JP4326969B2 - 電話回線の障害を検出する方法と装置 - Google Patents
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Description
前記回線の測定された特徴を少なくとも1つのモデルと比較することであって、前記モデルは、前記電話回線の期待された特徴をモデリングするものであるものと、
前記比較に応答して、前記測定された特徴と前記モデリングされた期待された特徴との間の比較が所定の閾値より大きく異なっている場合に、障害警戒信号を発生することと、を含み、
前記特徴は、複数の所定の周波数帯域内における前記回線上でのデータ伝送に関する特徴を含む。
電話回線の特徴を表すデータを受信することと、
前記回線の前記受信された特徴をおおむね表すモデルを形成することと、
を含み、
前記特徴は、複数の所定の周波数帯域内で前記回線上でのデータ伝送に関する特徴を含む。
障害に関してテストされる回線からデータを受信する入力部と、
前記データの特徴を測定するプロセッサと、
前記回線の測定された特徴をモデルを比較する比較器であって、前記モデルは電話回線の期待された特徴をモデリングするものと、
前記測定された特徴と前記モデリングされた期待された特徴との間の比較が所定の閾値より大きく異なる場合に、前記比較に応答して障害警戒信号を発生する障害警戒デバイスと、
を含み、
前記特徴は、複数の所定の周波数帯域内で前記回線上でのデータ伝送に関する特徴を含む。
・自分たちが操作している回線が良好な作動状態にあるかどうかを提供時に確認するために、または、障害が報告されたときに、回線が時間の経過とともに劣化していたかを検査する際にもテストが役に立つかどうか確認するために、放送サービスを提供している現職の電気通信会社
・自分たちが装備している回線が、自分たちの提供するサービスをサポートすることが可能であるかどうかをチェックする、また、顧客が問題があると報告したときに回線が障害のある状態にあるかどうかを判定するオペレータ
・自分たちの製品に対して価値を付加するDSL装置製造業者
・DMTの結果を解釈する方法を提供するテスト装置製造業者
本発明のさらに別の態様では、電話回線の障害を検出する方法が提供される。本方法は、前記回線の測定された特徴をモデルと比較する工程を含み、前記モデルは前記電話回線の期待された特徴をモデリングし、前記比較工程は、測定された特徴とモデリングされた期待された特徴との間の適合度テストを含む。前記比較に応答して、測定された特徴とモデリングされた期待された特徴との比較が統計的にかなり異なっている場合には障害警戒信号が発生されてもよい。
・ネットワークの所有者の責任である障害の識別、これは、サービスレベルの保証および品質サービスにとって有用である。
・障害の追跡、これで適切な技能を持つエンジニアを派遣することが可能である。
・考えられる障害の予測、ある時間にわたって分布を監視することによって、問題に対して前もって手を打つことが可能となる。
・使用されるエンドユーザモデムを識別できるようにするが、これは、セルフインストール製品には有用である。
図2に示すグラフは、上流データと比較した上流モデルを示している。そのデータ中に見受けられるケースのどれもがレート適応的ではなく、適応が発生するのはスペクトルの上流セクションである。したがって、上流モデルはレート適応が応用された場合ほど首尾一貫しておらず、したがって、上流の特徴をモデリングするには2つ以上のモデルが必要とされる可能性が高い。
576K下流ケース同士間におけるDMTビンの割り当ては、他の下流ビットレートとは異なった分布を辿るように思われるので、2つの「期待される」分布が計算された。
576kのケースに対する期待されるDMTビン割り当てを計算するために用いられるデータが、障害がない複数の電話回線から測定された。
適合されたモデルによって、各ビンに対する期待されるビン占有事象が与えられる。特定のケースに対するこのビン占有事象をこの適合モデルと比較することによって、問題となっているサービスが「健全」であるか否か判断することが可能であるはずである。
非576Kビットレートのケースでは下流ビットレートの範囲、したがって、様々なDMTビンにおける期待される値の範囲が扱われたので、上記の576Kビットレートから別の手順を採用する。これら様々なビットレートは同じ一般的な「形状」であったので、正規化された分布が最初に計算され、それで、様々なDMTビン中のすべての値は類似の範囲のものであった。すると、これは、結果として得られる「正規化された」分布は、考慮されているサービスの下流ビットレートにしたがって「判断され(scaled)」しなければならないことを意味するものであった。
正規化された平均ビン占有事象のプロット図を、ビン番号に対して、適合された傾向線と共に図4に示す。図4に、傾向線は、下流正規化されたビン占有事象分布に緊密に適合することが示されているが、ある周波数においては正規化されたビン占有事象分布からはずれた明瞭な「バイト」が存在することに気づくと興味深い。
Y=0.328575638x−41.50589785 (式4)
この線形モデルと多項式モデルから、下流レートの各々に対する期待されるビン占有率を計算することが可能であった。表1に、ビンのサブ集合に対する計算の例を示す。
モデルをどのように生成するかはすでに述べた。我々はここで、これらのモデルをどのように用いるかを考慮する。使用に際して、モデルによって表される期待されるビン占有率は、テスト中の回線に対して観察された実際のビン占有率と比較され、統計的分析が実行されて、各テストケースに対するデータが「期待された」分布に沿っているかどうかを判定する。
・1より大きい値が割り当てられているとモデル分布から期待された場合に、割り当てられたビット数が0である観察されたビンの数のカウント
・観察された下流範囲全体にわたって隣り合ったビン同士に割り当てられた数値同士間の差の絶対値の和
・ビン中の実際の割り当てがそのビンに対する理想化された分布から予測される割り当ての半分未満である場所のカウント
・ビン中の実際の割り当てがそのビンに対する理想化された分布から予測される割り当ての2倍を超えた場所のカウント
これらのテストは、得られた様々なビンに関する下流データの実際の分布を観察し、また、みとめられた期待された分布からの偏差を記述する数値的方法を定式化した後で選ばれた。
標準のカイ自乗統計量テストを、観察された全体的なDMTビン占有割り当てと「モデリング」されたDMTビン占有割り当てとの間に「重大な差」があるかどうかをテストするために用いるようにした。カイ自乗テストに対して計算された値は次式5に示される:
特定のカテゴリにおける期待値の数が5以上であれば、カイ自乗テストにとって理想的である。この期待される数がそれ未満であれば、隣同士のカテゴリを組み合わせるべきである。この試みにおいてデータを処理するために、隣同士のビンは、特定のビットレートに対するビンの特定の範囲での合計が常に1より大きくかつほとんどが5より大きくなるように合計された「期待される」DMTビン占有事象分布からの値を有していた。観察された分布からの同じ範囲のビンにわたる合計を取って、これらの値と比較された。厳密に言うと、カイ自乗近似は、オリジナルの分布からの期待値の20%未満が5未満であり、かつ、1未満の値は1つもない場合にしか有効でないことに注意すべきである。しかしながら、このテストの真の目的は、観察された分布と期待された分布との間の差を「科学的に」決定することではなく、観察された分布が「異なっている」かどうかを判定する(数値を用いた)論理的なテストであることであった。
・DMTビン187から200までの範囲におよび、1.15という合計値を有した576Kビットの最終グループ
・DMTビン242から255までの範囲におよび、3.5という値を有した1152Kビットの最終グループ
576Kビットと1152Kビットという最終的な範囲はまったく拡張されたものであり、また、これらを隣のグループと合成すると、分布中で発生している変動の一部を隠してしまうと感じられた。
式中、0.05と0.01とは、重要なレベル(それぞれ5%と1%)であり、dfは自由度の数値である。期待されたものとは異なっていることを「目で」観察されたケースを強調するためにどのレベルでテストを実行すべきであるかを調査するために2つのレベルが選択された。これらのレベルはまた、分布をしばしばテストする「標準的な」レベルに対応している。カイ自乗テストの結果は、ディスプレイ64に提供される。
このテストの目的は、下流ビン占有事象分布が、ゼロではないことが期待されていたがゼロビットであったビンをいくつか有するケースを検出することであった。
これによって簡単に、ビン占有率が期待されていなかった0に落ちた場合の数が与えられる。これは、占有が0である下流ビンの数が大きい場合に回線に問題があることを潜在的に示すものである。このようなテストが有用であるようなタイプの分布の例を図6に示す。このゼロ下流ビン統計量によって、図6に示すような「異常な」分布を識別するのが容易となるが、それは、ビン150以降の0ビットのビン占有事象の数が多いからである。このテストは、カイ自乗テストと一緒に用いると特に有用である。このテストの結果はディスプレイ64に表示される。
このテストの目的は、図7に識別されるように、下流ビン占有中の「ジッタ性(jitteriness)」を検出することである。図7の分布には、ビン125〜ビン200のあたりに「ジッタ性」が見受けられる。このテストは、観察された期待分布からの偏差のタイプを識別する別の方法を表すものである。
=ABS(ビン39−ビン38)
=ABS(ビン40−ビン39)
=ABS(ビン41−ビン40)
・・・・
など
次に、PSIDの各々に対してこれらに差を足し合わせる。異なるビットレート同士間の差を比較するために、標準化という形式が必要とされるが、それは、ビットレートが高くなるに連れて、特定のDMTビン中のビットの数が大きくなるため差も大きくなるものと予期されるからである。
上述した測定値と統計量とは、テストされる回線毎に計算されてプロットと比較されて、各ケースに対する明瞭な情報を提供するが、次にこれを熟練したエンジニアが閲覧することが可能である。代わりに、障害検出デバイス6は、中央装置に自動的な障害警告を送って、その障害をログするように構成してもよい。
Claims (12)
- ディジタル加入者回線の障害を検出する方法であって、該方法は、
前記ディジタル加入者回線のプロセッサにより測定されたデータ伝送特徴を比較器により少なくとも1つのモデルと比較するステップであって、前記モデルは前記ディジタル加入者回線の期待されたデータ伝送特徴をモデリングしている、ステップと、
前記比較に応答して、前記測定されたデータ伝送特徴と前記モデリングされた期待されたデータ伝送特徴との間の比較が所定の閾値より大きく異なっている場合に、障害警告デバイスにより障害警戒信号を発生するステップと、
を含み、
前記データ伝送特徴は、ディスクリートマルチトーンのビン占有事象分布を示す、複数の所定の周波数帯域内における前記ディジタル加入者回線上でのデータの伝送に関する特徴を含む、方法。 - モデルが、前記期待されたデータ伝送特徴を前記ディジタル加入者回線に関連する所定のデータレートでモデリングする、請求項1に記載の方法。
- 前記比較するステップは、適合度テストを含む、請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記比較するステップは、カイ自乗統計量を計算するステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記比較するステップは、前記所定の周波数帯域中におけるゼロの数を、前記測定されたデータ伝送特徴と期待されたデータ伝送特徴とに関して比較するステップを含む、請求項3または請求項4に記載の方法。
- 前記比較するステップは、連続する前記所定の周波数帯域同士間の絶対差の和を計算するステップを含む、請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記比較するステップは、期待されたよりデータが小さい前記所定の周波数帯域の数を計算するステップを含む、請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記比較するステップは、データが前記期待されたデータ伝送特徴の50%未満である前記所定の周波数帯域の数を計算するステップを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記比較するステップは、期待されたよりデータが大きい前記所定の周波数帯域の数を計算するステップを含む、請求項3乃至請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記比較するステップは、データが前記期待されたデータ伝送特徴の200%である前記所定の周波数帯域の数を計算するステップを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記ディジタル加入者回線の特徴は、このディジタル加入者回線を介して伝送されたデータの周波数分布を表す、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の方法。
- ディジタル加入者回線の障害を検出するデバイスであって、該デバイスは、
障害に関してテストされるディジタル加入者回線からデータを受信する入力部と、
前記データの特徴を測定するプロセッサと、
前記ディジタル加入者回線の測定されたデータ伝送特徴をモデルと比較する比較器であって、前記モデルはディジタル加入者回線の期待されたデータ伝送特徴をモデリングしている、比較器と、
前記測定されたデータ伝送特徴と前記モデリングされた期待されたデータ伝送特徴との間の比較が所定の閾値より大きく異なる場合に、前記比較に応答して障害警戒信号を発生する障害警戒デバイスと、
を含み、
前記データ伝送特徴は、ディスクリートマルチトーンのビン占有事象分布を示す、複数の所定の周波数帯域内で前記ディジタル加入者回線上でのデータの伝送に関する特徴を含む、デバイス。
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