JP2015517231A5 - - Google Patents

Description

デジタル加入者線のＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するためのデバイスおよび方法

本発明は、一般に、例えば、ツイストペア型電話線を通る双方向データ転送に使用されるＶＤＳＬ（Ｖｅｒｙ Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）またはＡＤＳＬ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）などのデジタル加入者線（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ：ＤＳＬ）における従来からのアナログ音声電話サービス（Ｐｌａｉｎ Ｏｌｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ：ＰＯＴＳ）スプリッタの欠如の検出に関する。より詳細には、本発明は、高速で、複雑でなく、信頼性があり、顧客の在宅または顧客へのアシストを必ずしも必要としない、こうしたＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するための方法および器具を開示することを目的とする。

ＤＳＬ技術は、同一の配線を同時に使用する、電話またはファックス装置などのＰＯＴＳデバイスと両立できないことがよく知られている。信頼性および安定性のあるＤＳＬサービスを保証するために、ＰＯＴＳスプリッタ、すなわち、上りおよび下りのＤＳＬサービスに使用される周波数帯域からＰＯＴＳ周波数帯域をフィルタリングする専用デバイスが設置される。こうしたＰＯＴＳスプリッタは、顧客構内の中央または各ＰＯＴＳデバイスに設置しなければならない。こうしたＰＯＴＳスプリッタの設置は、エンドユーザによってなされることが多い。

ＰＯＴＳスプリッタの欠如または不適正な設置は、ＰＯＴＳとＤＳＬ信号との間の干渉につながり、転送エラーおよび再同期によりＤＳＬサービスの低下または不安定化に至る。特定のＤＳＬ上のサービスの低下および不安定化に直面したＤＳＬ操作者は、そのサービスを修復できるように、サービス低下の原因を確定しなければならない。加えて、ＤＳＬ操作者は、サービス低下の責任者に介入および修復のコストを請求できるように、責任者を確定しなければならない。ＰＯＴＳスプリッタの欠如または不適正な設置については、エンドユーザがその介入に対して請求されることになる可能性があるが、ＤＳＬ操作者のドメインの機能障害から生じるサービス低下については、ＤＳＬ操作者が負担する。

ＰＯＴＳスプリッタの欠如または不適正な設置を検出する際にＤＳＬ操作者をアシストするために、いくつかのツールおよび機構が既に開発されているが、これらの既存の方法は、低速で、複雑で、信頼性が限られ、および／または以下の段落で説明するように顧客在宅が必須となる。

わかりやすい解決策は、全てのＰＯＴＳデバイスが、ＰＯＴＳスプリッタを用いて適正に構成されているかを検証するために、顧客構内に技術者を派遣することにある。こうした解決策は、費用も時間もかかり、例えばエンドユーザの住宅または会社などの顧客構内への立ち入りが必要となる。

代替の解決策、いわゆる時間セグメンテーションアルゴリズムは、電話のオンフック状態とオフフック状態との間の変遷から生じるパラメータ変化の検出に依存する。ＰＯＴＳスプリッタが欠如した状況では、こうした変遷では、インピーダンス変化が非常に激しいのでＤＳＬ回線を再同期しなければならない。オンフック状態とオフフック状態との間の変遷の後に、ビットレート、ノイズマージン、信号対雑音比またはＳＮＲなどの、ＤＳＬ回線の操作用回線パラメータは、完全に変化している。オンフック状態からオフフック状態へ変遷するところでパラメータ変動を監視することによって、時間セグメンテーションアルゴリズムは、ＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出することができる。

時間セグメンテーションアルゴリズムの問題点は、少なくとも１回の電話の呼び出しが監視する回線上で行われなくてはならないということである。その結果、電話の呼び出しを捉えるために通常１日の監視期間が必要とされるので、ＰＯＴＳスプリッタの欠如の検出は遅くなる。さらに、エンドユーザは、電話を取るために顧客構内に居なければならない。

時間セグメンテーションアルゴリズムは、ＤＳＬ操作用回線パラメータの変化を監視しながら、例えばＰＯＴＳ周波数帯域での呼出し信号を送ることなどの電話イベントを誘発することによって改善されうる。ただし、呼出し信号は、検出可能なパラメータ変動を引き起こすには不十分でありうる。最良の結果は、電話がオンフック状態からオフフック状態に変遷するときに得られるが、このいわゆる相互作用試験では、その電話を取るために顧客構内にエンドユーザが居ることが必要となる。この改善された時間セグメンテーションアルゴリズムは、これが、ＤＳＬと電話の両方のスイッチインフラストラクチャへのアクセスを必要とする点でさらに不利である。これは、複雑な操作支援システム（ＯＳＳ）の統合を伴う。

別の既存の解決策は、ＰＯＴＳスプリッタの欠如でＰＯＴＳデバイスによって誘発される相互変調の結果として、上りのＤＳＬ帯域から下りのＤＳＬ帯域への信号電力の漏出を検出することによる。相互変調現象は非線形である。その結果、上りの伝送電力の小さな変動が、一例では下りの帯域のＳＮＲに大きな変動をもたらす可能性がある。したがってこの既存の試験は、上りの伝送電力を変化させ、下り帯域の操作用回線パラメータの変化を監視することにある。

ＰＯＴＳ機器へのアクセスが必要なく、もはや顧客構内に人が居る必要もないが、この方法は、回線構成パラメータの変化が必要とされるので、依然として複雑なＯＳＳ統合を伴う。ＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出可能にするのに十分な相互変調レベルを、全てのＰＯＴＳデバイスが誘起するわけではないので、相互変調に基づく試験はさらに信頼性が少ない。さらに、一例では接点の酸化などの他の機能障害も相互変調を作り出す可能性があるので、この試験では誤判定による検出という問題もある。

既存の解決策の先に述べた欠点を解決する、ＤＳＬ回線におけるＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するためのデバイスおよび方法を提供することが本発明の目的である。より詳細には、技術者を派遣することなく、長い監視期間が必要なく、顧客構内に人が居る必要がなく、ＰＯＴＳ機器へのアクセスを伴う複雑なＯＳＳ統合をすることなく、また信頼性が改善された、ＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するデバイスおよび方法を開示することが本発明の目的である。

本発明によれば、先に定義された目的は、請求項１によって定義されるように、デジタル加入者線における基本電話サービススプリッタまたはＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するためのデバイスによって達成され、そのデバイスが：
−そのデジタル加入者線用にチャネル伝達関数データを収集するための手段と、
−そのチャネル伝達関数データの単一のホールを検出するための手段とを備える。

実際には、電話装置の典型的な入力回路は、電話回線の２つのワイヤ間に金属酸化物バリスタを含む。金属酸化物バリスタは、例えば落雷の結果生じる、回線に存在しうる全ての潜在的なサージを吸収することによって、電話装置の他の構成部品を保護する。この金属酸化物バリスタは、ＤＳＬ標準でＨｌоｇデータとも呼ばれるチャネル伝達関数に単一のホールを作り出す。ＰＯＴＳスプリッタが欠如した状態では、金属酸化物バリスタの単一のホールのシグネチャは、電話がオンフックまたはオフフックである事実に関わりなく、チャネル伝達関数で常に見ることができる。したがって、本発明によるデバイスは、数秒で認識されうるＨｌоｇデータの一回の収集、および、Ｈｌｏｇデータの単一のホールを検出するための技術を必要とする。これは、長い監視期間、ＰＯＴＳスイッチとの複雑な統合、ＤＳＬ構成パラメータの変化、または相互作用試験のために顧客構内に人が居ること、を必要としない。Ｈｌｏｇデータの収集は、何時でもされうる。

請求項２によって定義された、本発明によるデバイスの任意選択の一態様によれば、単一のホールを検出するための手段が、チャネル伝達関数データの曲線の導関数を計算するための手段と、その曲線の導関数から極小を検出するための手段とを備えることができる。

実際には、チャネル伝達関数データのホールを検出するための一方式は、導関数の計算に依存することができる。次いで、導関数の曲線がゼロと交差しながら負から正へと導関数の値が変化することが、極小またはチャネル伝達関数データのホールの存在を示す。

請求項３によって定義された、別の任意選択の態様によれば、単一のホールを検出するための手段が、２．２メガヘルツより高い周波数範囲で単一のホールを検出するように構成されうる。

実際には、ほとんどのＰＯＴＳデバイスが、２．２ＭＨｚより高い周波数範囲に単一のホールを作り出す。本発明は、ＰＯＴＳスプリッタの欠如または不適正な設置を伴うＰＯＴＳデバイスを検出するために、好ましくは上記の知識を利用し、特に、チャネル周波数応答のこれらの周波数、すなわちＶＤＳＬ２技術によって使用される２．２ＭＨｚよりわずかに高い周波数をスキャンすることができる。ただし、ある型式の電話では、２．２ＭＨｚより低い周波数でホールを作り出しうることも除外されない。

さらに任意選択で、請求項４で定義されるように、本発明によるデバイスが、
−そのチャネル伝達関数データの複数のホールの存在を検出することができる手段と、
−そのチャネル伝達関数データの複数のホールを生じる別の回線の機能障害と、そのチャネル伝達関数データの単一のホールを生じるＰＯＴＳスプリッタの欠如とを区別するための手段とを備えることができる。

金属酸化物バリスタに対して、ブリッジタップ、不整合なインピーダンスをもつセグメント、接触不良などの他のループ機能障害は、チャネル伝達関数に一連の一定間隔のホールを発生させる。ＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するために使用される本発明によるデバイスは、複数のホールがチャネル伝達関数に存在する状態と単一のホールがチャネル伝達関数に存在する状態とを区別する。本発明によるデバイスは、ＰＯＴＳスプリッタが存在しないこととは異なる他の機能障害も認識するために、Ｈｌｏｇデータの一連のホールを分析することができる機能性と合体されても、または合体されなくてもよい。

請求項１によって定義されるデバイスに加えて、本発明は、請求項５によって定義される、デジタル加入者線の基本電話サービススプリッタまたはＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するための対応する方法にも関し、その方法が、
−そのデジタル加入者線用のチャネル伝達関数データを収集するステップと、
−そのチャネル伝達関数データの単一のホールを検出するステップとを含む。

ＰＯＴＳデバイスの典型的な入力回路を示す図である。 本発明によるＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するためのデバイスの一実施形態を示す図である。 ＰＯＴＳスプリッタをもたないＰＯＴＳデバイスによって終端されたデジタル加入者線で測定されたチャネル伝達関数を示す図である。 ブリッジタップを伴うデジタル加入者線で測定されたチャネル伝達関数を示す図である。

本発明は、ＤＳＬにＰＯＴＳスプリッタが存在しないことを検出するための簡単かつ迅速な方式を提供する。本発明は、数秒でなされうる単一のデータ収集に基づいているが、既存の最良の解決策は、典型的に少なくとも１日の非常に長い試験期間を意味する試験期間中に、典型的には少なくとも１回の電話呼出しの発生が必要である。本発明によれば、Ｈｌｏｇ曲線中に単一のホールの存在を検出することによって、単一のＨｌｏｇの測定からＰＯＴＳスプリッタが存在しないことが識別される。このホールの検出は、曲線の極小の検出に対応する。この主題は、広く検討されており、例えば曲線の導関数に基づく方法など、種々の方法が、曲線の極小の検出のために使用されうる。

ＰＯＴＳデバイスがこうしたＨｌｏｇ曲線中にシグネチャを作り出す理由が、図１に示され、最新の電子ＰＯＴＳデバイスの典型的な入力回路が描かれている。電話回線の２つのワイヤ１０１と１０２との間に接続されたまさに最初の構成部品が、金属酸化物バリスタ１０３なのである。金属酸化物バリスタ１０３の用途は、例えば落雷に起因する、回線に存在しうる全ての潜在的サージを吸収することによって、例えばフックスイッチ１０４、整流ブリッジ１０５およびＰＯＴＳ集積回路１０６などの、ＰＯＴＳデバイスの他の電子構成部品を保護することである。

１０３などの金属酸化物バリスタは、２つの導電性金属電極間に挟まれた、絶縁体として働く亜鉛などの種々の金属酸化物の薄いセラミック層から作製される。これは、この構造によってキャパシタとなる。

金属酸化物バリスタ１０３がＰＯＴＳデバイス中に置かれると、プリント回路基板のトラックと一体になった構成部品の足により、インダクタンスが生成される。このインダクタンスが、金属酸化物バリスタのキャパシタンスと共振する。共振周波数で、金属酸化物バリスタのインピーダンスが最小に達し、金属酸化物バリスタが短絡回路として働く。この挙動は、ＰＯＴＳスプリッタのないＰＯＴＳデバイスによって終端されるＤＳＬ回線のＨｌｏｇ曲線中に見ることができる単一のホールを説明するものである。

金属酸化物バリスタが、落雷サージからあらゆる電子回路を保護するのに実際に必要とされるような、最新のＰＯＴＳデバイスの全てで広く使用されることが認められている。さらに、これらは、フックスイッチより前に、回線に接続される最初の構成部品として常に使用される。したがって、Ｈｌｏｇ中のこれらのシグネチャは、電話がオンフックまたはオフフックである事実に関わりなく常に見ることができる。

図２は、本発明の一実施形態を示す。ＤＳＬ顧客構内設備（ＣＰＥ）送受信器２０１および電話２０２は、ＰＯＴＳスプリッタ２０３を介してツイストペア電話配線２０４に接続される。ＤＳＬ ＣＰＥ送受信器２０１は、デジタル加入者線アクセスマルチプレクサ２１０の一部を形成するＤＳＬ中央局（ＣＯ）送受信器２１１と通信する。ＤＳＬの操作者は、操作者のＤＳＬネットワーク全体を分析する、ネットワーク診断ツール２２０またはＤＩＡＧＮＯＳＩＳをさらに有する。このネットワーク診断ツール２２０は、Ｈｌｏｇデータとも呼ばれるチャネル周波数応答データを自動的に収集するモジュール２２１のホストとなる。加えてネットワーク診断ツール２２０は、Ｈｌｏｇデータを分析しその中の単一のホールを検出するために、プロセッサで動作するソフトウェアモジュールなどのモジュール２２２を含む。最後にネットワーク診断ツール２２０は、単一のホールがＨｌｏｇデータ曲線中で検出される、ＤＳＬ回線にＰＯＴＳスプリッタが存在しないまたは適正に設置されていない事実を操作者に通知することができるモジュール２２３を含む。

図３は、ＰＯＴＳスプリッタを全くもたない電話によって終端された１キロメートルＤＳＬループで測定されたチャネル伝達関数３０１を示す。曲線３０１は、２．２ＭＨｚよりわずかに高い周波数の単一のホールを示す。

おそらく、本発明は、単一のホール用にこのようなより高い周波数をスキャンするためにＶＤＳＬ２で利用可能なこれらのより高い周波数を利用して、チャネル伝達関数データを介してＰＯＴＳスプリッタをもたないＰＯＴＳデバイスの存在を検出することを可能にする。したがって、上記の理由は、ＰＯＴＳデバイスによって生じたこのホールが通常２．２ＭＨｚよりわずかに高く現れる事実にあり、これをＶＤＳＬ２で可視化する。この理由の場合、本発明は、ＡＤＳＬ２＋回線よりＶＤＳＬ２回線を処理する方がより適合する。ただし、ホールがＡＤＳＬ２＋周波数帯域中でも見ることができるようになる場合に、ある型式の電話が２．２ＭＨｚより低いホールを作り出すことは除外されない。

ＰＯＴＳスプリッタの欠如を検出するための簡単かつ速い方式を提供することに加えて、本発明は、ＰＯＴＳスイッチとの複雑な統合、ＤＳＬ回線の設定の変更または顧客が在宅であることが必要でない点で有利である。

典型的にＨｌｏｇ曲線中の一連の一定間隔のホールを作り出す、ブリッジタップ、インピーダンス不整合のセグメントまたは接触不良などの他のループの機能障害に対して、金属酸化物バリスタは、Ｈｌｏｇ曲線中に単一のホールを作り出していることも認められている。２２メートルブリッジタップをもつ１キロメートルＤＳＬループで測定された、こうしたホールの一定間隔の挙動が、図４のチャネル伝達関数４０１によって示される。

本発明について、特定の実施形態を参照することによって示してきたが、本発明が前述の例示的な実施形態の詳細に限定されず、本発明はその範囲から逸脱することなく種々の変更および改変を実施されうることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の実施形態は、全ての点で例示的なかつ制限されないものとしてみなされ、本発明の範囲は、前述の説明によってではなく添付の特許請求の範囲によって明示され、したがって特許請求の範囲の均等の意味および範囲内である全ての変更は、その中に包含されるものである。言い換えれば、基本的原理の範囲内にある任意および全ての改変形態、変更形態または均等形態を含めることが検討され、その本質的な寄与は、本特許明細書で特許請求される。さらに、単語「備える」は、他の要素またはステップを除外しないこと、単語「１つの」は、複数を除外しないこと、コンピュータシステム、プロセッサまたは別の集積ユニットなどの単一の素子は、特許請求の範囲に記載されたいくつかの手段の機能を遂行することが本特許明細書の閲覧者には理解されよう。特許請求の範囲のいずれの参照記号も、関係するそれぞれの特許請求項を限定するものと解釈されるべきではない。用語「第１の」「第２の」「第３の」「ａ」「ｂ」「ｃ」などは、説明の中でまたは特許請求の範囲で使用されるとき、同様の要素またはステップ間で差別化するために導入されるものであり、必ずしも連続する順序または経時的な順序を説明しているものではない。同様に、用語「頂部」「底部」「上に」「下に」などは、記述の目的ために導入されるものであり、必ずしも相対的位置を表すものではない。このように使用される用語は、適切な環境のもとでは置き換え可能であり、本発明の実施形態は、上記で説明または例示した実施形態（複数可）とは異なる他の順序または方向で、本発明による操作が可能であることが理解されよう。