TW201507404A - 用於設計在單端線路測試（ｓｅｌｔ）中使用之改良的傳輸信號的方法及裝置 - Google Patents

用於設計在單端線路測試（ｓｅｌｔ）中使用之改良的傳輸信號的方法及裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係關於使用可用於改良SELT之多種迴路診斷特徵效能之新穎的傳輸信號之方法及裝置。在實施例中，新穎的傳輸信號使用寬連續頻帶之音調，該等音調包括上游及下游頻帶兩者中之頻率。在本發明之此等及其他實施例中，SELT傳輸信號經設計以使得相鄰線路中任何串音雜訊作為屬於系統之FEC設置之限制範疇內的叢發雜訊，以使得可在不損害連接至相鄰線路上之數據機之效能的情況下完全校正該雜訊。

Description

用於設計在單端線路測試(SELT)中使用之改良的傳輸信號的方法及裝置 【相關申請案的交叉引用】
本申請案主張申請於2013年7月29日之美國臨時申請案第61/859,509號之優先權，該申請案之內容以引用之方式全部併入本文中。
本發明通常係關於xDSL通訊系統，且更特定言之係關於用於執行具有寬頻傳輸信號之單端線路測試的方法及裝置。
在典型的xDSL部署中，中央局(CO)側收發器將與位於稱為CP裝置或設備(CPE)之用戶端(Customer Premise；CP)的相容單元通訊。有時，服務提供者可運行診斷測試，以決定自上一次診斷測試運行以來，迴路環境是否有任何改變或迴路環境中是否存在任何損害，或當前線路是否能夠經由使用不同的xDSL標準(例如使用VDSL對ADSL)支援較 高的資料傳輸率。旨在做出該等決定之一風行的診斷測試為SELT。
SELT測試由發射已知測試信號及分析收發器輸入處可見的回射信號或回波信號兩個步驟組成。當傳輸信號行進於迴路時，該傳輸信號將經歷整形。此整形表現迴路之特徵。例如，若橋接存在於處於測試階段之線路的某處，則SELT測試可能能夠在使用SELT測試信號探查橋接時，經由對橋接出現於該線路中之唯一簽名的認知來識別此橋接。
因為連接之兩端均能夠發射SELT信號，所以各側可運行SELT測試。在連接之一側或另一側運行SELT存在優勢。例如，對於決定家用佈線的迴路特徵而言，從CP側執行SELT測試為所要的。相反地，經由CO側SELT測試最佳瞭解對非常接近於中央局中之迴路損害的識別。在任一種情況中，由於SELT傳輸信號經歷與信號行進之迴路的長度成比例的衰減，所以存在實際限制，由於該等限制此測試可有效地用於決定迴路佈線損害的存在。
因此，尤其仍需要可解決此等缺點之改良的SELT測試技術。
本發明係關於使用可用於改良SELT之多種迴路診斷特徵效能之新穎的傳輸信號之方法及裝置。在實施例中，新穎的傳輸信號使用寬連續頻帶之音調，該等音調包括上游及下游頻帶兩者中之頻率。在本發明之此等及其他實施例中，SELT傳輸信號經設計以使得相鄰線路中任何串音雜訊作 為屬於系統之FEC設置之限制範疇內的叢發雜訊，以使得可在不損害連接至相鄰線路上之數據機之效能的情況下完全校正該雜訊。
為促進此等及其他態樣，根據本發明之實施例之一種用於檢查離散多音調(DMT)通訊系統中耦接至數據機之線路的方法包括以下步驟：使用DMT通訊系統之上游及下游頻帶兩者中的音調從數據機發射測試信號；在數據機處接收測試信號之反射，及分析該反射以識別線路中的損害。
102-1‧‧‧收發器
102-2‧‧‧收發器
102-N‧‧‧收發器
104‧‧‧中央局
106-1‧‧‧迴路
106-N‧‧‧迴路
300‧‧‧裝置
302‧‧‧SELT捕獲區塊
304‧‧‧分析引擎
402‧‧‧曲線
404‧‧‧曲線
602‧‧‧曲線
604‧‧‧峰值
606‧‧‧曲線
608‧‧‧峰值
610‧‧‧假性峰值
在結合附圖回顧本發明之特定實施例之以下描述之後，本發明之此等及其它態樣及特徵對於本領域一般技術者將變得顯而易見，在該等附圖中：第1圖為圖示一示例性系統之方塊圖，在該示例性系統中可實施本發明之實施例；第2圖為圖示示例性頻帶規劃之圖表，可根據本發明之實施例調適SELT信號以用於該示例性頻帶規劃；第3圖為圖示根據本發明之實施例之示例性迴路診斷裝置的方塊圖；以及第4圖至第6圖為S11資料之曲線，該等曲線圖示根據本發明之實施例使用寬頻SELT傳輸信號之態樣及優勢。
現將參閱該等圖式詳細描述本發明，將該等圖式作為本發明之說明性實例提供，以便使彼等熟習此項技術者能夠實踐本發明。值得注意的是，以下的圖式及實例並不意謂 將本發明之範疇限制於一單一實施例，而經由互換一些或全部所描述或所圖示的元件之其他實施例係有可能的。此外，在使用已知組件可部分地或完全地實施本發明之某些元件時，將僅描述理解本發明所必需的該等已知組件的彼等部分，且將省略該等已知組件之其他部分的詳細描述，以免模糊本發明。如彼等熟習此項技術者將顯而易見，除非本文另有規定，描述為在軟體中實施的實施例應不限於此，而是可包括在硬體中實施之實施例或包括在軟體與硬體之組合中實施之實施例及反之亦然。在本說明書中，顯示單個組件之實施例不應視為限制；更確切而言，本發明意欲包含包括複數個同一組件之其他實施例，及反之亦然，除非本文另有明確說明。此外，除另有明確闡述，申請人不意欲將本說明書或申請專利範圍中的任何術語歸於不常見或特殊意義。另外，本發明包含本文以說明方式提及的已知組件之現在和未來的已知等效物。
根據某些態樣，本發明之實施例涉及使用能夠更有效地偵測及表徵迴路損害之新穎的SELT傳輸信號。根據某些額外的態樣，本發明之實施例使用高帶寬SELT傳輸信號，該SELT傳輸信號經設計以避免使用可能導致位元錯誤之串音潛在干擾相鄰xDSL線路之不良效應。
第1圖為圖示一示例性系統100之方塊圖，在示例性系統100中可實施本發明之實施例。如第1圖所示，複數個(N個)CPE收發器102-1至102-N經由各別迴路106-1至106-N耦接至CO 104。在一非限制實例中，系統100可為根 據VDSL2操作之DSL系統，其中某些或所有的收發器102-1至102-N經配置作為CO 104之矢量組。然而，本發明不限於此實例。
如以上所述，在有線通訊系統(諸如DSL、電纜數據機等)中，迴路診斷通常基於對SELT資料的分析。例如，迴路CPE 102-1可使用由CPE 102-1在迴路106-1上發射並經反射回CPE 102-1之SELT信號執行診斷以表徵迴路106-1。具體而言，在其中系統100係根據VDSL2操作的實例中，由CPE 102-1執行之習知SELT可包括在各VDSL2符號週期連續發射符號(例如，經調變之REVERB符號)(亦即，以4kHz速率發射)達約5秒至約2分鐘的實際時間，及量測來自迴路106-1之反射(亦即獲取S11資料)。應注意，一些或所有其他CPE 102-2至102-N可在使用同一符號週期的顯示時間(Showtime)中操作，同時CPE 102-1執行CPE 102-1之SELT測試。
本發明人認識到在習知的系統(諸如VDSL2)中，對CPE指派某些頻帶，在該等頻帶中，允許彼等CPE根據指定頻帶規劃發射上游信號。在第2圖中圖示示例性頻帶規劃，諸如在G.993.2標準中給定的頻帶規劃。如圖所示，該頻帶規劃包括三種上游頻帶：U0(包含從0.025MHz至0.138MHz之音調)、U1(包含從3.75MHz至5.2MHz之音調)及U2(包含從8.5MHz至12.0MHz之音調)及兩種下游頻帶：D1(包含從0.138MHz至3.75MHz之音調)及D2(包含從5.2MHz至8.5MHz之音調)。
藉由附著於該頻帶規劃，由CPE 102-1建構及用於SELT中之符號僅可使用上游頻帶U0、U1及U2中的音調。因此，習知的SELT S11資料僅對使用上游頻帶(例如U0、U1及U2)之信號可用。同時，本發明人認識到，由於習知的SELT信號之頻帶結構，使用頻域(FDR)或時域(TDR)分析很難偵測到多種迴路損害的簽名(signature)。例如，FDR資料中的間隙使得難以使用FDR分析尋找圖案。同樣地，S11資料中的間斷性在TDR信號中形成假影且干擾與多種迴路損害相關聯之簽名。此外，本發明人進一步認識到可從SELT測試抽取之資訊的數量及品質部分為探查信號之帶寬的函數。因此，除避免帶狀方式(banded approach)之外，發射比習知的SELT傳輸信號具有更高帶寬之測試信號亦為高度所需的。
因此，根據某些態樣，本發明之實施例使用寬頻SELT傳輸信號。就寬頻信號在經由SELT分析導出時允許佈線損害的最佳解析度(best possible resolution)的意義而言，寬頻信號的使用是有利的。在實施例中，與習知的SELT傳輸信號相反，根據本發明之SELT傳輸信號橫跨諸如第2圖中所示之典型xDSL部署之頻帶規劃中的上游及下游頻帶兩者。
第3圖圖示說明根據本發明之實施例用於執行SELT之示例性裝置的方塊圖。如圖所示，裝置300包括SELT捕獲區塊302及分析引擎304。
SELT捕獲區塊302包括用於形成SELT信號及在迴路上發射該等信號迴路的功能。在實施例中，用與產生多載 波離散多音調(DMT)信號之標準方法一致的方式，使用如G.993.2中定義的逆快速傅立葉轉換(inverse Fast Fourier Transform；iFFT)演算法產生傳輸信號。例如，本發明之實施例建構DMT符號(諸如經調變之REVERB符號)，且在正常的符號週期期間在迴路上發射彼等符號迴路。
然而，與用於習知的SELT測試信號(僅可使用來自CPE之上游頻帶)的DMT符號相反，傳輸信號調變橫跨典型xDSL部署中上游頻帶及下游頻帶兩者之一組連續音調。例如，本發明之實施例建構佔據從音調6(約24KHz)至音調2800(約12MHz)之寬頻範圍內的所有音調之DMT符號。在此等及其他實施例中，映射至各音調之能量之量為相同的，以使得傳輸信號使一組連續之調變音調光譜式地變「平」。在由本揭示案教示之後，彼等熟習此項技術者將能夠使用本發明之新穎的寬頻SELT測試信號調適習知的SELT信號傳輸方案。
應注意，此頻率範圍係完全非限制之實例，且此頻率範圍可取決於xDSL部署之特定類型。例如，在橫跨頻率直至17MHz之VDSL部署中，根據本發明之實施例的SELT信號橫跨之頻率範圍可在約0至約2.2MHz之間、約0至8.5MHz之間或約0至17MHz之間。此外，傳輸頻帶內之每一個單音調並不都用於所有的實施例中。例如，可能的是可使用每隔一個的音調或類似方案。
返回至第3圖，SELT捕獲區塊302亦包括用於量測來自迴路之反射及將S11反射係數(例如Rx/Tx頻域資料) 提供至分析引擎304之功能。使用彼等熟習此項技術者所熟知的技術可實施SELT捕獲區塊302之此種量測功能，且因此為達使本發明清晰之目的，在此將省略該功能之進一步細節。
分析引擎304接收來自捕獲區塊302之S11反射資料。在實施例中，引擎304使用已知及專屬技術分析資料，以偵測線路中的損害，在該線路上SELT捕獲區塊302發射且反射該等SELT信號。在實施例中，引擎304包括iFFTs，以將S11頻域資料轉換至時域信號，且使用TDR處理以分析時域信號。可由引擎304執行之該處理類型的實例包括同在申請中之申請案___[13IK03]及___[13IK04]中描述的彼等實例(如經調適以使用本發明之寬頻SELT信號之實例)，兩個申請案之內容均以引用之方式併入本文中。
在實施例中，將裝置300併入CPE收發器102中。在此等及其他實施例中，CPE收發器102(以及CO 104中的收發器)包括DSL收發器(例如來自Ikanos通訊公司的VX185)，該DSL收發器具有實施通訊服務之習知的處理器、晶片組、韌體、軟體等，該等通訊服務諸如藉由使用諸如第2圖中圖示之頻帶規劃，由VDSL2、ADSL2等定義的彼等通訊服務。此外，在此等及其他實施例中，藉由調適SELT功能(諸如由診斷套件提供之功能)可實施裝置300，該等診斷套件諸如由Ikanos通訊公司提供之inSIGHT。在藉由以上及以下實例教示之後，彼等熟習此項技術者將能夠瞭解如何調適該等處理器、晶片組、韌體、軟體等，以實施本發明之SELT功能。
應注意，在替代實施例中，可將裝置300併入獨立 迴路診斷及/或監視設備中，且在藉由本揭示案教示之後，彼等熟習此項技術者亦將能夠實施本發明之此等實施例。
應進一步注意，將結合在CPE收發器102中或附近之線路106的下游端上執行之SELT描述本發明之實施例。然而，本發明不限於此實例，且亦可在線路106之CO端處將該功能併入收發器中或附近。
從以下結合第4圖至第6圖之描述中，根據本發明之實施例使用寬頻SELT信號之裝置及方法的態樣及優勢將變得更加顯而易見。更特定言之，此等實例對比根據本發明之實施例使用之17MHz寬頻SELT傳輸信號與根據先前技術僅橫跨VDSL2 US1頻帶之傳輸信號(在此稱為帶狀信號)。
第4圖提供由17MHz寬頻傳輸信號引起之S11之幅度的曲線402，其中，US1帶狀傳輸信號之幅度的曲線404重疊於曲線402之上。在此實例中，本發明之實施例的17MHz寬頻信號橫跨從4.3125KHz至約17MHz之頻率範圍，而帶狀信號僅橫跨從3.769MHz(亦即音調874)至5.175MHz(亦即音調1200)之範圍，且在別處該帶狀信號等於0。
如此項技術中已知，且如以上所述，測試下之迴路的某些特徵可表徵為：發射SELT信號，捕獲及量測生成之S11頻域資料，及隨後對S11執行逆傅立葉轉換，以導出頻域S11資料之時域等效物。該時域信號通常將在迴路中間斷點處展示峰值。因此，藉由分析峰值資訊可決定迴路之多種特徵。
第5圖為一曲線，該曲線顯示已在S11資料上執行逆快速傅立葉轉換操作之後，與US1帶狀S11相關聯之生成 時域信號的實分量(real component)。如在此可見，由於頻域信號有效地為通帶信號，時域信號非常嘈雜，且因此當經由IFFT轉換時，時域信號將含有載波分量(carrier component)。將試圖清除該信號之一操作應用至平滑濾波器，且亦獲取IFFT輸出之量值。此在第6圖之曲線602中圖示。在此，藉由在x=200處所見之大峰值604,1000 ft處的間斷性顯而易見(注意第6圖中X軸未經校準以反映故障之實際距離，此舉為將在某一點處執行之後處理中的額外步驟)。
第6圖中亦圖示曲線606，曲線606圖示17MHz寬頻信號之IFFT的實分量。如在此可見，峰值608比US1帶狀信號之峰值604更尖銳且更具可界定性，峰值604亦含有可偏斜間斷性之實際位置的假性峰值610。此外，如負向峰值明確顯示，峰值之極性指示迴路損害為短路。此資訊在帶狀系統(banded system)中損失。
根據其他態樣，本發明人認識到當正進行測試且根據本發明之實施例經由局部迴路(例如藉由第1圖中的CPE 102-1)發射寬頻SELT信號時，此等頻率耦接至相鄰線路106中，且將作為雜訊出現在CO 104中的其他CPE 102及/或收發器處。將此類型之雜訊稱為串音。因為亦可使用xDSL服務規定此等線路，此雜訊可負面地影響相鄰收發器之效能。
本發明人進一步認識到串音干擾為xDSL區域中更易瞭解的損害。因而，多種xDSL標準定義前向誤差校正(FEC)編碼之方法，該等方法的目的在於對抗叢發雜訊之效應及其他損害，此雜訊及其他損害可不利地影響xDSL數據機之效 能。
更特定言之，根據某些態樣，本發明之實施例依賴於以下事實：典型標準適用的xDSL數據機(例如CO 104中的CPE 102及/或收發器)將合併如G.993.2及類似標準中定義的前向誤差校正(Forward Error Correction；FEC)碼之使用。只要將雜訊限制於特定週期或時間間隔內，FEC碼可校正叢發之雜訊。若雜訊叢發屬於FEC碼之限制範圍內，當雜訊如此配置時，則使用者將不會看見關於數據機位元錯誤效能之不良效應。根據此等及其他態樣，本發明之實施例設計SELT傳輸信號，使得該SELT傳輸信號作為屬於FEC碼之限制範圍內的叢發雜訊出現，且因此可在不損害連接至相鄰線路上之數據機效能的情況下，完全校正該SELT傳輸信號。
將打開或關閉傳輸信號(例如由SELT捕獲區塊302形成之傳輸信號)，以使得將藉由如配置於相鄰數據機102中之FEC碼完全校正任何以串音形式耦接之能量。因為服務提供者將瞭解部署之數據機的配置參數，所以彼等提供者可隨後在CPE 102中配置具有必要控制配置之可程式化使用者介面。存取此介面的SELT捕獲區塊302可隨後以脈衝寬頻SELT傳輸信號之速率配置發射器。
例如，在第1圖中所示之部署中，CPE 102中的下游側數據機具有對兩個符號之INP(脈衝雜訊防護)設置，隨後發射寬頻SELT信號之CPE將僅向每一xDSL超訊框發射一個符號，而不是如上所述在每一符號週期中發射。對該發射器之控制是由供應商自由決定的，且可藉由例如打開及/或 關閉類比前端線路驅動器(藉由判定適當的控制位元)或藉由一些其他手段可達成該控制。
此技術確保在CPE 102處將可見任何耦接至相鄰線路106之能量作為屬於FEC碼之能力範圍內的脈衝叢發，以校正此FEC碼。
雖然已經參考本發明之較佳實施例具體地描述了本發明，但是對於本領域一般技術者應顯而易見的是：在不脫離本發明的精神及範疇的情況下，可以進行在形式及細節方面的變化及修改。隨附申請專利範圍意欲包括此類變化及修改。
300‧‧‧裝置
302‧‧‧SELT捕獲區塊
304‧‧‧分析引擎

Claims (20)

  1. 一種用於檢查一離散多音調(DMT)通訊系統中耦接至一數據機之一線路的方法，該方法包含以下步驟：使用該DMT通訊系統之上游及下游頻帶兩者中的音調從該數據機發射一測試信號；在該數據機處接收該測試信號之一反射；以及分析該反射以識別線路中之損害。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該反射包含頻域S11資料。
  3. 如請求項1所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：將該反射轉換為一組時域資料。
  4. 如請求項3所述之方法，其中分析之步驟包括識別該組時域資料中的峰值。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該數據機為一CPE數據機，且該上游頻帶及該下游頻帶為一xDSL系統頻帶規劃中之兩個或兩個以上的相鄰頻帶。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該測試信號包含使用該上游頻帶及該下游頻帶中之音調建構之一符號。
  7. 如請求項6所述之方法，其中該等音調為橫跨該上游頻 帶及該下游頻帶之一組連續音調。
  8. 如請求項5所述之方法，其中該xDSL系統為一向量DSL系統，且其中在展示時間中操作包括該線路之一矢量組中的一或更多個其他線路的同時，執行發射之步驟。
  9. 如請求項8所述之方法，其中以一對應於該向量DSL系統之一錯誤校正能力之速率執行發射之步驟。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該速率為每DMT超訊框之許多符號之一脈衝。
  11. 一種用於檢查一通訊系統中耦接至一數據機之一線路之裝置，該裝置包含：一SELT區塊，該SELT區塊使用該DMT通訊系統之上游及下游頻帶兩者中的音調從該數據機發射一測試信號，且在該數據機處接收該測試信號之一反射；以及一分析引擎，該分析引擎分析該反射，以識別該線路中之損害。
  12. 如請求項11所述之裝置，其中該反射包含頻域S11資料。
  13. 如請求項11所述之裝置，其中該分析引擎將該反射轉換為一組時域資料，以識別該等損害。
  14. 如請求項11所述之裝置，其中該數據機為一CPE數據機，且該上游頻帶及該下游頻帶為一xDSL系統頻帶規劃中之兩個或兩個以上的相鄰頻帶。
  15. 如請求項14所述之裝置，其中該測試信號包含使用該上游頻帶及該下游頻帶中之音調建構之一符號。
  16. 如請求項15所述之裝置，其中該等音調為橫跨該上游頻帶及該下游頻帶之一組連續音調。
  17. 如請求項15所述之裝置，其中該xDSL系統為一向量DSL系統，且其中該SELT區塊在展示時間中操作包括該線路之一矢量組中的一或更多個其他線路的同時發射該測試信號。
  18. 如請求項17所述之裝置，其中該SELT區塊以一對應於該向量DSL系統之一錯誤校正能力之速率發射該測試信號。
  19. 如請求項18所述之裝置，其中該速率為每DMT超訊框之許多符號之一脈衝。
  20. 如請求項19所述之裝置，其中該數目為一個。
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