MX2007015549A - Metodo y aparato para determinar micro-reflexiones en una red. - Google Patents

Metodo y aparato para determinar micro-reflexiones en una red.

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MX2007015549A
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Michael J Cooper
Robert J Thompson
Charles S Moore
John L Moran Iii
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Abstract

La presente de micro-reflexiones se determina en una red al determinar las micro-reflexiones provenientes del amplificador y las incompatibilidades de impedancia de filtro dúplex y las micro-reflexiones provenientes de incompatibilidades de impedancia de cable de derivación. Las micro-reflexiones provenientes de las incompatibilidades de impedancia se determinan al darle instrucciones al elemento de red para que transmita una señal de prueba a una primera tasa de símbolos y una primer resolución para las incompatibilidades de impedancia de amplificador y filtro díplex y una segunda frecuencia con una segunda tasa de símbolos y la segunda resolución para micro-reflexiones provenientes de las incompatibilidades de impedancia de cable de derivación. Las pruebas se realizan con varias frecuencias y se identifican los canales con menos micro-reflexiones.

Description

"MÉTODO Y APARATO PARA DETERMINAR MICRO-REFLEXIONES EN UNA RED" CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta descripción se refiere a la determinación de micro-reflexiones en una red. Más particularmente, esta descripción se refiere a la determinación de micro-reflexiones en comunicaciones corriente arriba en una red de HFC para permitir una selección óptima de los canales de transmisión.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de televisión de cable coaxial se han utilizado masivamente durante muchos años y se han desarrollado redes extensas. Frecuentemente es difícil que un operador de cable administre y monitoree estas redes caras y complejas. Una red de cable típica generalmente contiene un nodo central que se conecta normalmente a varios nodos que le proveen contenido a un sistema de terminación de módem de cable (CMTS - cable modem termination system) que contiene varios receptores, cada receptor se conecta a varios módems de muchos suscriptores , por ejemplo, un solo receptor puede conectarse a cientos de módems. En muchos casos varios nodos pueden atender un área particular de un pueblo o ciudad. Los módems se comunican con el CMTS mediante comunicaciones corriente arriba por una banda de frecuencias dedicada. Las redes de cable transmiten cada vez mas señales que requieren un servicio de alta calidad y confiabil idad, tal como comunicaciones por voz, o comunicaciones de Voz por IP (VoIP - Voice over Internet Protocol). Cualquier interrupción de la voz o del tráfico de datos es un gran inconveniente y frecuentemente es inaceptable para un suscriptor. Diversos factores 'pueden afectar la calidad del servicio, incluyendo la calidad de los canales corriente arriba. Un factor que afecta la calidad de las comunicaciones corriente arriba es la presencia de micro-reflexiones de señales de comunicaciones . Una micro-reflexión es una copia de una señal de comunicaciones, tal como una señal reflejada a sí misma, pero retrasada en el tiempo. Existen dos causas significativas de micro-reflexiones en una planta de HFC corriente arriba, incompatibilidades de impedancia y filtros díplex. Las micro-reflexiones significativas pueden degradar el rendimiento de la planta de HFC corriente arriba. El diagnóstico preciso de los temas de micro-reflexiones requiere típicamente que haya técnicos o ingenieros en múltiples ubicaciones dentro de la planta de HFC y que inyecten simultáneamente señales de prueba en las ubicaciones del dispositivo supuesto. La presencia de micro-reflexiones se detecta después en la ubicación del nodo central con equipo de prueba especializado, tal como un analizador de señales vectoriales. Este proceso diagnóstico requiere un intenso esfuerzo manual, que requiere frecuentemente de carros rodantes en ubicaciones remotas en una planta o equipo especializado de pruebas. El proceso de diagnóstico también es costoso y requiere mucho tiempo. De acuerdo con lo anterior, es necesario un proceso automatizado para determinar si las micro-reflexiones degradan sensiblemente el rendimiento de la planta de HFC corriente arriba lo cual no afecta significativamente la red de HFC, es rentable y no requiere de equipo especializado.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta descripción explica un proceso automatizado para determinar si las micro- reflexiones se degradan sensiblemente el rendimiento de la planta de HFC corriente arriba utilizando dispositivos de terminal (tales como MTAs o módems de cable) en conjunto con mediciones realizadas en el nodo central, mediante un dispositivo de CTMS, y no requiere de carros rodantes en ubicaciones remotas en una planta . De acuerdo con los principios de la invención, un aparato de la invención puede comprender: un microprocesador configurado para proporcionarle instrucciones a un elemento de red a fin de sintonizarse a una frecuencia de prueba y de transmitir una señal de prueba a una tasa de símbolos de prueba, un receptor configurado para recibir la señal de prueba proveniente de un elemento de red; y un ecualizador que se configura para medir micro-reflexiones incluidas en la señal de prueba recibida, donde el microprocesador se configura para determinar un canal de comunicación óptimo para comunicarse con el elemento de red con base en las micro-reflexiones medidas . En el aparato, la señal de prueba puede recibir instrucciones a transmitirse con una resolución predeterminada y puede ser de aproximadamente 2560 ksím/s y la resolución predeterminada es de aproximadamente 390 ns . La tasa de símbolos de prueba puede ser de aproximadamente 5120 ksím/s y la resolución predeterminada puede ser de aproximadamente 195 ns . En el aparato, el microprocesador puede darle instrucciones repetidamente al elemento de red para sintonizar otra frecuencia y transmitir la señal de prueba hasta que se han probado todas las frecuencias utilizables corriente arriba. El microprocesador también puede configurarse adicionalmente para darle instrucciones al elemento de red a fin de transmitir una segunda señal de prueba que tenga una segunda tasa de símbolos, por lo que la segunda señal de prueba tiene una tasa de símbolos más alta que la primera señal de prueba. En el aparato, el microprocesador puede configurarse además para determinar una distancia desde una fuente de las micro-reflexiones medidas. Un método para monitorear una red de acuerdo con la invención puede comprender los pasos para: seleccionar un elemento de red como elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita una señal de prueba a una primera frecuencia fl como frecuencia de prueba y una tasa de símbolos de prueba medir las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba midiendo las micro-reflexiones en las señales de prueba transmitidas por el elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en una segunda frecuencia como la frecuencia de prueba; repetir el pasos para medir las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como la segunda frecuencia midiendo las micro-reflexiones en la señal de prueba transmitida por el elemento de red de prueba; y determinar los canales de frecuencia óptima para las comunicaciones basadas en las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como la primera frecuencia y la segunda frecuencia. El paso para medir las micro-reflexiones puede incluir medir las micro-reflexiones ocasionadas por las incompatibilidades de impedancia en amplificadores y filtros díplex en la red. La señal de prueba puede transmitirse a una tasa de símbolos de prueba de aproximadamen e 2560 ksím/s a una resolución de aproximadamente 390 ns . El paso para medir las micro-reflexiones puede incluir medir las micro-reflexiones ocasionadas por las incompatibilidades de impedancia en cables de derivación en la red. La señal de prueba puede transmitirse a una tasa de símbolos de prueba de aproximadamente 5120 ksím/s a una resolución de aproximadamente 195 ns . El método puede incluir además repetir los pasos para darle instrucciones al elemento de red de prueba a fin de transmitir la señal de prueba en otra frecuencia seleccionada como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que se haya probado una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables como frecuencia de prueba. El método puede incluir además el paso para seleccionar otro elemento de red como elemento de red de prueba y repetir los pasos para darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en una segunda frecuencia como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que una pluralidad de elementos de red en un puerto de red de un sistema de terminación de módem de cable y se han probado una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables . El método puede incluir además el paso para calcular una ubicación de una fuente de micro-reflexiones en una red basada en tiempos de retraso entre una señal y una micro-reflexión correspondiente y un factor de velocidad de propagación de cables en la red. Un medio legible por computadora de acuerdo con la invención puede llevar instrucciones para que una computadora ejecute un método para monitorear una red, comprendiendo el método los pasos para: seleccionar un elemento de red como elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita una señal de prueba a una primera frecuencia fl como frecuencia de prueba y una tasa de símbolos de prueba; medir micro-reflexiones en la frecuencia de prueba midiendo las micro-reflexiones en las señales de prueba transmitidas por el elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en una segunda frecuencia como frecuencia de prueba; repetir el paso para medir las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como segunda frecuencia al medir micro-reflexiones en la señal de prueba transmitida por el elemento de red de prueba; y determinar los canales de frecuencia óptima para comunicaciones basadas en las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como la primera frecuencia y la segunda frecuencia. En el medio legible por computadora, las instrucciones pueden incluir además repetir los pasos para darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en otra frecuencia seleccionada como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que se haya probado una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables como frecuencia de prueba. En el medio legible por computadora, las instrucciones pueden comprender además el paso para seleccionar otro elemento de red como elemento de red de prueba y repetir los pasos para darle instrucciones al elemento de red de prueba a fin de transmitir la señal de prueba en una segunda frecuencia como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que se haya probado una pluralidad de elementos de red por un puerto de red de un sistema de terminación de módem de cable y una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables. En el medio legible por computadora, las instrucciones pueden comprender además ejecutar el paso para calcular una ubicación de una fuente de micro-reflexiones en una red basada en tiempos de retraso entre una señal y una micro-reflexión correspondiente y un factor de velocidad de propagación de cables en la red. Los expertos en la materia observarán que las técnicas de esta invención le permiten a un operador determinar automáticamente micro-reflexiones en los canales de comunicación corriente arriba sin necesidad de colocar instrumentación de prueba remotamente en la planta de cable. Además, la técnica descrita en la invención no requiere enviar un operador o técnico a ubicaciones remotas en la red de HFC. Todas las mediciones pueden realizarse mediante el uso de los dispositivos de terminal existentes (específicamente, los dispositivos de terminal DOCSIS tales como TAs y módems de cable) así como también equipo de nodo central (específicamente, un C TS de DOCSIS) . El conocimiento preciso de las micro-reflexiones le permitirá al operador utilizar los recursos disponibles de su red más eficazmente, tal como conmutando a canales de comunicaciones con menos micro-reflexiones o reemplazando los componentes de la red en los cuales se introducen las micro-reflexiones para mejorar la calidad de la señal y la velocidad de la red. Además, este proceso optimizará el rendimiento de las micro-reflexiones en la planta de HFC corriente arriba. Este proceso utiliza solamente dispositivos de terminal de DOCSIS en conjunto con las mediciones realizadas en el nodo central mediante un dispositivo de CMTS de DOCSIS, y no requiere carros rodantes en ubicaciones remotas en una planta o equipo especializado de prueba.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los siguientes dibujos sirven para ilustrar los principios de la invención. La Figura 1 ilustra una red a manera de ejemplo de acuerdo con los principios de la invención. La Figura 2 ilustra una arquitectura lógica de un CMTS 10 a manera de ejemplo para facilitar una comprensión de la invención. La Figura 3 ilustra una configuración lógica de un grupo de receptores 201 para facilitar una comprensión de la invención. La Figura' 4 ilustra un elemento de red a manera de ejemplo 8, tal como un módem de cable. La Figura 5 ilustra un proceso a manera de ejemplo de acuerdo con los principios de la presente invención . La Figura 6 ilustra un proceso a manera de ejemplo para realizar una prueba de incompatibilidad de impedancia de filtro díplex de amplificador. La Figura 7 ilustra un proceso a manera de ejemplo para realizar una prueba de incompatibilidad de impedancia de cable de derivación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Esta descripción proporciona una evaluación remota de micro-reflexiones para dispositivos de terminal en un grupo de servicio de CMTS así como también un medio para reasignar óptimamente los grupos en servicio para activar canales con un rendimiento mejorado de micro-reflexiones. La evaluación de micro-reflexiones de todos los elementos de red, tales como módems de cable, decodificadores y adaptadores de terminales de medios (MTAs - media terminal adapter) y dispositivos de terminales DOCSIS (sistema de datos por cable - data over cable System) , en un grupo de servicio de CMTS puede proporcionar un mapeo de los niveles de micro-reflexiones en todos los canales activos disponibles para los elementos de red. Esta metodología comienza consultando los elementos de red en un grupo de servicio de CMTS para obtener su rendimiento de micro-reflexiones en un rango de canales activos. Los mapeos de micro-reflexiones se utilizan para determinar canales activos óptimos, los cuales se definen como los canales que tienen presentes la mínima cantidad de micro- reflexiones de peor escenario. A fin de evaluar el alcance total de las condiciones de micro-reflexión que pueden existir con una planta de HFC corriente arriba, se utilizan preferentemente dos tasas de símbolos. Se utiliza una primera tasa de símbolos baja, por ejemplo, de 2560 ksím/seg, para identificar las micro-reflexiones generadas a partir de filtros díplex de amplificador y se utiliza una segunda tasa de símbolos más alta, por ejemplo, de 5120 ksím/s para identificar las micro-reflexiones generadas a partir de las incompatibilidades de impedancia de cable de derivación local. Este proceso puede repetirse hasta que se hayan optimizado todos los grupos de servicio de CMTS. Preferentemente, las pruebas de micro-reflexión no deben ocurrir en conjunto con otros cambios en la red, tales como cambios de direccionamiento óptico, conmutación de nivel de ingreso o cualquier otra rutina o evento que ocasione presumiblemente que los niveles de RF sean inestables. Con objeto de asegurar que existe un margen suficiente de potencia en la red para ejecutar las pruebas en esta invención, el operador debe tener conocimiento del espectro de potencia corriente arriba para las regiones de frecuencia corriente arriba disponibles. Este conocimiento puede ayudar a facilitar la colocación del canal de prueba y una capacidad de añadir potencia adicional de canal de prueba sin afectar el rendimiento de HFC y servicios del suscriptor. Este conocimiento también puede brindarle al operador la seguridad de que las distorsiones que pueden originarse por márgenes de potencia insuficientes no afectan la prueba realizada. Aunque puede utilizarse cualquier planteamiento adecuado para determinar el margen de potencia disponible en una red, se describe un planteamiento en la descripción asignada comúnmente con el Registro de Notario de No. BCS04121, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE TOTAL POWER MARGIN AVAILABLE FOR AN HFC NETWORK" ("Método y aparato para determinar el margen de potencia total disponible para una red de HFC"), presentada el 20 de Octubre de 2006 y la patente de E.U. asignada No. de Serie 11/551,014, incorporada en la presente para referencia en su totalidad. Se proporciona una metodología para aislar dispositivos que residen en el mismo nodo óptico o grupo de servicio en una descripción asignada comúnmente con el Registro de Notario No. BCS04122, titulada "METHOD AND APPARATUS FOR GROUPING TERMINAL NETWORK DEVICES" ("Método y aparato para agrupar dispositivos de red de terminales"), presentada el 5 de Septiembre de 2006 y la patente de E.U. asignada con el No. de Serie 11/470,034, incorporada en la presente para referencia en su totalidad. La Figura 1 ilustra una red a manera de ejemplo en la cual una pluralidad de elementos de red 8 (por ejemplo, módems de cable, decodificadores , televisores equipados con decodificadores , o algún otro elemento en una red tal como una red de HFC) se conecta a un sistema de terminación de módem de cable (CMTS - cable modem termination system) 10 ubicado en un nodo central 14 hasta los nodos 12 y una o más derivaciones (no se muestra) . En una configuración a manera de ejemplo, el nodo central 14 también contiene un transceptor óptico 16 el cual proporciona comunicaciones ópticas a través de una fibra óptica hacia la pluralidad de nodos 12. El CMTS 10 se conecta a una red de IP o de PSTN 6. Los expertos en materia observarán que puede existir una pluralidad de nodos 12 conectados a un nodo central, y un nodo central puede contener una pluralidad de unidades de CMTS 10, cada una de las cuales contiene una pluralidad de receptores (por ejemplo, 8 receptores) cada uno de los cuales se comunica con una pluralidad (por ejemplo, 100) de elementos de red 8. El CMTS 10 puede contener también un receptor de reserva que no se configura continuamente a los elementos de red 8, pero puede configurarse selectivamente a los elementos de red 8. El uso de un receptor de reserva se describe en la patente asignada comúnmente con el Número de Registro BCS03827, asignada a la patente de E.U. No. de Serie 11/171,066, presentada el 30 de junio de 2005 y titulada "Monitoreo automatizado de una red" ("Automated Monitoring of a Network" ) , incorporada en la presente para referencia en su totalidad. La Figura 2 ilustra una arquitectura lógica de un CMTS 10 para facilitar la comprensión de la invención. Como se ilustra en la Figura 2, el CMTS 10 puede contener una unidad de procesamiento 100 la cual puede acceder a una RAM 106 y a una ROM 104, y puede controlar la operación del CMTS 10 y las señales de comunicación de RF a enviarse por los elementos de red 8 al CMTS 10. La unidad de procesamiento 100 contiene preferentemente un microprocesador 102 que puede recibir información, tal como instrucciones y datos, provenientes de una ROM 104 o una RAM 106. La unidad de procesamiento 100 se conecta preferentemente a una pantalla a 108, tal como una pantalla de CRT o de LCD, la cual puede desplegar la información de estado tal como si se está ejecutando un mantenimiento de estación (SM - station maintenance) o si un receptor requiere equilibrio de carga. También puede conectarse un teclado de entrada 110 a la unidad de procesamiento 100 y puede permitírsele a un operador de proporcionarle instrucciones, solicitudes de procesamiento y/o datos al procesador 100. La unidad de transceptor (transmisor/receptor) de RF consigue preferentemente una pluralidad de transmisores 4 y receptores 2 para proporcionar la comunicación bidireccional con una pluralidad de elementos de red 8 a través de transceptores ópticos 16, nodos 12 y una pluralidad de derivaciones de red (no se muestran) . Los expertos en la materia observarán que el CMTS 10 puede contener una pluralidad de receptores de RF 2, por ejemplo, 8 receptores de RF y un receptor de RF de repuesto. Cada receptor de RF 2 puede soportar más de 100 elementos de red. El receptor de RF 2, tal como un receptor Broadcom 3140 (receptor) , le proporciona preferentemente las señales de RF recibidas a un ecualizador 103 del cual se utiliza para adquirir valores de ecualizador y mediciones de relación de error de modulación (MER - modulation error rate) por ráfaga, tasa de error por paquete (PER - packet error rate) y tasa de error por bit (BER - bit error rate) . El ecualizador 103 es preferentemente un ecualizador lineal de derivaciones múltiples (por ejemplo, un ecualizador lineal de 24 derivaciones) , el cual también es conocido como ecualizador de alimentación en avance (FFE - feed forward equalizer) . El ecualizador 103 puede estar incluido íntegramente en el receptor de RF 2 o puede ser un dispositivo separado. El receptor de RF 2 puede incluir también el módulo de FFT 308 para soportar las mediciones de potencia. Las características de comunicación de cada receptor 2 pueden almacenarse en la ROM 104 o la RAM 106, o pueden proporcionarse desde una fuente externa, tal como el nodo central 14. La RAM 104 y/o la ROM 106 también pueden llevar instrucciones para el microprocesador 102. La Figura 3 ilustra una configuración lógica de un grupo de receptores 201 para facilitar una comprensión de la invención. Como se ilustra en la Figura 3, un receptor de repuesto 204 puede derivarse a cada uno de los puertos 220 del receptor primario (por ejemplo, R0-R7) de manera no intrusiva. Como se ilustra, se proporcionan puertos 220 del receptor de CMTS, que pueden tener forma de conectores de Amphenol , para permitir cables, por ejemplo, cables coaxiales, (no se muestran) para conectarse con los receptores primarios 2. El receptor de repuesto 204 se deriva preferentemente a las líneas de señal 221 de los puertos 220 del receptor primario mediante las líneas de señal 222, y las derivaciones se encuentran ubicadas preferentemente donde la señal del cable llega de los puertos receptores 220 a los receptores 201 de manera tal que tanto el receptor primario conectado 201 como el receptor de repuesto 204 pueden recibir la misma señal. Aquellos expertos en la materia observarán que cada uno de los receptores primarios de 201 (por ejemplo, los receptores R0-R7) reciben señales de acuerdo con diferentes características de comunicación, por ejemplo, la comunicación en una frecuencia diferente (banda de RF) y protocolos de comunicaciones. El receptor de repuesto 204 preferentemente se sintoniza a las bandas de RF cada uno de los receptores primarios 201. Preferentemente, el receptor de repuesto 204 se conecta (matrices) solamente con un receptor primario 201 a la vez. Cuando un operador de de cable inicia una operación de prueba, puede seleccionar cualquier módem registrado de su elección o el CMTS 10 puede seleccionar el módem por ellos. Una vez que el módem ha sido seleccionado, se mueve (se sintoniza en la frecuencia) al receptor de repuesto probando los datos que se le pasan y se miden los resultados. Una vez que se completan las mediciones de prueba, el módem se regresa (se le dan instrucciones para volver a sintonizar la frecuencia del receptor primario) a su sector primario original . Todo este proceso se realiza preferentemente sin desregistrar el módem de la red a fin de evitar la interrupción del servicio del suscriptor o algún otro servicio en el receptor primario de otros suscriptores . En una implementación preferida, la presente invención puede utilizar un elemento de red de DOCSIS, para generar la señal de prueba de micro-reflexión. De acuerdo con lo anterior, las señales de prueba pueden implementarse utilizando uno de los anchos de banda de DOCSIS corriente arriba disponibles, por ejemplo, 200 kHz, 400 kHz, 800 kHz, 1600 kHz, 3200 kHz o 6400 kHz . Una implementación preferida puede utilizar el ancho de banda estrecho de 800 kHz en el borde de banda superior donde la atenuación progresiva del diplexor es significativo dado que los anchos de banda estrecho se minimizan la cantidad de espectro limpio requerido en la trayectoria de retorno, y los anchos de banda más amplios se utilizan donde se permite el espectro disponible con objeto de obtener una mejor resolución en las mediciones. La Figura 4 ilustra un elemento de red 8 a manera de ejemplo, tal como un módem de cable. El elemento de red 8 contiene preferentemente un procesador 302 el cual puede comunicarse con una RAM 306 y la ROM 304, y el cual controla la operación general del elemento de red, incluyendo los parámetros de pre-ecualización y los largos de preámbulo de las comunicaciones enviadas por el elemento de red de acuerdo con las instrucciones provenientes del CMTS 10. El elementos de red 8 contiene también un transceptor (el cual incluye un transmisor y receptor) que proporciona comunicación de RF bidireccional con el CMTS 10. El elemento de red 8 también puede contener una unidad de ecualizador que puede ecualizar las comunicaciones con el CMTS 10. El elemento de red 8 también puede contener un atenuador 320 que puede controlarse por el microprocesador para atenuar las señales a transmitirse dentro de un nivel de potencia deseado. Los expertos en la materia observarán que los componentes del elemento de red 8 se han ilustrado separadamente sólo para propósitos de descripción y que pueden combinarse diversos componentes en la práctica. Un proceso a manera de ejemplo para determinar automáticamente las micro-reflexiones en un grupo de servicio, el cual puede asociarse con un nodo, se ilustra en las Figuras 5-7. Como se ilustra en el paso SI de la Figura 5, se inicia el proceso de mapeo de micro-reflexión y se selecciona el puerto del grupo de servicio, paso S3. Una parte del proceso de mapeo de micro-reflexión incluye realizar la prueba de tasa de símbolos baja (por ejemplo, 2560 Ksím/s) que prueba preferentemente las incompatibilidades de impedancia en amplificadores y filtros díplex, paso S5. Otra parte del proceso de mapeo de micro-reflexión puede incluir la realización de una prueba de tasa de símbolos alta (por ejemplo, 5120 Ksím/s) que preferentemente prueba la incompatibilidad de impedancia del cable de derivación, paso S7. Los expertos en la materia observarán que si la señal de prueba es de 2560 Ksím/s, entonces cada canal ocupado utilizaría un ancho de banda de 3.2 MHz y si la señal de prueba es de 5120 Ksím/s, entonces cada canal de prueba ocupado utilizaría un ancho de banda de 6.4 MHz. Estas dos pruebas separadas se realizan preferentemente para analizar la red con resoluciones diferentes. Sin embargo, dado que el espectro de 5-42 MHz solamente es capaz de contener seis canales (ancho de banda ocupado de 38.4 MHz, la rueda de tasa de símbolos alta (por ejemplo, 5120 Ksím/s) puede ser adecuada. Sin embargo, la señal de prueba de 2560 Ksím/s proporciona una oportunidad para investigar los intervalos de espectro que no son suficientemente anchos (menores a un ancho de 6.4 MHz) para la prueba de tasa de símbolos alta. Más particularmente, dado que típicamente las derivaciones del ecualizador se encuentran espaciadas uniformemente, el espaciamiento entre las derivaciones es proporcional al tiempo y distancia física a la reflexión. Los expertos en la materia observarán que ocurre una micro-reflexión posteriormente a su señal original, y por lo tanto tiene un retraso asociado con ella. Los expertos en la materia observarán también que dado que se duplica la tasa de símbolos (por ejemplo, de 2560 Ksím/seg a 5120 Ksím/seg) , el incremento de tiempo entre las derivaciones del ecualizador se reduce la mitad (por ejemplo, de 390 nseg a 195 nseg) , duplicando consecuentemente la resolución de la medición por el ecualizador. La ubicación de la fuente de la micro-reflexión puede determinarse con base en el tiempo de recorrido del evento reflexivo y el factor de velocidad de propagación del cable (por ejemplo, cable coaxial RG-6 a 1.2ns por pie). Por ejemplo, si el retraso de tiempo de una micro-reflexión es de 195.3 ns, dividiendo el retraso por dos a fin de proporcionar el tiempo para atravesar el cable coaxial desde la fuente hasta el elemento de terminación que crea la micro-reflexión (por ejemplo, 195.3 ns/2 = 97.65 ns) y después dividiendo por el factor de velocidad de propagación de 1.2 ns/ft proporciona un cálculo para que la micro-reflexión sea de 81.4 pies desde el elemento de red (por ejemplo, un divisor de doble vía en casa) . En el paso S9, el proceso determina si se encuentran disponibles más puertos para pruebas, y si es SÍ, el puerto que se prueba se cambia a otro puerto, paso Sil. Si no hay más puestos disponibles, NO en el paso S9, los niveles de micro-reflexión determinados en la prueba de incompatibilidad de impedancia de filtro díplex de amplificador y/o la prueba de incompatibilidad de impedancia de cable de derivación se mapean, paso S13, listando preferentemente los niveles de micro-reflexión identificados para las diversas frecuencias asociadas con las pruebas de incompatibilidad de impedancia realizadas. Utilizando los niveles de micro-reflexión mapearlos, se identifican las frecuencias de canal de RF operacional óptimo, paso S15. La selección de canal de RF operacional óptimo se basa preferentemente en los niveles de micro-reflexión medidos (MRL - micro-reflection levéis) y puede realizarse al establecer un sistema de clasificación para los valores individuales de coeficientes de ecualizador para cada canal de frecuencia transmitido. Aunque puede utilizarse cualquier clasificación adecuada, en la Tabla 1 se ilustra un orden a manera de ejemplo de clasificación de micro- reflexión .
Tabla 1 La Tabla 1 ilustra a manera de ejemplo los niveles de micro-reflexión que pueden medirse a partir de una prueba de incompatibilidad de impedancia de cable de derivación de rendimiento para propósitos de descripción. Como se ilustra, la clasificación puede incluir la magnitud de los MRLs medidos más grandes, definidos como MaglstMRL, y la ubicación de derivación del 1er MRL más grande. La clasificación también puede listar la magnitud del segundo MRL medido más grande, definido como mag2ndMRL, y la ubicación de derivación del segundo MRL. Los expertos en la materia observarán que el MRL representa una relación de potencia de señal a potencia de micro-reflexión la cual se determina mirando los coeficientes de ecualizador. Por ejemplo, la potencia de señal es la potencia presente en la derivación "central" o "principal" del arreglo de coeficientes de ecualizador. La potencia de micro-reflexión es la suma de todas las potencias presentes en los demás coeficientes de ecualizador (derivación no principal) . La Tabla 1 contiene la representación en dB de la relación entre la potencia de señal y la potencia de micro-reflexión (por ejemplo, 10*logl0 (potencia de señal/potencia de micro-reflexión) ) . Un número muy grande (41, por ejemplo) implica que la micro-reflexión es muy pequeña en comparación con la potencia de señal. Un número muy pequeño (21, por ejemplo) implica una potencia de micro-reflexión grande con relación al nivel de señal . Los expertos en la materia observarán también que al seleccionar el canal con la ubicación de derivación más cercana a la derivación principal, existe una probabilidad incrementada de que los módems de cable compensen las micro-reflexiones con pre-ecualización. Los canales se clasifican en el orden de preferencia en la Tabla 1, el canal 1 es el mejor y el canal 6 es el peor.
Los canales que tienen los niveles más bajos de micro-reflexión (los MRLs más altos) pueden seleccionarse como los canales óptimos para llevar datos con una tasa de símbolos de 5120 Ksím/s. Por ejemplo, el canal con la magnitud más grande del 1er MRL es el primer canal de RF operacional preferido. El canal con un nivel igual al MRL primero y segundo como el 1er canal pero con una mayor distancia de la micro-reflexión a una derivación es el segundo canal de RF operacional preferido, como se ilustra en la Tabla 1 como canal 2. El canal de RF con el 3er MRL más alto en la derivación más cercana a la derivación principal (por ende, la distancia más cercana y la derivación de ecualizador) es el 3er canal de RF operacional preferido. El canal de RF con un MRL menor que o igual al 3er canal preferido más adelantado en el tiempo (derivación de ecualizador y distancia) desde la derivación principal es el 4to canal de RF operacional preferido. El canal de RF con un MRL menor que o igual al 4 o canal preferido más adelantado en el tiempo (derivación de ecualizador y distancia) desde la derivación principal es el 5to canal de RF operacional preferido. El canal de RF con un MRL menor que o igual al 5to canal preferido pero un segundo MRL más alto que el 5to canal es el 6to canal de RF preferido. El canal de RF con un MRL menor que o igual al (n-l)ésimo canal preferido adelantado en el tiempo (derivación de ecualizador y distancia) desde la derivación principal es el n-ésimo canal de RF operacional preferido o menos preferido. Los expertos en la materia observarán que puede crearse una tabla similar para las mediciones realizadas al llevar a cabo la prueba de Incompatibilidad de Impedancia de Filtro Díplex de Amplificador, paso S5. Esta tabla sería esencialmente la misma que se describió con anterioridad, la diferencia en la señal de prueba es ahora 2560 Ksím/s y el número de intervalos disponibles en el nodo central se incrementa de los 6 canales disponibles a 12 canales disponibles. El resultado de de la prueba de 2560 Ksím/s daría como resultado 12 canales disponibles clasificados por orden del RL con base en los criterios anteriores. La combinación de las dos tablas de brindaría al operador una base para elegir utilizar un intervalo de transceptor particular en el CMTS 10 sea para un canal de 6.4 MHz (5120 Ksím/seg) o dos canales de 3.2 MHz (2560 Ksím/seg). Después, puede planearse que todo el espectro de retorno de 5-42 MHz maximice la utilización de una mezcla de los canales de 6.4 MHz (5120 Ksím/seg) y de 3.2 MHz (2560 Ksím/seg) con base en su ambiente de deterioro de miero-reflexión . La Figura 6 ilustra un proceso a manera de ejemplo para realizar una prueba de incompatibilidad de impedancia de filtro díplex de amplificador. La prueba inicia en el paso S50 y la tasa de símbolos se configura a una tasa de prueba 1 a una resolución de prueba 1, paso S52. En una implementación preferida, la tasa de prueba 1 puede ser una tasa de símbolos de 2560 Ksím/seg con una resolución de 390 ns . Se elige un elemento de red NE (network element) en el puerto y se elige una frecuencia de canal de puerto F , tal como la ubicación de canal de frecuencia más baja, paso S54. El elemento de red seleccionado se sintoniza en la frecuencia seleccionada Ft y se dan instrucciones para transmitir una señal de prueba desde el elemento de red seleccionado, paso S56. Las señales de retorno recibidas del elemento de red seleccionado se evalúan en el nodo central, tal como por la medición de la MER, la PER y/o la BER, y los coeficientes de ecualizador incluidos en el CMTS, en el paso S58. Preferentemente, las señales de retorno provenientes del elemento de red son recibidas por el receptor de repuesto, y el ecualizador se asocia con el receptor de repuesto. En el paso S60, si existen más canales corriente arriba activos, SÍ, la frecuencia de canal Ft es cambiada a otra frecuencia de canal como frecuencia de canal de prueba, paso S62. Si no existen más canales, NO en el paso S60, se realizó una determinación sobre más elementos de red en el paso S64. Si existen más elementos de red, paso S64 SÍ, se elige otro elemento de red y se asigna la primera frecuencia de prueba Ft . Las micro-reflexiones que se identifican durante la prueba se registran en el paso S68. La MER, PER y/o la BER y los coeficientes de ecualizador se miden en cada incremento de frecuencia y se monitorea la degradación de las señales de trayectoria de retorno en la MER, la PER o la BER y coeficientes de ecualizador. La Figura 7 describe ilustra un proceso a manera de ejemplo para realizar una prueba de incompatibilidad de impedancia de cable de derivación. La prueba inicia en el paso S70 y la tasa de símbolos se configura a una tasa de prueba 2 a una resolución de prueba 2, en el paso S72. En una implementación preferida, la tasa de prueba 2 puede ser una tasa de símbolos de 5120 Ksím/seg con una resolución de 195 ns . Se elige un elemento de red NE en el puerto y se elige una frecuencia de canal de prueba Ft, tal como la ubicación de canal de frecuencia más baja, paso S74. El elemento de red seleccionado se sintoniza en la frecuencia seleccionada Ft y se le dan instrucciones para transmitir una señal de prueba desde el elemento de red seleccionado, paso S76. Las señales de retorno recibidas desde el elemento de red seleccionado se evalúan en el nodo central, tal como al medir la MER, la PER y/o la BER y los coeficientes de ecualizador incluidos en el CMTS en el paso S78. Preferentemente, las señales de retorno provenientes del elemento de red son recibidas por el receptor de repuesto en el nodo central. En el paso S80, si existen más canales corriente arriba activos, SÍ, la frecuencia de canal Ft se cambia a otra frecuencia de canal como frecuencia de canal de prueba, paso S82. Si no existen más canales, NO en el paso S80, se realiza una determinación sobre más elementos de red en el paso S84. Si existen más elementos de red, paso S84 SÍ, se elige otro elemento de red y se asigna la primera frecuencia de prueba Ft . Las micro-reflexiones que se identifican durante la prueba son registradas en el paso S88. La MER, la PER y/o la BRE y los coeficientes de ecualizador se miden en cada incremento de frecuencia y se monitorea la degradación de las señales de trayectoria de retorno en la MER, la PER, la BER y/o los coeficientes de ecualizador. El receptor de repuesto de CMTS se utiliza preferentemente para obtener la tasa de error y las mediciones de micro-reflexión para evitar la afectación del servicio proporcionado a los clientes. Cuando se utiliza el receptor de repuesto, los canales de comunicación de retorno pueden estar activos, evitando así una interrupción del servicio activo al momento que el operador desee realizar las pruebas. Alternativamente, podría utilizarse otro receptor para realizar las mediciones en estado "desconectado" o ajustando el impacto ocasionado por el servicio normal. Los procesos en las Figuras 5-7 pueden implementarse en dispositivos de conexiones alámbricas, firmware o software ejecutado en un procesador. Una unidad de procesamiento para una implementación de software o firmware se encuentra incluida preferentemente en el CMTS . Cualquiera de los procesos ilustrados en las Figuras 5-7 puede estar incluido en un medio legible por computadora que puede ser leído por el microprocesador 102. Un medio legible por computadora puede ser cualquier medio capaz de llevar las instrucciones a ejecutarse por un microprocesador, incluyendo un disco CD, un disco DVD, un disco magnético u óptico, cinta, memoria extraíble o no extraíble basada en silicio, señales de transmisión alámbrica o inalámbrica paquetizada o no paquetizada. La invención le permite al técnico o ingeniero analizar remotamente los canales de comunicación corriente arriba rentablemente y rápidamente en una ubicación central, tal como el nodo central utilizando el BSR64000 de Motorola en lugar de utilizar equipo de prueba externo, tal como el analizador de señales vectoriales y enviando técnicos a diversas ubicaciones en la planta de cable. La invención también permite ejecutar las pruebas sin impactar los servicios activos. Todas las mediciones pueden realizarse mediante el uso de dispositivos de terminal existentes (específicamente, dispositivos de terminal DOCSIS tales como MTAs y módems de cable) así como también equipo de nodo central (específicamente un CMTS de DOCSIS) . Los expertos en la materia observarán que las técnicas de esta invención le permiten a un operador determinar automáticamente las micro-reflexiones en canales de comunicación corriente arriba sin necesidad de color la instrumentación de prueba remotamente en la planta de cable. Además, la técnica descrita en la invención no requiere enviar un operador o técnico a ubicaciones remotas en la red de HFC. Todas las mediciones pueden realizarse mediante el uso de los dispositivos de terminal externa (específicamente, dispositivos de terminal DOCSIS tales como MTAs y módems de cable) así como también equipo de nodo central (específicamente, un CMTS de DOCSIS) . El conocimiento preciso de las micro-reflexiones le permitirá al operador utilizar los recursos disponibles de su red más eficazmente, tal como por la conmutación a canales de comunicación con menos micro-reflexiones o por el reemplazo de los componentes en los cuales se introducen las micro-reflexiones a fin de mejorar la calidad de señal y la velocidad de red.

Claims (23)

  1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecedente, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones
  2. REIVI DICACIONES 1. Un aparato para monitorear una red, caracterizado porque comprende: un microprocesador configurado para proporcionarle instrucciones a un elemento de red para que sintonice al menos una frecuencia de prueba y transmita una señal de prueba a una tasa de símbolos de prueba; un receptor configurado para recibir la señal de prueba proveniente de un elemento de red; y un ecualizador que se configura para medir las micro-reflexiones incluidas en la señal de prueba recibida, donde el microprocesador se configura para determinar un canal de comunicación óptimo para comunicarse con el elemento de red con base en las micro-reflexiones medidas. 2. El aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal de prueba recibe instrucciones para transmitirse con una resolución predeterminada .
  3. 3. El aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque la tasa de símbolos de prueba es de aproximadamente 2560 ksím/s y la resolución predeterminada es de aproximadamente 390 ns .
  4. 4. El aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque la tasa de símbolos de prueba es de aproximadamente 5120 ksím/s y la resolución predeterminada es de aproximadamente 195 ns .
  5. 5. El aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque el microprocesador le da instrucciones repetidamente al elemento de red para sintonizar otra frecuencia y transmitir la señal de prueba hasta que se han probado todas las frecuencias corriente arriba utilizables.
  6. 6. El aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el microprocesador se configura además para darle instrucciones al elemento de red a fin de que transmita una segunda señal de prueba que tiene una segunda tasa de símbolos, donde la segunda señal de prueba tiene una tasa de símbolos más alta que la primera señal de prueba .
  7. 7. El aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el microprocesador se configura además para determinar una distancia desde una fuente de las micro-reflexiones medidas.
  8. 8. Un método para monitorear una red, caracterizado porque comprende los pasos para: seleccionar un elemento de red como elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita una señal de prueba en una primera frecuencia fl como frecuencia de prueba y una tasa de símbolos de prueba ; medir las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba midiendo las micro-reflexiones en las señales de prueba transmitidas por el elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en una segunda frecuencia como frecuencia de prueba; repetir el paso para medir las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como segunda frecuencia al medir las micro-reflexiones en la señal de prueba transmitida por el elemento de red de prueba; y determinar los canales de frecuencia óptimos para las comunicaciones basadas en las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como la primera frecuencia y la segunda frecuencia.
  9. 9. El método según la reivindicación 8, caracterizado porque el paso para medir las micro-reflexiones incluye medir las micro-reflexiones ocasionadas por las incompatibilidades de impedancia en amplificadores y filtros díplex en la red.
  10. 10. El método según la reivindicación 9, caracterizado porque la señal de prueba se transmite a una tasa de símbolos de prueba de aproximadamente 2560 ksím/s con una resolución de aproximadamen e 390 ns.
  11. 11. El método según la reivindicación 8, caracterizado porque el paso para medir las micro-reflexiones incluye medir las micro-reflexiones ocasionadas por las incompatibilidades de impédancia en cables de derivación en la red.
  12. 12. El método según la reivindicación 11, caracterizado porque la señal de prueba se transmite a una tasa de símbolos de prueba de aproximadamente 195 ns .
  13. 13. El método según la reivindicación 8, caracterizado además porque incluye repetir los pasos parle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en otra frecuencia seleccionada como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que se hay probado una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables como frecuencia de prueba.
  14. 14. El método según la reivindicación 8, caracterizado además porque incluye el paso para seleccionar otro elemento de red como elemento de red de prueba y repetir los pasos para darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en una segunda frecuencia como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que se haya probado una pluralidad de elementos de red en un puerto de red de un sistema de terminación de módem de cable y una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables.
  15. 15. El método según la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende el paso para calcular una ubicación de una fuente de micro-reflexiones en una red basada en tiempos de retraso entre una señal y una micro-reflexión correspondiente y un factor de velocidad de propagación de cables en la red.
  16. 16. Un medio legible por computadora que lleva instrucciones para que una computadora ejecute un método para monitorear una red, caracterizado el método porque comprende los pasos para: seleccionar un elemento de red como elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita una señal de prueba en una primera frecuencia fl como frecuencia de prueba y una tasa de símbolos de prueba; medir las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba al medir las micro-reflexiones en las señales de prueba transmitidas por el elemento de red de prueba; darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en una segunda frecuencia como frecuencia de prueba; y repetir el paso para medir las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como la segunda frecuencia al medir las micro-reflexiones en la señal de prueba transmitida por el elemento de red de prueba; y determinar los canales de frecuencia óptimos para comunicaciones con base en las micro-reflexiones en la frecuencia de prueba como primera frecuencia y segunda frecuencia.
  17. 17. El medio legible por computadora según la reivindicación 16, caracterizado porque el paso para medir las micro-reflexiones incluye medir las micro-reflexiones ocasionadas por las incompatibilidades en amplificadores y filtros diplex en la red.
  18. 18. El medio legible por computadora según la reivindicación 17, caracterizado porque la señal de prueba se transmite a una tasa de símbolos de prueba de aproximadamente 2560 ksím/s con una resolución de aproximadamente 390 ns .
  19. 19. El medio legible por computadora según la reivindicación 16, caracterizado porque el paso para medir las micro-reflexiones incluye medir las micro-reflexiones ocasionadas por incompatibilidades de impedancia en cables de derivación en la red.
  20. 20. El medio legible por computadora según la reivindicación 19, caracterizado porque la señal de prueba se transmite a una tasa de símbolos de prueba de aproximadamente 5120 ksím/s con una resolución de aproximadamente 195 ns .
  21. 21. El medio legible por computadora según la reivindicación 16, caracterizado además porque comprende incluir los pasos para darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en otra frecuencia seleccionada como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que se haya probado una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables como frecuencia de prueba.
  22. 22. El medio legible por computadora según la reivindicación 16, caracterizado además porque comprende el paso para seleccionar otro elemento de red como elemento de red de prueba y repetir los pasos para darle instrucciones al elemento de red de prueba para que transmita la señal de prueba en una segunda frecuencia como frecuencia de prueba; y medir las micro-reflexiones hasta que se haya probado una pluralidad de elementos de red en un puerto de red de un sistema de terminación de módem de cable y una pluralidad de canales de frecuencia corriente arriba utilizables.
  23. 23. El medio legible por computadora según la reivindicación 16, caracterizado porque las instrucciones comprenden además ejecutar el paso para calcular la ubicación de una fuente de micro-reflexiones en una red basada en tiempos de retraso entre una señal y una micro-reflexión correspondiente y un factor de velocidad de propagación de cables en la red.
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