RU2273958C2 - Method and device for determining data transfer resources available for network connections - Google Patents
Method and device for determining data transfer resources available for network connections Download PDFInfo
- Publication number
- RU2273958C2 RU2273958C2 RU2004117864/09A RU2004117864A RU2273958C2 RU 2273958 C2 RU2273958 C2 RU 2273958C2 RU 2004117864/09 A RU2004117864/09 A RU 2004117864/09A RU 2004117864 A RU2004117864 A RU 2004117864A RU 2273958 C2 RU2273958 C2 RU 2273958C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- computing unit
- data transmission
- network connection
- reserves
- data
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Telephonic Communication Services (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу и системе для определения запасов ресурсов передачи данных для сетевых соединений, причем в указанных способе и системе физическая длина сетевого соединения между передатчиком и приемником известна. В особенности способ касается сетей, основанных на кабельных соединениях с медными жилами.The present invention relates to a method and system for determining the reserves of data transmission resources for network connections, and in the specified method and system, the physical length of the network connection between the transmitter and receiver is known. In particular, the method relates to networks based on cable connections with copper conductors.
Традиционные услуги телефонной связи, такие как POTS (обычная телефонная сеть), соединяют традиционным образом жилые помещения и малые предприятия с распределительной станцией провайдера телефонной сети по медным проводам, которые свиты друг с другом и называются скрученной парой. Они первоначально предназначались для того, чтобы обеспечивать передачу аналоговых сигналов, в частности, тональных и речевых передач. Однако эти требования позже с приходом технологии Интернет и связанной с этим передачей потоков данных изменились и стремительно продолжают изменяться в настоящее время вследствие потребности в обеспечении возможности работы в реальном времен и с использованием мультимедийных приложений как в домашних условиях, так и на работе.Traditional telephone services, such as POTS (regular telephone network), traditionally connect residential premises and small businesses with the distribution station of the telephone network provider via copper wires, which are twisted together and are called a twisted pair. They were originally intended to provide transmission of analog signals, in particular, tonal and voice transmissions. However, these requirements later with the advent of Internet technology and the associated transfer of data streams have changed and are rapidly changing at present due to the need to provide real-time work and using multimedia applications both at home and at work.
Сети передачи данных, например, интранет и Интернет, основываются в значительной степени на так называемых совместно используемых средах передачи, например, на технологиях пакетно-ориентированных локальных сетей (LAN) или сетей широкого охвата (WAN), как для широкополосных магистралей сети между коммутаторами и шлюзами, так и локальных сетевых соединений с полосами пропускания меньшей ширины. Широко распространено использование систем управления пакетами, таких как мосты (устройства сопряжения локальных сетей) или маршрутизаторы, чтобы обеспечивать соединение локальных сетей с Интернет. Интернет-маршрутизатор должен иметь возможность передавать пакеты на основе самых различных протоколов, таких как IP (Интернет-протокол), IPX (межсетевой пакетный обмен), DECNET (протокол сетевой архитектуры компании DEC), AppleTALK (стек сетевых протоколов фирмы Apple), OSI (взаимодействие открытых систем), SNA (системная сетевая архитектура компании IBM) и т.д. Интеграция таких сетей, в целях маршрутизации пакетов в глобальном масштабе, является проблемой как для поставщиков услуг (провайдеров), так и для изготовителей необходимых аппаратных средств.Data networks, such as the intranet and the Internet, rely heavily on so-called shared media, for example, packet-oriented local area network (LAN) or wide area network (WAN) technologies, as for broadband network backbones between switches and gateways, and local network connections with bandwidths of smaller widths. It is common to use packet management systems such as bridges (LAN interface devices) or routers to provide a local area network connection to the Internet. An Internet router should be able to transmit packets based on a wide variety of protocols, such as IP (Internet Protocol), IPX (Internet Packet Exchange), DECNET (DEC Network Architecture Protocol), AppleTALK (Apple Network Protocol Stack), OSI ( open systems interconnection), SNA (IBM system architecture), etc. The integration of such networks in order to route packets globally is a problem for both service providers (providers) and manufacturers of the necessary hardware.
Наиболее употребительные системы локальных сетей (LAN) работают относительно хорошо при скоростях передачи данных порядка 100 Мбит/с. При скоростях передачи выше 100 Мбит/с в большинстве современных сетей ресурсов сетевых администраторов, таких как коммутаторы пакетов, недостаточно для управления распределением ширины полосы (присваиванием) и доступом пользователей. Разумеется, полезность пакетно-ориентированных сетей для передачи цифровой информации, особенно при кратковременных импульсных передачах, уже давно признана. Такие сети обычно имеют структуру «из точки к точке» (двухточечную структуру соединений), причем пакет направляется от одного единственного отправителя к одному единственному получателю, при этом каждый пакет включает в себя, по меньшей мере, целевой адрес (адрес получателя). Типовой пример этого представляет известный IP-заголовок IP-пакета данных. Сеть реагирует на пакет данных тем, что направляет пакет на адрес соответствующего заголовка. Пакетно-ориентированные сети могут также служить для того, чтобы передавать типы данных, которым необходим непрерывный поток данных, как, например, тональные и аудиопередачи с высоким качеством или видеопередачи. Коммерческое использование сетей делает особенно желательным, чтобы пакетно-ориентированная передача одновременно была возможна и к множеству пунктов назначения. Примером этого может служить так называемая пакетная трансляция для передачи видео- и аудиоданных. Таким образом может быть реализовано платное телевидение, то есть платная трансляция передач видеоданных по сети.The most common local area network (LAN) systems work relatively well at data rates of the order of 100 Mbps. At transmission speeds above 100 Mbps, in most modern networks, the resources of network administrators, such as packet switches, are insufficient to control bandwidth allocation (assignment) and user access. Of course, the usefulness of packet-oriented networks for the transmission of digital information, especially with short-term impulse transmissions, has long been recognized. Such networks usually have a point-to-point structure (point-to-point connection structure), with the packet going from one single sender to one single recipient, with each packet including at least the destination address (recipient address). A typical example of this is the well-known IP header of an IP data packet. The network responds to the data packet by sending the packet to the address of the corresponding header. Packet-oriented networks can also serve to transmit data types that require a continuous stream of data, such as high-quality tonal and audio transmissions or video transmissions. The commercial use of networks makes it particularly desirable that packet-oriented transmission is simultaneously possible to multiple destinations. An example of this is the so-called packet broadcast for transmitting video and audio data. In this way, pay-TV can be realized, that is, paid broadcasting of video data transmissions over the network.
Однако в приложениях следующего поколения, таких как приложения реального времени и мультимедийные приложения с их еще более высокими потребностями к ширине полосы, которая должна быть гарантирована в каждый момент времени, пакетно-ориентированные сети наталкиваются на ограничения. Так, следующее поколение сетей должно иметь возможность динамически изменять конфигурацию сетей, чтобы имеет возможность постоянно гарантировать пользователю предварительно определенную ширину полосы для требуемых или согласованных параметров качества (QoS - качество обслуживания). Такие параметры качества включают в себя, например, гарантию доступа, производительность доступа, допуск на ошибки, надежность передачи данных и т.д. между всеми возможными оконечными системами. Новые технологии, такие как режим асинхронной передачи (АТМ), должны при этом способствовать тому, чтобы в долговременном развитии сетей создать требуемые предпосылки как для частной сети интранет, так и для сети открытого доступа Интернет. Эти технологии обещают более экономичное и масштабируемое решение для таких гарантированных за счет параметров QoS высококачественных соединений.However, in next-generation applications, such as real-time applications and multimedia applications with their even higher requirements, for the bandwidth that must be guaranteed at every moment of time, packet-oriented networks run into limitations. So, the next generation of networks should be able to dynamically change the configuration of networks so that it can constantly guarantee the user a predefined bandwidth for the required or agreed quality parameters (QoS - quality of service). Such quality parameters include, for example, access guarantee, access performance, error tolerance, data transfer reliability, etc. between all possible end systems. New technologies, such as asynchronous transfer mode (ATM), should at the same time help to create the necessary prerequisites for both the private intranet network and the public Internet access network in the long-term development of networks. These technologies promise a more economical and scalable solution for such high-quality QoS-guaranteed connections.
Изменение будущих систем затронет, в частности, и поток данных. Поток данных в настоящее время основывается на модели сервер-клиент, то есть данные от множества клиентов передаются к одному или нескольким или от одного или нескольких сетевых серверов. Клиенты обычно не создают прямого соединения передачи данных, а осуществляют связь друг с другом через сетевые серверы. Данный тип соединения будет иметь свое значение и в будущем. Несмотря на это, следует ожидать, что объем данных, передаваемый между одноранговыми узлами, в будущем сильно возрастет. Так как конечной целью сетей, чтобы удовлетворить предъявляемые требования, будет действительно децентрализованная структура, в которой все системы будут иметь возможность действовать как сервер и как клиент, то поток данных по соединениям между одноранговыми узлами возрастет. Тем самым сеть должна будет создавать больше прямых соединений с различными одноранговыми узлами, причем, например, настольные компьютеры будут осуществлять прямые соединения через магистральные сети Интернет.Changes in future systems will affect, in particular, the flow of data. The data stream is currently based on a server-client model, that is, data from multiple clients is transmitted to one or more or from one or more network servers. Clients usually do not create a direct data connection, but communicate with each other through network servers. This type of connection will be important in the future. Despite this, it should be expected that the amount of data transmitted between peers will increase significantly in the future. Since the ultimate goal of networks to satisfy the requirements will be a truly decentralized structure in which all systems will be able to act as a server and as a client, the data flow over connections between peer nodes will increase. Thus, the network will have to create more direct connections to various peer-to-peer nodes, and, for example, desktop computers will make direct connections via the Internet backbones.
Таким образом, ясно, что для перспективных приложений все более важным становится обеспечение возможности гарантировать пользователю предварительно определенные параметры QoS и большие значения ширины полосы.Thus, it is clear that for promising applications, it is becoming increasingly important to ensure that the user can predefined QoS parameters and large bandwidths.
Для передачи данных к конечному пользователю, в частности, используется традиционная телефонная сеть общего пользования (PTSN) и/или мобильная наземная сеть общего доступа (PLMN), которые первоначально были разработаны для передачи только тональных сигналов, а не для передачи таких объемов цифровых данных. При этом при определении параметров QoS, которые провайдер или поставщик услуг телефонной связи может гарантировать пользователю, решающую роль играет так называемая «последняя миля». Этим термином определено расстояние между последней распределительной станцией телефонной сети общего пользования и конечным пользователем. Эта последняя миля в отдельных случаях образована высокопроизводительными стекловолоконными кабелями, однако чаще всего основывается на обычных кабелях с медными жилами, как, например, кабель с диаметром жил 0,4 или 0,6 мм. К тому же кабели не везде проложены под землей в защищенном кабелепроводе, а существуют и участки их прокладки над местностью на телефонных столбах и т.п. Следствием этого являются дополнительные помехи.For data transmission to the end user, in particular, a traditional public switched telephone network (PTSN) and / or mobile landline public access network (PLMN) are used, which were originally designed to transmit only tonal signals, and not to transmit such volumes of digital data. Moreover, in determining the QoS parameters that the provider or telephone service provider can guarantee the user, the so-called “last mile” plays a decisive role. This term defines the distance between the last distribution station of the public switched telephone network and the end user. This last mile in some cases is formed by high-performance fiberglass cables, but most often it is based on ordinary cables with copper conductors, such as a cable with a core diameter of 0.4 or 0.6 mm. In addition, cables are not always laid underground in a protected conduit, and there are also sections of their laying above the terrain on telephone poles, etc. The consequence of this is additional interference.
Дополнительной проблемой при определении максимального параметра QoS является так называемая проблематика перекрестных помех. Эта проблема возникает при модуляции сигнала на участке, например, от конечного пользователя до распределительной станции провайдера телефонных услуг и обратно. Для модуляции цифровых сигналов в уровне техники известны, например, технологии xDSL (цифровая абонентская линия), такие как ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия), SDSL (симметричная цифровая абонентская линия), HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) или VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия). Упомянутая перекрестная помеха представляет собой физическое явление, которое проявляется при модуляции данных, передаваемых по медному кабелю. Расположенные рядом жилы внутри одного медного кабеля получают за счет электромагнитного взаимодействия парные составляющие сигналов, которые вырабатываются модемом. Это приводит к тому, что модемы xDSL, осуществляющие передачу по смежным жилам кабеля, создают взаимные помехи. Различают перекрестную помеху ближнего конца (NEXT), которая относится к непреднамеренному вводу сигналов передатчика на одном конце в сигналы в приемнике на том же конце, и перекрестную помеху дальнего конца (FEXT), которая относится к непреднамеренному вводу сигналов при передаче к приемнику на другом конце, причем сигналы при передаче вводятся в сигналы соседних медных пар и в приемнике проявляются как шумы.An additional problem in determining the maximum QoS parameter is the so-called crosstalk issue. This problem occurs when the signal is modulated in the area, for example, from the end user to the distribution station of the telephone service provider and vice versa. For modulating digital signals in the prior art, for example, xDSL (digital subscriber line) technologies such as ADSL (asymmetric digital subscriber line), SDSL (symmetric digital subscriber line), HDSL (high speed digital subscriber line), or VDSL (ultra high speed digital subscriber line) are known line). Mentioned crosstalk is a physical phenomenon that occurs when modulating data transmitted over a copper cable. Nearby conductors inside one copper cable receive due to electromagnetic interaction the paired components of the signals that are generated by the modem. This leads to the fact that xDSL modems transmitting along adjacent cores of a cable create mutual interference. Distinguish between near-end crosstalk (NEXT), which refers to the unintentional input of transmitter signals at one end into signals at the receiver at the same end, and far-end crosstalk (FEXT), which refers to unintentional input of signals during transmission to the receiver at the other end moreover, the signals during transmission are introduced into the signals of neighboring copper pairs and appear as noise in the receiver.
Хотя в настоящее время имеется множество исследований перекрестных помех xDSL, как, например, «Spectral management on metallic access networks; Part 1: Definitions and signal library», ETSI (European Telecommunications Standards Institute), TR 101 830, September 2000, вследствие сложности явления перекрестной помехи и остальных параметров шумов в настоящее время имеется мало практичных и технически простых для использования, а также экономичных вспомогательных средств для определения параметров QoS для определенного конечного пользователя в сети. В уровне техники известны системы дистанционного измерения, предложенные различными фирмами, например, Acterna (WG SLK-11/12/22, Eningen u.A, Германия), Trend Communications (LT2000 Line Tester, www.trendcomms.com, Buckinghamshire, Великобритания) и т.д. При этом максимальные скорости передачи данных на последней миле определяются за счет прямых измерений посредством систем дистанционного измерения: цифровой процессор сигналов устанавливается на каждой локальной распределительной станции провайдера сети телефонной связи (например, в Швейцарии несколько тысяч). Посредством цифрового процессора сигналов проводится так называемое «несимметричное измерение», так как у пользователя на другой стороне последней мили не требуется устанавливать никакие приборы. Но принципиально также возможны измерения по принципу «симметричных измерений». Но при этом необходима установка измерительных приборов на обоих концах линии.Although there are currently many studies of xDSL crosstalk, such as Spectral management on metallic access networks; Part 1: Definitions and signal library ”, ETSI (European Telecommunications Standards Institute), TR 101 830, September 2000, due to the complexity of the phenomenon of crosstalk and other noise parameters, there are currently few practical and technically simple to use, as well as cost-effective aids to determine the QoS parameters for a specific end user on the network. In the prior art, remote sensing systems are proposed by various companies, for example, Acterna (WG SLK-11/12/22, Eningen uA, Germany), Trend Communications (LT2000 Line Tester, www.trendcomms.com, Buckinghamshire, Great Britain), etc. .d. At the same time, the maximum data transfer rates at the last mile are determined by direct measurements using remote measurement systems: a digital signal processor is installed on each local distribution station of the telephone network provider (for example, several thousand in Switzerland). By means of a digital signal processor, the so-called "asymmetric measurement" is carried out, since the user does not need to install any devices on the other side of the last mile. But fundamentally, measurements based on the principle of "symmetric measurements" are also possible. But it is necessary to install measuring instruments at both ends of the line.
Недостатки указанного уровня техники включают, в том числе, высокие затраты, обусловленные необходимой установкой систем дистанционного измерения в каждой локальной распределительной станции, неточно известную неопределенность или неизвестную ошибку при измерении, так как измерения проводятся только с одной стороны (несимметричные измерения), а для определения ошибки потребовалось бы осуществлять двусторонние измерения. Двустороннее измерение было бы нецелесообразным из-за трудовых, временных и финансовых затрат. Кроме того, в уровне техники не известны алгоритмы с аппаратной или программной реализацией для расчета или прогнозирования максимально возможных скоростей передачи битов сетевого соединения. Установка систем дистанционного измерения на меньшем количестве центральных распределительных станций вместо локальных оконечных распределительных станций показывает, что измерениям свойственна настолько высокая степень неопределенности, что они не пригодны для определения максимально возможной скорости передачи данных для конкретной линии к оконечному пользователю.The disadvantages of this prior art include, among other things, the high costs associated with the necessary installation of remote measurement systems in each local distribution station, inaccurately known uncertainty or unknown measurement error, since measurements are carried out only on one side (asymmetric measurements), and to determine errors would require two-way measurements. Bilateral measurement would be impractical due to labor, time and financial costs. In addition, in the prior art, algorithms with a hardware or software implementation for calculating or predicting the maximum possible bit rates of a network connection are not known. The installation of remote measurement systems on a smaller number of central distribution stations instead of local terminal distribution stations shows that the measurements are characterized by such a high degree of uncertainty that they are not suitable for determining the maximum possible data transfer rate for a particular line to the end user.
Задачей изобретения является создание нового способа, системы и компьютерного программного продукта для определения запасов ресурсов передачи данных для сетевых соединений, не имеющих описанных выше недостатков. В особенности, такие запасы ресурсов и/или максимальные скорости передачи битов для определенного пользователя или сетевого подключения могут быть определены быстро и гибким образом, не требуя несоразмерных технических, трудовых и финансовых затрат.The objective of the invention is the creation of a new method, system and computer software product for determining the reserves of data transmission resources for network connections that do not have the above-described disadvantages. In particular, such resource reserves and / or maximum bit rates for a specific user or network connection can be determined quickly and flexibly without requiring disproportionate technical, labor and financial costs.
В соответствии с изобретением эта задача решается в особенности за счет признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения и описания.In accordance with the invention, this problem is solved in particular due to the features of the independent claims. Preferred embodiments follow from the dependent claims and the description.
В особенности указанные результаты достигаются в изобретении тем, что для определения запасов ресурсов передачи данных для сетевых соединений, причем физическая длина определяемого сетевого соединения между передатчиком и приемником известна, измеряется энергетический спектр в зависимости от частоты передачи для возможных типов модемов с помощью устройства измерения мощности и переносится на носитель данных вычислительного блока, с помощью вычислительного блока определяется ослабление для различных физических длин и толщин жил кабеля сетевого соединения, и эффективные уровни сигнала в приемнике, основанные на ослаблении, а также энергетическом спектре, соотнесенные с соответствующими физическими длинами и толщинами жил кабеля (то есть диаметрами жил кабеля), сохраняются в первом списке на носителе данных вычислительного блока, во втором списке на носителе данных вычислительного устройства сохраняется уровень шума, соотнесенный с физическими длинами и толщинами жил кабеля сетевого соединения, при этом уровень шума определяется посредством вычислительного блока в зависимости, по меньшей мере, от параметров перекрестной помехи и числа источников помех на основе энергетического спектра, вычислительный блок посредством модуля гауссова преобразования на основе эффективных уровней сигнала из первого списка и соответствующих уровней шума из второго списка для различных модуляций передачи данных и/или модулирующих кодов определяет запасы ресурсов передачи данных для предварительно определенной скорости передачи битов и в соотнесении с соответствующими физическими длинами и толщинами жил кабеля сетевого соединения сохраняет на носителе данных вычислительного блока, вычислительный блок определяет эффективные запасы ресурсов передачи данных посредством, по меньшей мере, одного или нескольких корректирующих коэффициентов на основе сохраненных запасов ресурсов передачи данных и в соотнесении с соответствующими физическими длинами и толщинами жил кабеля сетевого соединения сохраняет на носителе данных вычислительного блока, причем корректирующий коэффициент включает в себя среднее отклонение сохраненных запасов ресурсов передачи данных от эффективных запасов ресурсов передачи данных и/или коэффициент блока коррекции для коррекции настройки блока коррекции, и вычислительный блок на основе сохраненных эффективных запасов ресурсов передачи данных с использованием известной физической длины определяемого сетевого соединения между передатчиком и приемником определяет запас ресурсов передачи данных для соответствующего сетевого соединения. Преимущество изобретения, в том числе, заключается в том, что способ и система впервые обеспечивают простое и быстрое определение запасов ресурсов передачи данных, не требуя больших технических, трудовых и временных затрат. В особенности, можно скорректировать неопределенности за счет упомянутой коррекции, не требуя, как в известных системах дистанционного измерения для измерения запасов ресурсов передачи данных и/или скоростей передачи в битах, корректировки в каждой локальной распределительной станции различной, точно не известной неопределенности или неизвестной ошибки, которую за счет односторонних измерений трудно оценить, так как для определения ошибки были бы необходимы двусторонние измерения. Как описано выше, затраты остаются небольшими по сравнению с известным уровнем техники. Это справедливо в отношении как проведения измерений, так и установки необходимых устройств.In particular, these results are achieved in the invention in that for determining the reserves of data transmission resources for network connections, the physical length of the network connection being determined between the transmitter and receiver being known, the energy spectrum is measured depending on the transmission frequency for possible types of modems using a power measuring device and transferred to the data carrier of the computing unit, using the computing unit, the attenuation is determined for various physical lengths and thicknesses of the vein the whiteness of the network connection, and the effective signal levels in the receiver, based on attenuation, as well as the energy spectrum, correlated with the corresponding physical lengths and thicknesses of the cable cores (i.e. cable cores diameters), are stored in the first list on the data carrier of the computing unit, in the second list the noise level associated with the physical lengths and thicknesses of the cores of the network connection cable is stored on the data carrier of the computing device, while the noise level is determined by the computing unit and depending, at least on the crosstalk parameters and the number of interference sources based on the energy spectrum, the computing unit by means of a Gaussian transform module based on the effective signal levels from the first list and the corresponding noise levels from the second list for various modulations of data transmission and / or modulating codes determines the reserves of data transmission resources for a predetermined bit rate and in relation to the corresponding physical lengths and thicknesses of the cores I stores the network connection on the data carrier of the computing unit, the computing unit determines the effective reserves of data transmission resources by at least one or more correction factors based on the stored reserves of data transmission resources and, in relation to the corresponding physical lengths and thicknesses of the core wires of the network connection, saves on the data carrier of the computing unit, and the correction factor includes the average deviation of the stored resource reserves transferring data from the effective reserves of the data transmission resources and / or the coefficient of the correction block to correct the settings of the correction block, and the computing unit based on the stored effective reserves of the data transmission resources using the known physical length of the determined network connection between the transmitter and the receiver determines the reserve of data transmission resources for the corresponding network connection. The advantage of the invention, in particular, is that the method and system for the first time provide a simple and quick determination of the reserves of data transmission resources, without requiring large technical, labor and time costs. In particular, it is possible to correct the uncertainties due to the mentioned correction without requiring, as in the known remote measurement systems for measuring the reserves of data transmission resources and / or bit rates, the adjustment in each local distribution station of a different, definitely unknown uncertainty or unknown error, which, due to one-sided measurements, is difficult to evaluate, since two-sided measurements would be necessary to determine the error. As described above, the costs remain small compared with the prior art. This is true for both measuring and installing the necessary devices.
В одном варианте выполнения энергетический спектр измеряется в зависимости от частоты передачи для типов модемов ADSL, и/или SDSL, и/или HDSL, и/или VDSL. Возможные типы модемов SDSL могут при этом включать в себя, по меньшей мере, тип модема G.991.2, и/или типы модемов ADSL - по меньшей мере, тип модема G.992.2. Посредством модуля гауссова преобразования могут определяться запасы ресурсов передачи данных, по меньшей мере, для модуляций передачи данных вида 2B1Q (2 двоичная, 1 четверичная), и/или CAP (амплитудная/фазовая модуляция без несущей), и/или DMT (цифровая мультитональная), и/или PAM (импульсная амплитудная модуляция). Также посредством модуля гауссова преобразования могут определяться запасы ресурсов передачи данных, по меньшей мере, для кодирования с использованием модуляции решетчатым кодом. Этот вариант выполнения имеет, в числе прочего, преимущество, состоящее в том, что для типов модемов xDSL, при упомянутых модуляциях передачи данных и кодировании с использованием модуляции решетчатым кодом используются обычные стандартные технологии, которые легко доступны на рынке, и применение которых широко распространено как в Европе, так и в США.In one embodiment, the energy spectrum is measured depending on the transmission frequency for the types of ADSL, and / or SDSL, and / or HDSL, and / or VDSL modems. Possible types of SDSL modems may include at least the type of G.991.2 modem, and / or types of ADSL modems, at least the type of G.992.2 modem. Using the Gaussian transform module, the reserves of data transmission resources can be determined, at least for data transmission modulations of the form 2B1Q (2 binary, 1 quaternary), and / or CAP (amplitude / phase modulation without a carrier), and / or DMT (digital multitonal) , and / or PAM (pulse amplitude modulation). Also, through the Gaussian transform module, the reserves of data transmission resources can be determined, at least for coding using trellis code modulation. This embodiment has, among other things, the advantage that, for the types of xDSL modems, the above-mentioned modulations of data transmission and coding using trellis modulation use the usual standard technologies that are readily available on the market and which are widely used as in Europe and in the USA.
В другом варианте выполнения коэффициент коррекции воспроизводит нелинейную зависимость относительно физических длин и/или толщин жил кабеля, то есть коэффициент коррекции может представляться нелинейной функцией, например, функцией полинома степени выше, чем 1. Этот вариант выполнения имеет, в числе прочего, преимущество, состоящее в том, что тем самым учитываются и могут корректироваться намного более сложные зависимости, чем в случае линейных коэффициентов коррекции.In another embodiment, the correction coefficient reproduces a non-linear relationship with respect to the physical lengths and / or thicknesses of the cable cores, that is, the correction coefficient can be represented as a non-linear function, for example, a polynomial function of degree greater than 1. This embodiment has, among other things, an advantage consisting in that much more complex dependencies are thereby taken into account and can be corrected than in the case of linear correction coefficients.
Еще один вариант выполнения включает в себя компьютерный программный продукт, который может быть загружен непосредственно во внутреннюю память цифрового компьютера и включает в себя части кода программного обеспечения, с помощью которого выполняются этапы согласно вышеописанным вариантам выполнения, когда данный продукт исполняется на компьютере. Этот вариант выполнения имеет преимущество, заключающееся в том, что он обеспечивает техническую реализацию изобретения, которая допускает простое обращение и использование без больших аппаратных затрат.Another embodiment includes a computer program product, which can be downloaded directly to the internal memory of a digital computer and includes pieces of software code with which steps are performed according to the above-described embodiments when this product is executed on a computer. This embodiment has the advantage that it provides a technical implementation of the invention, which allows simple handling and use without large hardware costs.
В частности, для определения скоростей передачи в битах для сетевых соединений, причем физическая длина сетевого соединения между передатчиком и приемником известна, энергетический спектр измеряется в зависимости от частоты передачи для возможных типов модемов с помощью устройства измерения мощности и передается на носитель данных вычислительного блока, с помощью вычислительного блока определяется ослабление для различных физических длин и толщин жил кабеля сетевого соединения, и эффективные уровни сигнала в приемнике, основанные на ослаблении, а также энергетическом спектре, соотнесенные с соответствующими физическими длинами и толщинами жил кабеля, сохраняются в первом списке на носителе данных вычислительного блока, а во втором списке на носителе данных вычислительного блока сохраняется уровень шума, соотнесенный с соответствующими физическими длинами и толщинами жил кабеля сетевого соединения, при этом уровень шума определяется посредством вычислительного блока в зависимости, по меньшей мере, от параметров перекрестной помехи и числа источников помех на основе энергетического спектра, вычислительный блок посредством модуля гауссова преобразования на основе эффективных уровней сигнала из первого списка и соответствующих уровней шума из второго списка для различных модуляций передачи данных и/или модулирующих кодов определяет скорость передачи битов для предварительно определенного запаса ресурсов передачи данных и сохраняет скорости передачи битов, соотнесенные с соответствующими физическими длинами и толщинами жил кабеля сетевого соединения, на носителе данных вычислительного блока, вычислительный блок определяет эффективные скорости передачи битов посредством одного или нескольких корректирующих коэффициентов на основе сохраненных скоростей передачи битов и сохраняет эффективные скорости передачи битов, соотнесенные с соответствующими физическими длинами и толщинами жил кабеля сетевого соединения, на носителе данных вычислительного блока, причем корректирующий коэффициент включает в себя среднее отклонение сохраненных скоростей передачи битов от эффективных скоростей передачи битов и/или коэффициент блока коррекции для коррекции настройки блока коррекции, и вычислительный блок на основе сохраненных эффективных скоростей передачи битов с использованием известной физической длины определяемого сетевого соединения между передатчиком и приемником определяет скорость передачи битов для соответствующего сетевого соединения. Преимущество этого варианта выполнения, в том числе, заключается в том, что способ и система впервые обеспечивают простое и быстрое определение скорости передачи битов, не требуя больших технических, трудовых и временных затрат. В особенности, можно скорректировать неопределенности за счет упомянутой коррекции, не требуя, как в известных системах дистанционного измерения для измерения запасов ресурсов передачи данных и/или скоростей передачи битов, корректировки в каждой локальной распределительной станции различной, точно не известной неопределенности или неизвестных ошибок, которые за счет односторонних измерений трудно оценить, так как для определения ошибки были бы необходимы двусторонние измерения.In particular, to determine the bit rates for network connections, the physical length of the network connection between the transmitter and the receiver being known, the energy spectrum is measured depending on the transmission frequency for possible types of modems using a power measuring device and transmitted to the data carrier of the computing unit, with using the computing unit, the attenuation is determined for various physical lengths and thicknesses of the cores of the network connection cable, and the effective signal levels in the receiver based on and attenuation, as well as the energy spectrum, correlated with the corresponding physical lengths and thicknesses of the cable strands, are stored in the first list on the data carrier of the computing unit, and the noise level correlated with the corresponding physical lengths and thicknesses of the cable strands is stored in the second list on the data carrier network connection, while the noise level is determined by the computing unit, depending at least on the crosstalk parameters and the number of interference sources per new energy spectrum, the computing unit through the Gaussian conversion module based on the effective signal levels from the first list and the corresponding noise levels from the second list for various data modulations and / or modulating codes determines the bit rate for a predetermined supply of data transfer resources and saves the transmission speed bits, correlated with the corresponding physical lengths and thicknesses of the cores of the network connection cable, on the data carrier of the computing unit OK, the computing unit determines the effective bit rates using one or more correction factors based on the stored bit rates and saves the effective bit rates, correlated with the corresponding physical lengths and thicknesses of the cores of the network connection cable, to the storage medium of the computing unit, and the correction coefficient includes the average deviation of the stored bit rates from the effective bit rates and / or the coefficient a correction unit for correcting the settings of the correction unit, and a computing unit based on the stored effective bit rates using the known physical length of the determined network connection between the transmitter and the receiver determines the bit rate for the corresponding network connection. The advantage of this embodiment, in particular, is that the method and system for the first time provide a simple and quick determination of the bit rate, without requiring large technical, labor and time costs. In particular, it is possible to correct the uncertainties due to the mentioned correction without requiring, as in the known remote measurement systems for measuring the reserves of data transmission resources and / or bit rates, the adjustment in each local distribution station of different, definitely unknown uncertainties or unknown errors that Due to one-sided measurements, it is difficult to evaluate, since two-sided measurements would be necessary to determine the error.
В одном варианте выполнения энергетический спектр измеряется в зависимости от частоты передачи для типов модемов ADSL, и/или SDSL, и/или HDSL, и/или VDSL. При этом возможные типы модемов SDSL могут включать в себя, по меньшей мере, тип модема G.991.2, и/или типы модемов ADSL - по меньшей мере, тип модема G.992.2. Посредством модуля гауссова преобразования могут определяться запасы ресурсов передачи данных, по меньшей мере, для модуляций передачи данных вида 2B1Q, и/или CAP, и/или DMT, и/или PAM. Также посредством модуля гауссова преобразования могут определяться запасы ресурсов передачи данных, по меньшей мере, для кодирования с использованием модуляции решетчатым кодом. Этот вариант выполнения имеет, в числе прочего, преимущество, состоящее в том, что для типов модемов xDSL, при упомянутых модуляциях передачи данных и кодировании с использованием модуляции решетчатым кодом используются обычные стандартные технологии, которые легко доступны на рынке, и применение которых широко распространено как в Европе, так и в США.In one embodiment, the energy spectrum is measured depending on the transmission frequency for the types of ADSL, and / or SDSL, and / or HDSL, and / or VDSL modems. In this case, the possible types of SDSL modems can include at least the type of G.991.2 modem, and / or the types of ADSL modems - at least the type of G.992.2 modem. By means of a Gaussian transform module, data transfer resource reserves can be determined, at least for data transfer modulations of the form 2B1Q, and / or CAP, and / or DMT, and / or PAM. Also, through the Gaussian transform module, the reserves of data transmission resources can be determined, at least for coding using trellis code modulation. This embodiment has, among other things, the advantage that, for the types of xDSL modems, the above-mentioned modulations of data transmission and coding using trellis modulation use the usual standard technologies that are readily available on the market and which are widely used as in Europe and in the USA.
В другом варианте выполнения коэффициент коррекции включает в себя нелинейную зависимость относительно физических длин и/или толщин жил кабеля, то есть коэффициент коррекции может представляться нелинейной функцией, например, функцией полинома степени выше, чем 1. Этот вариант выполнения имеет, в числе прочего, преимущество, состоящее в том, что тем самым учитываются и могут корректироваться намного более сложные зависимости, чем с использованием линейных коэффициентов коррекции.In another embodiment, the correction coefficient includes a non-linear dependence on the physical lengths and / or thicknesses of the cable cores, that is, the correction coefficient can be represented as a non-linear function, for example, a polynomial function of degree higher than 1. This embodiment has, among other things, an advantage , which consists in the fact that much more complex dependencies are taken into account and can be corrected than using linear correction factors.
Еще в одном варианте выполнения посредством модуля гауссова преобразования определяют скорости передачи битов для запасов ресурсов передачи данных между 3 и 9 дБ. Этот вариант выполнения, в числе прочего, имеет преимущество, состоящее в том, что диапазон между 3 и 9 дБ обеспечивает прием с параметром QoS, удовлетворяющим большинству требований. В частности, указанный диапазон запасов ресурсов передачи данных между 3 и 9 дБ обеспечивает оптимизацию скорости передачи битов по отношению к другим параметрам QoS.In yet another embodiment, a bit rate for data transfer resource reserves between 3 and 9 dB is determined by a Gaussian transform module. This embodiment, inter alia, has the advantage that the range between 3 and 9 dB provides reception with a QoS parameter that satisfies most requirements. In particular, the specified range of data transfer resource reserves between 3 and 9 dB provides an optimization of the bit rate with respect to other QoS parameters.
Еще в одном варианте выполнения посредством модуля гауссова преобразования определяют скорости передачи битов для запаса ресурсов передачи данных 6 дБ. Этот вариант выполнения, в числе прочего, имеет те же преимущества, что и в предыдущем описанном варианте выполнения. В частности, указанный запас ресурсов передачи данных 6 дБ обеспечивает оптимизацию скорости передачи битов по отношению к другим параметрам QoS.In yet another embodiment, a bit rate for a data transfer resource margin of 6 dB is determined by a Gaussian transform module. This embodiment, among other things, has the same advantages as in the previous described embodiment. In particular, the specified margin of data transfer resources of 6 dB provides optimization of the bit rate in relation to other QoS parameters.
Еще один вариант выполнения включает в себя компьютерный программный продукт, который может быть загружен непосредственно во внутреннюю память цифрового компьютера и включает в себя части кода программного обеспечения, с помощью которого выполняются этапы согласно вышеописанным вариантам выполнения, когда данный продукт исполняется на компьютере. Этот вариант выполнения имеет преимущество, заключающееся в том, что он обеспечивает техническую реализацию изобретения, которая допускает простое обращение и использование без больших аппаратных затрат.Another embodiment includes a computer program product, which can be downloaded directly to the internal memory of a digital computer and includes pieces of software code with which steps are performed according to the above-described embodiments when this product is executed on a computer. This embodiment has the advantage that it provides a technical implementation of the invention, which allows simple handling and use without large hardware costs.
Кроме того, следует отметить, что заявленное изобретение, наряду со способом, соответствующим изобретению, также относится к системе и компьютерному программному продукту для осуществления этого способа.In addition, it should be noted that the claimed invention, along with the method corresponding to the invention, also relates to a system and a computer program product for implementing this method.
Ниже на примерах описаны варианты выполнения заявленного изобретения. Примеры выполнения проиллюстрированы чертежами, на которых представлено следующее:The following examples describe embodiments of the claimed invention. Examples of execution are illustrated by drawings, which show the following:
Фиг.1 - блок-схема, показывающая архитектуру варианта выполнения соответствующей изобретению системы для определения запасов ресурсов передачи данных или скоростей передачи битов для сетевого соединения 12 с определенной физической длиной 13 между передатчиком 10 и приемником 11.FIG. 1 is a block diagram showing the architecture of an embodiment of a system of the invention for determining data resource reserves or bit rates for network connection 12 with a specific physical length 13 between
Фиг.2 - схематичное представление перекрестной помехи с перекрестной помехой ближнего конца (NEXT) 51, которая относится к непреднамеренному вводу сигналов 50 передатчика 10 на одном конце в сигналы 50 в приемнике 11 на том же конце, и перекрестной помехой дальнего конца (FEXT) 52, которая относится к непреднамеренному вводу сигналов 50 при передаче к приемнику 11 на другом конце, причем сигналы 50 при передаче вводятся в сигналы 50 соседних медных пар и в приемнике 11 проявляются как шумы.Figure 2 is a schematic representation of crosstalk with near-end crosstalk (NEXT) 51, which relates to the unintentional input of
Фиг.3 - схематичное представление участка передачи сетевого соединения в зависимости от скорости передачи (скорости передачи битов) для модемов ADSL, как она может быть получена с помощью соответствующей изобретению системы. Ссылочные позиции 60 и 61 обозначают различные условия шумов.Figure 3 - schematic representation of the transmission area of the network connection depending on the transmission speed (bit rate) for ADSL modems, as it can be obtained using the system according to the invention.
Фиг.4 - схематичное представление так называемой «последней мили» телефонной сети общего пользования (PSTN), существующей в типовом случае между конечным пользователем дома с сетью, которая должна быть доступной через телефонную сеть общего пользования.4 is a schematic representation of the so-called “last mile” of a public switched telephone network (PSTN), which typically exists between an end user of a home with a network that should be accessible through a public switched telephone network.
На фиг.1 представлена архитектура, которая может быть использована для осуществления изобретения. В этом примере выполнения для способа и системы для определения запасов ресурсов передачи данных и/или скоростей передачи битов для сетевых соединений физическая длина 13 определяемого сетевого соединения 12 между передатчиком 10 и приемником 11 известна. Под физической длиной понимается эффективная длина кабеля, а не, например, расстояние по воздуху между передатчиком 10 и приемником 11. Сетевое соединение 12 может состоять из аналоговой среды передачи, например, кабеля с медными проводниками. В этом примере выполнения, например, применялись медные кабели с диаметром жил 0,4 или 0,6 мм, как они типичным образом используются для последней мили телефонной сети общего пользования (PSTN). Последняя миля схематично представлена на фиг.4. Ссылочная позиция 70 обозначает маршрутизатор к сети, которая связана, например, через 10BT Ethernet 77 и телефонную сеть общего пользования (PSTN) 72 c сервером 71 модемного терминала. Сервер 71 модемного терминала может представлять собой мультиплексор доступа DSL (DSLAM). Как упомянуто, ссылочная позиция 72 обозначает телефонную сеть общего пользования (PSTN), к которой сервер 71 модемного терминала подключен, например, стекловолоконным кабелем 78. Кроме того, телефонная сеть 79 общего пользования и, соответственно, сервер 71 модемного терминала в типовом случае через кабель 79 с медными жилами через телефонную коробку 73 соединены с модемом 74 персонального компьютера (ПК) 75. Ссылочная позиция 79 при этом относится к упомянутой так называемой «последней миле» от распределительной станции провайдера телефонной сети до конечного пользователя. Конечный пользователь 76 тем самым может с помощью своего ПК получать непосредственный доступ к маршрутизатору 70 посредством описанного соединения. Наиболее употребительные телефонные провода могут состоять, например, из пары медных проводов 2-2400. Но могут применяться и другие среды передачи, в особенности медный кабель, например, с другими диаметрами жил. Необходимо указать на то, что сетевые соединения 12 могут не только проявлять соответственно различные диаметры или толщины 114, 142, 143, 144, но и что отдельное сетевое соединение может состоять из комбинации кабелей с различными диаметрами или толщинами жил, то есть что сетевое соединение включает в себя несколько отдельных кабелей с различными толщинами жил.Figure 1 presents the architecture that can be used to implement the invention. In this exemplary embodiment, for the method and system for determining the reserves of data transmission resources and / or bit rates for network connections, the physical length 13 of the determined network connection 12 between
Энергетический спектр PSDModem(f) измеряется в зависимости от частоты f передачи для возможных типов модемов 101, 102, 103, 104 посредством устройства 20 измерения мощности и передается на носитель данных вычислительного блока 30. Энергетический спектр также обозначается понятием «спектральная плотность мощности» (PSD) и воспроизводит для определенной ширины полосы непрерывный спектр частот, то есть полную мощность определенной ширины полосы частот, деленную на определенную ширину полосы. Деление на ширину полосы соответствует нормированию. Таким образом, спектральная плотность мощности PSD является функцией, зависящей от частоты f, и обычно приводится в ваттах на герц. Для измерения мощности посредством устройства 20 измерения мощности в приемнике 11 может применяться простой аналого-цифровой преобразователь, причем напряжение прикладывается к сопротивлению. Для модуляции цифровых сигналов в линии 12, например, от конечного пользователя к распределительной станции провайдера телефонной сети и обратно могут применяться различные типы модуляции. В уровне техники, например, известны технологии xDSL (цифровая абонентская линия), двумя основными представителями которой являются ADSL (асимметричная цифровая абонентская линия) и SDSL (симметричная цифровая абонентская линия). Другими представителями технологии xDSL являются HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) или VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия). Технологии xDSL являются высокоразвитыми схемами модуляции, применяемыми для того, чтобы модулировать данные, передаваемые в линии передачи на медных проводах или в других аналоговых средах передачи. Технологии xDSL иногда обозначают как «технологии последней мили», в частности, из-за того, что они обычно служат для соединения последней распределительной станции телефонной сети с конечным пользователем в бюро или дома и не применяются для соединений между отдельными распределительными станциями телефонной сети. Технология xDSL подобна сети ISDN (Цифровая сеть с комплексными услугами) в том отношении, что она может работать на существующих линиях передачи на медных проводах, и обе они требуют относительно короткого расстояния до следующей распределительной станции провайдера телефонной сети. Технологии xDSL обеспечивает, однако, более высокие скорости передачи данных, чем ISDN. xDSL достигает скоростей передачи данных до 32 Мбит/с для скорости нисходящего потока (скорости передачи при приеме данных, то есть при модуляции) и скоростей от 32 кбит/с до 6 Мбит/с для скорости восходящего потока (скорость передачи при передаче данных, то есть при демодуляции), в то время как ISDN поддерживает скорости передачи данных на канал порядка 64 кбит/с. ADSL в последнее время становится очень популярной технологией для модуляции данных в линии передачи на медных проводах. ADSL поддерживает скорости передачи данных от 0 до 9 Мбит/с для скоростей в нисходящем направлении потока и от 0 до 800 кбит/с для скоростей в восходящем направлении потока. ADSL называется асимметричной DSL, так как она поддерживает различные скорости передачи в восходящем и нисходящем направлениях потока. SDSL или симметричная DSL называется, в противоположность этому, симметричной потому, что она поддерживает одинаковые скорости для восходящего и нисходящего потоков данных. SDSL обеспечивает возможность передачи данных со скоростями вплоть до 2,3 Мбит/с. ADSL передает цифровые импульсы в высокочастотном диапазоне медного кабеля. Так как эти высокие частоты при нормальной передаче тональных сигналов в слышимом диапазоне (например, голоса) не используются, то ADSL может одновременно действовать для передачи телефонных разговоров по тому же медному кабелю. Технология ADSL наиболее широко распространена в Северной Америке, в то время как технология SDSL прежде всего развивалась в Европе. ADSL и SDSL требуют специально оснащенных для этого модемов. HDSL является представителем для симметричной DSL (SDSL). Стандартом для симметричных HDSL (SDSL) в настоящее время является G.SHDSL, известный как G.991.2, разработанный в качестве международного стандарта Комитетом CCITT Международного союза по телекоммуникациям (ITU). G.991.2 поддерживает прием и передачу симметричного потока данных по простой паре медных проводов со скоростями передачи от 192 кбит/с до 2,31 Мбит/с. Стандарт G.991.2 был разработан таким образом, что он включает в себя свойства ADSL и SDSL и поддерживает стандартные протоколы, такие как IP (Интернет-протокол), в частности современные версии IPv4 и IPv6 или IPng (Рабочей группы по разработкам сети Интернет - IETF), а также TCP/IP (протокол управления передачей), ATM (асинхронный режим передачи), T1, E1 и ISDN. В качестве последней из технологий xDSL здесь упоминается технология VDSL (сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия). VDSL передает данные в диапазоне 13-55 Мбит/с на короткие расстояния (обычно в пределах 300-1500 м) по медному кабелю на скрученной паре. Для VDSL справедливо соотношение, заключающееся в том, что чем короче расстояние, тем выше скорость передачи. В качестве завершающего участка сети VDSL соединяет бюро или дом пользователя с соседними оптическими сетевыми блоками, называемыми как оптический сетевой блок (ONU), который в типовом случае связан с основной стекловолоконной сетью (магистралью), например, фирмы. VDSL обеспечивает пользователю доступ к сети с максимальной шириной полосы по нормальным телефонным проводам. Стандарт VDSL еще не определен полностью. Так имеются VDSL-технологии, которые имеют схему кодирования линии на основе DMT (дискретного мультитонального сигнала), причем DMT представляет собой систему с множеством несущих, что очень сходно с технологией ADSL. Другие технологии VDSL имеют схему кодирования линии, основанную на квадратурной амплитудной модуляции (QAM), которая в противоположность DMT является более экономичной и требует меньше энергии. Для данного примера выполнения типы модемов могут включать в себя типы модемов (101, 102, 103, 104) ADSL, и/или SDSL, и/или HDSL, и/или VDSL. В частности, возможные типы SDSL-модемов (101, 102, 103, 104) могут включать в себя, по меньшей мере, один тип модема G.991.2, и/или типы ADSL-модемов (101, 102, 103, 104) могут включать в себя, по меньшей мере, один тип модема G.992.2. Однако понятно, что этот перечень никоим образом не должен считаться ограничивающим объем охраны изобретения, и напротив, возможны и другие типы модемов.The energy spectrum of the PSD Modem (f) is measured as a function of the transmission frequency f for the possible types of modems 101, 102, 103, 104 by means of a power measurement device 20 and transmitted to the storage medium of the computing unit 30. The energy spectrum is also denoted by the term “power spectral density” ( PSD) and reproduces for a certain bandwidth a continuous spectrum of frequencies, that is, the total power of a certain bandwidth divided by a specific bandwidth. The division by the bandwidth corresponds to the standardization. Therefore, the power spectral density PSD is a function of frequency f and is usually given in watts per hertz. To measure power by means of the power measuring device 20, a simple analog-to-digital converter can be used in the receiver 11, the voltage being applied to the resistance. To modulate digital signals on line 12, for example, from the end user to the distribution station of the telephone network provider and vice versa, various types of modulation can be applied. In the prior art, for example, xDSL (digital subscriber line) technologies are known, the two main representatives of which are ADSL (asymmetric digital subscriber line) and SDSL (symmetric digital subscriber line). Other representatives of xDSL technology are HDSL (High Speed Digital Subscriber Line) or VDSL (Ultra High Speed Digital Subscriber Line). XDSL technologies are highly developed modulation schemes used to modulate data transmitted in copper wire transmission lines or other analog transmission media. XDSL technologies are sometimes referred to as “last mile technologies”, in particular because they typically serve to connect the last telephone distribution station to an end user in a bureau or at home and are not used for connections between individual telephone distribution stations. XDSL technology is similar to ISDN (Integrated Services Digital Network) in that it can operate on existing copper wire transmission lines, and both require a relatively short distance to the next distribution station of the telephone network provider. XDSL technology provides, however, higher data rates than ISDN. xDSL achieves data rates of up to 32 Mbps for the downstream speed (bit rate when receiving data, i.e. when modulating) and speeds from 32 kbps to 6 Mbps for the upstream speed (bit rate, then there when demodulating), while ISDN supports data transfer rates per channel of about 64 kbit / s. ADSL has recently become a very popular technology for modulating data transmission lines on copper wires. ADSL supports data rates from 0 to 9 Mbit / s for speeds in the downstream direction and from 0 to 800 kbit / s for speeds in the upstream direction. ADSL is called asymmetric DSL, as it supports various bit rates in upstream and downstream. SDSL or symmetric DSL is called, in contrast, symmetric because it supports the same speeds for upstream and downstream data streams. SDSL provides the ability to transfer data at speeds up to 2.3 Mbps. ADSL transmits digital pulses in the high frequency range of a copper cable. Since these high frequencies are not used for normal transmission of tones in the audible range (for example, voices), ADSL can simultaneously act for transferring telephone calls over the same copper cable. ADSL technology is most widely distributed in North America, while SDSL technology is primarily developed in Europe. ADSL and SDSL require specially equipped modems for this. HDSL is representative for Symmetric DSL (SDSL). The standard for symmetric HDSL (SDSL) is currently G.SHDSL, known as G.991.2, developed as an international standard by the CCITT Committee of the International Telecommunication Union (ITU). G.991.2 supports the reception and transmission of a symmetrical data stream over a simple pair of copper wires with transmission rates from 192 kbit / s to 2.31 Mbit / s. The G.991.2 standard was designed in such a way that it includes the properties of ADSL and SDSL and supports standard protocols such as IP (Internet Protocol), in particular modern versions of IPv4 and IPv6 or IPng (Internet Engineering Task Force - IETF ), as well as TCP / IP (Transmission Control Protocol), ATM (Asynchronous Transfer Mode), T1, E1, and ISDN. As the latest xDSL technology, VDSL (Ultra High Speed Digital Subscriber Line) technology is mentioned here. VDSL transmits data in the range of 13-55 Mbit / s over short distances (usually in the range of 300-1500 m) over a twisted pair copper cable. For VDSL, the ratio is true, namely that the shorter the distance, the higher the transmission speed. As the final section of the network, the VDSL connects the user's office or home to neighboring optical network units, called the optical network unit (ONU), which is typically connected to a main fiberglass network (trunk), for example, of a company. VDSL provides the user access to the network with the maximum bandwidth over normal telephone wires. The VDSL standard is not yet fully defined. So there are VDSL technologies that have a line coding scheme based on DMT (discrete multi-tone signal), and DMT is a multi-carrier system, which is very similar to ADSL technology. Other VDSL technologies have a quadrature amplitude modulation (QAM) line coding scheme, which, in contrast to DMT, is more economical and requires less energy. For this embodiment, modem types may include ADSL and / or SDSL and / or HDSL and / or VDSL modem types (101, 102, 103, 104). In particular, possible types of SDSL modems (101, 102, 103, 104) may include at least one type of G.991.2 modem, and / or types of ADSL modems (101, 102, 103, 104) may include at least one type of G.992.2 modem. However, it is understood that this list should in no way be considered limiting the scope of protection of the invention, and, conversely, other types of modems are possible.
С помощью вычислительного блока 30 определяется ослабление Н для различных физических длин 13 и толщин жил кабелей 141, 142, 143, 144, как, например, 0,4 мм и 0,6 мм сетевого соединения 12, и эффективные уровни сигналов S(f) в приемнике 11, основанные на ослаблении Н(f) и энергетическом спектре PSD(f), соотнесенные с соответствующими физическими длинами L13 и толщинами жил кабелей D 141, 142, 143, 144, сохраняются в первом списке на носителе данных вычислительного блока 30. Ослабление H(f,L,D), как и эффективный уровень сигнала S(f), является функцией, зависящей от частоты f. Посланный от передатчика 10 сигнал соответствует PSDModem(f), в то время как в приемнике принимается эффективный уровень сигнала S(f)=PSD (f)Н2(f, L, D). Во втором списке на носителе данных вычислительного блока 30 сохраняется уровень шума N(f) 40, соотнесенный с соответствующими физическими длинами 13 и толщинами жил кабеля 141, 142, 143, 144 сетевого соединения 12, причем уровень шума N(f) 40 определяется вычислительным блоком 30 в зависимости от, по меньшей мере, параметра перекрестной помехи Xtalktype и числа А источников помех на основе энергетического спектра PSD. То есть:Using the computing unit 30, the attenuation H is determined for various physical lengths 13 and core thicknesses of cables 141, 142, 143, 144, such as, for example, 0.4 mm and 0.6 mm of network connection 12, and effective signal levels S (f) in the receiver 11, based on the attenuation of H (f) and the energy spectrum of PSD (f), correlated with the corresponding physical lengths L13 and core thicknesses of the cables D 141, 142, 143, 144, are stored in the first list on the storage medium of the computing unit 30. Attenuation H (f, L, D), like the effective signal level S (f), is a function depending on the frequency f. The signal sent from
где N(f) - уровень шума, f - частота, i - индекс, Xtalktype - параметр перекрестной помехи, PSDSmodem(i) (f) - энергетический спектр помеховой модуляции i-го S-модема, Нхр (f, L, Xtalktype, Аi) - ослабление в зависимости от перекрестной помехи, L - физическая длина кабеля, Ai - число.where N (f) is the noise level, f is the frequency, i is the index, Xtalktype is the crosstalk parameter, PSD Smodem (i) (f) is the energy spectrum of the interference modulation of the i-th S-modem, Нхр (f, L, Xtalktype , А i ) - attenuation depending on crosstalk, L - physical cable length, A i - number.
Сумма берется по индексу i по всем помеховым модуляциям (SModem) в зависимости от их параметра перекрестной помехи Xtalktypes, которые действуют на параллельных соединениях данного сетевого соединения. Как упомянуто, проблематика перекрестной помехи связана с физическим явлением, которое возникает при модуляции данных, передаваемых по медному кабелю. Соседние медные кабельные жилы внутри медного кабеля получают за счет электромагнитного взаимодействия парных составляющих сигналов, которые вырабатываются модемами. Это приводит к тому, что xDSL-модемы, которые осуществляют передачу по соседним проводам, создают взаимные помехи. Перекрестная помеха как физическое действие пренебрежимо мала для ISDN (диапазон частот до 120 к Гц), но является существенной, например, для ASDL (диапазон частот до 1 М Гц) и является решающим фактором для VDSL (диапазон частот до 12 М Гц). Как описано, применяемые телефонные линии состоят из медных жил числом от 2 до 2400. Чтобы, например, иметь возможность использовать четыре пары, поток данных в передатчике подразделяется на множество параллельных потоков данных, а в приемнике вновь восстанавливается, что повышает эффективную пропускную способность в 4 раза. Это позволило бы осуществлять передачу данных со скоростями до 100 Мбит/с. Дополнительно в случае 4 пар медных проводов одинаковые провода четырех пар используются для того, чтобы одинаковые объемы данных одновременно передавать в противоположном направлении. Двусторонняя передача данных по каждому медному проводу пары удваивает информационную емкость, которая может передаваться. В этом случае скорость передачи данных возрастает в восемь раз по сравнению с обычными передачами, при которых две пары используются соответственно только для одного направления. Для передачи данных, как описано выше, шумы перекрестной помехи являются сильно ограничивающим фактором. В качестве типов перекрестной помехи (Xtalktype) различают перекрестную помеху ближнего конца (NEXT) 51, которая относится к непреднамеренному вводу сигналов 50 передатчика 10 на одном конце в сигналы 50 в приемнике 10 на том же конце, и перекрестную помеху дальнего конца (FEXT) 52, которая относится к непреднамеренному вводу сигналов 50 при передаче в приемник 11 на другом конце, причем сигналы 50 при передаче вводятся в сигналы 50 соседних медных пар и в приемнике 11 проявляются как шумы (см. фиг.1). Обычно исходят из того, что помеха NEXT 51 имеет только источник помех ближнего конца. Параметр Xtalktype, таким образом, зависит от места и потока (восходящий/нисходящий), то есть эта зависимость может быть записана как Xtalktype(поток, место). Если имеется более двух медных жил, как это обычно имеет место (в типовом случае имеется от 2 до 2400 жил), то вышеописанная попарная связь больше не действует. Например, для случая, когда используются одновременно проводники четырех пар, тогда, следовательно, имеется три непреднамеренных источника помех, которые своей энергией действуют на сигнал 50. Для А в этом случае справедливо соотношение А=3. То же самое справедливо для перекрестной помехи типа FEXT 52.The sum is taken at index i for all interfering modulations (SModem), depending on their crosstalk parameter Xtalktypes, which operate on parallel connections of a given network connection. As mentioned, the issue of crosstalk is related to the physical phenomenon that occurs when modulating data transmitted over a copper cable. The adjacent copper cable conductors inside the copper cable are obtained due to the electromagnetic interaction of the paired components of the signals produced by the modems. This leads to the fact that xDSL modems that transmit on adjacent wires create mutual interference. Crosstalk as a physical action is negligible for ISDN (frequency range up to 120 kHz), but is significant, for example, for ASDL (frequency range up to 1 M Hz) and is a decisive factor for VDSL (frequency range up to 12 M Hz). As described, the telephone lines used consist of copper cores from 2 to 2400. To, for example, be able to use four pairs, the data stream in the transmitter is divided into many parallel data streams, and it is restored again in the receiver, which increases the effective throughput by 4 times. This would allow the transfer of data at speeds up to 100 Mbit / s. Additionally, in the case of 4 pairs of copper wires, the same wires of four pairs are used in order to transmit the same amount of data in the opposite direction. Two-way data transmission on each copper wire of a pair doubles the information capacity that can be transmitted. In this case, the data transfer rate increases by eight times compared with conventional transmissions, in which two pairs are used respectively for only one direction. For data transmission, as described above, crosstalk noise is a very limiting factor. The types of crosstalk (Xtalktype) are near-end crosstalk (NEXT) 51, which refers to the unintentional input of the 50 signals of the
Вычислительный блок 30 определяет запасы ресурсов передачи данных посредством модуля 31 гауссова преобразования на основе эффективных уровней сигнала S(f) из первого списка и соответствующих уровней шумов N(f) из второго списка для различных модуляций передачи данных и/или модулирующих кодов для предварительно определенной скорости передачи битов и сохраняет запасы ресурсов передачи данных, соотнесенные с соответствующими физическими длинами 13 и толщинами жил кабеля 141, 142, 143, 144 сетевого соединения 12, на носителе данных в вычислительном блоке 30. На основе эффективных уровней сигнала S(f) из первого списка и соответствующих уровней шумов N(f) из второго списка можно с помощью вычислительного блока 30 определить отношение сигнала S к шуму N (SNR) в следующем виде:Computing unit 30 determines the reserves of data transmission resources by means of a Gaussian transform module 31 based on the effective signal levels S (f) from the first list and the corresponding noise levels N (f) from the second list for various data modulations and / or modulating codes for a predetermined speed transmission of bits and saves the reserves of data transmission resources, correlated with the corresponding physical lengths 13 and the thickness of the cores of the cable 141, 142, 143, 144 of the network connection 12, on the data carrier in the computing unit oce 30. Based on the effective signal levels S (f) from the first list and the corresponding noise levels N (f) from the second list, it is possible using computing unit 30 to determine the ratio of signal S to noise N (SNR) in the following form:
где SNR - отношение сигнал/шум, Т - интервал символа, S(f) - уровень сигнала, N(f) - уровень шума, n - индекс суммирования.where SNR is the signal-to-noise ratio, T is the symbol interval, S (f) is the signal level, N (f) is the noise level, n is the summation index.
Это выражение справедливо только для модуляций вида CAP, 2B1Q и РАМ, однако не применимо для модуляции вида DMT. Модуляция вида DMT ниже описана более подробно. Т может обозначать половину инверсной величины частоты Найквиста. Частота Найквиста является максимальной частотой, с которой еще может быть точно взята выборка. Частота Найквиста есть половинное значение частоты дискретизации, так как непреднамеренные частоты генерируются, когда дискретизируется сигнал, частота которого выше, чем половинное значение частоты дискретизации. Индекс суммирования n принимает значения от -1 до +1, что обычно достаточно на практике. Если этого не достаточно, то можно использовать дополнительные максимумы 0, ±1/Т, ± 2/Т и т.д. до тех пор, пока не будет достигнута требуемая точность. Запасы ресурсов передачи данных зависят от модуляций передачи данных и/или модулирующих кодов, как отмечено выше. В данном примере выполнения показана зависимость для модуляции 2B1Q, используемой для HDSL-модемов, и модуляция CAP в качестве примера для ADSL-модуляции вида DMT, а также для модулирующих кодов с использованием сигналов решетчатого кодирования. Однако понятно, что соответствующие изобретению способ и система также могут применяться для других модуляций передачи данных и/или модулирующих кодов, таких как РАМ (импульсная амплитудная модуляция) и т.д. Как модуляция вида 2B1Q, так и модуляция вида CAP применяются для HDSL-модемов и характеризуются предварительно определенной скоростью передачи битов. Модуляция вида DMT используется для ADSL-модемов и имеет в противоположность этому переменную скорость передачи битов. Виды модуляции CAP и DMT используют одинаковую основополагающую технологию модуляции: квадратурную амплитудную модуляцию (QAM), хотя эта технология используется различным образом. QAM обеспечивает возможность того, что два цифровых сигнала несущей имеют одинаковую ширину полосы передачи. При этом применяются два независимых, так называемых сигнала сообщения, чтобы модулировать два несущих сигнала, которые имеют одинаковую несущую частоту, но различаются по амплитуде и по фазе. Приемники сигналов QAM могут различить, требуется ли низкое или высокое число амплитудных и фазовых состояний, чтобы преодолеть влияние шумов и взаимных помех, например, в одной паре медных жил. Модуляция вида 2B1Q также известна как 4-уровневая амплитудная модуляция (РАМ). Она использует два уровня напряжения для импульсов сигналов, а не один уровень, как, например, в случае модуляции вида AMI (кодирование с чередованием полярности элементов). Поскольку для этого применяются положительные и отрицательные различия в уровнях, получают 4-уровневый сигнал. Биты затем оцениваются попарно, какая пара соответствует определенному уровню напряжения (отсюда название 2-битовая модуляция). За счет этого можно наполовину уменьшить необходимую частоту передачи для осуществления передач с той же скоростью передачи битов, что и в случае биполярной модуляции вида AMI. Для HDSL-модема, использующего модуляцию вида 2B1Q или CAP, существует следующая зависимость запаса ресурсов передачи данных от SNR:This expression is valid only for modulations of the form CAP, 2B1Q and PAM, but is not applicable for modulation of the form DMT. Modulation of the DMT type is described in more detail below. T may indicate half the inverse of the Nyquist frequency. The Nyquist frequency is the maximum frequency with which a sample can still be accurately taken. The Nyquist frequency is half the value of the sampling frequency, since unintended frequencies are generated when a signal is sampled whose frequency is higher than half the value of the sampling frequency. The summation index n takes values from -1 to +1, which is usually enough in practice. If this is not enough, then additional maximums of 0, ± 1 / T, ± 2 / T, etc. can be used. until the required accuracy is achieved. Resource data transfer resources depend on the modulation of the data transfer and / or modulating codes, as noted above. This embodiment shows the dependency for 2B1Q modulation used for HDSL modems and CAP modulation as an example for ADSL modulation of the DMT type, as well as for modulating codes using trellis coding signals. However, it is understood that the method and system of the invention can also be used for other modulations of data transmission and / or modulating codes, such as PAM (pulse amplitude modulation), etc. Both 2B1Q type modulation and CAP type modulation are used for HDSL modems and are characterized by a predetermined bit rate. Modulation of the form DMT is used for ADSL modems and, in contrast, has a variable bit rate. The types of modulation CAP and DMT use the same underlying modulation technology: quadrature amplitude modulation (QAM), although this technology is used in different ways. QAM provides the possibility that two digital carrier signals have the same transmission bandwidth. In this case, two independent, so-called message signals are used to modulate two carrier signals that have the same carrier frequency, but differ in amplitude and phase. QAM signal receivers can distinguish whether a low or a high number of amplitude and phase states is required to overcome the effects of noise and interference, for example, in a single pair of copper conductors. 2B1Q modulation is also known as 4-level amplitude modulation (PAM). It uses two voltage levels for pulse signals, and not one level, as, for example, in the case of modulation type AMI (coding with alternating polarity of the elements). Since positive and negative differences in levels are applied for this, a 4-level signal is obtained. The bits are then evaluated in pairs, which pair corresponds to a certain voltage level (hence the name 2-bit modulation). Due to this, it is possible to halve the necessary transmission frequency for transmitting at the same bit rate as in the case of bipolar modulation of the AMI type. For an HDSL modem using modulation of the form 2B1Q or CAP, the following dependence of the reserve of data transfer resources on the SNR exists:
Mc=SNR/ξ,M c = SNR / ξ,
где Мс - запас ресурсов передачи, ξ - параметр, определяемый в зависимости от частоты ошибок (частоты ошибок символов) εs. Для локальных сетей (LAN) протокола Интернет (IP) обычно достаточна частота ошибок εs=10-7, то есть каждый 107 бит в среднем передается с искажением. Фирмы требуют в типовом случае для своих фирменных сетей εs=10-12. Если значение εs становится порядка величины передаваемого пакета данных (например, 10-3), то это, напротив, означало бы, что каждый пакет в среднем должен передаваться дважды, пока он не будет принят правильно. Для модуляции вида 2B1Q для параметра εs справедливо, например, следующее:where M s is the reserve of transmission resources, ξ is a parameter determined depending on the error rate (symbol error rate) ε s . For local area networks (LAN) of the Internet Protocol (IP), the error rate ε s = 10 -7 is usually sufficient, that is, every 10 7 bits is transmitted on average with distortion. Firms typically require ε s = 10 -12 for their branded networks. If the value of ε s becomes of the order of magnitude of the transmitted data packet (for example, 10 -3 ), then this, on the contrary, would mean that each packet should be transmitted on average twice, until it is received correctly. For modulation of the form 2B1Q for the parameter ε s , for example, the following is true:
для некодированных сигналов for non-encoded signals
для сигналов решетчатого кодирования, for trellis coding signals,
в то время как для модуляции вида CAP справедливы следующие соотношения:while for the modulation of the form CAP the following relations are true:
для некодированных сигналов for non-encoded signals
для сигналов решетчатого кодирования, for trellis coding signals,
где εs - частота ошибок, М - моментное число/величина группирования, Gc - комплементарная гауссова функция.where ε s is the error rate, M is the moment number / grouping quantity, G c is the complementary Gaussian function.
Параметр Gc для обоих видов кодирования представляет собой комплементарную гауссову функцию видаThe parameter G c for both types of coding is a complementary Gaussian function of the form
М обозначает для модуляции вида 2B1Q моментное число, причем М=4 для 2B1Q, в то время как для модуляции вида CAP параметр группирования равен М×М. Т обозначает, как указано выше, интервал символа или половину инверсной величины частоты Найквиста. Для ADSL-модемов с использованием модуляции вида DMT зависимость иная. Как отмечено выше, ADSL имеет переменную скорость передачи битов. Это проявляется также и в определении параметра Мс. В этом случае справедливо следующее соотношение:M denotes a moment number for modulation of the form 2B1Q, and M = 4 for 2B1Q, while for modulation of the CAP type, the grouping parameter is M × M. T denotes, as indicated above, the symbol spacing or half the inverse of the Nyquist frequency. For ADSL modems using modulation of the form DMT, the dependence is different. As noted above, ADSL has a variable bit rate. This is also manifested in the determination of the parameter M s . In this case, the following relation holds:
где ξ(f) - отношение сигнала к шуму S(f)/N(f), xref - эталонный запас ресурсов, который в этом примере выполнения в типовом случае был выбран равным 6 дБ, то есть xref=100,6, хотя могут быть выбраны и другие значения в качестве эталонных запасов ресурсов; Δf - вся полоса частот или полоса частот, которая используется для передачи; D - скорость передачи битов, например, в битах в секунду (бит/с); Г - корректирующий коэффициент. В этом примере выполнения Г имеет значение, например, равное 9,55. Интегрирование в этом примере выполняется по частоте f. Аналогично этому, оно может, однако, проводиться и по времени или другой физической величине, причем приведенное выше выражение должно быть соответственно согласовано.where ξ (f) is the signal-to-noise ratio S (f) / N (f), x ref is the standard reserve of resources, which in this embodiment was typically chosen to be 6 dB, i.e., x ref = 10 0.6 although other values may be chosen as reference resource stocks; Δf is the entire frequency band or frequency band that is used for transmission; D is the bit rate, for example, in bits per second (bps); G - correction factor. In this embodiment, G has a value, for example, of 9.55. The integration in this example is performed over the frequency f. Similarly, it can, however, be carried out in time or other physical quantity, moreover, the above expression should be accordingly consistent.
В общем случае полученные выше запасы ресурсов передачи данных не совпадают с экспериментом. Поэтому вычислительный блок 30 определяет эффективные запасы ресурсов передачи данных посредством, по меньшей мере, одного корректирующего коэффициента на основе сохраненных запасов ресурсов передачи данных. Корректирующий коэффициент был выбран для этого примера выполнения таким образом, что достигается достаточная согласованность между полученными запасами ресурсов передачи данных и эффективными запасами ресурсов передачи данных. В качестве достаточной величины в данном случае было принято, например, +/- 3 дБ, причем могут быть использованы и другие значения. Чтобы получить это максимальное отклонение +/- 3 дБ, определяются два параметра. Мimp учитывает хорошую или некачественную реализацию модема изготовителем. Параметр Mimp был введен на основе того факта, что одинаковые модемы со сравнимыми аппаратными средствами и одинаковыми модуляциями передачи данных и/или модулирующими кодами, однако выпущенные разными изготовителями, при преобразовании аналогового сигнала в цифровой сигнал и обратно давали разные результаты, что оказывало влияние на их максимальную скорость передачи данных или на их максимальную дальность действия для определенного сетевого соединения. Это должно быть скорректировано по отношению к запасу ресурсов передачи данных. В качестве второго параметра был введен параметр Nint. Параметр Nint учитывает шумы квантования в модеме (аналого-цифрового преобразования), а также возможную плохую настройку блока коррекции при передаче. Если происходит передача между передатчиком 10 и приемником 11, то блок коррекции в модеме согласует скорость передачи данных с условиями сетевого соединения, например, ослаблением в линии, искажением фазы и т.д. посредством тестовой последовательности, которая посылается между обоими ведущими информационный обмен модемами в обоих направлениях. Плохое согласование, обусловленное блоком коррекции, приводит к искажению результатов и должно корректироваться. Для линейного блока коррекции может применяться, например, следующее выражение:In the general case, the reserves of data transmission resources obtained above do not coincide with the experiment. Therefore, the computing unit 30 determines the effective reserves of data transmission resources by means of at least one correction coefficient based on the stored reserves of data transmission resources. A correction factor was chosen for this embodiment in such a way that sufficient consistency is achieved between the received data transfer resource reserves and the effective data transfer resource reserves. As a sufficient value in this case, it was taken, for example, +/- 3 dB, and other values can be used. To obtain this maximum deviation of +/- 3 dB, two parameters are defined. M imp takes into account the good or poor implementation of the modem by the manufacturer. The parameter M imp was introduced on the basis of the fact that the same modems with comparable hardware and the same modulation of data transfer and / or modulating codes, however, issued by different manufacturers, when converting an analog signal to a digital signal and vice versa, gave different results, which influenced their maximum data transfer rate or their maximum range for a particular network connection. This should be adjusted in relation to the stock of data transfer resources. The parameter N int was introduced as the second parameter. The parameter N int takes into account the quantization noise in the modem (analog-to-digital conversion), as well as the possible poor adjustment of the correction block during transmission. If there is a transfer between the
гдеWhere
где SNRLinearEq - отношение сигнал/шум, Se - сигнал, принимаемый блоком коррекции, Ne - шумы, f - частота, Т - интервал символа.where SNR LinearEq is the signal-to-noise ratio, S e is the signal received by the correction unit, N e are the noises, f is the frequency, T is the symbol interval.
Для блока коррекции с адаптивной решающей обратной связью (DFE) может применяться, например, следующее выражение:For a correction block with adaptive decision feedback (DFE), for example, the following expression can be used:
где SNRDFE - отношение сигнал/шум, Se - сигнал, принимаемый блоком коррекции, Ne - шумы, f - частота, Т - интервал символа. Вычислительный блок 30 для определения SNRDFE может использовать, например, следующее приближение:where SNR DFE is the signal-to-noise ratio, S e is the signal received by the correction unit, N e are the noises, f is the frequency, T is the symbol interval. The computing unit 30 for determining the SNR DFE may use, for example, the following approximation:
где SNRDFE - отношение сигнал/шум, Se - сигнал, принимаемый блоком коррекции, Ne - шумы, f - частота, Т - интервал символа.where SNR DFE is the signal-to-noise ratio, S e is the signal received by the correction unit, N e are the noises, f is the frequency, T is the symbol interval.
Тем самым, для эффективных запасов ресурсов передачи данных получаем: S(f)=PSDModem(f)H2(f,L,D), как и раньше. Шумы корректируются следующим образом:Thus, for effective reserves of data transfer resources, we obtain: S (f) = PSD Modem (f) H 2 (f, L, D), as before. Noises are adjusted as follows:
где N(f) - шумы, PSDSmodem(i) (f) - энергетический спектр помеховой модуляции i-го S-модема, Нхр2 (f,L,D,xtalktypei, ni) - ослабление в зависимости от перекрестной помехи. Nint - коррекция.where N (f) are the noise, PSD Smodem (i) (f) is the energy spectrum of the interference modulation of the i-th S-modem, Нхр 2 (f, L, D, xtalktype i , n i ) is the attenuation depending on the crosstalk . N int - correction.
Коррекция может быть реализована в вычислительном блоке 30 аппаратными средствами или программным обеспечением в одном модуле. Необходимо отметить то, что с помощью такого модуля на основе коррекции Nint вводится переменный шум-фактор, который, например, может учитывать настройку блока коррекции и т.д. Данное решение не известно из уровня техники и принадлежит, в числе прочего, к существенным достоинствам изобретения.Correction can be implemented in the computing unit 30 by hardware or software in a single module. It should be noted that with the help of such a module, based on the correction N int, a variable noise factor is introduced, which, for example, can take into account the setting of the correction block, etc. This solution is not known from the prior art and belongs, among other things, to the essential advantages of the invention.
Эффективные запасы ресурсов передачи данных Meff учитываются посредством соотношения Meff=Mc-Mimp, что учитывается дополнительно к Nint, как упомянуто выше. Корректные значения для Мс и Nint могут быть получены посредством вычислительного блока 30 в сравнении с экспериментальными данными. В типовом случае вычислительный блок 30 должен тогда иметь доступ к данным различных экспериментов, чтобы иметь возможность корректно определить параметры в пределах желательных отклонений. Посредством корректирующих коэффициентов, которые, следовательно, включают в себя среднее отклонение сохраненных запасов ресурсов передачи данных по отношению к эффективным запасам ресурсов передачи данных, определяются, как описано выше, эффективные запасы ресурсов передачи данных и также в сопоставлении с соответствующими физическими длинами L 13 и толщинами D жил кабелей 141, 142, 143, 144 сетевого соединения 12 сохраняются на носителе данных вычислительного блока 30. Следует отметить, что корректирующие коэффициенты не обязательно являются линейными коэффициентами, то есть должны быть постоянными, но с тем же успехом могут включать в себя корректирующие функции с нелинейной зависимостью. Тем самым могут, в зависимости от применения, учитываться и более сложные отклонения экспериментальных данных. Посредством сохраненных массивов данных с запасами ресурсов передачи данных вычислительный блок 30 определяет на основе сохраненных эффективных запасов ресурсов передачи данных с помощью известной физической длины 13 сетевого соединения 12 между передатчиком 10 и приемником 11 запас ресурсов передачи данных для определенного сетевого соединения 12. Запасы ресурсов передачи данных указываются, как неоднократно упоминалось выше, в децибелах. Для значений >0 модем функционирует типовым образом, в то время как для значений <0 он не работает. Чтобы гарантировать качественное надежное функционирование, может быть целесообразным, в качестве нижней границы выбрать, например, 6 дБ. Однако в общем случае пригодны для использования и другие значения запасов ресурсов передачи данных для нижней границы, например, значения в пределах от 3 дБ до 9 дБ. За счет аналогичной конфигурации для ADSL-модемов также можно, как следует из приведенных выше данных, вместо массивов данных с запасами ресурсов передачи данных соответственно определить массивы данных со скоростями передачи битов для различных сетевых соединений, например, для запасов ресурсов передачи данных 6 дБ. Тем самым для определения массивов данных со скоростями передачи битов 6 дБ=Meff. Для HDSL-модемов это не имеет смысла в данном отношении, так как в случае HDSL используются кодирования, например, вида 2B1Q или CAP с постоянной скоростью передачи данных, в данном случае 2,048 Мбит/с. Причина такого различия по отношению к ADSL-модемам лежит в том, что HDSL-системы проектировались только для подключения с более высокой скоростью передачи битов, и для них представляет интерес только надежность передачи (отношение SNR).The effective data transfer resource reserves M eff are taken into account by the relation M eff = M c -M imp , which is taken into account in addition to N int , as mentioned above. Correct values for M c and N int can be obtained by computing unit 30 in comparison with experimental data. In a typical case, the computing unit 30 should then have access to the data of various experiments in order to be able to correctly determine the parameters within the desired deviations. By means of correction factors, which, therefore, include the average deviation of the stored reserves of data transmission resources with respect to the effective reserves of data transmission resources, the effective reserves of data transmission resources are determined, as well as in comparison with the corresponding physical lengths L 13 and thicknesses D cores of cables 141, 142, 143, 144 of network connection 12 are stored on a storage medium of computing unit 30. It should be noted that correction factors are not necessarily linear coefficients, that is, they must be constant, but with the same success they can include correction functions with a nonlinear dependence. Thus, depending on the application, more complex deviations of experimental data can be taken into account. Using the stored data arrays with data transfer resource reserves, the computing unit 30 determines, based on the stored effective data transfer resource reserves, using the known physical length 13 of the network connection 12 between the
На фиг.3 представлен участок передачи сетевого соединения в зависимости от скорости передачи битов для ADSL-модемов. Ссылочными позициями 60 и 61 обозначены различные условия шумов. Скорости передачи битов, как описано выше, представлены на основе сохраненных массивов данных или списков.Figure 3 shows the transmission section of the network connection depending on the bit rate for ADSL modems.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004117864/09A RU2273958C2 (en) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Method and device for determining data transfer resources available for network connections |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004117864/09A RU2273958C2 (en) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Method and device for determining data transfer resources available for network connections |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004117864A RU2004117864A (en) | 2005-05-27 |
RU2273958C2 true RU2273958C2 (en) | 2006-04-10 |
Family
ID=35824332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004117864/09A RU2273958C2 (en) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | Method and device for determining data transfer resources available for network connections |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2273958C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562772C1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт связи ФГУП ЦНИИС | Method of measuring information (data) transmission speed with broadband internet access |
RU2617933C2 (en) * | 2012-12-14 | 2017-04-28 | Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) | Method and apparatus for expansion twamp |
-
2001
- 2001-11-15 RU RU2004117864/09A patent/RU2273958C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ю.А.ПАРФЕНОВ Д.Г.МИРОШНИКОВ, Последняя миля на медных кабелях, Москва, Эко-Трендз, 30.04.2001, стр.114-118. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617933C2 (en) * | 2012-12-14 | 2017-04-28 | Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) | Method and apparatus for expansion twamp |
US10305769B2 (en) | 2012-12-14 | 2019-05-28 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for augmenting TWAMP |
RU2562772C1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт связи ФГУП ЦНИИС | Method of measuring information (data) transmission speed with broadband internet access |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004117864A (en) | 2005-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6055268A (en) | Multimode digital modem | |
US6021158A (en) | Hybrid wireless wire-line network integration and management | |
US5987061A (en) | Modem initialization process for line code and rate selection in DSL data communication | |
US6038251A (en) | Direct equalization method | |
JP4037829B2 (en) | Method and system for determining a data transfer margin with respect to a network connection | |
US6044107A (en) | Method for interoperability of a T1E1.4 compliant ADSL modem and a simpler modem | |
US6002722A (en) | Multimode digital modem | |
US7529229B1 (en) | Converged home gateway | |
Maxwell | Asymmetric digital subscriber line: Interim technology for the next forty years | |
US6021167A (en) | Fast equalizer training and frame synchronization algorithms for discrete multi-tone (DMT) system | |
US7356049B1 (en) | Method and apparatus for optimization of channel capacity in multi-line communication systems using spectrum management techniques | |
CA2466579C (en) | Method and system for classifying network connections | |
RU2273958C2 (en) | Method and device for determining data transfer resources available for network connections | |
RU2276461C2 (en) | Method and device for classification of network connections | |
Papir et al. | Competing for throughput in the local loop | |
US7469028B2 (en) | Asymmetrical digital subscriber line system | |
CA2505051C (en) | Fast equalizer training and frame synchronization algorithms for discrete multi-tone (dmt) system | |
Coulibaly | Cisco IOS releases: the complete reference | |
US6816545B1 (en) | Systems, methods and computer program products for identifying digital impairments in modems based on clusters and/or skips in pulse code modulation signal levels | |
Wu et al. | TI DSP implementation of a medium speed DSL (MDSL) for multimedia applications | |
Anwar et al. | Performance analysis of ADSL | |
KR980013165A (en) | METHOD FOR GENERATING DIGITAL DATA FRAME FOR TRANSMISSION AND DISTRIBUTED DIFFERENTIAL MULTICONE TONER | |
Ali et al. | Evolution from Voiceband to Broadband Internet Access |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100414 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151116 |