TW201810970A - 高速銅纜共存系統與其自動設定方法 - Google Patents

Abstract

本發明為一種提升傳輸效能之高速銅纜共存系統與其自動設定方法，包括有串音干擾消除模組、迴路雜訊監控模組、共存分析模組與頻譜設定模組，不同高頻銅纜技術共存將應用頻帶避開方法來解決近端串音干擾，然設定固定頻帶將使用效能受到限制。本發明提供的自動設定方法，自動探索同一百對電纜內之電路運作頻譜，亦透過監控並分析雜訊類型與頻譜，即時調整高頻銅纜技術電路之頻譜，在相互干擾與傳輸效能取得平衡，透過自動連線與自動設定電路頻譜達成電路品質與效能兼顧之目的。

Description

高速銅纜共存系統與其自動設定方法

本發明係關於一種纜線系統及方法，特別為一種高速銅纜共存系統與其自動設定方法。

隨著電信業者持續積極佈建光纖網路到家，在最後一哩的光纖建設上面臨了成本、時效性、用戶意願等等議題。為了更具經濟效益提供高速寬頻上網服務，充分利用既存銅線之價值，縮短最後一段銅線的距離，以降低線路的衰減再輔以使用高頻帶之銅線接取技術，達到高頻寬之上網需求，因而逐漸衍生FTTdp(Fiber-to-the-distribution point)架構的應用概念。FTTdp主要是將FTTEx(Fiber-to-the-Exchange)、FTTC(Fiber-to-the-Curb)光纖再更往用戶端推進，光纖終點與銅纜起點的DPU(Distribution Point Unit)設備已非常接近用戶住家，例如放置樓層電信箱或大樓電信室，大幅縮短銅線距離以提升連線速率，DPU上行光纖介面可採用PON(Passive Optical Network)或是GE(Gigabit Ethernet)技術，DPU下行銅纜介面初期主要仍為VDSL2(Very-high-bit-rate digital subscriber line 2)，並採用向量(Vectoring)技術及綑綁(Bonding)技術來提高接取頻寬與距離，為了滿足電信業者提供高速服務之需求，ITU-T組織(ITU Telecommunication Standardization Sector，國際電信聯盟電信標準化部門)近來發展下一代的銅纜接取技術，以提供Gbps等級的頻寬，技術命名為”FAST(Fast Access to Subscriber Terminals)”，亦稱為G.fast技術，並於2014年完成G.9700與G.9701標準制定。電信業者以G.fast技術發揮最大可供裝距離在200公尺內作為考量，估計可能供裝之G.fast DPU位置有大樓樓層、用戶屋外(非大樓)、大樓電信室。其中大樓內因故(管道壅塞等因素)無法佈建光纖到用戶宅內，只能佈建到大樓電信室，位於大樓電信室的G.fast DPU設備透過大樓內的垂直及水平銅纜與用戶端設備相接，但此時大樓電信室已存在許多既有VDSL2數位線路接取器，因此如何整合既有VDSL2與新一代線路之共存，成為各方所研究之議題。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供一種高速銅纜共存系統與其自動設定方法，透過監控並分析雜訊類型與頻譜，即時調整高頻銅纜技術電路之頻譜，在相互干擾與傳輸效能取得平衡，透過自動連線與自動設定電路頻譜達成電路品質與效能兼顧之目的。

本發明提供一種高速銅纜共存系統，包含一迴路雜訊監控模組、一共存分析模組、一頻譜設定模組以及一資料傳輸匯流排，其中迴路雜訊監控模組係連接複數個機房設備端，監控各機房設備端之連線品質資訊，共存分析模組係接收迴路雜訊監控模組傳送之各機房設備端之連線品質資訊，並分析機房設備端與複數個既有機房設備端之使用頻譜參數，頻譜設定模組係依據使用頻譜參數設定各機房設備端，並控制各機房設備端 之輸出，資料傳輸匯流排係提供迴路雜訊監控模組、共存分析模組、頻譜設定模組以及各機房設備端之雙向傳輸。

其中連線品質資訊係為電路連線下上行速率、訊雜比(Signal to Noise Ratio)、位元表(Bit Map)、靜音雜訊(Quiet Line Noise)、品質參數資訊以及線路衰減訊號(Hlog)。

其中機房設備端係為G.fast機房設備端、VDSL機房設備端或G.fast與VDSL機房設備端其中之一或多種之組合。

其中頻譜設定模組係依據使用頻譜參數設定VDSL機房設備端及G.fast與VDSL共存機房設備端，並控制G.fast機房設備端之輸出。

其中更包含一串音干擾消除模組，串音干擾消除模組係消除各機房設備端之串音干擾。串音干擾消除模組係消除G.fast機房設備端之串音干擾。

本發明提供一種高速銅纜共存的自動設定方法，包含：一迴路雜訊監控模組係依據一設定時間及一設定取樣次數，取得複數個VDSL機房設備端之連線品質資訊，並傳送至一共存分系模組；該共存分系模組係依據連線品質資訊分析出一VDSL機房設備端最大頻率點；該共存分系模組係依據連線品質資訊分析出一既有VDSL機房設備端最大頻率點；該共存分系模組係將該設定取樣次數減1；若取樣次數不為0，則於一間隔時間後再次分析該既有VDSL機房設備端最大頻率點； 若取樣次數為0，則一頻譜設定模組則設定一G.fast機房設備端之電路啟始頻率點；以及該迴路雜訊監控模組係監控該G.fast機房設備端之連線品質資訊，並由該共存分系模組判斷是否正常。

本發明相較於其他現有技術，其優勢在於：

1.本發明適用範圍在高速銅纜技術，包括VDSL技術、VDSL2技術及G.fast技術。

2.本發明具備G.fast共存管理系統，即時監控同一百對電纜內VDSL電路之頻譜分佈，包括共存管理系統之VDSL電路及非共存管理系統之VDSL電路板。

3.本發明之G.fast共存管理系統可內建於G.fast機房端設備或為獨立式設備、或者網管系統。

4.本發明的G.fast共存管理方法同時依據共存管理系統內與共存管理系統外VDSL頻譜特性，讓G.fast電路頻帶得到最佳化控制，以維持服務穩定性。

5.本發明的G.fast共存管理方法可以自動調整共存管理系統內VDSL電路之頻帶，例如低速電路可使用8x profile來降低對頻譜資源的使用。

6.本發明提供一G.fast共存管理方法，可智慧分辦群組外的雜訊是否為VDSL或者外界雜訊，以決定G.fast電路之頻譜參數輸出。

7.本發明的G.fast共存管理方法可以因應同一百對電纜無VDSL電路，調整G.fast電路為全頻帶使用，達到傳輸速率最大化之目的。

10‧‧‧VDSL用戶端設備

20‧‧‧G.fast用戶端設備

30‧‧‧捆綁式電纜

40‧‧‧G.fast機房端設備

50‧‧‧G.fast+VDSL機房端設備

60‧‧‧VDSL機房端設備

70‧‧‧既有VDSL機房端設備

80‧‧‧高速銅纜共存系統

81‧‧‧資料傳輸匯流排

82‧‧‧串音干擾消除模組

83‧‧‧頻譜設定模組

84‧‧‧迴路雜訊監控模組

85‧‧‧共存分析模組

S501~S513‧‧‧步驟流程

圖1係為VDSL2與G.fast之頻譜分佈。

圖2係為VDSL2與G.fast之頻譜分佈。

圖3係為本發明之高速銅纜共存系統之架構圖。

圖4係為本發明之高速銅纜共存系統之模組架構圖。

圖5係為本發明之高速銅纜共存系統的自動設定方法之流程圖。

圖6係為共存系統內VDSL電路之運作示意圖。

圖7係為共存系統外之既有VDSL電路之運作。

圖8係為群組外VDSL2判斷實例示意圖。

本發明之G.fast技術使用頻帶為2.2~106MHz，頻譜與既有VDSL2訊號有重疊之情況，G.fast電路輸出功率只有4dBm，遠小於VDSL2的14.5dBm，測試結果分析當VDSL2進行連線時將造成G.fast電路斷線，而G.fast進行連線未對G.fast電路造成影響，VDSL2與G.fast之頻譜分佈如圖1所示。因此，如圖2所示，為了保護G.fast電路訊號品質，最簡單方式為採用避頻方式，但G.fast因少掉VDSL2頻帶，而只能使用32M~106MHz，且當沒有VDSL2訊號或VDSL2因VDSL2訊號因距離衰減而頻帶限縮而沒有使用至30MHz，G.fast避頻方式則顯浪費。

請參閱圖3，如圖所示，為本發明之高速銅纜共存系統之架構圖，係包括：VDSL用戶端設備10、G.fast用戶端設備20、捆綁式電纜30、G.fast機房端設備40、G.fast+VDSL機房端設備50、VDSL機房端設備 60、既有VDSL機房端設備70、高速銅纜共存系統80。本發明之高速銅纜共存系統欲蒐集G.fast+VDSL機房端設備50、VDSL機房端設備60、既有VDSL機房端設備70之VDSL電路連線頻譜特性，並進行定期監控與分析電路傳輸之最大頻率點，於兼顧傳輸速率條件下，穩定且可靠地達到G.fast與VDSL電路傳輸品質提昇之目的。VDSL用戶端設備10為VDSL VTU-R、VDSL2 VTU-R等CPE設備，對應之VDSL機房端設備60、既有VDSL機房端設備70為VDSL DSLAM、VDSL2 DSLAM等CO設備，G.fast用戶端設備20為G.fast FTU-R之CPE設備，對應之G.fast機房端設備40為G.fast FTU-O之CO設備，G.fast+VDSL機房端設備為MSAN等多種服務CO設備，可同時提供VDSL電路、VDSL2電路、G.fast電路。CO機房端設備與CPE用戶端設備之間的電話線路以百對為單位之捆綁式電纜30，高速銅纜共存系統80可以控制並管理G.fast機房端設備40、G.fast+VDSL機房端設備50、VDSL機房端設備60，高速銅纜共存系統80可與G.fast機房端設備40、G.fast+VDSL機房端設備50、VDSL機房端設備60同一台設備內之軟硬體模組，亦可為外加設備，例如NMS網管(Network Management System)系統。

請參閱圖4，如圖所示，為本發明之高速銅纜共存系統之模組架構圖，係包括：資料傳輸匯流排81、串音干擾消除模組82、頻譜設定模組83、迴路雜訊監控模組84、共存分析模組85。資料傳輸匯流排81是高速銅纜共存系統80與G.fast機房端設備40、G.fast+VDSL機房端設備50、VDSL機房端設備60之雙向資料傳輸媒介，雙向資料包括電路連線下上行速率、訊雜比(Signal to Noise Ratio)、位元表(Bit Map)、靜音雜訊(Quiet Line Noise)、品質參數資訊(例如：CRC/ES)等，G.fast機房端設備40、G.fast+VDSL機房端設備50的G.fast電路利用串音干擾消除模組82來達到跨設備之串音干擾消除(Vectoring)功能，以使G.fast電路於零干擾下達最佳速率之性能表現。迴路雜訊監控模組84會固定時間蒐集G.fast+VDSL機房端設備50、VDSL機房端設備60之VDSL電路頻譜特性，亦同時利用迴路監控技術(Loop Diagnostic Mode，LDM)蒐集既有VDSL機房端設備70之VDSL電路頻譜特性，頻譜特性主要為最大傳輸頻率點、頻譜功率強度(PSD)等，共存分析模組85依據迴路雜訊監控模組84送來各機房端設備的VDSL與G.fast電路資料，分析VDSL與G.fast電路用戶所需之最佳頻譜參數輸出，及自動設定與分析，共存分析模組85將分析的結果送往頻譜設定模組83進行G.fast機房端設備40、G.fast+VDSL機房端設備50、VDSL機房端設備60之頻譜設定，設定方式可利用設備介面(如：Console介面)或網管設定介面(如：Web介面、SNMP介面)等方式設定，各機房端設備之VDSL與G.fast電路連線後取得電路連線速率與品質參數資訊後，交由共存分析模組85進行用戶服務速率的確認，並且依據網路電路連線情況定期確認VDSL與G.fast電路速率以維持電路品質，達到提升高速銅纜電路傳輸效能之目標。

請參閱圖5，如圖所示，為本發明之高速銅纜共存系統的自動設定方法之流程圖，步驟如下：

S501：設定取樣次數(N)與取樣間隔時間(T)之數值。

S502：設定G.fast電路啟始頻率之初始值，包括高速銅纜共存系統內VDSL電路最大頻率點f1、既有VDSL機房端設備電路最大頻率點f2，兩個均設定為2.2MHz。

S503：利用迴路雜訊監控模組判斷高速銅纜共存系統內是否有連線之VDSL電路。

S504：S503若有連線之VDSL電路，共存分析模組利用迴路雜訊監控模組蒐集的連線SNR資料分析出VDSL電路最大頻率點，並設成f1。

S505：S503若無連線之VDSL電路，共存分析模組利用迴路雜訊監控模組蒐集的LDM等相關資料，例如QLN，判斷既有VDSL機房端是否有連線之VDSL電路。

S506：S505若有既有連線之VDSL電路，共存分析模組重覆利用迴路雜訊監控模組蒐集的LDM等相關資料，例如QLN，分析出既有VDSL電路最大頻率點，並設成f2。

S507：共存分析模組取樣次數(N)減1，並放置於取樣次數(N)。

S508：共存分析模組判斷取樣次數(N)是否為0。

S509：S507若取樣次數(N)非0，則延遲間隔時間(T)秒後繼續取樣，再進至S506。

S510：S508若取樣次數(N)為0，f3取f1與f2的最大值。

S511：頻譜設定模組設定G.fast電路啟始頻率點為f3。

S512：依據電路連線速率與品質參數資訊，判斷G.ast連線品質是否正常

S513：S512若連線品質不正常，系統將轉人工處理，釐清問題點並排除障礙。

本發明在於提升G.fast連線性能，針對共存系統內外之VDSL2雜訊為主要共存考量對象，以下將以這兩種情況分別說明：

(1).共存系統內的VDSL電路

如圖6所示，為共存系統內VDSL電路之運作示意圖，G.fast+VDSL設備代表同一機房端設備內可提供G.fast電路與VDSL電路，例如機架型設備之同一卡板內提供G.fast埠或採VDSL fallback埠，或者不同卡板提供不同G.fast與VDSL。高速銅纜共存系統採用SNR，bitloading之carrier方法偵測VDSL電路頻譜分佈。假若VDSL2電路只提供低速電路，用不到較高頻帶，可設定該電路的使用頻譜(如8x profile)。

(2).共存系統外的既有VDSL電路

如圖7及圖8所示，為共存系統外之既有VDSL電路之運作以及群組外VDSL2判斷實例示意圖，偵測鄰路是否有VDSL訊號(取樣四次；N=4；每間隔時間T)，若無，則不考慮其他外在雜訊，若有，利用LDM記錄雜訊最大頻率點，並取多次以決定最大頻率點，取多次用意在於可刪除暫態之強雜訊。

本發明之本發明之高速銅纜共存系統的自動設定方法智慧判斷原則如下：

判斷1：監控高速銅纜共存系統內的VDSL電路，若有，利用SNR Bitloading等機制判斷出最大頻率點f1送至共存分析模組，若無，則持續監控

判斷2：監控高速銅纜共存系統外的VDSL電路若有，每一段時間(例如T分鐘)利用G.fast電路迴路雜訊監控模組之LDM-QLN判斷最大頻率點出f2，共N次，將N次的最大頻率點f2送至共存分析模組，若無偵測到VDSL雜訊，則持續監控。

判斷3：共存分析模組取f3=max(f1,f2)，頻譜設定模組將f3頻帶參數設定入G.fast電路之啟始頻帶。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

40‧‧‧G.fast機房端設備

50‧‧‧G.fast+VDSL機房端設備

60‧‧‧VDSL機房端設備

80‧‧‧高速銅纜共存系統

81‧‧‧資料傳輸匯流排

82‧‧‧串音干擾消除模組

83‧‧‧頻譜設定模組

84‧‧‧迴路雜訊監控模組

85‧‧‧共存分析模組

Claims (9)

1. 一種高速銅續共存系統，包含：一迴路雜訊監控模組，該迴路雜訊監控模組係連接複數個機房設備端，監控各該機房設備端之連線品質資訊；一共存分析模組，該共存分析模組係接收該迴路雜訊監控模組傳送之各該機房設備端之連線品質資訊，並分析該機房設備端與複數個既有機房設備端之使用頻譜參數；一頻譜設定模組，該頻譜設定模組係依據使用頻譜參數設定各該機房設備端，並控制各該機房設備端之輸出；以及一資料傳輸匯流排，該資料傳輸匯流排係提供該迴路雜訊監控模組、該共存分析模組、該頻譜設定模組以及各該機房設備端之雙向傳輸。
2. 如申請專利範圍第1項所述之高速銅纜共存系統，其中連線品質資訊係為電路連線下上行速率、訊雜比(Signal to Noise Ratio)、位元表(Bit Map)、靜音雜訊(Quiet Line Noise)、品質參數資訊以及線路衰減訊號(Hlog)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之高速銅纜共存系統，其中機房設備端係為G.fast機房設備端、VDSL機房設備端或G.fast與VDSL機房設備端其中之一或多種之組合。
4. 如申請專利範圍第2項所述之高速銅纜共存系統，其中該頻譜設定模組係依據使用頻譜參數設定該VDSL機房設備端及該G.fast與VDSL共存機房設備端，並控制該G.fast機房設備端之輸出。
5. 如申請專利範圍第1項所述之高速銅纜共存系統，其中更包含一串音干擾消除模組，該串音干擾消除模組係消除各該機房設備端之串音干擾。
6. 如申請專利範圍第4項所述之高速銅纜共存系統，該串音干擾消除模組係消除該G.fast機房設備端之串音干擾。
7. 一種高速銅纜共存系統的自動設定方法，包含：一迴路雜訊監控模組係依據一設定時間及一設定取樣次數，取得複數個VDSL機房設備端之連線品質資訊，並傳送至一共存分系模組；該共存分系模組係依據連線品質資訊分析出一VDSL機房設備端最大頻率點；該共存分系模組係依據連線品質資訊分析出一既有VDSL機房設備端最大頻率點；該共存分系模組係將該設定取樣次數減1；若取樣次數不為0，則於一間隔時間後再次分析該既有VDSL機房設備端最大頻率點；若取樣次數為0，則一頻譜設定模組則設定一G.fast機房設備端之電路啟始頻率點；以及該迴路雜訊監控模組係監控該G.fast機房設備端之連線品質資訊，並由該共存分系模組判斷是否正常。
8. 如申請專利範圍第7項所述之高速銅纜共存系統的自動設定方法，其中更包含一串音干擾消除模組，該串音干擾消除模組係消除該G.fast機房設備端之串音干擾。
9. 如申請專利範圍第7項所述之高速銅纜共存系統的自動設定方法，其中連線品質資訊係為電路連線下上行速率、訊雜比(Signal to Noise Ratio)、位元表(Bit Map)、靜音雜訊(Quiet Line Noise)、品質參數資訊以及線路衰減訊號(Hlog)。