KR101755971B1 - 연결-준비 그룹을 사용하는 벡터화된 시스템에서의 복수의 회선의 트레이닝 최적화 - Google Patents

연결-준비 그룹을 사용하는 벡터화된 시스템에서의 복수의 회선의 트레이닝 최적화 Download PDF

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Abstract

CPE의 기능을 부분적으로 등록하는 트레이닝 중에 상기 CPE 디바이스(짧게 CPE)의 그룹의 초기화를 위한 방법을 제공하는 새로운 절차가 설명되며, 적어도 하나의 상기 CPE가 상기 트레이닝에 늦게 등록하여 등록될 수 없다. 여기에 설명된 예에 따르면 본 방법은, 상기 트레이닝의 연결 단계(joining phase) 중에 상기 CPE의 기능을 결정하는 단계를 포함하고, CPE 디바이스가 벡터화를 채용할 수 있는지 여부가 결정된다. 또한 본 방법은 상기 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써 늦게 등록되는 상기 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태로 두는 단계를 포함한다. 늦게 등록하는 상기 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 상기 연결 단계 후에 다른 연결 단계가 제공된다.

Description

연결-준비 그룹을 사용하는 벡터화된 시스템에서의 복수의 회선의 트레이닝 최적화{TRAINING OPTIMIZATION OF MULTIPLE LINES IN A VECTORED SYSTEM USING A PREPARED-TO-JOIN GROUP}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2013년 5월 5일자로 출원된 미국 가특허출원 제61/819,578호의 이익을 주장한다.
본 발명은 VDSL(Very-high-bit-rate digital subscriber line)에 관한 것으로, 구체적으로는 VDSL 데이터 송신 시스템 내의 CPE(customer premise equipment(device))의 그룹의 초기화에 관한 것이다.
디지털 가입자 회선(xDSL) 기술이 고속 인터넷 액세스에 대한 요구에 응답하여 최근 개발되었다. xDSL 기술은 기존의 전화 시스템의 통신 매체를 이용한다. 따라서, 오래된 전화 시스템(POTS) 및 xDSL 시스템은 xDSL-호환 고객 구내에 대한 공통 회선을 공유한다. 마찬가지로 시간 압축 멀티플렉싱(TCM) 종합 서비스 디지털 네트워크(ISDN)와 같은 다른 서비스도 xDSL 및 POTS와 공통 회선을 공유할 수 있다.
서비스 요청에 따른 전화 케이블 내의 와이어 쌍의 할당은 실제 구성의 적은 정밀 기록을 갖는 쌍 이용의 랜덤한 분배로 통상적으로 귀결된다. (쌍 꼬임, 케이블 브랜칭, 케이블 스플라이싱 등으로 인한) 번들링된 케이블의 물리적 근사성 때문에, 이웃 회선들 사이의 전자기 간섭에 의해 야기되는 크로스토크는 종종 송신 환경에서 우세한 노이즈 소스이다. 또한, 케이블 브랜칭 및 스플라이싱이 발생하는 케이블에서의 쌍 꼬임으로 인해, 와이어 쌍은 그 길이의 상이한 위치에 걸친 다수의 상이한 쌍들에 인접하게 있을 수 있다. 전화 CO(중앙 오피스)에서, 인접한 쌍들은 특히 상당히 다른 길이의 쌍들에 대해 신호 레벨(및 수신기 감도)에서 상당한 차이로, 다양한 변조 스킴을 사용하여 다양한 유형의 서비스를 전달할 수 있다.
일반적으로 2개 유형의 특징화되는 크로스토크 메커니즘이 있으며, 하나는 원단 크로스토크(FEXT)이고 다른 하나는 근단 크로스토크(NEXT)이다. FEXT는 교란된 쌍에 대한 수신기가 교란 쌍의 송신기로서 통신 회선의 원단에 위치될 때 발생하는 전자기 커플링을 나타낸다. 자기 유도된 원단 크로스토크(자기 FEXT)는 영향을 받은 회선 또는 "피해자 회선"과 동일한 유형의 서비스에 대하여 제공된 이웃 회선에 의해 야기된 간섭을 일반적으로 나타낸다. 반대로, NEXT는 교란 소스와 동일 단부에서 메시지 채널의 간섭을 야기하는 와이어 쌍의 일단에 접속된 교란 소스에 기인한다.
크로스토크(또는 채널간 간섭)는 디지털 가입자 회선(DSL) 통신 시스템과 같은 다중 입력 다중 출력(MIMO) 통신 시스템에 대한 채널 장애의 주요 소스이다. 더 높은 데이터 속도에 대한 요구가 높아질수록, DSL 시스템은 더 높은 주파수 대역을 향해 진화하고 있으며, 이웃 송신 회선(즉, 케이블 바인더에서 꼬여진 구리 쌍과 같이 인접한 송신 회선) 사이의 크로스토크가 더욱 확연해진다(더 높은 주파수에서 더 많이 커플링됨). MIMO 시스템은 이하의 선형 모델에 의해 설명될 수 있다:
Figure 112015107452188-pct00001
여기에서, N 요소 복소 벡터 X, 각각 Y는 N 채널로부터 각각 수신된, 이를 통해 송신된 심볼의 이산 주파수 표현을 나타내며, N×N 복소 매트릭스 H는 채널 매트릭스로서 나타내어진다: (i,j)번째 채널 매트릭스 H의 요소는, j번째 채널 입력으로 송신되는 심볼에 응답하여 i번째 채널 출력 상에서 어떻게 통신 시스템이 신호를 생성하는지를 설명한다. 채널 매트릭스의 대각선 요소는 직접적인 채널 커플링을 설명하고, 채널 매트릭스의 비대각선 요소는 채널간 커플링(또한 크로스토크 계수라고 칭함)을 설명하며, N 요소 복소 벡터 Z는 외래 간섭, 열 노이즈 및 무선 주파수 간섭(RFI)과 같은, N 채널에 대해 존재하는 추가적인 노이즈를 나타낸다.
크로스토크를 경감하고 효과적인 스루풋, 범위 및 회선 안정성을 최대화하기 위해 상이한 전략이 개발되었다. 이러한 기술은 정적 또는 동적인 스펙트럼 관리 기술에서부터 다중 사용자 신호 조정(또는 벡터화)으로 점차 진화하고 있다.
채널간 간섭을 감소시키기 위한 하나의 기술은 연결 신호 사전 코딩이다: 송신 데이터 심볼은, 각각의 통신 채널을 통해 송신되기 전에 사전 코딩 매트릭스를 통해 연결하여 통과된다. 사전 코딩 매트릭스는, 사전 코더 및 통신 채널의 연속이 수신기에서 작거나 없는 간섭으로 귀결되는 것이다. 이것은 전체 크로스토크 신호의 추정의 역인 반대 위상 신호를 원래 신호에 추가함으로써 달성된다.
채널간 간섭을 감소시키기 위한 추가적인 기술은 연결 신호 후 프로세싱이다: 수신된 데이터 심볼은 검출되기 전에 크로스토크 소거 매트릭스를 통해 연결되어 통과된다. 크로스토크 소거 매트릭스는, 통신 채널이 수신기에서 작거나 없는 간섭으로 귀결되는 것이다. 이것은 전체 크로스토크 신호의 추정을 수신된 신호로부터 감산함으로써 달성된다.
신호 벡터화는 트래픽 집합점에서 통상적으로 수행되며, 여기에서 동시에 송신 및/또는 수신되어야 하는 모든 데이터 심볼들이 이용가능하다. 신호 사전 코딩은 하류 통신에 대해 특히 적절하며, 크로스토크 소거는 상류 통신에 대해 특히 적절하다.
그 신호가 연결하여 프로세싱되는 벡터화 그룹, 즉 통신 회선의 세트의 선택은 양호한 크로스토크 소거 성능을 달성하기 위해 상당히 중요하다. 그룹 내에서, 각각의 통신 회선은 크로스토크를 그룹의 다른 통신 회선으로 유도하는 교란 회선으로 고려되고, 동일 통신 회선은 그룹의 다른 통신 회선으로부터 크로스토크를 수신하는 피해자 회선으로 고려된다. 벡터화 그룹에 속하지 않는 회선으로부터의 크로스토크는 외래 노이즈로 처리되며 소거되지 않는다.
이상적으로는, 벡터화 그룹은 물리적으로 그리고 현저하게 서로 상호 작용하는 통신 회선의 전체 세트와 일치해야 한다. 하지만, 한정된 벡터화 용량 및/또는 특정 네트워크 토폴로지는 이러한 철저한 접근을 방해할 수 있으며, 이 경우에 벡터화 그룹은 모든 물리적으로 상호 작용하는 회선 중 서브 세트만을 포함할 것이며, 이에 의해 제한된 크로스토크 소거 성능을 나타낸다.
신호 사전 코딩 및 크로스토크 소거의 성능은 사전 코딩 및 소거 매트릭스의 요소값에 각각 중요하게 의존하며, 그 요소값은 각각의 통신 채널 사이의 실제의 (그리고 변하는) 크로스토크 커플링 함수에 따라 연산 및 갱신되어야 한다.
크로스토크 계수를 추정하기 위한 알려진 방법은 이하의 단계를 포함한다:
· 복수의 교란자 채널 중 각각의 것을 통해 길이 L의 복수의 상호 직교하는 크로스토크 파일럿 시퀀스를 동시에 송신하는 단계,
· 파일럿 시퀀스가 송신되는 동안 피해자 채널을 통해 유도된 에러를 측정하는 단계,
· 복수의 크로스토크 파일럿 시퀀스 중 각각의 것과 에러 측정을 상관시키며, 이에 의해 복수의 상관된 에러 측정을 산출하는 단계,
· 복수의 상관된 에러 측정 중 각각의 것에 기초하여 복수의 교란자 채널로부터 피해자 채널로의 크로스토크 계수를 추정하는 단계.
즉, 트랜시버 유닛은 상호 직교하는 하류 및/또는 상류 파일럿 신호를 전송한다. 피해자 채널에 대한 노이즈 및 간섭 양쪽을 측정하는 에러 샘플은 벡터화 제어 엔티티(VCE)로 피드백된다. 에러 샘플은 톤(tone)별 기반으로 또는 톤의 그룹별 기반으로 진폭 및 위상 정보 양쪽을 포함한다. 에러 샘플은 특정 회선으로부터의 크로스토크 기여를 얻기 위해 소정의 파일럿 시퀀스와 상관된다. 다른 회선으로부터의 크로스토크 기여를 거부하기 위해, 즉 직교성 요건을 충족시키기 위해, 복수의 L 에러 샘플이 수집 및 프로세싱될 것이다. 크로스토크 추정은 사전 코딩 및/또는 소거 매트릭스를 갱신하는 데 사용된다. 더욱 더 정확한 추정을 얻기 위해 필요에 따라 프로세스는 반복될 수 있다.
직교성 요건은, 파일럿 시퀀스의 길이 L이 벡터화 그룹의 사이즈에 의해 하위 경계화된다는 것을 추가로 암시하며, 채널이 많을수록 파일럿 시퀀스가 더 길어지며, 크로스토크 계수의 추정이 더 길어진다.
알려진 방법은 VDSL2 트랜시버의 사용에 있어서 ITU(International Telecommunication Union)에 의해 채용되었으며, "VDSL2 트랜시버에서의 사용을 위한 자기 FEXT 소거(벡터화)", ref. G.993.5(2010년 4월)이라는 이름의 권고에서 설명되어 있다. 이 권고에서, 매 256 데이터(DATA) 심볼 후에 주기적으로 발생하는 소위 싱크(SYNC) 심볼 상에서 파일럿 신호가 전송될 것이라고 현재 예측된다.
소정의 교란자 회선 상에서, 싱크 심볼의 액티브 캐리어(또는 톤)의 대표 서브 세트는 소정의 파일럿 시퀀스로부터 동일 파일럿 디지트(+1 또는 -1)에 의해 4-QAM 변조되어, 모두는 '+1'에 대응하는 '1+j' 또는 '-1'에 대응하는 '-1-j' 중 어느 하나인, 2개의 복소 성좌점 중 하나를 송신한다. 싱크 심볼의 나머지 캐리어는 EOC 메시지 확인을 위한 통상적인 싱크-플래그(SYNC-FLAG)를 계속 반송한다. 소정의 피해자 회선 상에서, 에러 샘플은 추가적인 크로스토크 추정을 위해 VCE에 대한 특정 싱크 심볼에 대해 측정 및 보고된다. 권고 G.993.5에서, 파일럿 신호 송신과 에러 측정이 동시에 발생하는 것처럼 액세스 노드가 벡터화된 회선을 통해 동기화되어 (슈퍼 프레임 정렬) 싱크 심볼을 송신 및 수신하는 것으로 추가로 가정된다.
회선이 서비스를 하게 되면(예를 들어, 가입자 구내에서의 모뎀 기동 후), 새로운 연결 회선으로부터 이미 액티브인 회선으로의 크로스토크 계수가 우선 추정될 필요가 있으며, 새로운 연결 회선이 데이터 심볼을 통해 전체 전력으로 송신할 수 있기 전에 사전 코더 및/또는 크로스토크 소거기가 그에 따라 갱신될 필요가 있으며, 그렇지 않으면 (새롭게 유도된 간섭이 구성된 노이즈 마진을 초과하면) 간섭을 증가시키는 것이 몇몇 액티브 회선 상에 회선 리트레인(retrain)을 야기할 수 있다. 마찬가지로, 이미 액티브인 회선으로부터 연결 회선으로의 크로스토크 계수가 우선 추정될 필요가 있으며, 벡터화 이득으로부터의 전체 이익을 취하기 위해 새로운 연결 회선이 각각의 캐리어 비트 로딩 및 이득을 결정하는 것을 개시하기 전에 사전 코더 및/또는 크로스토크 소거기가 그에 따라 갱신될 필요가 있다.
G.993.5는 새로운 연결 회선으로부터 액티브 회선으로의, 그리고 그 역의 크로스토크 계수를 취득하기 위한 VDSL2 초기화 절차 중에 새로운 크로스토크 취득 단계를 정의한다.
제 1 크로스토크 취득 단계는 핸드쉐이크(HANDSHAKE) 단계 후에 수행되며, 이에 의해 피어 트랜시버 유닛은 상호 존재를 확인하고, 그 각각의 기능을 교환하고 동작의 통상 모드 및 채널 탐색(CHANNEL DISCOVERY) 단계에 동의하며, 채널 탐색 단계 중에 피어 트랜시버 유닛은 SOC 채널을 통해 기본 통신 파라미터를 교환하며, 할당된 통신 대역 내에서 전체 전력으로 송신한다. 제 1 크로스토크 취득 단계는 하류 및 상류 통신에 대해 각각 O-P-VECTOR 1 및 R-P-VECTOR 1로 칭해지며, 초기화 회선으로부터 이미 액티브인 회선으로의 하류 및 상류 크로스토크 계수를 추정하는 것을 목표로 한다. O-P-VECTOR 1 및 R-P-VECTOR 1 신호는 싱크 심볼만을 포함하며, 이는 액티브 회선의 싱크 심볼과 정렬되므로 액티브 회선을 통한 통신을 손상시키지 않는다. O-P-VECTOR 1은 O-P-VECTOR 1-1에 선행하며; R-P-VECTOR 1은 R-P-VECTOR 1-1 및 R-P-VECTOR 1-2에 선행한다.
채널 트레이닝(CHANNEL TRAINING) 단계가 발생한 후에, 즉 시간 이퀄라이저 및/또는 에코 소거기가 조정된 후에, 그리고 채널 분석 및 교환(CHANNEL ANALYSIS AND EXCHANGE) 단계 전에, 즉 신호 대 노이즈 및 간섭 비율(SNIR)이 측정되고 대응 비트 로딩 및 이득값이 각 캐리어에 대해 결정되기 전에 제 2 크로스토크 취득 단계가 수행된다. 제 2 크로스토크 취득 단계는 하류 및 상류 통신에 대해 각각 O-P-VECTOR 2-1 및 R-P-VECTOR 2라 칭해지며, 이미 액티브인 회선으로부터 초기화 회선으로의 크로스토크 계수를 추정하는 것을 목표로 한다.
G.993.5 ITU 권고의 §10.3의 조항은 "몇몇 회선이 동시에 초기화되면, 이러한 회선의 초기화 절차가 시간으로 정렬되어야 하므로, 모든 회선은 벡터화 관련 단계를 동시에 통과한다(조항 10.3.3.6 및 10.4.3.9 참조)"라고 기재한다. 추가적으로 §10.3.3.6 op.cit에는, 이하의 추가적인 기술적 상세 사항이 복수의 회선이 초기화되는 경우에 언급된다: "초기화 회선으로부터 벡터 그룹의 액티브 회선으로의 하류 크로스토크 채널은, O-P-VECTOR 1 신호가 추정 중에 모든 초기화 회선 상에서 전송된다는 것을 보장함으로써 동시에 추정되어야 한다. 이는 각 회선의 O-P-VECTOR 1의 종료 및 개시를 제어함으로써 수행될 수 있다"; 그리고 추가적으로: "초기화 회선과 벡터 그룹의 액티브 회선 사이의 상류 크로스토크 채널은, R-P-VECTOR 1 신호가 추정 중에 모든 초기화 회선 상에서 전송된다는 것을 보장함으로써 동시에 추정되어야 한다. 이것은 각 회선의 O-P-SYNCHRO V1 신호로 R-P-VECTOR 1의 종료를 제어함으로써 수행될 수 있다."
하나의 옵션은, 벡터화 그룹 내의 회선이 언제나 순차적으로 활성화된다는 것을 요구할 수 있을 것이다. 하지만, 이것은 단일 회선이 초기화된 후에 연결하기를 원하는 임의의 추가적인 회선에 대한 서비스의 거부로 구결될 수 있다.
상술한 것을 요약하면, FEXT(원단 크로스토크)는 VDSL2 표준(G.993.2, "초고속 디지털 가입자 회선 트랜시버 2(VDSL2)" 참조)에 따라 동작하는 시스템과 같은 송신 시스템에 기초한 DMT(이산 멀티톤 송신)에서의 교란의 주요 원인이다. FEXT를 경감하기 위해서, 벡터화가 VSDL2 표준(G.993.5, "VDSL2 트랜시버에서의 사용을 위한 자기 FEXT 소거(벡터화)" 참조)에서 표준화되었다. 권고 G.993.5는 하류 및 상류 방향으로의 자기 FEXT 소거를 포함한다. 이러한 권고는 자기 FEXT 소거의 단일 방법을 정의하며, 여기에서 근단 트랜시버의 그룹에 의해 생성되고 동일 그룹의 원단 트랜시버와 간섭하는 FEXT가 소거된다. ITU 권고 G993.2 및 G.993.5는 여기에서 참조로써 그 전체가 통합된다.
권고 G.993.5에 따르면, FEXT는 케이블 바인더의 모든 회선 사이의 상류 크로스토크 전달 함수의 중량을 추정함으로써 CPE-에서-CO 방향(상류 방향)으로 CO(중앙 오피스)에 의해 소거된다. 임의의 회선(이하에서 상류 피해자 회선으로 칭해짐)에 있어서, 그 상류 크로스토크 전달 함수에 의해 가중화된 케이블 바인더 내의 하나 걸러서 하나의 회선(이하에서 상류 교란자 회선으로 칭해짐)의 수신 데이터는 상류 피해자 회선에 의해 수신된 데이터로부터 감산된다. 반대 방향(하류)에서, 하류에서 FEXT를 포함하는 에러는 CPE 디바이스의 수신기에 의해 추정되며, CO로 다시 송신되며, 이러한 에러는 케이블 바인더의 모든 회선 사이의 하류 크로스토크 전달 함수의 중량을 추정하는 데 사용된다. 하류 FEXT를 경감하기 위해, 임의의 회선(이하에서 하류 피해자 회선으로 칭해짐)의 송신 데이터는 그 하류 크로스토크 전달 함수에 의해 가중화된 케이블 바인더 내의 하나 걸러서 하나의 회선(이하에서 하류 교란자 회선으로 칭해짐)의 송신 데이터에 의해 사전 왜곡된다. 하류 신호가 사전 왜곡되어, FEXT 및 사전 왜곡이 CPE 디바이스의 수신기에서 중화된다.
중량은 FEXT 추정을 위해 명확하게 예측되고 임의의 사용자 데이터를 반송하지 않는 이러한 심볼에서 추정된다. 이러한 심볼은 "싱크 심볼"이라 칭해진다. 이러한 싱크 심볼에 반송되는 데이터는 회선 별로 직교해야 한다. 수신 및 송신 데이터가 적절한 에러 신호와 상관되고 있을 때 이러한 직교성은 이러한 트레이닝 기간(트레이닝 단계)에서 훼손되지 않아야 한다. 이미 사용자 데이터를 교환하고 있는 (쇼타임의 회선) 접속을 추가된 접속이 교란하지 않는 것을 보장하기 위해, 트레이닝되는 접속은 어떠한 사용자 데이터도 교환되지 않는 시점에서 단지 싱크 심볼을 전송하고 있다. 이러한 싱크 심볼은 연결 회선으로부터 쇼타임의 회선으로의 크로스토크 전달 함수의 중량을 추정하는 데 사용된다.
크로스토크 전달 함수의 추정된 중량은 트레이닝의 나머지에 대해 사용된다. 권고 G.995.3에 따르면, 모든 연결 회선은 완전한 병렬로 또는 차례로 트레이닝되어야 한다. 즉, 새로운 트레이닝이 개시되지 않으면서, 다른 트레이닝이 이미 진행하고 있다.
부분적으로 CPE 디바이스의 기능을 등록하는 트레이닝 중에 CPE 디바이스의 그룹의 초기화를 위한 향상된 방법에 대한 일반적인 필요성이 존재한다.
부분적으로 CPE의 기능을 등록하는 트레이닝 중에 CPE 디바이스(짧게 CPE)의 그룹의 초기화를 위한 방법을 제공하는 새로운 절차가 설명되며, 적어도 하나의 CPE가 트레이닝에 늦게 등록하므로 등록될 수 없다. 여기에 설명되는 예에 따르면, 본 방법은 트레이닝의 연결 단계 중에 CPE의 기능을 결정하는 단계를 포함하며, CPE 디바이스가 벡터화를 채용할 수 있는지 여부가 결정된다. 본 방법은 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써 늦게 등록하는 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태로 두는 단계를 추가로 포함한다. 늦게 등록된 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 연결 단계 후에 다른 연결 단계가 제공된다.
또한, 부분적으로 CPE의 기능을 등록하는 트레이닝 중에 CPE의 그룹을 초기화하도록 구성되는 장치가 설명되며, 적어도 하나의 CPE는 트레이닝에 늦게 등록하므로 등록될 수 없고, CPE의 기능은, CPE 디바이스가 벡터화를 채용할 수 있는지를 결정하는 트레이닝의 연결 단계 중에 결정된다. 본 발명의 일례에 따르면, 본 장치는 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써 늦게 등록하는 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태로 두는 벡터 엔진을 포함하며, 벡터 엔진은 늦게 등록하는 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 연결 단계 후에 다른 연결 단계를 제공한다.
시스템은 이하의 도면 및 설명을 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있다. 도면 내의 요소들은 반드시 스케일대로일 필요가 없으며, 대신 본 발명의 원리를 예시할 때 강조되었다. 또한, 도면에서, 동일한 참조 부호는 상이한 도면 전반에서 대응하는 부분을 나타낸다.
도 1은 DSL 시스템에서 통상적으로 경험되는 다양한 유형의 크로스토크를 나타낸다.
도 2는 ITU-T G.993.5 초기화 절차의 개요를 나타내는 흐름도이다.
도 3은 CPE 누락 연결 단계를 담당하는 메커니즘을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일례에 따른 하나의 향상된 초기화 방법과 벡터화를 포함하는 표준화된 VDSL2 트레이닝에서의 방법의 삽입을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 다중 회선을 포함하는 벡터화 가능 VDSL2 시스템의 기동 중의 다중 가입 단계의 통상적인 시퀀스를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 예시적인 VDSL2 통신 시스템을 나타낸다.
도 1은 DSL 시스템에서 통상적으로 경험되는 크로스토크의 다양한 유형을 나타낸다. 단순화를 위해, 중앙 오피스(CO)(110)는 고객 구내 장비(CPE) 디바이스(104, 108)의 2개 세트로 2개의 가입자 회선을 통해 통신하는 2개의 트랜시버(102, 106)를 포함한다. 트랜시버(102)는 CPE 디바이스(104)와 통신하고, 트랜시버(106)는 CPE 디바이스(108)와 통신한다. 예시적인 예로서, CO 트랜시버(106) 및 CPE 디바이스(108)로부터 CO 트랜시버(102) 또는 CPE 디바이스(104) 중 어느 하나로의 크로스토크가 설명된다. 하지만, 송신 신호의 근단(near-end) 반향인, 상류 및 하류 경로 양쪽에서 동일 가입자 회선의 송신기 및 수신기 사이에도 간섭이 존재할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
"원단(far-end)"이라는 용어는 간섭의 소스가 수신측으로부터 멀리 있는 시나리오를 나타내며, "근단"이라는 용어는 간섭의 소스가 수신측에 가까이 있는 시나리오를 나타낸다. 예를 들어, 화살표(112)에 의해 나타내어진 간섭은 트랜시버(106)에 의해 생성되고 하류 통신으로 연결되고 CPE 디바이스(104)에 의해 수신되는 노이즈를 나타낸다. "피해자 사용자"의 "피해자"라는 용어는 크로스토크에 대해 조사되고 있는 회선 또는 회로를 나타내고, "교란자"라는 용어는 크로스토크의 소스를 설명한다. 노이즈가 수신측으로부터 이격되어 생성되므로, 이는 하류 원단 크로스토크(FEXT)로 칭해진다. 마찬가지로, 화살표(114)에 의해 나타내어진 간섭은 상류 근단 크로스토크(NEXT)를 나타낸다. 화살표(116)로 나타낸 간섭은 상류 FEXT이고, 화살표(118)로 나타낸 간섭은 하류 NEXT를 나타낸다. 특히, FEXT는 VDSL에서 노이즈의 어디에나 있는 소스이다. 따라서, FEXT를 완화시키는 것과 같은 상술한 결점 및 부족한 점을 다루기 위해 본 산업 분야에서 다양한 필요성이 존재한다.
벡터화는 크로스토크 레벨의 감소 및 성능의 향상을 위해 회선 신호의 조정을 채용하는 송신 방법이다. 향상의 정도는 채널 특성에 따른다. 벡터화는 단일 사용자 또는 복수의 사용자의 이익을 위한 것일 수 있다.
ITU 권고 G.993.5는 하류 및 상류 방향으로의 자기-FEXT(원단 크로스토크) 소거를 포함한다. 이는, 근단 트랜시버의 그룹에 의해 생성되고 동일 그룹의 원단 트랜시버와 간섭하는 FEXT가 소거되는 자기-FEXT 소거의 단일 방법을 정의한다. 이러한 소거는 VDSL2 트랜시버들 사이에서 발생하며, 반드시 동일 프로파일일 필요는 없다. 권고 G.933.5는 ITU-T G.993.2와 함께 구현하려는 것이다. 다중쌍 디지털 가입자 회선(DSL) 본딩(b-ITU-T G.998.1, b-ITU-T G.998.2 및 b-ITU-T G.998.3 참조)이 벡터화와 함께 구현될 수 있다.
권고 G.993.5에 설명되는 기술은 다중쌍 케이블 또는 케이블 바인더에서 트랜시버에 의해 생성된 자기 FEXT를 감소시키는 수단을 제공한다. 자기 FEXT 소거 기술은 짧은 케이블 길이(<1 km), 제한된 원단 크로스토크(NEXT), 배경 노이즈 및 벡터화된 그룹의 일부가 아닌 시스템으로부터의 FEXT(외래 노이즈)에 있어서 특히 유익하다. 자기 FEXT 소스의 레벨에 대한 비자기(non-self) FEXT 노이즈 소스의 레벨은, 자기 FEXT 감소가 성능을 향상시킬 수 있는 정도를 결정한다. 다른 중요한 요인은, 자기 FEXT 소거 시스템이 케이블의 교란쌍에 대한 액세스를 갖는 정도이다. 최대 이득은, 자기 FEXT 소거 시스템이 브로드밴드 신호를 반송하는 케이블의 쌍의 모두에 대한 액세스를 가질 때 달성된다. 멀티 바인더 케이블에 대해, 배치되어 바인더 내에서 우세한 자기 FEXT 교란자의 적어도 다수를 소거하는 능력을 갖는 바인더 그룹(들)의 쌍의 모두에 대해 자기 FEXT 소거 시스템이 액세스를 가질 때 상당한 이득이 가능하다.
복수의 자기 FEXT 소거 시스템이 바인더 관리 없이 다중-바인더 케이블에 배치되는 경우, 이득은 상당히 감소될 수 있다.
도 2는 접속 지지 벡터화의 초기화를 설명하는 권고 G.993.5로부터 취해진다. 도 2에 설명된 초기화 절차는 FEXT 채널 추정을 위한 추가 단계를 갖는 ITU-T G.993.2 초기화에 기초한다. 벡터화된 동작의 최종 모드(즉, 하류 및 상류 벡터화, 또는 다운스트림 유일 벡터화)는 초기화의 ITU-T G.994.1 단계 중에 결정된다. 도 2는 상류 및 하류 방향 양쪽에 대하여 초기화 절차의 개요를 제공한다. 권고 G.933.5에 대하여, ITU-T G.993.2 초기화 단계가 SOC 메시지에 대한 약간의 수정과 FEXT 채널 추정에 대한 초기화 신호의 추가와 함께 채용된다. ITU-T G.993.2 채널 탐색 단계 및 트레이닝 단계에 추가된 초기화 신호는 굵은 선으로 도 2에서 강조된다.
몇몇 회선이 동시에 초기화되면, 이러한 회선의 초기화 절차는 시간 정렬되어야 하므로, 모든 회선은 권고 G.933.5의 조항 10.3.3.6 및 10.4.3.9에 설명되는 바와 같이 벡터화 관련 단계를 동시에 통과한다.
하류 방향에서, 채널 탐색 단계의 시작에서, 초기화 회선의 VTU-O는 파일럿 시퀀스에 의해 변조된 싱크(sync) 심볼만을 포함하고 벡터화된 회선의 싱크 심볼과 정렬되는 O-P-VECTOR 1 신호를 송신한다. O-P-VECTOR 1 신호는 VCE(또한 도 6 참조)가 초기화 회선으로부터 벡터화된 회선으로 FEXT 채널을 추정할 수 있게 한다. VCE는 벡터화된 회선의 VTU-R로부터의 보고된 클리핑된 에러 샘플에 기초하여 이러한 FEXT 채널을 추정하고, 초기화 회선의 초기화의 나머지 중에 초기화 회선으로부터 이러한 벡터화된 회선으로 FEXT를 소거하기 위해 이러한 벡터화된 회선의 VTU-O의 사전 코딩을 인에이블한다.
트레이닝 단계의 시작에서, 초기화 VUT-O는 O-P-VECTOR 1과 동일하고 ITU-T G.993.2 트레이닝 단계로 전이하기 전에 초기화 회선으로부터 벡터화된 회선으로 VCE가 하류 FEXT 채널 추정을 갱신하게 할 수 있게 하는 O-P-VECTOR 1-1 신호를 송신할 것이다.
ITU-T G.993.2 트레이닝 단계 후에, VTU-O는 O-P-VECTOR 2-1 신호에 선행하여 O-P-VECTOR 2 신호를 송신하며, 양쪽은 파일럿 시퀀스에 의해 변조된 싱크 심볼 및 SOC를 반송하는 정규 심볼을 포함한다. O-P-VECTOR 2-1의 송신 중에, VCE는 벡터화된 모든 회선으로부터 각각의 초기화 회선으로 FEXT 채널을 추정하며, 그 역도 가능하다. 마지막으로, O-P-VECTOR 2-1의 송신의 끝에서, 초기화 회선으로부터 벡터화된 회선으로의 FEXT 계수 및 벡터화된 회선으로부터 각각의 초기화 회선으로의 FEXT 계수를 포함하는 전체 FEXT 채널 매트릭스가 VCE에 의해 추정된다. 이 시점에서 초기화 프로세스가 완료되고 초기화 회선이 사전 코딩 동작에 포함될 수 있다. O-P-VECTOR 2-1 송신이 완료된 후에, 초기화 회선의 VTU-O는 SNR의 추정 및 쇼타임 중에 사용되는 비트 로딩의 결정을 위해 채널 분석 및 교환 단계로 진입한다.
상류 방향에서, 벡터화된 회선으로의 과도한 FEXT를 피하기 위해, 채널 탐색 단계에서의 O-SIGNATURE 메시지의 검출 후에, 초기화 회선의 VTU-R은 O-P-VECTOR 1과 동일 포맷을 갖는 R-P-VECTOR 1 신호를 송신하는 것을 개시한다. R-P-VECTOR 1의 송신 중에, VCE는 초기화 회선으로부터 모든 벡터화된 회선으로 FEXT 채널을 추정하고, 초기화 회선의 초기화의 나머지 중에 초기화 회선으로부터 FEXT를 소거하기 위해 벡터화된 회선의 VTU-O를 인에이블한다. 상류 싱크 심볼과 상류 파일럿 시퀀스의 시간 위치는 VCE에 의해 할당되며, O-SIGNATURE 메시지의 VTU-R에 나타내어지며 특수 마커에 의해 O-P-CHANNEL DISCOVERY V1 신호에 추가된다.
또한, 다른 선택적인 파라미터가 초기 상류 단계(R-P-VECTOR 1) 중에 상류 송신 전력 감소를 위해 O-P-SIGNATURE 메시지에 추가될 수 있다. 상류 송신 전력 감소는 동일 바인더에서 동작하는 벡터화되지 않은 회선으로의 R-P-VECTOR 1 신호의 크로스토크를 감소시키기 위해 사용될 수 있으며, ITU-T G.993.2에서 정의된 표준 상류 전력 백 오프(back-off)에 추가하여 R-P-VECTOR 1의 상류 송신 PSD의 균일한 감쇠를 제공한다.
트레이닝 단계의 개시에서, 초기화 VTU-R은 ITU-T G.993.2 트레이닝 단계로 전이하기 전에, VCE가 초기화 회선으로부터 벡터화된 회선으로의 상류 FEXT 채널 추정을 갱신할 수 있게 하고 R-P-VECTOR 1과 동일한 R-P-VECTOR 1-1 신호를 송신할 것이다. VTU-R이 R-P-VECTOR 1-1을 송신하는 동안 VTU-O는 시간 충전 신호로서 O-P-VECTOR 1-1 신호를 송신한다.
타이밍 전진의 초기값은 회선 길이의 잠정적인 지식에 기초하여 VTU-O에 의해 할당되고 O-SIGNATURE에서 통신된다. 타이밍 전진이 트레이닝 단계 중에 추가적으로 재조정되면, 상류 방향으로의 FEXT 채널 추정이 트레이닝 단계의 끝에서 갱신되어 FEXT 채널에서의 임의의 결과적인 변화(도 2에서 신호 R-P-VECTOR 1-2)를 설명한다. VTU-R이 R-P-VECTOR 1-2를 송신하는 중에 VTU-O는 시간 충전 신호로서 O-P-VECTOR 2 신호를 송신한다.
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트레이닝 단계의 끝에서, VTU-R은 파일럿 시퀀스에 의해 변조된 싱크 심볼 및 SOC를 반송하는 정규 심볼을 포함하는 R-P-VECTOR 2를 송신한다. R-P-VECTOR 2의 송신 중에, VCE는 모든 벡터화된 회선으로부터 초기화 회선으로의 FEXT 채널을 추정하고 그 역도 가능하다. 마지막으로, R-P-VECTOR 2 전송의 끝에서, 초기화 회선으로부터 벡터화된 회선으로의 FEXT 계수와 벡터화된 회선으로부터 초기화 회선으로의 FEXT 계수를 포함하는 전체 FEXT 채널 매트릭스가 VCE에 의해 추정된다. 이 점에서 초기화 프로세스가 완료되고 초기화 회선이 벡터화된 그룹의 액티브 멤버가 된다. R-P-VECTOR 2 송신이 완료된 후에, VTU-R은 쇼타임 중에 사용되는 비트 로딩의 결정과 SNR의 추정을 위해 채널 분석 및 교환 단계에 진입한다.
R-P-VECTOR 2의 송신 중에, SOC 파라미터는 VTU-R로부터 VTU-O로 클리핑된 에러 샘플을 반송하기 위해 필요한 더 높은 속도의 SOC를 제공하도록 설정될 수 있다. VTU-O 및 VTU-R 양쪽이 이미 트레이닝 단계를 통과했으므로, (채널 분석 및 교환 단계 중의 ITU-T G.993.2와 유사하게) SOC에서의 반복수가 감소될 수 있다. 이것은 벡터화된 회선으로부터 초기화 회선으로의 FEXT 채널의 신속한 추정을 위해 필요한 신속한 백채널을 제공할 것이다.
도입부에서 언급한 바와 같이, 상류 및 하류 크로스토크 전달 함수의 중량은 싱크 심볼에서 추정된다. 이러한 싱크 심볼에서 반송되는 데이터는 회선 별로 직교이어야 한다. 싱크 심볼의 이러한 직교성은 방금 핸드쉐이크를 종료한 후에 접속을 설정하는 것을 시도하는 회선에 의해 진행하는 트레이닝의 특정 단계에서 훼손되지 않아야 한다. 벡터화 트레이닝이 이미 진행중(연결 단계)이면서 싱크 심볼의 직교성의 훼손을 피하기 위해, CO는 핸드쉐이크가 종료되자마자(침묵 단계(Quiet Phase)) 접속을 설정하기를 시도하는 이러한 CPE 디바이스에 임의의 톤을 전송하는 것을 중지하며, 이에 의해 이러한 CPE 디바이스는 그 접속 시도를 인터럽팅하여 정의되지 않은 시간 후에 다른 트레이닝 시도를 개시해야 한다.
도 3에 도시된 설명된 동작은, 복수의 회선이 벡터화 시스템에 연결하기를 원하는 경우에, 즉 복수의 CPE가 약간 상이한 개시 시간으로 접속을 확립하는 것을 개시하면, 길고 예측할 수 없는 트레이닝 시간으로 귀결된다. 도 3은, 벡터화 트레이닝이 이미 진행 중이면서(연결 그룹) 추가적인 CPE 디바이스가 접속을 시도한(누락된 연결 단계) 경우의 시스템 동작을 설명한다.
본 발명의 일례에 따르면, 연결 프로세스가 이미 진행 중이면서 접속을 설정하기를 시도하는 (그에 따라 현재 연결 단계에 대해 고려될 수 없었음) 회선(즉, 이러한 회선을 통해 CO에 접속된 CPE)은 진행중인 것에 따르는 연결 단계에 대한 "연결-준비(Prepared-To-Join)" 그룹에서 수집된다. "연결-준비" 그룹에서 수집하는 것은 CPE 디바이스(들)를 홀드 상태로 둔다. 벡터화 엔진(즉, 벡터화 제어 엔티티 VCE, 도 6 참조)의 기능에 따르면, "연결-준비" 그룹의 하나, 복수 또는 심지어 모든 멤버들 중 어느 하나가 연결 그룹으로 전송되고, 진행 중인 연결 단계가 완료되자마자 병렬로 트레이닝된다. 필요에 따라, 현재부터 다른 회선이 다음 연결 단계를 위해 "연결-준비" 그룹에서 다시 수집될 수 있다.
접속을 액티브로 유지하기 위해서, CO는 "연결-준비" 그룹에서 수집되는 "O-P-Pre-VECTOR 1" 신호를 그 CPE 디바이스로 전송한다. "O-P-Pre-VECTOR 1" 신호는 싱크 심볼의 직교 시퀀스나 데이터 심볼의 사용자 데이터를 훼손하지 않을 것이다.
정확하게 시작에서 병렬로 가능한 한 많은 회선을 트레이닝할 수 있도록, O-P-Pre-VECTOR 1 단계는 또한 시스템 기동에 후속하는 가장 첫번째의 연결 단계에 적용될 수 있다. 이러한 절차에 후속하여, 다중 회선 연결의 경우의 트레이닝 시간은 이미 쇼타임에 있는 이러한 VDSL2 접속의 성능에 영향을 주지 않고 상당히 감소될 수 있다. 연결 단계가 이미 진행 중이면서 접속 설정을 시도하는 회선의 트레이닝은 더 이상 인터럽트되지 않아도 되므로 핸드쉐이크를 포함하는 재시작(G.994.1 참조)이 다중 회선 연결이 추가적으로 더욱 강인하고 재생가능한 트레이닝으로 귀결되는 경우에 더 이상 필요하지 않다. CO가 중앙 오피스(Central Office)를 나타내므로, 이는 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(DSLAM) 또는 DSLAM의 회선 카드와 같은 중앙 오피스 장비의 임의의 요소를 지정할 수 있다. 실제로, 벡터화 제어 엔티티는 DSLAM 또는 하나 초과의 회선 카드를 서비스하는 DSLAM의 모듈에서 사용되는 회선 카드 상에 구성될 수 있다.
연결 단계는 ITU-T G.994.1 표준을 준수하는 핸드쉐이크 절차를 포함할 수 있다. 언급된 트레이닝(즉, 트레이닝 단계)은 ITU-T G.992.3 및 993.5 표준을 준수하여 달성된다. "연결-준비" 그룹의 CPE 디바이스(들)는 각각의 CPE 디바이스(들)에 커플링되는 회선(들)을 액티브로 유지함으로써 홀드 상태로 놓인다. 회선을 액티브로 유지하는 것은 각 CPE 디바이스에 신호를 전송함으로써 달성되며, 신호는 쇼타임에 있는 회선(CPE 디바이스)이나 연결 회선 중 어느 것에도 영향을 주지 않는다. 예를 들어, 신호는 예를 들어, 모든 파일럿 톤이 크로스토크 구성을 위해 사용될 때 그 싱크 심볼에서 단지 플래그 톤(Flag Tone)을 포함한다. 하지만, 모든 파일럿 톤이 크로스토크 구성을 위해 사용되지는 않는 경우에, 또한 사용되지 않은 파일럿 톤이 플래그 톤 대신 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다.
벡터화를 포함하는 표준화된 VDSL2 트레이닝에서의 이러한 절차의 삽입이 도 4에 나타내어진다. 기존 표준에 비해 이하의 벡터 트레이닝의 확장이 제안된다: (1) "연결-준비" 그룹의 정의, (2) 상태 O-P-QUIET 와 O-P-VECTOR-1 사이의 새로운 상태(O-P-Pre-VECTOR 1)의 정의, 및 (3) CO로부터 CPE(들)로의 O-P-Pre-VECTOR 1 신호(단지 플래그 톤)의 정의.
따라서, 여기에 설명되는 향상된 절차는 부분적으로 CPE의 기능을 등록하는 트레이닝 중에 CPE 디바이스(짧게는 CPE)의 그룹의 초기화를 위한 방법을 제공하며, 적어도 하나의 CPE가 트레이닝에 늦게 등록하므로 상술한 이유로 등록될 수 없다. 여기에 설명되는 예에 따르면, 본 방법은 트레이닝의 연결 단계 중에 CPE의 기능을 결정하는 단계를 포함하며, CPE 디바이스가 벡터화를 채용할 수 있는지 여부가 결정된다. 본 방법은 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써 늦게 등록하는 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태(즉, "연결-준비" 그룹에 할당)로 두는 단계를 추가로 포함한다. 늦게 등록된 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 연결 단계 후에 다른 연결 단계가 제공된다. 홀드 상태로 두는 단계는, 적어도 하나의 CPE가 이후 시간에 등록될 것을 나타내는 신호를 적어도 하나의 CPE에 전송함으로써 회선을 액티브로 유지할 수 있다.
상술한 방법은, 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써 늦게 등록하는 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태(즉, "준비 연결" 그룹에 할당)로 두도록 구성되는 벡터 엔진을 포함하는 장치에서 구현될 수 있다. 벡터 엔진은 늦게 등록하는 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 연결 단계 이후에 다른 연결 단계를 제공한다.
도 5는 다중 회선을 포함하는 벡터화 가능 VDSL2 시스템의 기동 중의 복수의 연결 단계의 통상적인 시퀀스를 나타낸다. 수용 윈도우(Acceptance Window) n은 리셋 직후의 구성가능한 시간 간격에 대응한다. 이러한 시간 간격에서 접속 설정을 개시한 모든 회선은 제 1 연결 단계(회선 1 내지 회선 k)에 대해 수집된다. 수용 윈도우 n+1은, 회선 1 내지 회선 k가 트레이닝되면서(회선 k+1 내지 회선 k+m) 접속 설정을 개시한 제 2 연결 단계에 대한 이러한 회선을 수집하기 위해 개방된다. 본 예에서, 최종 회선(회선 k+m+1)은, 제 2 연결 그룹이 트레이닝되면서(수용 윈도우 n+2) 접속 설정을 시도한다. 도 5에 개략으로 나타낸 타이밍은 수용 윈도우의 사이즈를 제어하기 위한 것이다.
도 5의 타이밍도에서, TDmin은 O-P-Pre-VECTRO-1에 대한 최소 시간이다. 이러한 구성가능한 시간 간격은 수용 윈도우 n에서 발행된 "GHS_COMPLETE" 메시지마다 재개된다. TDmax는 O-P-Pre-VECTOR-1에 대한 최대 시간을 나타낸다. 이러한 구성가능한 시간 간격 후의 G.hs를 종료한 회선은 현재 연결 단계에 대해 무시된다. 이전 회선이 O-P-Pre-VECTOR-1에 도달한 후에 TDmax 내에, 그리고 현재 연결 단계의 제 1 회선이 O-P-Pre-VECTOR-1에 도달한 후 TDmax 내에 G.hs를 종료한 회선이 현재 연결 단계(수용 윈도우 n)에 대해 수용된다. 시간 TSAmin은 쇼타임에서의 xTalk 구성에 대한 최소 시간이다. 이 시간 간격은 펌웨어에서 하드 코딩된다. TSAplus는 쇼타임에서의 xTalk 구성에 대한 추가적인 시간이다. 이러한 구성가능한 시간 간격은 xTalk 계수의 추가적인 미세 튜닝을 위한 것이다. 수용 윈도우 n의 회선이 쇼타임에 도달한 후 TSAmin + TSAplus 내에 G.hs를 종료하는 회선이 다음 연결 단계(수용 윈도우 n+1)에 대해 수용된다.
도 6은 CO(중앙 오피스)에 또는 가입자 구내에 가까운 원격 위치에 위치되고, G.993.5 준수 트랜시버 유닛(101(또는 VTUC1), 102(또는 VTUC2) 및 103(또는 VTUC3)), 회선 초기화 컨트롤러(111)(또는 CTRL) 및 상술한 벡터화 엔진 또는 벡터화 제어 엔티티(112)(또는 VCE)를 포함하는 DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)(100)을 나타낸다. 벡터화 제어 엔티티(112)와 같이 회선 초기화 컨트롤러(111)도 트랜시버 유닛(101, 102, 103)에 커플링된다. DLSAM의 실제 위치에 관계없이, 이는 중앙 오피스 장비(COE)의 부분으로서 고려된다.
DSLAM(100)은 CAT3 케이블과 같은 차폐되지 않은 꼬여진 쌍(UTP)을 통해 CPE 디바이스에 커플링된다. 제 1 트랜시버 유닛(101)은 제 1 가입자 회선 L1을 통해 제 1 원격 트랜시버 유닛(201)(또는 VTUR1)에 커플링되고; 제 2 트랜시버 유닛(102)은 제 2 가입자 회선 L2를 통해 제 2 원격 트랜시버 유닛(202)(또는 VTUR2)에 커플링되고; 제 3 트랜시버 유닛(103)은 제 3 가입자 회선 L3을 통해 제 3 원격 트랜시버 유닛(203)(또는 VTUR3)에 커플링된다. 원격 트랜시버 유닛(201, 202, 203)은 예를 들어, 모뎀, 게이트웨이, 라우터, 셋톱 박스, 랩톱 등의 일부를 형성한다.
가입자 회선(L1, L2, L3)은 추가적인 가입자 회선과 함께 케이블 바인더(301)에서 번들링되고, 이들이 그 길이의 전체 또는 일부에 걸쳐 인접하게 있으므로 서로에게 크로스토크를 유도한다. DMT 기반 DSL 시스템에서, 크로스토크는 주로 FEXT(원단 크로스토크)로 감소되고; 트랜시버 유닛(교란자)에 의해 송신된 신호의 일부 상당량은 이웃 회선으로 커플링되고 원격 트랜시버 유닛(피해자)에서 이웃 회선을 통해 송신된 직접 신호의 수신을 손상시킨다. 예를 들어, 회선 L1을 통해 VTUC(101)에 의해 송신된 하류 신호는 회선 L2로 커플링되고 VTUR(202)에 의해 노이즈로서 검출된다. 또한, 회선 L3을 통해 VTUR(203)에 의해 송신된 상류 신호는 회선 L1에 커플링되고 VTUC(101)에 의해 노이즈로서 검출된다.
DSLAM(100)은 하류 방향으로 FEXT를 경감시키는 사전 코더 및/또는 상류 방향으로 FEXT를 경감시키는 FEXT 소거기를 추가로 포함한다. 현재, 가입자 회선(L1, L2, L3)은 추가적인 가입자 회선을 포함할 수 있는 동일 벡터화 그룹의 일부를 형성하고, 사전 코더 및/또는 FEXT 소거기는 벡터화 그룹의 회선 사이의 하류 및 상류 크로스토크를 경감하도록 구성된다.
통상적으로, 각 가입자 회선의 각 하류 데이터 심볼의 주파수 샘플은 트랜시버 유닛에 의해 사전 코더로 전달되고, 크로스토크 보상된 샘플은 가입자 회선을 통해 역 이산 푸리에 변환(IDFT), 디지털 대 아날로그 변환(DAC) 및 추가적인 송신을 위해 트랜시버 유닛으로 사전 코더에 의해 반환된다. 마찬가지로, 각각의 수신된 상류 데이터 심볼의 주파수 샘플은 각 트랜시버 유닛에 의해 크로스토크 소거기로 전달되고; (대부분의) 크로스토크가 없는 샘플은 검출 및 복조를 위해 각각의 트랜시버로 크로스토크 소거기에 의해 반환된다.
주로, 트랜시버 유닛(101, 102, 103)은 가입자 회선(L1, L2, L3)을 각각 종료하고, DSL 통신 채널(CH1, CH2, CH3)을 각각 초기화하고 동작시키도록 구성된다. 원격 트랜시버 유닛(201, 202, 203)도 마찬가지이다.
트랜시버 유닛(101, 102, 103)은 고객 구내에 있는 트랜시버 유닛 또는 중앙 오피스에 있는 트랜시버 유닛을 대신하여, 회선 초기화 컨트롤러(111)에 새로운 회선 기동(연결 회선)을 통지하고, 회선 초기화 컨트롤러(111)로부터의 승인 후에 DSL 초기화 절차를 추가로 수행하도록 추가로 구성된다.
통신 채널(CH1, CH2, CH3)은 별개의 하류 및 상류 주파수 대역(주파수 분할 멀티플렉싱)을 사용하는 하류 데이터 통신 경로 및 상류 데이터 통신 경로를 포함한다. 하류 및 상류 캐리어에 대한 각각의 비트 로딩 및 이득은 회선 초기화 중에 결정 및 동의되어, 전체 하류 데이터 속도 및 전체 상류 데이터 속도를 산출한다.
DSL 초기화 절차는 핸드쉐이크 단계, 복수의 크로스토크 취득 단계, 채널 탐색 단계, 채널 트레이닝 단계, 및 채널 분석 및 교환 단계를 포함한다.
핸드쉐이크 단계는 G.994.1에 설명되며, 지원되는 권고의 하나 이상의 특정 부록에 따라 하나 이상의 미리 정의된 캐리어 세트(소위 시그널링 패밀리)를 사용한다. 이러한 미리 정의된 캐리어 세트는 매우 적은 캐리어만을(통상적으로 2 또는 3) 포함하므로 이웃 회선에 작은 간섭을 유발한다.
핸드쉐이크 절차는, 피어 트랜시버 유닛이 캐리어 세트를 포함하는 프로브 신호를 교환함으로써 그 상호 존재를 확인하고 프로브 신호에 대한 클럭 동기화를 취득하는 제 1 서브 단계 A, 및 피어 트랜시버 유닛이 그 각각의 기능을 교환하고 트레이닝 및 동작에 대한 공통 모드에 동의하는 제 2 서브 단계 B를 포함한다. 핸드쉐이크 단계의 성공적인 종료는 제 1 크로스토크 취득 단계 O-P-VECTOR 1로 귀결될 것이다.
핸드쉐이크 단계의 모든 메시지는 캐리어의 하나 이상의 한정된 세트로 전송된다. 캐리어 세트 및 모든 캐리어 세트 내의 모든 캐리어 주파수는 차동 위상 시프트 키잉(DPSK)을 사용하여 동일 데이터 비트로 동시에 변조된다. 송신 비트가 1이면 송신점은 이전 점으로부터 180°회전되고 송신 비트가 0이면 송신점은 변하지 않고 유지된다.
초기에, VTUR은 R-SILENT0 송신 침묵 상태이고, VTUC는 C-SILENT1 송신 침묵 상태이다.
동작의 듀플렉스 모드에 대하여, 초기화 절차를 개시하는 VTUR의 이벤트에서, 제 1 핸드쉐이크 서브 단계 A는 매 16 ms의 위상 반전으로 그 시그널링 패밀리의 하나 또는 양쪽으로부터 R-TONES-REQ 신호를 VTUR이 송신하는 것으로 개시한다. 이것이 VTUC에 의해 검출되었을 때, VTUC는 그 시그널링 패밀리의 하나 또는 양쪽으로부터 C-TONES 신호를 송신함으로써 응답할 것이다. 이것이 VTUR에 의해 검출되었을 때, VTUR은 50 내지 500 ms에 대해 침묵(R-SILENT1)을 송신할 것이며, 그 후 단지 하나의 시그널링 패밀리로부터 R-TONE1 신호를 송신할 것이다. VTUC가 R-TONE1 신호를 검출했을 때, 이는 변조된 캐리어(C-GALF1) 상의 GALF(0×81=0×7E의 하나의 보완을 송신함으로써 응답할 것이다. VTUR이 GALF를 검출했을 때, 이는 변조된 캐리어(R-FLAG1) 상의 FLAG(0×7E)를 송신함으로써 응답할 것이다. VTUC가 FLAGS를 검출했을 때, 이는 FLAG(C-FLAG1)를 송신함으로써 응답할 것이다. VTUR이 FLAGS를 검출했을 때, 이는 제 1 메시지 처리를 개시함으로써 서브 단계 B에 진입할 것이다.
VTUC가 초기화 절차를 개시하는 이벤트에서, 제 1 핸드쉐이크 서브 단계 A는, VTUC가 C-TONES를 직접 송신하는 것으로 개시되며 상술한 바와 같이 계속된다.
약간 상이한 타이밍 및 신호가 동작의 하프-듀플렉스 모드에 대해 정의된다.
제 2 핸드쉐이크 서브 단계 B는 VTUR이 VTUR의 기능을 반송하는 CAPABILITY LIST REQUEST CLR 메시지(즉, 동작의 가능한 모드의 리스트)를 전송하는 것으로 개시하며, 이에 의해 VTUR은 VTUC 기능을 추가로 요청한다. VTUC는 VTUC 기능을 반송하는 CAPABILITY LIST CL 메시지로 응답한다. VTUR은 ACK(1) 확인을 반환함으로써 CL 메시지의 양호한 수신을 확인한다.
서브 단계 B는 알려진 기능에 따라 동작의 공통 모드를 선택하는 VTUC 또는 VTUR 중 어느 하나에 의해 수행된다. 이는 동작의 선택된 모드를 반송하는 MODE SELECT MS 메시지를 발행하고 ACK(1) 확인을 반환함으로써 달성된다. 통상적으로, VTUR은 한번 동작의 가장 적절한 모드를 선택하고 MS 메시지를 발행한다. 하지만, VTUR은 VTUC에 MODE REQUEST MR 메시지를 발행함으로써 동작의 특정 모드를 선택할 것을 요청할 수 있거나, MODE PROPOSAL MP 메시지를 발행함으로써 VTUC에 최종 결정을 남겨두고 동작의 특정 모드를 제시할 수 있다. 일단 동작의 특정 모드가 확인되면, VTUC 및 VTUR은 각각 O-P-VECTOR 1 및 R-P-VECTOR 1 크로스토크 취득 단계로 진입한다.
G.994.1은 VTUR에 CLR/CL/ACK(1) 메시지 교환과 추가적인 MS/MR/MP/ACK(1) 메시지 교환으로 다시 진행할 것을 요청하는 REQUEST-CAPABILITY LIST REQUEST REQ-CLR 메시지를 갖는 MS 메시지에 VTUC가 응답할 수 있게 하고, 초기 처리 상태(R-SILENT0)로 복귀하지 않음으로써 서브 단계 B를 통해 재반복을 위한 준비를 정의한다.
회선 초기화 컨트롤러(111)는 각 가입자 회선을 통해 DSL 초기화 절차를 제어하고, 더욱 구체적으로 VTUC(101, 102, 103)에 수행되는 제 2 핸드쉐이크 서브 단계 B에 대한 n회의 반복뿐만 아니라 CLR 또는 MS 또는 MR 또는 MP 메시지와 같은 서브 단계 B 중의 VTUC로부터의 특정 응답 또는 확인을 요청하는 임의의 메시지에 답신하기 위한 추가적인 지연 D를 제공하도록 추가로 구성된다.
VTUC(101, 102, 103)는 제 1 및 제 2 핸드쉐이크 서브 단계 A 및 B의 실행 시간 TA 및 TB를 각각 측정하고(만일 있다면 구성된 추가적인 지연 D를 포함하지 않음), 이렇게 측정된 실행 시간을 회선 초기화 컨트롤러(111)에 보고하도록 추가로 구성된다. 이렇게 함으로써, 상이한 CPE 제조사 및/또는 구현에 걸친 실행 시간이 처리된다.
초기화 컨트롤러(111)가 액세스 노드(100) 내의 중앙 유닛으로서 나타내어졌지만, 이는 VTUC(101, 102, 103)에 걸쳐 부분적으로 또는 전체로 분포될 수 있다.
여기에 설명된 예시적인 구현은 함께 쓰이는 다양한 요소를 가질 수 있다; 하지만, 본 구성의 다양한 요소는 통신 네트워크 및/또는 인터넷, 또는 전용 보안, 비보안 및/또는 암호화된 구성과 같은 분산된 네트워크의 떨어진 부분에서 위치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 본 구성의 요소는 모뎀과 같은 하나 이상의 장치로 조합될 수 있으며 원격통신 네트워크와 같은 분산된 네트워크의 특정 노드 상에 함께 배치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 설명된 구성의 요소는 구성의 동작에 영향을 주지 않고 분산된 네트워크 내의 임의의 위치에 배치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 다양한 요소가 중앙 오피스 모뎀(CO, ATU-C, VTU-0), 고객 구내 모뎀(CPE, ATU-R, VTU-R), xDSL 관리 디바이스 또는 그 일부 조합에 위치될 수 있다. 마찬가지로, 본 구성의 하나 이상의 기능적 부분이 모뎀 및 관련된 컴퓨팅 디바이스 사이에 분산될 수 있다.
상술한 구성, 장치 및 방법은 소프트웨어 모듈, 소프트웨어 및/또는 하드웨어 테스팅 모듈, 원격통신 테스트 디바이스, DSL 모뎀, ADSL 모뎀, xDSL 모뎀, VDSL 모뎀, 회선 카드, G.hn 트랜시버, MoCA® 트랜시버, 홈플러그 트랜시버, 전력선 모뎀, 유선 또는 무선 모뎀, 테스트 장비, 다중캐리어 트랜시버, 유선 및/또는 무선 와이드/로컬 영역 네트워크 시스템, 위성 통신 시스템, IP, 이더넷 또는 ATM 시스템과 같은 네트워크 기반 통신 시스템, 진단 기능이 장착된 모뎀 등에 구현될 수 있거나, CDSL, ADSL2, ADSL2+, VDSL1, VDSL2, HDSL, DSL Lite, IDSL, RADSL, SDSL, UDSL, MoCA, G.hh, 홈플러그 등과 같은 통신 프로토콜 중 임의의 것과 함께 또는 통신 디바이스를 갖는 별개의 프로그램된 범용 컴퓨터 상에서 구현될 수 있다.
또한, 설명된 구현의 구성, 절차 및 프로토콜은, 특수 목적 컴퓨터, 프로그램된 마이크로프로세서 또는 마이크로컨트롤러 및 주변 장치 집적 회로 요소(들), ASIC 또는 다른 집적 회로, 디지털 신호 프로세서, 플래시가능 디바이스, 별개의 요소 회로와 같은 하드웨어에 내장된 전자 또는 로직 회로, PLD, PLA, FPGA, PAL, 모뎀, 송신기/수신기, 임의의 비교가능한 디바이스 등과 같은 프로그램가능 로직 디바이스 상에 구현될 수 있다. 일반적으로, 차례로 여기에 설명되고 예시된 방법을 구현할 수 있는 상태 머신을 구현할 수 있는 임의의 장치는 본 구현에 따른 다양한 통신 방법, 프로토콜 및 기술을 구현하는 데 사용될 수 있다.
또한, 개시된 절차는 다양한 컴퓨터 또는 워크스테이션 플랫폼 상에서 사용될 수 있는 휴대용 소스 코드를 제공하는 객체 또는 객체 지향 소프트웨어 개발 환경을 사용하여 소프트웨어에서 용이하게 구현될 수 있다. 대안적으로, 개시된 구성은 표준 로직 회로 또는 VLSI 설계를 사용하여 부분적으로 또는 완전히 하드웨어로 구현될 수 있다. 여기에 설명 및 예시된 통신 구성, 절차 및 프로토콜은 컴퓨터 및 원격통신 기술의 일반적인 기본 지식으로 여기에 제공된 기능적인 설명으로부터 적용가능한 기술 분야의 당업자에 의해 임의의 알려진 또는 장래의 개발된 시스템 또는 구조, 디바이스 및/또는 소프트웨어를 사용하여 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 용이하게 구현될 수 있다.
또한, 개시된 절차는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장될 수 있고, 컨트롤러 및 메모리의 협업으로 프로그램된 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 마이크로프로세서 등에서 실행될 수 있는 소프트웨어로 용이하게 구현될 수 있다. 이러한 예에서, 설명된 구현의 구성 및 절차는 전용 통신 구성 또는 구성 요소 등에 매립된 루틴과 같은, 서버 또는 컴퓨터 워크스테이션 상에 상주하는 소스와 같은, 애플릿, JAVA® 또는 CGI 스크립트와 같은, 퍼스널 컴퓨터에 매립된 프로그램으로서 구현될 수 있다. 또한, 본 구성은 테스트/모델링 디바이스의 하드웨어 및 소프트웨어 시스템과 같은 소프트웨어 및/또는 하드웨어 시스템으로 구성 및/또는 절차를 물리적으로 통합함으로써 구현될 수 있다.
여기에서의 구현은 예시적인 실시예의 관점에서 설명되었다. 하지만, 본 구현의 개별 양태는 별개로 청구될 수 있고 다양한 실시예의 하나 이상의 특징이 결합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (21)

  1. 고객 구내 장비(customer premises equipments: CPEs)의 기능을 부분적으로 등록하는 트레이닝 중에 상기 CPE의 그룹을 초기화하기 위한 방법 - 적어도 하나의 CPE는 상기 트레이닝에 늦게 등록하여 등록될 수 없음 - 으로서,
    상기 방법은,
    상기 트레이닝의 연결 단계(joining phase) 중에 상기 CPE의 기능을 결정하는 단계 - CPE 디바이스가 벡터화를 채용할 수 있는지 여부가 결정됨 - 와,
    상기 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써, 늦게 등록하는 상기 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태로 두는 단계와,
    늦게 등록하는 상기 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 상기 연결 단계 후에 다른 연결 단계를 제공하는 단계를 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홀드 상태로 두는 단계는, 상기 적어도 하나의 CPE가 장래의 시간에 등록될 것이라는 것을 나타내는 신호를 상기 적어도 하나의 CPE로 전송함으로써 상기 회선을 액티브로 유지하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 단계는 ITU-T G.994.1 표준을 준수하는 핸드쉐이크 절차를 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 트레이닝은 ITU-T G.992.3 및 993.5 표준을 준수하는 트레이닝 단계(Training Phase)를 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기능을 결정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 CPE가 홀드 상태에 놓여있는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지하는 것은,
    연결 회선이나 쇼타임(Showtime)에 있는 회선에 영향을 주지 않는 신호를 상기 CPE로 전송하는 것을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 회선이나 상기 쇼타임에 있는 회선에 영향을 주지 않는 신호는 플래그 톤(Flag Tone)만을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다른 연결 단계는 상기 연결 단계 직후에 제공되는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    결정될 상기 기능은 ITU-T 권고 G.992.1에서 정의되는 기능을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 기능은 적어도 에코(echo) 소거 기능을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 방법.
  11. 고객 구내 장비(CPEs)의 기능을 부분적으로 등록하는 트레이닝 중에 상기 CPE의 그룹을 초기화하기 위한 장치로서,
    적어도 하나의 CPE는 상기 트레이닝에 늦게 등록하여 등록될 수 없고, CPE 디바이스가 벡터화를 채용할 수 있는지 여부를 결정하는 상기 트레이닝의 연결 단계 중에 상기 CPE의 기능이 결정되고, 상기 장치는,
    상기 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써 늦게 등록하는 상기 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태로 두는 벡터 엔진을 포함하고,
    상기 벡터 엔진은, 늦게 등록하는 상기 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 상기 연결 단계 후에 다른 연결 단계를 제공하는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 벡터 엔진은 상기 적어도 하나의 CPE가 장래의 시간에 등록될 것이라는 것을 나타내는 신호를 상기 적어도 하나의 CPE로 전송함으로써 상기 회선을 액티브로 유지하여 상기 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태로 두는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 벡터 엔진은 디지털 가입자 회선 액세스 멀티플렉서(Digital Subscriber Line Access Multiplexer: DLSAM)의 액세스 노드(Access Node) 내에 위치된 벡터화 제어 엔티티(Vectoring Control Entity: VCE)인
    CPE 그룹 초기화 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 연결 단계는 ITU-T G.994.1 표준에 따른 핸드쉐이크 절차를 포함하는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 결정되는 기능은 홀드 상태에 놓여질 상기 적어도 하나의 CPE의 기능을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    결정될 상기 기능은 ITU-T 권고 G.992.1에 정의된 기능을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기능은 적어도 에코 소거 기능을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    회선을 액티브로 유지하는 것은, 연결 회선이나 쇼타임에 있는 회선에 영향을 주지 않는 신호를 상기 CPE로 전송하는 것을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 연결 회선이나 상기 쇼타임에 있는 회선에 영향을 주지 않는 상기 신호는 플래그 톤만을 포함하는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 다른 연결 단계는 상기 연결 단계 직후에 제공되는
    CPE 그룹 초기화 장치.
  21. 고객 구내 장비(CPEs)의 기능이 등록되는 트레이닝 단계 중에 상기 CPE의 그룹을 초기화하도록 구성되고 DSLAM에서의 사용을 위한 회선 카드로서,
    적어도 하나의 CPE가 상기 트레이닝에 늦게 등록하여 등록될 수 없고, CPE 디바이스가 벡터화를 채용할 수 있는지 여부를 결정하기 위한 트레이닝 단계(Training Phase)의 연결 단계 중에 상기 CPE의 기능이 결정되고,
    상기 회선 카드는,
    상기 적어도 하나의 CPE에 커플링된 회선을 액티브로 유지함으로써 늦게 등록하는 상기 적어도 하나의 CPE를 홀드 상태로 두도록 구성된 벡터 엔진을 포함하고,
    상기 벡터 엔진은, 늦게 등록하는 상기 적어도 하나의 CPE를 등록하기 위해 상기 연결 단계 후에 다른 연결 단계를 제공하는
    회선 카드.
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