendigen Messtechniken erforderlich, dass der Dienst-Provider,
der keinen Zugang zu den lokalen Schleifen hat, Prüfpersonal
zum Standort des potentiellen Benutzer entsendet. Es be steht daher
die Aufgabe, ein einendiges Prüfverfahren
zu entwickeln, das dem Dienst-Provider gestattet, High Speed-Dienstprüfungen vorzunehmen,
ohne Personal zum Standort des potentiellen Benutzers zu entsenden,
und ohne Zugang zur lokalen Schleife mit Hilfe von drahtgebundenen
traditionellen Vermittlungsstellenprüfausrüstungen haben zu müssen.
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In
Marshall JF et al: 'ALE-Testing
to the Customer Interface',
British Telecommunications Engineering, London, GB, Band 6, Nr.
1, April 1987 (1987-04), Seiten 50–56, XPOO2161746 ISSN: 0262-401
X, wurde eine ALE-Ausrüstung (ALE – Automatic
Loopback Equipment – Automatische
Schleifenführung)
offenbart. Vor dem Abtrennen sowohl in Übertragungs- als auch in Empfangsrichtung
würde eine Überwachung
des Schaltkreises stattgefunden haben, um die Nichtbenutzung des
Schaltkreises sicherzustellen. Ein Oszillator zur Erzeugung des
Pegelsignals wird an den Übertragungsweg,
und eine Pegelmesseinheit wird an den Empfangsweg angeschlossen.
Wenn die ALE funktioniert, werden die Leitungsübertragungs- und Empfangswege über einen
5dB-Pegelkorrekturdämpfer
in einer Schleife geführt,
und die Endgeräte
des Benutzers werden abgetrennt. Somit können irgendwelche in der Ausrüstung des
Kunden vorhandene Zustände
das Prüfen
in der Leitung nicht beeinflussen. Vorausgesetzt, dass die Schleife
kontinuierlich ist, wird das Befehlssignal zurückgegeben und kann auf dem
Empfangspaar überwacht
werden. Auf diese Weise erhält
der Prüfingenieur
eine positive Anzeige, dass die ALE funktioniert hat. Nun kann die
Signalfrequenz gewechselt werden, und es können Einfügungsdämpfungsmessungen „auf der
ganzen Schleife" über die
Bandbreite des Schaltkreises hinweg vorgenommen werden. Um diese
Prüfung
vorzunehmen, muss der Prüfingenieur
die erwartete Dämpfung
in der Schleife für
die Bezugsfrequenz von 800 Hz und die erlaubte Streuung über die
Bandbreite kennen. Beim Anlegen eines zweiten Befehlssignals wird
die ALE freigegeben. Durch Überwachung
des Empfangsweges kann wiederum bestätigt werden, dass der normale
Zustand des Schaltkreises wiederhergestellt wurde.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
ist in Anspruch 1 angegeben. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die
obigen Probleme werden gelöst
und eine Anzahl von technischen Fortschritten in der Technik erzielt,
indem zwischen der Zeit, zu der ein CPE-Gerät einen empfangenen Anruf beendet,
und der Zeit, zu der eine Vermittlungsstelle den Anruf abtrennt,
ein Zeitintervall genutzt wird.
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Erfindungsgemäß wird eine
Prüfeinheit
an ein Ende (ein erstes Ende) der Nachrichtenverbindung angeschlossen.
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Anschließend erfolgt
ein Anruf von einer Kommunikationseinheit, die in einer Prüfanlage
am ersten Ende der Nachrichtenverbindung angeordnet ist, zur CPE,
die sich an einem zweiten Ende der Nachrichtenverbindung befindet.
Die CPE empfängt den
Anruf am zweiten Ende der Nachrichtenverbindung und beendet anschließend den
Anruf. Die Prüfeinheit
prüft die
Nachrichtenverbindung innerhalb eines Zeitintervalls, nachdem die
CPE den Anruf beendet hat.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen vorteilhaften Merkmale der Erfindung werden im Folgenden
ausführlich
beschrieben, und andere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus dem
Lesen der folgenden ausführlichen
Beschreibung unter Bezugnahme auf die verschiedenen Figuren der
Zeichnung, in denen
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1 ein
funktionelles Blockdiagramm der verfahrensgemäßen Implementierung zur Durchführung der
High Speed-Dienstprüfungen
durch eine Prüfanlage,
und
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2 ein
logisches Ablaufdiagramm der von der Prüfanlage durchgeführten Verfahrensschritte darstellt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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In 1 ist
eine Prüfanlage 100 dargestellt, die
die Prüfung
eines High Speed-Dienstes (wie XDSL oder einen analogen High Speed-Dienst)
für eine
Kommunikationsleitung 105 eines potentiellen Benutzers
implementiert.
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Die
Kommunikationsleitung 105 ist ferner an einem Ende 110 an
eine CPE 115 (CPE bezieht sich allgemein auf eine beliebige
Telefonausrüstung
wie z.B. Telefone, Tastensysteme, PBX, Telefonbeantworter usw.)
des potentiellen Benutzers angeschlossen. 1 zeigt
ferner, dass die Kommunikationsleitung 105 an einen Schalter 120 angeschlossen
ist, der sich in der Vermittlungsstelle 125 befindet. Der Schalter 120 ist
jeder beliebige, im Handel erhältliche Fernmeldeschalter,
der der Vermittlungsstelle 125 gestattet, mit einer Mehrzahl
von CPEs zu kommunizieren. Der Schalter 125 kann zum Beispiel
ein 5ESS Telefonschalter sein, wie er von Lucent Technologies Inc.
hergestellt wird.
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Eine
zweite, als Datenleitung 130 bezeichnete Kommunikationsleitung
verbindet, wie dargestellt, den Schalter 120 in der Vermittlungsstelle 125 mit
einer Prüfeinheit 135 und
einem Kommunikationsgerät 140 an
einem Anschlusspunkt 145 der Datenleitung 130,
der in der Prüfanlage 100 angeordnet
ist. Eine Nachrichtenverbindung zwischen der Prüfeinheit 100 und der
CPE 115 wird über
Datenleitung 130, Kommunikationsleitung 105 und
Schalter 120 hergestellt. Die Nachrichtenverbindung wird
durch Kombination der elektrischen Wege vom Anschlusspunkt 145 der Datenleitung 130 bis
zum Ende 110 der Kommunikationsleitung 105 durch
den Schalter 120 hindurch hergestellt. Außerdem wird
der Anschlusspunkt 145 der Datenleitung 130 hier
als das erste Ende 145 der Nachrichtenverbindung, und das
Ende 110 der Kommunikationsleitung 105 als das
zweite Ende 110 der Nachrichtenverbindung bezeichnet.
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In
der Darstellung sind weitere CPEs (150 und 155)
zu sehen, die über
die Kommunikationsleitungen 160 bzw. 165 an den
Schalter 120 angeschlossen sind. Die Erfindung lässt sich
ebenso ohne Einschränkung
auf eine Mehrzahl von CPEs und Kommunikationsleitungen anwenden,
da der Schalter 120 auf die Kommunikation mit mehreren
CPEs eingerichtet ist.
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Die
Kommunikationsleitung 105 ist vorzugsweise eine Standardtelefonleitung
wie zum Beispiel eine einzelne verdrillte Zweidrahtleitung. Es können aber
ebenso gut andere Nichtstandardtelefonleitungen wie nicht verdrillte
Zweidrahtleitungen, mehrfach verdrillte Zweidrahtleitungen, Koaxial-,
Faseroptik-, Mikrowellen- oder
Millimeterleitungen verwendet werden.
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Die
Kommunikationsleitung 105 wird von einer Vermittlungsstelle 125 gesteuert.
Ein mit der telefonischen Vermittlungsstelle 125 verbundener Dienst-Provider
besitzt, wartet und steuert die mit dem Schalter 120 gekoppelten
Kommunikationsleitungen 105, 160, 165.
Die Vermittlungsstelle 125 hat uneingeschränkten Zugang
zur Kommunikationsleitung 105 und nimmt drahtgebundene
Schleifenzugangsprüfungen
auf der Kommunikationsleitung 105 vor.
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In
der Zeichnung enthält
die Vermittlungsstelle 125 von 1 einen
MLT-170-Block (MLT – mechanisierte
Schleifenprüfung)
und den Schalter-120-Block. Der MLT-170-Block stellt die MLT-Prüfungseinheiten
in der Vermittlungsstelle 125 dar. Die MLT-Einheiten 170 sind
physikalisch über
den Schalter 120 an die Kommunikationsleitung 105 angeschlossen.
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Die
Prüfanlage 100 in 1 enthält, wie
dargestellt, die Prüfeinheit 135 und
das Kommunikationsgerät 140,
welches über
das erste Ende 145 der Nachrichtenverbindung an die Datenleitung 130 angeschlossen
ist. Die Datenleitung 130 ist vorzugsweise eine T-1-Verbindungsleitung.
Eine Verbindungsleitung ist eine Kommunikationsleitung zwischen
zwei Vermittlungssystemen, wie beispielsweise der Ausrüstung in
der Vermittlungsstelle 125 und der Prüfanlage 100. Die T-1-Leitung
ist vorzugsweise eine digitale, doppelte Zweidraht-Übertragungsverbindung mit
einer Übertragungskapazität von 1.544.000
Bits pro Sekunde.
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Obwohl
ein T-1-Leitungstyp verwendet werden kann, kann selektiv jede digitale
High Speed-Leitung, die mit der Vermittlungsstelle 125 kompatibel ist,
wie z.B. eine PRI (primary rate interface – Primärratenschnittstelle) als Datenleitung 130 verwendet werden.
PRI ist das ISDN-Äquivalent
(Integrated service digital network) einer T-1-Leitung. Selektiv
kann aber auch als Datenleitung 130 ein ganzes Netzwerk oder
ein Teil eines Netzwerks verwendet werden, welches mehrere Schalter
und/oder verschiedene Typen von Übertragungsausrüstungen
enthält.
Eine nicht-digitale Leitung kann ebenfalls als Datenleitung 130 verwendet
werden. Für
einen analogen Leitungstyp werden die in allen analogen Verbindungsleitungen
inhärenten
elektrischen Eigenschaften verwendet.
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Der
Betrieb wird beispielsweise dadurch eingeleitet, dass das in der
Prüfanlage 100 angeordnete Kommunikationsgerät 140 einen
Anruf einleitet oder von der CPE 115 empfängt. Wenn
der Benutzer der CPE 115 wissen will, ob die Kommunikationsleitung 105 fähig ist,
den High Speed-Dienst zu unterstützen, verbindet
die Prüfanlage 100 die
Prüfeinheit 135 mit der
Datenleitung 130, und das Kommunikationsgerät 140 (entweder
automatisch oder in Antwort auf Benutzereingriff) weist die CPE 115 an,
den Anruf zu beenden (wie z.B. den Hörer aufzulegen).
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Nach
Beendigen des Anrufs durch CPE 115 startet die Prüfanlage 100 die
High Speed-Prüfung mit
der Prüfeinheit 135.
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Die
Prüfung
des High Speed-Dienstes findet vorzugsweise innerhalb eines vorgewählten Zeitintervalls
wie eines Zehn-Sekunden-Zeitintervalls nach Beendigung des Anrufs
durch die CPE 115 statt. In den USA bleiben Telefonleitungen
für ca.
zehn Sekunden nach Auflegen eines Hörers (bevor das Wählnetz in
der Vermittlungsstelle 125 den Anruf abtrennt) aktiv und
verbunden. Die Spezifikation für
das Zeitintervall ist in der Bellcore-Spezifikation GR-505-CORE,
Abschnitt 5.4.1.3 R5-22 [214] beschrieben.
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Während des
Prüfens überträgt die Prüfeinheit 135 elektromagnetische
Energiewellen (Signale) vom ersten Ende 145 zum zweiten
Ende 110 der Nachrichtenverbindung. Wenn die Wellen das
zweite Ende 110 der Nachrichtenverbindung erreichen, werden
sie zur Prüfeinheit 135 am
ersten Ende 145 der Nachrichtenverbindung zurückreflektiert.
Nachdem die reflektierten Wellen von der Prüfeinheit 135 empfangen
wurden, analysiert die Prüfeinheit 135 die
reflektierten Wellen mit Bezug auf die übertragenen Wellen und bestimmt
die elektrischen Eigenschaften der Nachrichtenverbindung durch z.B.
Berechnung der Frequenzeigenschaften der Schleife. Die Prüfeinheit 135 berechnet
die Kanalkapazität
der Nachrichtenverbindung, aufgeteilt nach entweder asymmetrischen
oder symmetrischen Upstream- und Downstream-Geschwindigkeiten, für die Nachrichtenverbindung.
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Anschließend zeichnet
die Prüfeinheit 135 die
verschiedenen elektrischen Eigenschaften der Nachrichtenverbindung
für zukünftigen
Gebrauch auf. Es versteht sich, dass die von der Prüfeinheit 135 kommenden
aufgezeichneten Daten selektiv in einer Speichereinheit gespeichert
werden können, die
sich entweder innerhalb oder außerhalb
der Prüfeinheit 135 befindet.
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Außerdem,
falls die Nachrichtenverbindung den Einsatz der „Autocut"-Funktion unterstützt, sollte vorzugsweise die
Autocut-Funktion entweder durch die Prüfeinheit 135 oder
die Vermittlungsstelle 125 von 1 deaktiviert
werden. Autocut ist eine Funktion, die Oszillationen verhindert,
wenn die CPE 115 auflegt, d.h. den Anruf beendet.
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Zu
aufgezeichneten Daten können
selektiv die Schleifenlänge,
die Leitungsbelastungsimpedanz, das Vorhandensein von Lastspulen
und die analoge Frequenzleistung gehören. Die Prüfeinheit 135 zeichnet
ferner auf, ob die Nachrichtenverbindung den High Speed-Dienst sowie
die Upstream- und Downstream-Geschwindigkeiten der Nachrichtenverbindung
für digitale
und/oder analoge Übertragung
unterstützt.
Nach Aufzeichnung dieser Information bestimmt die Prüfanlage 100,
ob ein High Speed-Dienst unterstützt
werden kann, der im Digitalfall XDSL und im Analogfall selektiv
einen oder mehrere der folgenden Übertragungstypen, d.h. Fernsehübertragungen,
Musik-, Sprach-, Multiplexsprach-, Bild- und/oder Vidoübertragung unterstützt.
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Als
Prüfeinheit 135 kann
beispielsweise das Fernmess-System
RMS-D (Remote Measurement System – Digital Unit) von Lucent
Technologies Inc. verwendet werden, es gibt aber noch andere Hersteller,
die ähnliche
Geräte
produzieren. Diese Einheiten basieren vorzugsweise auf digitaler
Signalverarbeitung (DSP); sie werden selektiv durch neue Firmware verbessert,
um Mehrfachtests durchführen
zu können.
Zum Messen und Berechnen der elektrischen Eigenschaften der Nachrichtenverbindung
stehen mehrere Alternativen zur Verfügung, im Folgenden werden jedoch
zwei beispielhafte Prüfungen
beschrieben, die selektiv Prüfdaten
an die Prüfeinheit 135 liefern.
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Als
erste Prüfung
wird selektiv eine Vierdraht-Echodämpfungsmessung verwendet, um
die ungefähre
Länge der Nachrichtenverbindungsschleife
zu bestimmen, wenn die CPE 115 aufgelegt hat. Je größer das
Rücksignal
(d.h. geringere Echodämpfung),
um so kürzer
ist die Schleifenlänge.
Je kleiner das Rücksignal
(d.h. stärkere
Echodämpfung),
um so länger
ist die Schleifenlänge.
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In
der zweiten Prüfung
wird während
des Betrachtens der Rücksignale
selektiv die Frequenz abgetastet, um das Vorhandensein von Lastspulen
zu bestimmen. Wenn diese Prüfung
feststellt, dass Lastspulen vorhanden sind, werden die Lastspulen
selektiv in einer späteren
Operation entfernt.
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Wenn
die Echodämpfung
der ersten Prüfung gering
ist, ist die Schleife kurz und unterstützt sehr hohe Datengeschwindigkeiten.
Wenn die Echodämpfung
der ersten Prüfung
stark ist, ist die Schleife lang und unterstützt selektiv hohe Datengeschwindigkeiten.
Eine Abbildung wird selektiv erzeugt, in der die Echodämpfungsergebnisse
in Beziehung zu den Datengeschwindigkeiten gesetzt werden.
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Die
asymmetrischen Upstream- oder Downstream-Datengeschwindigkeiten
für ADSL, ADSL-Lite
und VDSL werden selektiv auf die Echodämpfungswerte abgebildet, indem
die Schleifenlängen
und die in den XDSL-Standards angegebenen Leistungswerte zueinander
in Beziehung gesetzt werden. In ähnlicher
Weise werden die symmetrischen Bitraten für HDSL, HDSL-2 und symmetrische VDSL
selektiv auf die Echodämpfungswerte
abgebildet, indem die Schleifenlängen
und die in den XDSL-Standards angegebenen Leistungswerte zueinander
in Beziehung gesetzt werden.
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In 2 ist
ein logisches Ablaufdiagramm dargestellt, das den Prozess des Prüfens der
Nachrichtenverbindung veranschaulicht. Der Prozess startet bei Schritt 175.
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In
Schritt 180 verbindet die Prüfanlage 100 von 1 die
Prüfeinheit 135 mit
der Datenleitung 130 am ersten Ende 145. Als Nächstes wird
ein Anruf von entweder der CPE 115 oder vom Kommunikationsgerät 140 vorgenommen.
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Im
Entscheidungsschritt 185, 2, wenn die
CPE 115 von 1 die Prüfanlage 100 anruft, geht
der Prozess zu Schritt 190. In Schritt 190, 2, teilt
das Kommunikationsgerät 140, 1,
der CPE 115 mit, dass das Kommunikationsgerät 140 die
CPE 115 zurückrufen
wird.
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Der
Prozess geht jetzt zu Schritt 195. Wenn aber das Kommunikationsgerät 140 die
CPE 115 anruft, geht der Prozess direkt zu Schritt 195.
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In
Schritt 195, 2, ruft das Kommunikationsgerät 140, 1,
die CPE 115 an, die den Anruf in Schritt 200 beantwortet.
Das Kommunikationsgerät 140 weist
nun in Schritt 205 die CPE 115 an, den Anruf zu
beenden, was die CPE 115 in Schritt 210 vornimmt.
Das Kommunikationsgerät 140 entscheidet
nun in Entscheidungsschritt 215, ob auf der Nachrichtenverbindung
Echokompensationsfähigkeiten
vorhanden sind. Wenn auf der Nachrichtenverbindung Echokompensationsfähigkeiten
vorhanden sind, sendet Entscheidungsschritt 215 den Prozess zu
Schritt 220, der die Echokompensationsfähigkeiten der Nachrichtenverbindung
deaktiviert. Der Prozess geht nun zu Schritt 225. In Schritt 225, 2, startet
die Prüfanlage 100, 1,
das Prüfen
der Nachrichtenverbindung mit der Prüfeinheit 135. Wenn
die Nachrichtenverbindung keine Echokompensationsfähigkeiten
aufweist, geht der Prozess direkt zu Schritt 225, 2,
und die Prüfanlage 100, 1,
startet das Prüfen
der Nachrichtenverbindung mit der Prüfeinheit 135.
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In
Schritt 230, 2, zeichnet der Prozess alle
Prüfdaten
auf, die die Prüfeinheit 135, 1,
benötigt,
um die Leistung der Nachrichtenverbindung zu bestimmen.
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Innerhalb
dieses Schritts bestimmt die Prüfeinheit 135, ob
die Nachrichtenverbindung für
High Speed-Dienste geeignet ist, und falls dies der Fall ist, bestimmt
die Prüfeinheit 135 die
Upstream- und Downstream-Geschwindigkeiten der Nachrichtenverbindung.
Der Prozess endet mit Schritt 235.
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Obwohl
die Spezifikation dieser Erfindung mit Bezug auf bestimmte Implementierungen
oder Ausführungsformen
beschrieben ist, sind viele Einzelheiten zum Zwecke der Veranschaulichung
angegeben.