WO2003043298A1 - Verfahren und system zum klassifizieren von netzwerkverbindungen - Google Patents

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WO2003043298A1
WO2003043298A1 PCT/CH2001/000677 CH0100677W WO03043298A1 WO 2003043298 A1 WO2003043298 A1 WO 2003043298A1 CH 0100677 W CH0100677 W CH 0100677W WO 03043298 A1 WO03043298 A1 WO 03043298A1
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network connection
data
factor
network
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PCT/CH2001/000677
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Frédéric PYTHOUD
Rolf Schenker
Hans Friederich
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Swisscom Fixnet Ag
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    • H04M3/28—Automatic routine testing ; Fault testing; Installation testing; Test methods, test equipment or test arrangements therefor
    • H04M3/30—Automatic routine testing ; Fault testing; Installation testing; Test methods, test equipment or test arrangements therefor for subscriber's lines, for the local loop
    • H—ELECTRICITY
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    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M3/00—Automatic or semi-automatic exchanges
    • H04M3/22—Arrangements for supervision, monitoring or testing
    • H04M3/2209—Arrangements for supervision, monitoring or testing for lines also used for data transmission

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for classifying network connections, in which method and system the geographic start and end coordinates of a network connection to be classified between a transmitter and a receiver are known.
  • the method relates to networks based on copper wire connections, e.g. the last mile in telephone networks.
  • POTS Personal Telephone Service
  • Traditional telephone network services also known as POTS (Piain Old Telephone Service)
  • POTS Personal Telephone Service
  • twisted pairs copper wires that are twisted around each other and are called twisted pairs.
  • These were originally intended to ensure analog signals, especially sound and voice transmissions.
  • these requirements have changed at the latest with the advent of the Internet and the associated data streams and are changing again rapidly today due to the need to be able to work with real-time and multimedia applications at home and / or in the office.
  • Data networks such as intranets and the Internet, rely heavily on so-called shared media, ie on packet-oriented LAN (Local Area Network) or WAN (Wide Area Network) technologies for both broadband backbones between switches and gates as well as local network connections with smaller bandwidths .
  • packet manager systems such as bridges or routers
  • An Internet router must be able to process packets based on various protocols such as IP (Internet Protocol), IPX (Internet Packet eXchange), DECNET, AppleTALK, OSI (Open System Interconnection), SNA (IBM's Systems Network Architecture) etc. to be able to transfer accordingly.
  • the network responds to the data packet by routing the packet to the address of the assigned header.
  • Packet-based networks can also be used to transmit data types that require a more continuous flow of data, such as high quality sound and audio transmissions or video transmissions.
  • the commercial use of the networks makes it particularly desirable that packet-based transmission to several endpoints is possible at the same time.
  • An example of this is packet broadcasting for the transmission of video or audio data. This makes it possible to implement so-called pay TV, i.e. the broadcast transmission of video data that is subject to a charge, via the network.
  • a next generation of networks should be able to dynamically reconfigure the networks so that the user can always be guaranteed a predefined bandwidth for requested or agreed QoS parameters (Quality of Service).
  • QoS include, for example, access guarantee, access performance, fault tolerance, data security etc. between all possible end systems.
  • New technologies such as ATM (Asynchronous Transfer Mode), should help to create the necessary prerequisites for the private intranet and the public Internet in the long-term development of the networks.
  • a change for future systems will particularly affect the data flow.
  • the data flow today is usually based on a server-client model, i.e. Many clients transfer data to or from one or more network servers.
  • the clients usually do not create a direct data connection, but communicate with each other via network servers. This type of connection will continue to be important. Nevertheless, it can be expected that the amount of data that will be transferred peer-to-peer will increase significantly in the future. Since the ultimate goal of the networks to meet the requirements will be a really decentralized structure in which all systems can act both as a server and as a client, the data flow through peer-to-peer connections will increase.
  • the network will therefore have to create more direct connections to the different peers, e.g. Desktop computers can be connected directly via the backbone internet.
  • the traditional public telephone network PSTN: Public Switched Telephone Network
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • the so-called "last mile” plays a decisive role in determining the QoS parameters that a provider or provider of telephone services can guarantee the user.
  • the last mile is the distance between the last distribution station of the public telephone network and the end user.
  • the last mile rarely consists of high-performance fiber optic cables, but is mostly based on the usual copper wire cabling, such as cables with 0.4 or 0.6 mm wire diameter.
  • the cables are not installed underground in protected floor line construction, but also consist of landlines on telephone poles, among others. This creates additional disturbances.
  • Another problem in determining the maximum QoS parameters is the so-called crosstalk problem.
  • This problem arises when modulating the signal on the line e.g. from end user to the distribution point of the telephone network operator and vice versa.
  • digital signals e.g. the xDSL technologies (Digital Subscriber Line) are known, such as ADSL (Asymmetrie Digital Subscriber Line), SDSL (Symmetrie Digital Subscriber Line), HDSL (High-data-rate DSL) or VDSL (Very high speed Digital Subscriber Line).
  • the crosstalk mentioned is the physical phenomenon that occurs when modulating data over a copper cable. Adjacent copper cable wires within a copper cable receive partial signals in pairs generated by the modem via electromagnetic interaction.
  • near-end crosstalk which describes the unwanted signal coupling of signals from the transmitter (transmitter) at one end to the signals at the receiver (receiver) at the same end
  • far-end crosstalk FXT
  • the maximum transfer rate Determined over the last mile by direct measurements using the remote measurement systems A digital signal processor is installed at each local distribution station, a telephone network operator (e.g. several thousand in Switzerland). A so-called “single ended measurement” is carried out by means of the digital signal processor, since on the other side of the last mile the user does not need to install any devices. In principle, however, the measurements are also possible by means of "double ended measurementment". However, installations of measuring devices at both ends of the line are necessary.
  • the disadvantages of the prior art include high costs due to the installation of remote measurement systems at each local distribution station and an uncertainty or an unknown error in the measurement, which are not exactly known, since the measurements are carried out only on one side (single ended) and two-sided measurements would be necessary to determine the error. A two-sided measurement would not be feasible either in terms of personnel and time, nor in terms of costs.
  • the prior art lacks algorithms with their hardware or software implementation for calculating or predicting the maximum possible bit rates of a network connection. Installation of the remote measurement systems at the fewer central distribution stations instead of the local distribution stations shows that the measurements are so uncertain that they are unsuitable for determining the maximum possible data throughput rate for a specific line to an end user.
  • these objectives are achieved by the invention in that, for classifying network connections, geographic coordinates of a transmitter and a receiver of a network connection to be classified are known, and based on known data from network connections, one or more distance factors are determined by means of a calculation unit and a determinable one Probability assigned are transferred to a data carrier of the accounting unit, the distance factors indicating the effective network connection length as a function of the air distance and the determinable probability of whether a determined network connection length is shorter or longer than its effective network length is determined by means of a security factor that is based on the one or more distance factors, the security factor and the geographic coordinates of the transmitter and the receiver of the network connection to be classified with by means of the accounting unit, the effective network connection length is determined and assigned to a data carrier of the accounting unit of the network connection to be classified, that at least one vaporization distribution factor is determined based on known data from network connections and is transferred to a data carrier of the accounting unit, the at least one vaporization distribution factor being the ratio which attenuates different connecting
  • An advantage of the invention is, inter alia, that the method and system for the first time allow simple and quick determination of the data transfer margin without having to carry out an immense technical, personnel and time effort.
  • the uncertainties can be corrected by means of the correction mentioned without, as in the case of the remote measurement systems for measuring the data transfer margins and / or the bit rates, a different, not exactly known uncertainty or unknown error in the measurement is corrected for each local distribution station which error is difficult to estimate due to the single ended (single ended), since two-sided measurements would be necessary to determine the error.
  • a slope factor and an abscissa are determined as distance factors by means of the calculation unit, a linear dependency between air distance and effective network connection length being determined.
  • This variant has i.a. the advantage that it is sufficient for most dependencies on network structures and can deliver results within the required accuracy. This is more than surprising for the person skilled in the art, since such complex dependencies cannot be expected to satisfy a linear function within the desired accuracy. In particular, linear dependencies can be determined and handled more easily and quickly than non-linear ones.
  • the calculation unit determines the distance factors as parameters of a polynomial of at least 2nd degree.
  • This embodiment variant has the advantage, among other things, that it can reproduce any desired accuracy depending on the order of the polynomial used and the maximum deviation required for the dependency between air distance and effective network connection length. However, it is surprising and unexpected that very high degree polynomials are hardly necessary to meet the requirements of this method.
  • a probability between 0.85 and 0.95 is selected using the safety factor.
  • This embodiment variant has the advantage, among other things, that the error rate and the maximum deviation are limited to an accuracy required for the method and the device.
  • the safety factor has a value between 700 and 800.
  • the unit for this embodiment variant is meter (m). This variant has i.a. the same advantages as the previous variant.
  • a linear dependence of the damping on one another is determined by means of a damping distribution factor.
  • This variant has i.a. the advantage that it is sufficient for most dependencies on network structures and can deliver results within the required accuracy. This is more than surprising for the person skilled in the art, since such complex dependencies cannot be expected to satisfy a linear function within the desired accuracy. In particular, linear dependencies can be determined and handled more easily and quickly than non-linear ones.
  • This variant applies in particular to networks with connections consisting of two different cables with different wire thicknesses, such as Copper cable with 0.4 mm and 0.6 mm wire diameter.
  • the billing unit determines corrected data transfer margins using at least one correction factor based on the stored data transfer margins and stores them assigned to the respective physical lengths and cable core thicknesses of the network connection on a data carrier of the billing unit, the correction factor being an average deviation of the stored data transfer margins from the effective data transfer margins includes.
  • This variant has i.a. the advantage that factors that determine an additional deviation
  • Data transfer margins to the effective data transfer margins can be taken into account. This includes, for example, deviations caused through a good or bad implementation of the modem by the manufacturer or through additional internal noise due to quantization noise or a bad mutual adjustment of the equalizer.
  • the noise levels are determined using
  • Calculation unit determined depending on at least crosstalk parameters and number of sources of interference based on the performance spectra.
  • the at least one correction factor represents a non-linear dependency with regard to the physical lengths and / or cable core thicknesses, i.e. the correction factor can be determined by a non-linear function, e.g. a polynomial function of a degree higher than 1 can be represented.
  • This variant has i.a. the advantage that much more complex dependencies can be taken into account and corrected than with linear correction factors.
  • the performance spectrum is measured as a function of the transmission frequency for ADSL and / or SDSL and / or HDSL and / or and / or VDSL modem types.
  • the possible SDSL modem types can include at least one G.991.2 modem type and / or the ADSL modem types can include at least one G.992.2 modem type.
  • the data transfer margins for at least data transfer modulations 2B1Q and / or CAP and / or DMT and / or PAM can be determined by means of the Gaussian transformation module.
  • the data transfer margins for at least the trellis modulation coding can also be determined by means of the Gaussian transformation module.
  • geographic coordinates for classifying network connections ordinates of a transmitter and a receiver of a network connection to be classified are known that one or more distance factors are determined based on known data from network connections by means of a calculation unit and are assigned to a determinable probability and transferred to a data carrier of the calculation unit, the distance factors being the effective network connection length state depending on the air distance and the determinable probability of whether a determined network connection length is shorter or longer than its effective network length is determined by means of a security factor that is based on the distance factors, the security factor and the geographic coordinates of the transmitter and the recipient of the classifications Network connection by means of the accounting unit, the effective network connection length is determined and the data to be classified on a data carrier of the accounting unit n assigned network connection, that at least one attenuation distribution factor is determined based on known data from network connections and is transferred to a data carrier of the accounting unit, the at least one attenuation distribution factor indicating the ratio of the attenuations of different connecting sections of
  • This embodiment variant has the advantage, among other things, that the method and system enable simple and fast determination of the bit rates for the first time allowed without having to go through an immense amount of technical, personnel and time effort.
  • the uncertainties can be corrected by means of the correction mentioned without, as in the case of the remote measurement systems for measuring the data transfer margins and / or the bit rates, a different, not exactly known uncertainty or unknown error in the measurement has to be corrected for each local distribution station Which errors are difficult to estimate due to the one-sided nature (single ended), since two-sided measurements would be necessary to determine the error.
  • a slope factor and an abscissa are determined as distance factors by means of the calculation unit, a linear dependency between air distance and effective network connection length being determined.
  • This variant has i.a. the advantage that it is sufficient for most dependencies on network structures and can deliver results within the required accuracy. This is more than surprising for the person skilled in the art, since such complex dependencies cannot be expected to satisfy a linear function within the desired accuracy. In particular, linear dependencies can be determined and handled more easily and quickly than non-linear ones.
  • the calculation unit determines the distance factors as parameters of a polynomial of at least 2nd degree.
  • This variant has i.a. the advantage that it can reproduce any accuracy depending on the order of the polynomial used and the required maximum deviation for the dependence between air distance and effective network connection length.
  • very high degree polynomials are hardly necessary to meet the requirements of this method.
  • a probability between 0.85 and 0.95 is selected using the safety factor.
  • This embodiment variant has the advantage, among other things, that the error rate and the maximum deviation are limited to an accuracy required for the method and the device.
  • the safety factor has a value between 700 and 800.
  • the unit for this embodiment variant is meter (m). This variant has the same advantages as the previous variant.
  • a linear dependence of the damping on one another is determined by means of a damping distribution factor.
  • This variant has i.a. the advantage that it is sufficient for most dependencies on network structures and can deliver results within the required accuracy. This is more than surprising for the person skilled in the art, since such complex dependencies cannot be expected to satisfy a linear function within the desired accuracy. In particular, linear dependencies can be determined and handled more easily and quickly than non-linear ones.
  • This variant applies in particular to networks with connections consisting of two different cable core thicknesses, e.g. Copper cable with 0.4 mm and 0.6 mm core diameter.
  • the billing unit determines corrected bit rates by means of at least one correction factor based on the stored bit rates and stores them assigned to the respective physical lengths and cable core thicknesses of the network connection on a data carrier of the billing unit, the correction factor being an average deviation of the stored bit rates from the effective bit rates.
  • This variant has i.a. the advantage that factors that cause an additional deviation of the determined bit rates from the effective bit rates can be taken into account. These include e.g. Deviations caused by good or bad implementation of the modem by the manufacturer or by additional internal noise due to quantization noise (analog to digital conversion) or a poor mutual adjustment of the equalizer.
  • the performance spectrum is measured as a function of the transmission frequency for ADSL and / or SDSL and / or HDSL and / or and / or VDSL modem types.
  • the possible SDSL mo- The types can include at least one G.991.2 modem type and / or the ADSL modem types can include at least one G.992.2 modem type.
  • the Gaussian transformation module uses the Gaussian transformation module to determine the data transfer margins for at least the data transmission modulations 2B1 Q and / or CAP and / or DMT and / or PAM to be determined. You can also use the
  • the data transfer margins for at least the trellis modulation coding are determined.
  • This variant has i.a. the advantage that common standard technologies are used for the xDSL modem types, the data transmission modulations mentioned and the trellis modulation coding, which are easily available on the market and whose use is widespread both in Europe and in the USA etc.
  • the correction factor comprises a non-linear dependency with regard to the physical lengths and / or cable core thicknesses, i.e. the correction factor can be determined by a non-linear function, e.g. a polynomial function of a degree higher than 1 can be represented.
  • a non-linear function e.g. a polynomial function of a degree higher than 1 can be represented.
  • bit rates for data transfer margins between 3 and 9 dB are determined using the Gaussian transformation module.
  • This variant has i.a. the advantage that the range between 3 and 9 dB allows reception with the most demanding QoS parameters.
  • the range of data transfer margins between 3 and 9 dB allows the bit rate to be optimized with respect to the other QoS parameters.
  • bit rates for a data transfer margin of 6 dB are determined using the Gaussian transformation module.
  • This variant has the same advantages as the previous variant.
  • a data margin of 6 dB allows the bit rate to be optimized with respect to the other QoS parameters.
  • the present invention also relates to an apparatus for carrying out this method.
  • FIG. 1 shows a block diagram which schematically shows the architecture of an embodiment variant of a system according to the invention for determining data transfer margins or bit rates for a network connection 12 with a specific physical length 13 between a transmitter 10 and a receiver 11.
  • FIG. 2 schematically shows a crosstalk interaction with near-end crosstalk (Next) 51, which describes the unwanted coupling of signals 50 from transmitter 10 (transmitter) at one end to signals 50 at receiver 1 1 (receiver) at the same end, and Far-End Crosstalk (FEXT) 52, which describes the unwanted coupling of signals 50 during transmission to the receiver 11 at the other end, the signals 50 coupling during transmission to signals 50 from adjacent copper pair wires and at the receiver 11 as noise ( Noise) appears.
  • Next near-end crosstalk
  • FXT Far-End Crosstalk
  • FIG. 3 schematically shows the transmission distance of the network connection as a function of the transmission rate (bit rate) for ADSL modems, as can be obtained with a system according to the invention.
  • the reference numbers 60 and 61 denote different noise environments.
  • FIG. 4 schematically shows the so-called last mile of the public telephone network (PSTN: Public Switched Telephone Network), as it typically exists between the end user at home and a network which is to be reached via the public telephone network.
  • FIG. 5 shows a diagram of an example of a data sample for an existing network, the data sample comprising 20000 measured network connection of the last mile of a telephone network.
  • FIG. 6 shows a diagram with the mean deviation of the effective network connection length D e from the determined network connection length D a .
  • the X-axis indicates the mean deviation ⁇ D in meters and the Y-axis the size of the data sample used, ie the number N of known network connections.
  • Figure 7 shows schematically the ratio R t of 0.4 mm copper cable t ⁇ to 0.6 mm copper cable t 2 on the last mile in the public telephone network.
  • the X axis indicates the effective network connection length D e , ie its physical length, and the Y axis the percentages R t of a respective cable type.
  • FIG. 8 shows a diagram of an example of a determination 2011/2012 of the one or more distance factors and the safety factor.
  • the X axis indicates the effective network connection length D e in meters and the Y axis also the air distance of the network connections D a in meters.
  • FIG. 9 schematically represents the sequence of a method according to the invention.
  • the four-digit reference numbers each refer to FIG. 9.
  • Figure 1 illustrates an architecture that can be used to implement the invention.
  • the geographic coordinates of a transmitter 10 and a receiver 11 of a network connection 12 to be classified are known 1000.
  • the coordinates can be specified, for example, in longitude and latitude with sufficient accuracy, but other coordinates or location information for designating the relative, geographical position of transmitter 10 and receiver 11 to one another are also conceivable.
  • the effective cable length must be known within a known deviation. In practice, however, often only the air distance can be determined with a reasonable amount of effort (costs, time, personnel and material costs, etc.).
  • the air distance between transmitter 10 and receiver 11 is determined, for example by means of a calculation unit 30, on the basis of the coordinates or locations of the relative, geographical location of transmitter 10 and receiver 11.
  • the air distance can be stored, for example, on a data carrier of the accounting unit 30.
  • the billing unit 30 determines 3010 one or more distance factors 2011 based on a data sample 4010 selected from known data 5000 from network connections.
  • the sequence of a method according to the invention is shown schematically in FIG. 9, to which the four-digit reference numbers also refer.
  • the data 5000 can be, for example, experimentally determined data or otherwise known data from network connections, which include the air distance and the effective, physical line length of these network connections.
  • the distance factors 2011 are thus determined as a function of a probability, the probability being determinable, and describe the effective network connection length D e as a function of the air distance D a . Furthermore, the distance factors 2011 associated with the determinable probability can be transferred to a data carrier of the accounting unit 30. A slope factor and an abscissa can be determined as distance factors 2011 by means of the calculation unit 30, a linear dependency between the air distance D a and the effective network connection length D e being determined. For example, it is also possible to use the calculation unit 30 to determine the distance factors 2011 as parameters of a polynomial of the 2nd degree or higher.
  • the determinable probability which can be determined by means of a security factor 2012, indicates whether a determined network connection length is shorter or longer than its effective network length D e .
  • the probability can be selected between 0.85 and 0.95 using the safety factor.
  • the safety factor in the case of the last mile can have a value between 700 and 800, for example, the unit being meters (m).
  • Figure 5 shows an example of a data sample for an existing network.
  • the data sample includes 200O00 measured network connections over the last mile (see below).
  • the connections mainly consist of traditional telephone connections with copper cable with 0.4 mm and 0.6 mm wire diameter.
  • the example shows a clear correlation, although Hesse expects the complexity of such network structures to be more complicated for the person skilled in the art.
  • the X-axis indicates the effective network connection length D e in meters and the Y-axis the air distance of the network connections D a also in meters.
  • Figure 8 shows an example of a determination of the one or more
  • the X axis indicates the effective network connection length D e in meters and the Y axis also the air distance of the network connections D a in meters.
  • the data points can, for example, have been selected 4010 from a data sample with known data 5000 from network connections 4010.
  • the distance factors 2011 and the safety factor 2012 can be determined, for example, using a fitting module.
  • a linear dependency between the air distance D a and the effective network connection length D e was determined, an increase factor a and an abscissa b being determined as distance factors 2011 by means of the calculation unit 30.
  • the abscissa b results from the different connection locations (e.g.
  • S the probability can be determined whether a determined network connection length is shorter or longer than its effective network length D ⁇ . In the example shown with y s from FIG. 8, the probability was set to 0.9 using the safety factor S 2012.
  • a mixed data set city, suburb, country, mountains
  • the standard deviations ⁇ reflect the spread of the differences between the effective network connection length and the determined network connection length.
  • the mean deviation in meters of the effective network connection length D e from the determined network connection length D a is approximately independent of the network connection length and is shown in FIG. 6 for the exemplary embodiment.
  • the X-axis indicates the mean deviation ⁇ D in meters and the Y-axis the size of the data sample used, ie the number N of known network connections.
  • the effective network connection length ie its physical length, is determined 1010 and on a data carrier of the calculation unit using the geographic coordinates of the transmitter 10 and the receiver 11 of the network connection 12 to be classified 30 assigned to the network connection 12 to be classified.
  • the physical length means the effective cable length, that is to say not, for example, the air distance, between the transmitter 10 and the receiver 11.
  • the network connection 12 should consist of an analog medium, such as copper wire cabling.
  • copper cables with a 0.4 or 0.6 mm core diameter, for example, were used, as are typically used on the last mile of the public telephone network (PSTN: Public Switched Telephone Network). The last mile is shown schematically in Figure 4.
  • the reference number 70 here designates a router to a network which, for example, via a 10 BT Ethernet 77 and the public telephone network (PSTN) 72 one is connected to a modem terminal server 71.
  • the modem terminal server 71 can be a DSL access multiplexer (DSLAM).
  • the reference number 72 is the public telephone network (PSTN), to which the modem terminal server 71 is connected, for example via a glass fiber cable 78.
  • the public telephone network 79 rsp. the modem terminal server 71 is typically connected to a modem 74 of a personal computer (PC) 75 via a copper wire cable 79 and via the telephone box 73.
  • the reference number 79 is the so-called "last mile" from the telephone operator's distribution station to the end user.
  • the end user 76 can thus directly access the router 70 by means of the connection described using his PC.
  • the common copper telephone lines can consist of 2-2400 pairs of copper wires.
  • other analog media in particular copper cables with, for example, other wire diameters, are also conceivable.
  • the network connections 12 can not only have different diameters or thicknesses 114, 142, 143, 144, but that a single network connection can consist of a combination of cables with different wire diameters or thicknesses, ie that the network connection comprises several sections with cables of different core thickness.
  • At least one attenuation distribution factor 2020 is determined 3020 based on a data sample 4020 selected from known data 5000 from network connections and transmitted to a data carrier of the accounting unit 30, the at least one attenuation distribution factor 2020 indicates the ratio of the attenuations of different connecting sections of a network connection to one another.
  • the vaporization distribution factor 2020 can be determined as a linear factor. However, the at least one vaporization distribution factor 2020 can also be a non-linear one
  • the network connections comprise 0.4 mm and 0.6 mm wire diameters of the copper wire cable, as are common on the last mile. Since only two types of cables are used, the determination of an attenuation Distribution factor 2020.
  • the connection cables have different electrical properties and different attenuation according to their different diameters. It is therefore important for the process that at least the ratio of the proportions of copper cable with 0.4 mm core diameter and copper cable with 0.6 mm core diameter of a network connection is known within the required accuracy.
  • the public telephone network is usually designed so that the total DC impedance (DC: Direct Current) is within a certain range. This property is used to determine when the user picks up the phone to make a phone call.
  • DC Direct Current
  • the calculation unit 30 can also determine the function of the vaporization distribution factor as a function of the connection length 2020 using a fitting module based on known data 5000 from network connections. In this exemplary embodiment, a linear factor was used as the vaporization distribution factor 2020 with
  • FIG. 7 shows the dependency R t schematically with ti as a cable component with a 0.4 mm core diameter and t 2 as a cable component with a 0.6 mm core diameter.
  • the X-axis indicates the effective network connection length D e , ie its physical length, and the Y-axis the percentages Rt of a respective cable type.
  • the attenuation distribution factor for the network connection to be classified is determined 1020 and transferred to a data carrier of the accounting unit 30 of the network connection 12 to be classified.
  • data transfer margins 2030 for determining maximum data throughput rates for different modem types are determined 1030 and associated with a physical length 13 and cable thickness 141, 142, 143, 144 of a network connection 12 are stored on a data carrier of the accounting unit 30.
  • a power spectrum PSD or (/) is measured as a function of the transmission frequency / for possible modem types 101, 102, 103, 104 by means of power measurement device 20 and transferred to a data carrier of a billing unit 30.
  • the power spectrum is also referred to as the Power Spectral Density (PSD) and, for a specific bandwidth of a continuous frequency spectrum, represents the total energy of the specific frequency bandwidth divided by the specific bandwidth.
  • PSD Power Spectral Density
  • the division by the bandwidth corresponds to a standardization.
  • the PSD is therefore a function depending on the frequency / and is normally specified in watts per hertz.
  • a simple A / D converter for example, can be used for power measurement by means of power measurement device 20 at receiver 11, the voltage being applied via a resistor.
  • a wide variety of modem types can be used to modulate digital signals on line 12, for example from end users to the distribution station of the telephone network operator and vice versa.
  • xDSL technologies Digital Subscriber Line
  • ADSL Asymmetry Digital Subscriber Line
  • SDSL Symmetry Digital Subscriber Line
  • xDSL High-data-rate DSL
  • VDSL Very high speed Digital Subscriber Line
  • the xDSL technologies are sophisticated modulation schemes for modulating data on copper lines or other analog media.
  • xDSL technologies are sometimes referred to as "last mile technology" precisely because they are usually used to connect the last telephone network distribution station to the end user in the office or at home and not between the individual Telephone network distribution station can be used.
  • xDSL is similar to ISDN (Integrated Services Digital Network) in that it can operate over the existing copper lines and both need a relatively short distance to the nearest distribution station of the telephone network operator.
  • ISDN Integrated Services Digital Network
  • ADSL Data transfer rates up to 32 Mbps (bps: bits per second) downstream rate (transfer rate when receiving data, ie when modulating) and from 32 kbps to 6 Mbps upstream rate (transfer rate when sending data, ie when demudulating), while ISDN per channel data transfer rates supported by 64kbps.
  • ADSL is a technology that has become very popular recently for modulating data over copper lines. ADSL supports data transfer rates from 0 to 9 Mbps downstream rate and 0 to 800 kbps upstream rate. ADSL is called asymmetrical DSL because it supports different downstream and upstream rates. In contrast, SDSL or symmetrical DSL means symmetrical because it supports the same downstream and upstream rates. SDSL allows the transmission of data up to 2.3 Mbps.
  • ADSL sends digital pulses in a high-frequency area of the copper cable. Since these high frequencies are not used in normal sound transmission in the listening area (eg voices), ADSL can work simultaneously for the transmission of telephone calls over the same copper cable, for example.
  • ADSL is widespread in North America, while SDSL was developed primarily in Europe. ADSL and SDSL require specially equipped modems for this.
  • HDSL is a representative for symmetrical DSL (SDSL).
  • SDSL The standard for symmetrical HDSL (SDSL) is currently G.SHDSL, known as G.991.2, as it was developed as an international standard by the CCITT (Comite Consulatif International Telephonique et Brassique) of the ITU (International Telecommunication Union).
  • G.991.2 supports receiving and sending symmetrical data streams over a simple pair of copper wires with transfer rates between 192 kbps and 2.31 Mbps.
  • G.991.2 was developed to include the properties of ADSL and SDSL and standard protocols such as the IP (Internet Protocol), in particular the current versions IPv4 and IPv6 or IPng of the IETF (Internet Engineering Task Force) and TCP / IP (Transport Control Protocol), ATM (Asynchronous Transfer Mode), T1, E1 and ISDN supported.
  • IP Internet Protocol
  • IPv4 and IPv6 or IPng of the IETF Internet Engineering Task Force
  • TCP / IP Transport Control Protocol
  • ATM Asynchronous Transfer Mode
  • T1, E1 and ISDN supported The last of the xDSL technologies here is VDSL (Very high speed Digital Subscriber Line) mention.
  • VDSL transmits data in the range of 13 - 55 Mbps over short distances (usually between 300-1500m) via twisted-pair copper cables.
  • VDSL With VDSL, the shorter the distance, the higher the transmission rate.
  • VDSL connects a user's office or home to an adjacent optical network unit (ONU), which is typically connected to the main fiber optic network (backbone) of a company, for example.
  • ONU optical network unit
  • backbone main fiber optic network
  • VDSL allows the user to access the network with maximum bandwidth over the normal telephone lines.
  • the VDSL standard has not yet been fully defined.
  • DMT Discrete Multitone
  • Other VDSL technologies have a line coding scheme based on Quadature Amplitude Modulation (QAM), which is cheaper than DMT and uses less energy.
  • QAM Quadature Amplitude Modulation
  • the modem types can comprise ADSL and / or SDSL and / or HDSL and / or and / or VDSL modem types (101, 102, 103, 104).
  • the possible SDSL modem types (101, 102, 103, 104) can include at least one G.991.2 modem type and / or the ADSL modem types (101, 102, 103, 104) can include at least one G.992.2 modem type.
  • this list is not intended in any way to limit the scope of the invention; on the contrary, other types of modem are conceivable.
  • the calculation unit 30 determines the attenuation H for various physical lengths 13 and core thicknesses of the cables 141, 142, 143, 144, such as 0.4 mm and 0.6 mm, of a network connection 12 and the effective signal strengths S (/) at the receiver 11 based on
  • the attenuation H (/) and the power spectrum PSD (/) associated with the respective physical lengths L 13 and cable core thicknesses D 141, 142, 143, 144 are stored in a first list on a data carrier of the accounting unit 30.
  • the attenuation H (/, L, D) is like the effective signal strength S (/) a function depending on the frequency /.
  • the signal transmitted from the transmitter 10 signal is thus PSD odem M (/).
  • the noise level N (/) 40 associated with the respective physical lengths 13 and cable core thicknesses 141, 142, 143, 144 of the network connection 12 is stored on a data carrier of the billing unit 30, the noise level N (/) 40 using the billing unit 30 in Dependency at least on crosstalk parameters Xtalktype and number of interference sources A is determined based on the power spectrum PSD. ie
  • index i goes over all interference modulations (SModem) depending on their Xtalk type, which act on parallel connections of the network connection.
  • PSDs odem (i) is the performance spectrum of the i-th modem.
  • Hxp is the damping depending on the crosstalk.
  • the problem of crosstalk is the physical phenomenon that occurs when modulating data over a copper cable. Adjacent copper cable wires within a copper cable receive partial signals in pairs generated by modems via electromagnetic interaction. As a result, xDSL modems that are transmitted on neighboring wires interfere with each other.
  • the common telephone copper lines consist of 2 to 2400 copper wires.
  • the data stream at the transmitter is divided into multiple parallel data streams and recombined at the receiver, which increases the effective data throughput by a factor of 4. This would allow data transmission at up to 100Mbps.
  • the same four pairs of wires can be used to simultaneously carry the same amount of data in the opposite direction.
  • the bidirectional data transmission over each pair of copper wire doubles the information capacity that can be transmitted. In this case, this increases the data transmission rate eightfold compared to conventional transmissions in which two pairs are used for each direction.
  • the crosstalk noise is strong for data transmission as described above limiting factor.
  • Xtalk type crosstalk cards
  • near-end crosstalk (next) 51 which describes the unwanted signal coupling from the signals 50 of the transmitter (transmitter) 10 at one end to the signals 50 at the receiver (receiver) 10 at the same end
  • Far End crosstalk (FEXT) 52 which describes the unwanted signal coupling of signals 50 during transmission to the receiver 11 at the other end, the signals 50 coupling to signals 50 from adjacent copper pair wires during transmission and appearing as noise (receiver) in the receiver 11 (see Figure 1).
  • NEXT 51 has only one near-end interference source.
  • Xtalktype is therefore dependent on the location and the stream (up / down), ie Xtalktype (stream, location).
  • the billing unit 30 determines the data transfer margins using a Gaussian transformation module 31 based on the effective signal strengths S (/) of the first and the corresponding noise level R (/) of the second list for different data transmission modulations and / or modulation codes for a predefined bit rate and stores the data transfer margins for the respective physical ones Lengths 13 and cable core thicknesses 141, 142, 143, 144 of the network connection 12 assigned to the computing unit 30 on a data carrier.
  • Signal strengths S () of the first list and the noise levels N (/) can be determined by means of the calculation unit 30, the signal S to noise R ratio SNR (signal to noise ratio), wherein:
  • T is the symbol interval or half the inverse of the Nyquist frequency.
  • the Nyquist frequency is the highest possible frequency that can still be exactly sampled.
  • the Nyquist frequency is half the sampling frequency because unwanted frequencies are generated when a signal is sampled whose frequency is higher than half the sampling frequency.
  • n is the summation index. In practice, it is usually sufficient for n to run from -1 to 1. If that is not enough, further maxima 0, ⁇ 1 / T, ⁇ 2 / T etc. can be added until the desired accuracy is achieved.
  • the data transfer margins depend on the data transmission modulations and / or modulation encodings, as mentioned above.
  • HDSL modems 2B1 Q modulation (2 binary, 1 quarterary) and CAP modulation (Carrierless Amplitude / Phase Modulation) as an example for ADSL DMT modulation (Discrete Multitone Technology) and with regard to Modulation coding for trellis-coded signals.
  • CAP modulation Carrierless Amplitude / Phase Modulation
  • ADSL DMT modulation Discrete Multitone Technology
  • Modulation coding for trellis-coded signals.
  • PAM Pulse Amplitute Modulation
  • DMT modulation is used in ADSL modems and has a variable bit rate.
  • CAP and DMT use the same fundamental modulation technology: QAM (Quadrature Amplitude Modulation), although this technology is used differently.
  • QAM enables two digital carrier signals to occupy the same transmission bandwidth.
  • Two independent so-called message signals are used to modulate two carrier signals that have an identical frequency but differ in amplitude and phase.
  • QAM receivers can differentiate whether a small or a large number of amplitude and phase states are required to avoid noise (noise) and interference, for example on a pair of copper wires.
  • 2B1 Q modulation is also known as "4 Level Pulse Amplitude Modulation" (PAM).
  • ⁇ can be determined depending on the error rate (symbol error rate) ⁇ s .
  • ⁇ s for example:
  • G c is a complementary Gaussian function for both encodings with:
  • M for the 2B1Q modulation
  • M for the CAP modulation
  • M is the constellation size MxM
  • T is the symbol interval or half the inverse of the Nyquist frequency.
  • the dependency is different for ADSL modems with DMT modulation.
  • ADSL has a variable bit rate. This can also be seen in M c .
  • M where ⁇ (/) is the signal-to-noise ratio S (/) / N (/).
  • ⁇ / is the entire frequency range or the whole
  • Frequency band which is used for the transmission.
  • the integration is carried out via the frequency.
  • D is the bit rate, for example, in b / s (bits / seconds)
  • r is a correction factor.
  • the integration is carried out via the frequency /. Analogously to this, it can also be carried out over time or another physical quantity, the expression above then having to be adapted accordingly.
  • the accounting unit 30 determines the effective data transfer margins by means of at least one correction factor based on the stored data transfer margins.
  • the correction factor for this exemplary embodiment was chosen in such a way that a sufficient correspondence between the data transfer margins obtained and the effective data transfer margins is achieved. For example, +/- 3dB was assumed to be sufficient for this, although other values are also conceivable. In order to obtain this maximum deviation of +/- 3dB, two parameters are determined. M
  • mp takes into account the good or bad implementation of a modem by the manufacturer. Mim P was introduced due to the fact that the same modems with comparable hardware and the same
  • N int was introduced as the second parameter.
  • Nj nt takes into account the quantization noise in the modem (analog to digital conversion), as well as a possible poor adjustment of the equalizer during transmission.
  • the equalizer in the modem adjusts the transmission rate to the conditions of the network connection, such as line attenuation, phase distortion, etc., by means of a training sequence which is sent back and forth between the two communicating modems.
  • a poor adjustment by the equalizer leads to a distortion of the results and has to be corrected.
  • the following expression can be used for linear equalizers:
  • SNRiinearEq is the signal-to-noise ratio
  • S e is the signal that the equalizer receives
  • N e is the noise and / the frequency.
  • DFE Decision Feedback Equalizer
  • SNRiinearEq is the signal to noise ratio
  • S e is the signal received by the equalizer as above
  • N e is the noise and / the frequency.
  • the accounting unit 30 can use the following approximation to determine SNRDFE, for example: SNR DFE
  • N (f) ⁇ PSD stvlod ⁇ (f) * Hxp 2 ⁇ f, L, D, xtalktype ,, n l ) + N il ⁇ i
  • the correction can be implemented in the calculation unit 30 in hardware or software in a module. It is important to point out that with such a module, based on the correction Nj nt, a variable noise factor is introduced which, for example, can take equalizer tuning into account. This cannot be found in the prior art and is one of the most important
  • the correct values for M c and N ⁇ nt can be obtained by the calculation unit 30 in comparison with experimental data.
  • the calculation unit 30 must have access to data from various experiments in order to be able to determine the parameters correctly within the desired deviation.
  • the correction factors which consequently comprise an average deviation of the stored data transfer margins from the effective data transfer margins, the effective data transfer margins are determined as described above and likewise assigned to the respective physical lengths L 13 and cable core thicknesses D 141, 142, 143, 144 of the network connection 12 on one Data carrier of the accounting unit 30 is stored.
  • the correction factors do not necessarily have to be linear factors, ie constants, but can just as well include correction functions with a non-linear dependency. Depending on the application, this could also take into account more complicated deviations in the experimental data.
  • the accounting unit 30 determines based on the stored effective data transfer margins on the basis of the known physical length 13 of the network connection 12 to be determined between the transmitter 10 and the data transfer margin for a specific network connection 12 to the receiver 11. As mentioned several times, the data transfer margins are given in dB. The modem typically runs for values> 0 dB, while it does not run for values ⁇ 0 dB.
  • FIG. 3 shows the transmission distance of the network connection as a function of the transmission rate (bit rate) for ADSL modems.
  • bit rate transmission rate
  • the data transfer margins / bit rates for the network connection to be classified are determined 1030 and transferred to a data carrier of the accounting unit 30 of the network connection 12 to be classified.
  • the network connection to be classified can be classified 1040 according to its maximum data throughput rate by means of a calculation unit 30.
  • the classification can in particular include the maximum possible data transmission rate for the network connection to be classified.
  • the results of the classification can be entered on a screen, a printer module or some other output. Unit can be made available to a user 1050.
  • the device can be connected to the Internet via a graphic interface, for example, and any telephone subscriber of a telephone network service provider can easily determine whether his connection (eg at home) is suitable for a specific network connection or not.

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen basierend auf den geographische Koordinaten eines Senders (10) und eines Empfängers (11) einer zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) bekannt sind. Mittels einer Verrechnungseinheit (30) werden ein oder mehrere Distanzfaktoren (2011) ermittelt (3010), wobei die Distanzfaktoren (2011) die effektive Netzwerkverbindungslänge in Abhängigkeit der Luftdistanz angeben. Ein Dämpfungsverteilungsfaktor (2020) wird basierend auf bekannten Daten (5000) von Netzwerkverbindungen bestimmt (3020), welcher das Verhältnis der Dämpfungen unterschiedlicher Verbindungsteilstücken einer Netzwerkverbindung (12) zueinander angibt. Weiter werden Datentransfermargins (2030) zur Bestimmung maximaler Datendurchsatzraten für verschiedene Modemtypen ermittelt. Basierend auf der effektiven Netzwerkverbindungslänge, Dämpfungsverteilungsfaktor (2020) und den Datentransfermargins wird die zu klassierende Netzverkverbindung (12) mittels Verrechnungseinheit (30) entsprechend ihrer maximalen Datendurchsatzrte klassiert. Insbesondere betrifft das Verfahren Netzwerke basierend auf Kupferdrahtverbindungen, wie z.B. die letzte Meile in Telefonnetzen.

Description

Verfahren und System zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen, in welchem Verfahren und System die geographischen Anfangs- und Endkoordinaten einer zu klassierenden Netz- Werkverbindung zwischen einem Sender und einem Empfänger bekannt sind. Insbesondere betrifft das Verfahren Netzwerke basierend auf Kupferdrahtverbindungen, wie z.B. die letzte Meile in Telefonnetzen.
Traditionelle Telefonnetzdienste, auch als POTS (Piain Old Telephone Service) bezeichnet, verbinden üblicherweise Haushaltungen und kleinere Betriebe mit einer Verteilerstation des Telefonnetzbetreibers über Kupferdrähte, die umeinander gewunden sind und Twisted Pair genannt werden. Diese waren ursprünglich dazu gedacht, analoge Signale, insbesondere Ton- und Stimmübertragungen zu gewährleisten. Diese Anforderungen haben sich aber spätestens mit dem Aufkommen des Internets und den damit zusam- menhängenden Datenströmen geändert und ändern sich heute noch einmal rasant, durch das Bedür nis, mit Echtzeit- und Multimediaapplikationen zu Hause und/oder im Büro arbeiten zu können.
Datennetzwerke, wie z.B. Intranet und Internet, beruhen stark auf sogenannten Shared Medien, d.h. auf paketorientierten LAN (Local Area Net- work) oder WAN (Wide Area Network) Technologien sowohl für Breitband- Backbone zwischen Switches und Gates als auch lokale Netzwerkverbindungen mit kleineren Bandbreiten. Die Benutzung von Paketmanagersystemen, wie z.B. Bridges oder Routers, sind weit verbreitet, um die lokalen LAN-Netz- werke mit dem Internet zu verbinden. Ein Internet Router muss dabei fähig sein, Pakete, basierend auf verschiedensten Protokollen, wie z.B. IP (Internet Protocol), IPX (Internet Packet eXchange), DECNET, AppleTALK, OSI (Open System Interconnection), SNA (IBM's Systems Network Architecture) etc., entsprechend übertragen zu können. Die Komplexität solcher Netzwerke, um die Pakete weltweit verteilen zu können, ist eine Herausforderung sowohl für den Anbieter von Diensten (Provider) als auch für den Hersteller der benötigten Hardware. Die gebräuchlichen LAN Systeme arbeiten verhältnismässig gut bei Datentransferraten von etwa 100 Mbps. Bei Transferraten oberhalb von 100 Mbps reichen bei den meisten heutigen Netzwerken die Ressourcen des Netzwerkmanagers, wie Packet-Switches, nicht aus, um die Zuweisung der Band- breiten (Allokation) und der Userzugriffe zu verwalten. Natürlich wurde die Nützlichkeit von paketbasierenden Netzwerken zur Übermittlung digitaler Information, im speziellen bei kurzfristigen Übertragungsspitzen, seit langem erkannt. Solche Netzwerke haben gewöhnlich Point-To-Point Struktur, wobei ein Paket von einem einzelnen Absender zu einem einzelnen Empfänger geleitet wird, indem jedes Paket mindestens die Zieladresse umfasst. Ein typisches Beispiel dazu ist der bekannte IP-Header eines IP-Datenpaketes. Das Netzwerk reagiert auf das Datenpaket, indem es das Paket zur Adresse des zugeordneten Headers leitet. Paketbasierende Netzwerke könne auch dazu benutzt werden, Datentypen, die einen kontinuierlicheren Datenfluss benötigen, zu übertragen, wie z.B. Ton- und Audioübertragungen von hoher Qualität oder Videoübertragungen. Die kommerzielle Nutzung der Netzwerke macht es insbesondere wünschenswert, dass paketbasierende Übertragung auch zu mehreren Endpunkten gleichzeitig möglich ist. Ein Beispiel dazu ist das sog. Packet Broadcasting zur Übertragung von Video- oder Audiodaten. Damit lässt sich sog. Pay-TV, das heisst die kostenpflichtige Broadcastübertragung von Videodaten, über das Netzwerk realisieren.
Bei einer nächsten Generation von Applikationen, wie Echtzeit- (Realtime) und Multimediaapplikationen mit ihrem viel grösseren Bedarf an Bandbreite, die zudem zu jedem Zeitpunkt garantiert sein muss, stossen die paketorientierten Netzwerke jedoch an ihre Grenzen. So sollte eine nächste Generation von Netzwerken die Möglichkeit besitzen, die Netzwerke dynamisch zu rekonfigurieren, um dem Benutzer stets eine vordefinierte Bandbreite für angeforderte oder vereinbarte QoS Parameter (Quality of Service) garantieren zu können. Diese QoS umfassen z.B. Zugriffsgarantie, Zugriffsperformance, Fehlertoleranz, Datensicherheit etc. zwischen allen möglichen Endsystemen. Neue Technologien, wie z.B. ATM (Asynchronous Transfer Mode), sollen dabei helfen, in der Langzeitentwicklung der Netzwerke die benötigten Voraussetzungen für das private Intranet wie auch das öffentliche Internet zu schaffen. Diese Technologien versprechen eine ökonomischere und skalierba- rere Lösung für solche mittels QoS-Parameter garantierten High-Performance- Verbindungen.
Eine Änderung für zukünftige Systeme wird insbesondere auch den Datenfluss betreffen. Der Datenfluss basiert heute üblicherweise auf einem Server-Client-Model, d.h. Daten werden von vielen Clients auf oder von einem oder mehreren Netzwerk-Servers übertragen. Die Clients kreieren üblicherweise keine direkte Datenverbindung, sondern sie kommunizieren via Netzwerk-Servern miteinander. Diese Art von Verbindung wird auch weiterhin ihren Stellenwert haben. Trotzdem ist zu erwarten, dass die Datenmenge, die Peer- To-Peer übertragen wird, in Zukunft stark steigen wird. Da das letztendliche Ziel der Netzwerke, um den Anforderungen zu genügen, eine wirklich dezentrale Struktur sein wird, in welchem alle Systeme sowohl als Server wie auch als Client agieren können, wird der Datenfluss durch Peer-To-Peer Verbindungen zunehmen. Damit wird das Netzwerk mehr direkte Verbindungen zu den verschiedenen Peers erzeugen müssen, wobei z.B. Desktop-Computer über das Backbone-Internet direkt verbunden werden.
Damit ist klar, dass es mit den zukünftigen Applikationen immer wichtiger werden wird, dass dem Benutzer vorausbestimmbare QoS-Parameter und grosse Bandbreiten garantiert werden können.
Zur Datenübertragung zum Endbenutzer werden insbesondere das traditionelle öffentliche Telefonnetz (PSTN: Public Switched Telephone Network) und/oder (PLMN: Public Land Mobile Network) benutzt, welche ursprünglich eigentlich zur reinen Tonübertragung ausgelegt waren, und nicht zur Übertragung von solchen Mengen digitaler Daten. Dabei spielt bei der Bestim- mung der QoS-Parameter, die ein Provider oder Anbieter von Telefondiensten dem Benutzer garantieren kann, die sogenannte "letzte Meile" eine entscheidende Rolle. Als letzte Meile wird die Strecke zwischen der letzten Verteilerstation des öffentlichen Telefonnetzes und dem Endbenutzer bezeichnet. Die letzte Meile besteht in den wenigsten Fällen aus leistungsfähigen Glasfaser- kabeln, sondern basiert meistens auf der gewöhnlichen Kupferdrahtverkabelung, wie z.B. Kabel mit 0.4 oder 0.6 mm Ader-Durchmesser. Die Kabel sind zudem nicht überall in geschütztem Bodenleitungsbau unterirdisch verlegt, sondern bestehen auch aus Überlandleitungen an Telefonmasten u.a.. Dadurch entstehen zusätzliche Störungen.
Ein weiteres Problem bei der Bestimmung der maximalen QoS-Parameter ist die sog. Crosstalk-Problematik. Dieses Problem entsteht bei der Modulation des Signals auf die Leitung z.B. von Enduser zur Verteilerstation des Telefonnetzbetreibers und umgekehrt. Zur Modulation von digitalen Signalen sind im Stand der Technik z.B. die xDSL-Technologien (Digital Subscri- ber Line) bekannt, wie ADSL (Asymmetrie Digital Subscriber Line), SDSL (Symmetrie Digital Subscriber Line), HDSL (High-data-rate DSL) oder VDSL (Very high speed Digital Subscriber Line). Das erwähnte Crosstalk ist das physikalische Phänomen, das bei der Modulation von Daten über ein Kupferkabel auftritt. Benachbarte Kupferkabeldrähte innerhalb eines Kupferkabels erhalten über elektromagnetische Wechselwirkung paarweise Teilsignale, die vom Modem erzeugt werden. Dies führt dazu, dass xDSL-Modems, auf be- nachbarten Drähten übertragen, sich gegenseitig stören. Man unterscheidet zwischen Near-End Crosstalk (Next), welches das ungewollte Signalkoppeln von Signalen des Senders (Transmitter) am einen Ende zu den Signalen beim Empfänger (Receiver) am gleichen Ende beschreibt, und Far-End Crosstalk (FEXT), welches das ungewollte Signalkoppeln von Signalen bei der Übertra- gung zum Empfänger am anderen Ende beschreibt, wobei die Signale bei der Übertragung an Signale von benachbarten Kupferpaardrähten gekoppelt werden und beim Empfänger als Rauschen (Noise) erscheinen.
Obwohl heute viele Studien zu xDSL Crosstalk zugänglich sind, wie z.B. "Spectral management on metallic access networks; Part 1 : Definitions and signal library", ETSI (European Telecommunications Standards Institute), TR 101 830, September 2000, gibt es wegen der Komplexität des Crosstalk- Phänomens und der restlichen Rauschparameter zur Zeit wenig brauchbare, technisch einfach zu handhabende und kostengünstige Hilfsmittel zur Bestimmung der QoS-Parameter für einen bestimmten Endbenutzer im Netz. Im Stand der Technik wurde von verschiedenen Firmen, wie z.B. Acterna (WG SLK-11/12/22, Eningen U.A., Deutschland), Trend Communications (LT2000 Line Tester, www.trendcomms.com, Buckinghamshire, U.K.) etc. Remotemesssysteme vorgeschlagen. Dabei wird die maximale Transferrate über die letzte Meile durch direkte Messungen mittels der Remotemesssystemen bestimmt: Ein digitaler Signalprozessor wird an jeder lokalen Verteilerstation eine Telefonnetzbetreibers (z.B. in der Schweiz mehrere tausend) installiert. Mittels des digitaler Signalprozessors wird eine sog. "Single ended mesurement", da beim Benutzer auf der anderen Seite der letzten Meile keine Installationen von Geräten notwendig sind, durchgeführt. Die Messungen sind aber prinzipeil auch möglich mittels "double ended mesurement". Dabei sind aber Installationen von Messgeräten an beiden Enden der Leitung notwendig.
Die Nachteile des Standes der Technik sind jedoch u.a. hohe Kosten durch die benötigte Installation von Remotemesssystemen bei jeder lokalen Verteilerstation und eine nicht genau bekannte Unsicherheit bzw. ein nicht bekannter Fehler bei der Messung, da die Messungen nur einseitig (single ended) durchgeführt werden und zur Bestimmung des Fehlers beidseitige Messungen notwendig wären. Eine zweiseitige Messung wäre aber weder vom personellen und zeitlichen Aufwand, noch vom Kostenaufwand durchführbar. Ebenso fehlen im Stand der Technik Algorithmen mit ihrer hardware- oder softwaremässigen Realisierung zum Berechnen bzw. Vorhersagen der maximal möglichen Bitraten einer Netzwerkverbindung. Eine Installation der Remotemesssysteme an den weniger zahlreichen zentralen Verteilerstationen anstelle der lokalen Endverteilerstationen zeigt, dass die Messungen mit so grossen Unsicherheiten behaftet sind, dass sie sich zur Bestimmung der maximal möglichen Datendurchsatzrate für eine bestimmte Leitung zu einem Endbenutzer nicht eignen.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein neues Verfahren und eine
Vorrichtung zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen vorzuschlagen, welches die oben beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Insbesondere sollen QoS-Parameter und im speziellen die maximal garantierbaren Bitraten für einen bestimmten Benutzer schnell und flexibel bestimmt werden können, ohne dass ein unverhältnismässiger, technischer, personeller und finanzieller Aufwand betrieben werden muss. Dies soll auch dann geschehen, wenn das Netzwerk nur ungenau bekannte, komplizierte Verbindungsstrukturen, wie z.B. die letzte Meile, umfasst. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel insbesondere durch die Elemente der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.
Insbesondere werden diese Ziele durch die Erfindung dadurch erreicht, dass zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen geographische Koordinaten eines Senders und eines Empfängers einer zu klassierenden Netzwerkverbindung bekannt sind, dass basierend auf bekannten Daten von Netzwerkverbindungen mittels einer Verrechnungseinheit ein oder mehrere Dis- tanzfaktoren ermittelt werden und einer bestimmbaren Wahrscheinlichkeit zugeordnet auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit übertragen werden, wobei die Distanzfaktoren die effektive Netzwerkverbindungslänge in Abhängigkeit der Luftdistanz angeben und wobei die bestimmbare Wahrscheinlichkeit, ob eine ermittelte Netzwerkverbindungslänge kürzer oder länger als ihre effektive Netzwerklänge ist, mittels eines Sicherheitsfaktor festgelegt wird, dass basierend auf den ein oder mehreren Distanzfaktoren, dem Sicherheitsfaktor und den geographischen Koordinaten des Senders und des Empfängers der zu klassierenden Netzwerkverbindung mittels der Verrechnungseinheit die effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit der zu klassierenden Netzwerkverbindung zugeordnet übertragen wird, dass mindestens ein Dampfungsverteilungsfaktor basierend auf bekannten Daten von Netzwerkverbindungen bestimmt wird und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit übertragen wird, wobei der mindestens eine Dampfungsverteilungsfaktor das Verhältnis der Dämpfungen unterschied- licher Verbindungsteilstücken einer Netzwerkverbindung zueinander angibt, dass Datentransfermargins zur Bestimmung maximaler Datendurchsatzraten für verschiedene Modemtypen ermittelt und einer physikalischen Länge und Kabeldicke einer Netzwerkverbindung zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit abgespeichert werden, wobei mittels einer Leistungs- messvorrichtung Leistungsspektren für die Modemtypen gemessen werden, mittels Verrechnungseinheit basierend auf den Leistungsspektren effektive Signalstärken und entsprechende Rauschlevel bestimmt werden und mittels Gausstransformationsmoduls basierend auf den Signalstärken und den Rauschlevels für verschiedene Datenübertragungsmodulationen und/oder Mo- dulationscodierungen die Datentransfermargins für eine vordefinierte Bitrate bestimmt werden und dass, basierend auf der effektiven Netzwerkverbindungslänge, Dampfungsverteilungsfaktor und den Datentransfermargins die zu klassierende Netzwerkverbindung mittels Verrechnungseinheit entsprechend ihrer maximalen Datendurchsatzrate klassiert wird. Ein Vorteil der Erfindung ist u.a., dass das Verfahren und System erstmals eine einfache und schnelle Bestimmung der Datentransfermargins erlaubt, ohne dabei einen immensen technischen, personellen und zeitmässigen Aufwand betreiben zu müssen. Insbesondere lassen sich die Unsicherheiten mittels der erwähnten Korrektur korri- gieren, ohne dass, wie bei den Remotemesssystemen zur Messung der Datentransfermargins und/oder der Bitraten bei jeder lokalen Verteilerstation eine unterschiedliche, nicht genau bekannte Unsicherheit bzw. nicht bekannte Fehler bei der Messung korrigiert werden müssen, welcher Fehler durch die Einseitigkeit (Single ended) schwer abzuschätzen ist, da zur Bestimmung des Fehler beidseitige Messungen notwendig wären.
In einer Ausführungsvariante werden als Distanzfaktoren ein Steigungsfaktor und eine Abszisse mittels der Verrechnungseinheit ermittelt, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen Luftdistanz und effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass sie für die meisten Abhängigkeiten von Netzwerkstrukturen genügt und innerhalb der benötigten Genauigkeit Resultate liefern kann. Dies ist für den Fachmann mehr als überraschend, da nicht erwartet werden kann, dass solch komplexe Abhängigkeiten innerhalb der gewünschten Genauigkeit einer linearen Funktion genügen. Insbesondere lineare Abhängigkeiten einfacher und schneller zu ermitteln und zu handhaben als nicht lineare.
In einer weiteren Ausführungsvariante bestimmt die Verrechnungseinheit die Distanzfaktoren als Parameter eines Polynoms von mindestens 2. Grades. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass sie eine beliebige Genauigkeit je nach Ordnung des verwendeten Polynoms und der benötigten maximalen Abweichung für die Abhängigkeit zwischen Luftdistanz und effektiver Netzwerkverbindungslänge wiedergeben kann. Überraschend und unerwartet dabei ist aber, dass kaum Polynome sehr hohen Grades notwendig sind, um den Anforderungen dieses Verfahrens zu genügen. In einer anderen Ausführungsvariante wird mittels des Sicherheitsfaktor eine Wahrscheinlichkeit zwischen 0.85 und 0.95 gewählt. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass die Fehlerquote und die maximale Abweichung auf ein für das Verfahren und die Vorrichtung benötigte Genauigkeit beschränkt wird.
In einer Ausführungsvariante weist der Sicherheitsfaktor einen Wert zwischen 700 und 800. Die Einheit ist für diese Ausführungsvariante Meter (m). Diese Ausführungsvariante hat u.a. die gleichen Vorteile wie die vorhergehende Ausführungsvariante.
In einer weiteren Ausführungsvariante wird mittels eines Dampfungsverteilungsfaktor eine lineare Abhängigkeit der Dämpfungen zueinander bestimmt. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass sie für die meisten Abhängigkeiten von Netzwerkstrukturen genügt und innerhalb der benötigten Genauigkeit Resultate liefern kann. Dies ist für den Fachmann mehr als überraschend, da nicht erwartet werden kann, dass solch komplexe Abhängigkeiten innerhalb der gewünschten Genauigkeit einer linearen Funktion genügen. Insbesondere lineare Abhängigkeiten einfacher und schneller zu ermitteln und zu handhaben als nicht lineare. Diese Ausführungsvariante gilt insbesondere für Netzwerke mit Verbindungen bestehend aus zwei unterschiedli- chen Kabel mit unterschiedlichen Aderdicken, wie z.B. Kupferkabel mit 0.4 mm und 0.6 mm Aderdurchmesser.
In einer anderen Ausführungsvariante bestimmt die Verrechnungseinheit korrigierte Datentransfermargins mittels mindestens eines Korrekturfaktors basierend auf den abgespeicherten Datentransfermargins und speichert sie den jeweiligen physikalischen Längen und Kabeladerndicken der Netzwerkverbindung zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit ab, wobei der Korrekturfaktor eine mittlere Abweichung der abgespeicherten Datentransfermargins zu den effektiven Datentransfermargins umfasst. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass Faktoren, die eine zusätzliche Abweichung der ermittelten
Datentransfermargins zu den effektiven Datentransfermargins verursachen, berücksichtigt werden können. Dazu gehören z.B. Abweichungen verursacht durch eine gute oder schlechte Implementation des Modems durch den Hersteller oder durch zusätzliches internes Rauschen auf Grund von Quantisierungsrauschen oder einer schlechten gegenseitigen Anpassung des Equalizers.
In einer Ausführungsvariante werden die Rauschlevel mittels
Verrechnungseinheit in Abhängigkeit mindestens von Crosstalkparameter und Anzahl Störquellen basierend auf den Leistungsspektren bestimmt.
In einer wieder anderen Ausführungsvariante gibt der mindestens eine Korrekturfaktor eine nichtlineare Abhängigkeit bezüglich der physikali- sehen Längen und/oder Kabeladerdicken wieder, d.h. der Korrekturfaktor kann durch eine nichtlineare Funktion, z.B. eine Polynomfunktion eines Grades höher als 1 dargestellt werden. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass damit viel komplexere Abhängigkeiten als mit linearen Korrekturfaktoren berücksichtigt und korrigiert werden können.
In einer Ausführungsvariante wird das Leistungsspektrum in Abhängigkeit der Übertragungsfrequenz für ADSL- und/oder SDSL- und/oder HDSL- und/oder und/oder VDSL-Modemtypen gemessen. Die möglichen SDSL-Mo- demtypen können dabei mindestens einen G.991.2-Modemtypen und/oder die ADSL-Modemtypen mindestens einen G.992.2-Modemtypen umfassen. Mittels des Gausstransformationsmoduls können die Datentransfermargins für mindestens die Datenübertragungsmodulationen 2B1Q und/oder CAP und/oder DMT und/oder PAM bestimmt werden. Auch können mittels des Gausstransformationsmoduls die Datentransfermargins für mindestens die Trellis-Modulationscodierung bestimmt werden. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass bei den xDSL-Modemtypen, den erwähnten
Datenübertragungsmodulationen und der Trellis-Modulationscodierung gängige Standardtechnologien benutzt werden, die auf dem Markt einfach erhältlich sind und deren Benutzung sowohl in Europa als auch in der USA etc. weit verbreitet sind.
Insbesondere werden diese Ziele durch die Erfindung dadurch erreicht, dass zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen geographische Ko- ordinaten eines Senders und eines Empfängers einer zu klassierenden Netzwerkverbindung bekannt sind, dass basierend auf bekannten Daten von Netzwerkverbindungen mittels einer Verrechnungseinheit ein oder mehrere Distanzfaktoren ermittelt werden und einer bestimmbaren Wahrscheinlichkeit zu- geordnet auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit übertragen werden, wobei die Distanzfaktoren die effektive Netzwerkverbindungslänge in Abhängigkeit der Luftdistanz angeben und wobei die bestimmbare Wahrscheinlichkeit, ob eine ermittelte Netzwerkverbindungslänge kürzer oder länger als ihre effektive Netzwerklänge ist, mittels eines Sicherheitsfaktor festgelegt wird, dass basierend auf den Distanzfaktoren, dem Sicherheitsfaktor und den geographischen Koordinaten des Senders und des Empfängers der zu klassierenden Netzwerkverbindung mittels der Verrechnungseinheit die effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit der zu klassierenden Netzwerkverbindung zugeordnet übertragen wird, dass mindestens ein Dampfungsverteilungsfaktor basierend auf bekannten Daten von Netzwerkverbindungen bestimmt wird und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit übertragen wird, wobei der mindestens eine Dampfungsverteilungsfaktor das Verhältnis der Dämpfungen unterschiedlicher Verbindungsteilstücken einer Netzwerkverbindung zueinander angibt, dass Bitraten zur Bestimmung maximaler Datendurchsatzraten für verschiedene Modemtypen ermittelt und einer physikalischen Länge und Kabeldicke einer Netzwerkverbindung zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit abspeichert werden, wobei mittels einer Leistungsmessvorrichtung Leistungsspektren für die Modemtypen gemessen werden, mittels Verrechnungseinheit basierend auf den Leistungsspektren effektive Signalstärken und entsprechende Rauschlevel bestimmt werden und mittels Gausstransformationsmoduls basierend auf den Signalstärken und den Rauschlevels für verschiedene Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen die Bitraten für einen vordefinierten Datentransfermargin bestimmt werden und dass basierend auf der effektiven Netzwerkverbindungslänge, Dampfungsverteilungsfaktor und den Datentransfermargins die zu klassierende Netzwerkverbindung mittels Verrechnungseinheit entsprechend ihrer maximalen Datendurchsatzrate klassiert wird. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass das Verfah- ren und System erstmals eine einfache und schnelle Bestimmung der Bitraten erlaubt, ohne dabei einen immensen technischen, personellen und zeitmässi- gen Aufwand betreiben zu müssen. Insbesondere lassen sich die Unsicherheiten mittels der erwähnten Korrektur korrigieren, ohne dass wie bei den Remotemesssystemen zur Messung der Datentransfermargins und/oder der Bit- raten bei jeder lokalen Verteilerstation eine unterschiedliche, nicht genau bekannte Unsicherheit bzw. nicht bekannte Fehler bei der Messung korrigiert werden müssen, welche Fehler durch die Einseitigkeit (single ended) schwer abzuschätzen sind, da zur Bestimmung des Fehler beidseitige Messungen notwendig wären.
In einer Ausführungsvariante werden als Distanzfaktoren ein Steigungsfaktor und eine Abszisse mittels der Verrechnungseinheit ermittelt, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen Luftdistanz und effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass sie für die meisten Abhängigkeiten von Netzwerkstrukturen genügt und innerhalb der benötigten Genauigkeit Resultate liefern kann. Dies ist für den Fachmann mehr als überraschend, da nicht erwartet werden kann, dass solch komplexe Abhängigkeiten innerhalb der gewünschten Genauigkeit einer linearen Funktion genügen. Insbesondere lineare Abhängigkeiten einfacher und schneller zu ermitteln und zu handhaben als nicht lineare.
In einer weiteren Ausführungsvariante bestimmt die Verrechnungseinheit die Distanzfaktoren als Parameter eines Polynoms von mindestens 2. Grades. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass sie eine beliebige Genauigkeit je nach Ordnung des verwendeten Polynoms und der benötigten maximalen Abweichung für die Abhängigkeit zwischen Luftdistanz und effektiver Netzwerkverbindungslänge wiedergeben kann. Überraschend und unerwartet dabei ist aber, dass kaum Polynome sehr hohen Grades notwendig sind, um den Anforderungen dieses Verfahrens zu genügen.
In einer anderen Ausführungsvariante wird mittels des Sicherheitsfaktor eine Wahrscheinlichkeit zwischen 0.85 und 0.95 gewählt. Diese Ausfüh- rungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass die Fehlerquote und die maximale Abweichung auf ein für das Verfahren und die Vorrichtung benötigte Genauigkeit beschränkt wird. In einer Ausführungsvariante weist der Sicherheitsfaktor einen Wert zwischen 700 und 800. Die Einheit ist für diese Ausführungsvariante Meter (m). Diese Ausführungsvariante hat u.a. die gleichen Vorteile wie die vorhergehende Ausführungsvariante.
In einer weiteren Ausführungsvariante wird mittels eines Dampfungsverteilungsfaktor eine lineare Abhängigkeit der Dämpfungen zueinander bestimmt. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass sie für die meisten Abhängigkeiten von Netzwerkstrukturen genügt und innerhalb der benötigten Genauigkeit Resultate liefern kann. Dies ist für den Fachmann mehr als überraschend, da nicht erwartet werden kann, dass solch komplexe Abhängigkeiten innerhalb der gewünschten Genauigkeit einer linearen Funktion genügen. Insbesondere lineare Abhängigkeiten einfacher und schneller zu ermitteln und zu handhaben als nicht lineare. Diese Ausführungsvariante gilt insbesondere für Netzwerke mit Verbindungen bestehend aus zwei unterschiedli- chen Kabeladerdicken, wie z.B. Kupferkabel mit 0.4 mm und 0.6 mm Ader- Durchmesser.
In einer anderen Ausführungsvariante bestimmt die Verrechnungseinheit korrigierte Bitraten mittels mindestens eines Korrekturfaktors basierend auf den abgespeicherten Bitraten und speichert sie den jeweiligen physikali- sehen Längen und Kabeladerdicken der Netzwerkverbindung zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit ab, wobei der Korrekturfaktor eine mittlere Abweichung der abgespeicherten Bitraten zu den effektiven Bitraten umfasst. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass Faktoren, die eine zusätzliche Abweichung der ermittelten Bitraten zu den effektiven Bitraten verursachen, berücksichtigt werden können. Dazu gehören z.B. Abweichungen verursacht durch gute oder schlechte Implementation des Modems durch den Hersteller oder durch zusätzliches internes Rauschen auf Grund von Quantisierungsrauschen (Analog- zu Digitalwandlung) oder einer schlechten gegenseitigen Anpassung des Equalizers.
In einer Ausführungsvariante wird das Leistungsspektrum in Abhängigkeit der Übertragungsfrequenz für ADSL- und/oder SDSL- und/oder HDSL- und/oder und/oder VDSL-Modemtypen gemessen. Die möglichen SDSL-Mo- demtypen können dabei mindestens einen G.991.2-Modemtypen und/oder die ADSL-Modemtypen mindestens einen G.992.2-Modemtypen umfassen. Mittels des Gausstransformationsmoduls können die Datentransfermargins für mindestens die Datenübertragungsmodulationen 2B1 Q und/oder CAP und/oder DMT und/oder PAM bestimmt werden. Auch können mittels des
Gausstransformationsmoduls die Datentransfermargins für mindestens die Trellis-Modulationscodierung bestimmt werden. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass bei den xDSL-Modemtypen, den erwähnten Datenübertragungsmodulationen und der Trellis-Modulationscodierung gängige Standardtechnologien benutzt werden, die auf dem Markt einfach erhältlich sind und deren Benutzung sowohl in Europa als auch in der USA etc. weit verbreitet sind.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst der Korrekturfaktor eine nichtlineare Abhängigkeit bezüglich der physikalischen Längen und/oder Kabeladerdicken, d.h. der Korrekturfaktor kann durch eine nichtlineare Funktion, z.B. eine Polynomfunktion eines Grades höher als 1 dargestellt werden. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass damit viel komplexere Abhängigkeiten als mit linearen Korrekturfaktoren berücksichtigt und korrigiert werden können.
In einer weiteren Ausführungsvariante werden mittels des Gausstransformationsmoduls die Bitraten für Datentransfermargins zwischen 3 und 9 dB bestimmt. Diese Ausführungsvariante hat u.a. den Vorteil, dass der Bereich zwischen 3 und 9 dB einen Empfang mit den meisten Anforderungen genügenden QoS-Parameter erlaubt. Insbesondere erlaubt der Bereich der Da- tentransfermargins zwischen 3 und 9 dB eine Optimierung der Bitrate bezüglich den anderen QoS-Parametern.
In einer weiteren Ausführungsvariante werden mittels des Gausstransformationsmoduls die Bitraten für einen Datentransfermargin 6 dB bestimmt. Diese Ausführungsvariante hat u.a. die gleichen Vorteile, wie die vor- hergehende Ausführungsvariante. Insbesondere erlaubt wie oben, ein Da- tentransmargin von 6 dB eine Optimierung der Bitrate bezüglich den anderen QoS-Parametern. An dieser Stelle soll festgehalten werden, dass sich die vorliegende Erfindung neben dem erfindungsgemässen Verfahren auch auf eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens bezieht.
Nachfolgend werden Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfin- düng anhand von Beispielen beschrieben. Die Beispiele der Ausführungen werden durch folgende beigelegte Figuren illustriert:
Figur 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches schematisch die Architektur einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Systems zur Bestimmung von Datentransfermargins bzw. Bitraten für eine Netzwerkverbindung 12 mit einer bestimmten physikalische Länge 13 zwischen einem Sender 10 und einem Empfänger 1 1 zeigt.
Figur 2 zeigt schematisch eine Crosstalk-Interaktion mit Near-End Crosstalk (Next) 51 , welches das ungewollte Koppeln vom Signalen 50 des Senders 10 (Transmitter) am einen Ende zu den Signalen 50 beim Empfänger 1 1 (Receiver) am gleichen Ende beschreibt, und Far-End Crosstalk (FEXT) 52, welches das ungewollte Koppeln von Signalen 50 bei der Übertragung zum Empfänger 11 am anderen Ende beschreibt, wobei die Signale 50 bei der Übertragung an Signale 50 von benachbarten Kupferpaardrähten koppelt und beim Empfänger 1 1 als Rauschen (Noise) erscheint.
Figur 3 zeigt schematisch die Übertragungsdistanz der Netzwerkverbindung in Abhängigkeit der Übertragungsrate (Bitrate) für ADSL-Modems, wie sie mit einem erfindungsgemässen System erhalten werden kann. Die Referenznummern 60 und 61 bezeichnen dabei unterschiedliche Rauschumgebungen.
Figur 4 zeigt schematisch die sog. letzte Meile des öffentlichen Telefonnetzes (PSTN: Public Switched Telephone Network), wie sie typischerweise zwischen dem Endbenutzer zu Hause und einem Netzwerk, welches über das öffentliche Telefonnetz erreicht werden soll, besteht. Figur 5 zeigt ein Diagramm eines Beispieles eines Datensamples für ein bestehendes Netzwerk, wobei das Datensample 200O00 gemessene Netzwerkverbindung der letzten Meile eines Telefonnetzwerks umfasst.
Figur 6 zeigt ein Diagramm mit der mittleren Abweichung der effekti- ven Netzwerkverbindungslänge De von der ermittelten Netzwerkverbindungslänge Da. Die X-Achse gibt die mittlere Abweichung ΔD in Meter an und die Y- Achse die Grosse des verwendeten Datensamples, d.h. die Anzahl N bekannter Netzwerkverbindungen.
Figur 7 zeigt schematisch das Verhältnis Rt von 0.4 mm Kupferkabel tι zu 0.6 mm Kupferkabel t2 auf der letzten Meile im öffentlichen Telefonnetzwerk. Die X-Achse gibt die effektive Netzwerkverbindungslänge De, d.h. ihre physikalische Länge an, und die Y-Achse die Anteile Rt eines jeweiligen Kabeltypen in Prozenten.
Figur 8 zeigt ein Diagramm eines Beispieles einer Bestimmung 2011/2012 der ein oder mehreren Distanzfaktoren sowie des Sicherheitsfaktor. In Analogie zur Figur 5 gibt die X-Achse dabei die effektive Netzwerkverbindungslänge De in Meter an und die Y-Achse die Luftdistanz der Netzwerkverbindungen Da ebenfalls in Meter.
Figur 9 stellt schematisch den Ablauf eines erfindungsgemässen Verfahrens dar. Die vierstelligen Referenznummern beziehen sich jeweils auf Figur 9.
Figur 1 illustriert eine Architektur, die zur Realisierung der Erfindung verwendet werden kann. In diesem Ausführungsbeispiel für das Verfahren und die Vorrichtung zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen sind die geogra- phischen Koordinaten eines Senders 10 und eines Empfängers 11 einer zu klassierenden Netzwerkverbindung 12 bekannt 1000. Die Koordinaten können z.B. in Längen- und Breitengrade mit genügender Genauigkeit angegeben sein, aber auch andere Koordinaten oder Ortsangaben zur Bezeichnung der relativen, geographischen Lage von Sender 10 und Empfänger 11 zueinander sind vorstellbar. Um z.B. bestimmen zu können, ob eine bestimmte Netzwerk- Verbindung, beispielsweise eine xDSL-Verbindung, für einen Anschluss funktioniert, muss die effektive Kabellänge innerhalb einer bekannten Abweichung bekannt sein. In der Praxis ist häufig jedoch nur die Luftdistanz mit einem vertretbaren Aufwand (Kosten, Zeit, Personal- und Materialaufwand etc.) be- stimmbar. Anhand der Koordinatenangaben oder Ortsangaben der relativen, geographischen Lage von Sender 10 und Empfänger 11 wird z.B. mittels einer Verrechnungseinheit 30 die Luftdistanz zwischen Sender 10 und Empfänger 11 bestimmt. Die Luftdistanz kann z.B. auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit 30 abgespeichert werden. Die Verrechnungseinheit 30 ermittelt 3010 basierend auf einem aus bekannten Daten 5000 von Netzwerkverbindungen selektierten Datensample 4010 ein oder mehrere Distanzfaktoren 2011. Der Ablauf eines erfindungsgemässen Verfahrens wird in Figur 9 schematisch dargestellt, worauf sich auch die vierstelligen Referenznummern beziehen. Die Daten 5000 können z.B. experimentell ermittelte Daten oder anderweitig be- kannte Daten von Netzwerkverbindungen sein, die die Luftdistanz und die effektive, physikalische Leitungslänge dieser Netzwerkverbindungen umfassen. Die Distanzfaktoren 2011 werden somit in Abhängigkeit einer Wahrscheinlichkeit ermittelt, wobei die Wahrscheinlichkeit bestimmbar sein kann, und beschreiben die effektive Netzwerkverbindungslänge De in Abhängigkeit der Luft- distanz Da. Weiter können die Distanzfaktoren 2011 der bestimmbaren Wahrscheinlichkeit zugeordnet auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit 30 übertragen werden. Als Distanzfaktoren 2011 kann ein Steigungsfaktor und eine Abszisse mittels der Verrechnungseinheit 30 ermittelt werden, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen Luftdistanz Da und effektive Netzwerkverbin- dungslänge De bestimmt wird. Beispielsweise ist es aber auch möglich, mittels der Verrechnungseinheit 30 die Distanzfaktoren 2011 als Parameter eines Polynoms vom 2. Grade oder höher zu bestimmen. Die bestimmbare Wahrscheinlichkeit, welche mittels eines Sicherheitsfaktor 2012 festgelegt werden kann, gibt an, ob eine ermittelte Netzwerkverbindungslänge kürzer oder länger als ihre effektive Netzwerklänge De ist. Die Wahrscheinlichkeit kann mittels des Sicherheitsfaktor beispielsweise zwischen 0.85 und 0.95 gewählt werden. Der Sicherheitsfaktor kann bei der erwähnten Wahrscheinlichkeit im Falle der letzten Meile (siehe weiter unten) z.B. eine Wert zwischen 700 und 800 aufweisen, wobei die Einheit dabei Meter (m) ist. Figur 5 zeigt ein Beispiel eines Datensamples für ein bestehendes Netzwerk. Das Datensample umfasst 200O00 gemessene Netzwerkverbindung der letzten Meile (siehe weiter unten). In diesem Netzwerk bestehen die Verbindungen hauptsächlich aus traditionellen Telefonverbindungen mit Kupferka- bei von 0.4 mm und 0.6 mm Ader-Durchmesser. Das Beispiel zeigt eine klare Korrelation, obwohl die Komplexität solcher Netzwerkstrukturen für den Fachmann eine kompliziertere Abhängigkeit erwarten Hesse. Die X-Achse gibt dabei die effektive Netzwerkverbindungslänge De in Meter an und die Y-Achse die Luftdistanz der Netzwerkverbindungen Da ebenfalls in Meter.
Figur 8 zeigt ein Beispiel für eine Bestimmung der ein oder mehreren
Distanzfaktoren 2011 sowie des Sicherheitsfaktor 2012. In Analogie zur Figur 5 gibt die X-Achse dabei die effektive Netzwerkverbindungslänge De in Meter an und die Y-Achse die Luftdistanz der Netzwerkverbindungen Da ebenfalls in Meter. Die Datenpunkte können z.B. aus einem Datensample mit bekannten Daten 5000 von Netzwerkverbindungen ausgewählt worden sein 4010. Die Bestimmung der Distanzfaktoren 2011 sowie des Sicherheitsfaktor 2012 kann beispielsweise mittels eines Fittmoduls geschehen. Bei diesem Beispiel wurde eine lineare Abhängigkeit zwischen Luftdistanz Da und effektive Netzwerkverbindungslänge De bestimmt, wobei als Distanzfaktoren 2011 ein Stei- gungsfaktor a und eine Abszisse b mittels der Verrechnungseinheit 30 ermittelt werden. Die Abszisse b ergibt sich durch die unterschiedlichen Anschlussorte (z.B. Stadt, Vorort, Land, Gebirge) als auch durch die unterschiedlichen Anschlussbereiche (z.B. Hauptverteiler, Verteilerkasten, Überführungspunkt e.t.c). Die effektive Distanz ergibt sich dann aus: De = y = a Da + b. Für y sind etwa 50% der ermittelten Netzwerkverbindungen kürzer als die effektiven Netzwerkverbindungen, d.h. mit einer Wahrscheinlichkeit von 0.5. Der Sicherheitsfaktor S 2012 wurde ebenfalls linear gewählt, d.h. als Konstante. Damit ergibt sich De = ys = a Da + b + S. Mittels S kann die Wahrscheinlichkeit, ob eine ermittelte Netzwerkverbindungslänge kürzer oder länger als ihre effektive Netzwerklänge DΘ ist, bestimmt werden. Im gezeigten Beispiel mit ys von Figur 8 wurde die Wahrscheinlichkeit mittels des Sicherheitsfaktor S 2012 auf 0.9 gesetzt. In dem Ausführungsbeispiel wurde für den Steigungsfaktor a = De / Da für die letzte Meile im traditionellen Telefonnetz beispielsweise für Stadtbedingungen as = 1.27, Vorortbedingungen av = 1.28, Landbedingungen aι = 1.30 und Gebirgsbedingungen: ag = 130 gefunden. Mit einem gemischten Datensatz (Stadt, Vorort, Land, Gebirge) wurde ein aaιι = 1.30 ermittelt. In analoger Weise ergibt sich dabei für bs = 200, bv = 355, b| = 372, bg = 391 und baιι = 328, wobei b in Metern angegeben ist. Die Standardabweichungen σ liegen für das Ausführungsbeispiel bei σs = 333, σv = 569, σι = 682, σg = 527 und σaιι = 598. Die Standardabweichungen σ gibt die Streuung der Differenzen zwischen effektiver Netzwerkverbindungslänge und ermittelter Netzwerkverbindungslänge wieder. Die mittlere Abweichung in Meter der effektive Netzwerkverbindungslänge De von der ermittelten Netzwerkverbindungslänge Da ist näherungsweise unabhängig von der Netzwerkverbindungslänge und wird in Figur 6 für das Ausführungsbeispiel dargestellt. Die X-Achse gibt die mittlere Abweichung ΔD in Meter an und die Y-Achse die Grosse des verwendeten Datensamples, d.h. die Anzahl N bekannter Netzwerkverbindungen. Um eine Wahrscheinlichkeit von 0.9 zu erhalten, ergibt das für dieses Ausfüh- rungsbeispiel für den Sicherheitsfaktor S z.B. Ss = 360, Sv = 640, S| = 850, Sg = 670 und San = 730. Um jedoch eine Wahrscheinlichkeit von 0.95 zu erhalten, ergibt das für dieses Ausführungsbeispiel für den Sicherheitsfaktor S Ss = 490, Sv = 1100, S, = 1330, Sg = 930 und Saιι = 1210.
Basierend auf den ein oder mehreren Distanzfaktoren 2011 und dem Sicherheitsfaktors 2012 wird anhand der geographischen Koordinaten des Senders 10 und des Empfängers 11 der zu klassierenden Netzwerkverbindung 12 mittels der Verrechnungseinheit 30 die effektive Netzwerkverbindungslänge, d.h. ihre physikalische Länge, bestimmt 1010 und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit 30 der zu klassierenden Netzwerkverbindung 12 zuge- ordnet übertragen. Mit der physikalischen Länge ist die effektive Kabellänge, also nicht etwa z.B. die Luftdistanz, zwischen dem Sender 10 und dem Empfänger 11 gemeint. Die Netzwerkverbindung 12 soll aus einem analogen Medium, wie z.B. einer Kupferdrahtverkabelung bestehen. In diesem Ausführungsbeispiel wurden beispielsweise Kupferkabel mit 0.4 oder 0.6 mm Ader- Durchmesser verwendet, wie sie typischerweise auf der letzten Meile des öffentlichen Telefonnetzes (PSTN: Public Switched Telephone Network) zum Einsatz kommen. Die letzte Meile wird in Figur 4 schematisch dargestellt. Die Referenznummer 70 bezeichnet dabei einen Router zu einem Netzwerk, der über z.B. ein 10 BT Ethernet 77 und das öffentliche Telefonnetz (PSTN) 72 mit einem mit einem Modem Terminal Server 71 verbunden ist. Der Modem Terminal Server 71 ein DSL Access Multiplexer (DSLAM) sein. Wie erwähnt ist die Referenznummer 72 das öffentliche Telefonnetz (PSTN), an welches der Modem Terminal Server 71 beispielsweise über ein Glasfaserkabel 78 angeschlossen ist. Weiter ist das öffentliche Telefonnetz 79 rsp. der Modem Terminal Server 71 über typischerweise ein Kupferdrahtkabel 79 und über die Telefonbox 73 mit einem Modem 74 eines Personal Computers (PC) 75 verbunden. Die Referenznummer 79 ist dabei die erwähnte sogenannte "letzte Meile" von der Verteilerstation des Telefonneztbetreibers zum Enduser. Der Enduser 76 kann damit mit seinem PC direkt auf den Router 70 mittels der beschriebenen Verbindung zugreifen. Die gebräuchlichen Telefonkupferleitungen können z.B. aus 2-2400 Paar Kupferdrähten bestehen. Es sind aber auch andere analoge Medien, insbesondere Kupferkabel mit z.B. anderen Aderdurchmessern, vorstellbar. Es muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die Netzwerkverbindungen 12 nicht nur jeweils unterschiedliche Durchmesser bzw. Dicken 114, 142, 143, 144 aufweisen können, sondern dass eine einzelne Netzwerkverbindung aus einer Kombination von Kabeln mit unterschiedlichem Ader-Durchmesser oder Dicken bestehen kann, d.h. dass die Netzwerkverbindung mehrere Teilstücke mit Kabeln unterschiedlicher Adern-Dicke umfasst.
Besteht das Netzwerk aus einer Kombination von Kabeln mit unterschiedlichem Ader-Durchmesser oder Dicken, wird mindestens ein Dampfungsverteilungsfaktor 2020 basierend auf einem aus bekannten Daten 5000 von Netzwerkverbindungen selektierten Datensample 4020 bestimmt 3020 und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit 30 übertragen, wobei der mindestens eine Dampfungsverteilungsfaktor 2020 das Verhältnis der Dämpfungen unterschiedlicher Verbindungsteilstücken einer Netzwerkverbindung zueinander angibt. Der Dampfungsverteilungsfaktor 2020 kann als linearer Faktor bestimmt werden. Der mindestens eine Dampfungsverteilungsfaktor 2020 kann aber auch eine nicht lineare
Abhängigkeit umfassen, falls dies notwendig ist. In diesem Ausführungsbeispiel umfassen die Netzwerkverbindungen 0.4 mm und 0.6 mm Aderndurchmesser des Kupferdrahtkabel, wie sie auf der letzten Meile üblich sind. Da nur zwei Typen von Kabeln verwendet wird, reicht die Bestimmung eines Dämpfungs- Verteilungsfaktor 2020. Die Verbindungskabel weisen gemäss ihrem unterschiedlichen Durchmesser unterschiedliche elektrische Eigenschaften und unterschiedliche Dämpfungen auf. Es ist deshalb für das Verfahren wichtig, dass mindestens das Verhältnis der Anteile an Kupferkabel mit 0.4 mm Aderndurchmesser und Kupferkabel mit 0.6 mm Aderndurchmesser einer Netzwerkverbindung innerhalb der benötigten Genauigkeit bekannt ist. Das öffentliche Telefonnetz ist üblicherweise so konstruiert, dass die totale DC Impedanz (DC: Direct Current (Gleichstrom)) innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt. Diese Eigenschaft wird dazu benutzt, um zu bestimmen, wann der Benutzer den Telefonhörer abhebt, um einen Telefonanruf zu tätigen. Wird ein Telefon benutzt, d.h. hebt ein Benutzer z.B. den Hörer ab, ändert das Telefon seine Impedanz, welche Änderung von der Zentrale detektiert wird. Deshalb wird im allgemeinen für lange Leitungslinien mehr 0.6 mm Kabel (da der Widerstand Ω kleiner ist) und für kurze Distanzen mehr 0.4 mm Kabel verwendet. Damit kann das Verhältnis der Kabeladerdicken phänomenologisch angenähert werden. Insbesondere kann auch die Verrechnungseinheit 30 mittels eines Fittmoduls basierend auf bekannten Daten 5000 von Netzwerkverbindungen die Funktion des Dampfungsverteilungsfaktor in Abhängigkeit der Verbindungslänge bestimmen 2020. In diesem Ausführungsbeispiel wurde ein linearer Faktor als Dampfungsverteilungsfaktor 2020 benutzt mit
Zλ ≤ lO : IM(Λ) = M - D. L06(De) = De'
10 υ'^ 10
De > 10 : L0A (De) = 0 L06(De) = De wobei Lo.4 den Anteil an 0.4 mm Kabel in km und Lo.β den Anteil an 0.6 mm Kabel ebenfalls in km als Funktion von De (De: effektiven Länge der Netzwerkverbindung), angibt. Figur 7 zeigt die Abhängigkeit Rt schematisch mit ti als Kabelanteil mit 0.4 mm Aderndurchmesser und t2 als Kabelanteil mit 0.6 mm Aderndurchmesser. Die X-Achse gibt die effektive Netzwerkverbindungslänge De, d.h. ihre physikalische Länge an, und die Y- Achse die Anteile Rt eines jeweiligen Kabeltypen in Prozenten. Wie man sieht, steigt der Anteil an 0.6 mm Ader-Kupferkabel für Distanzen D über 10 km auf 100 %, d.h. dass die Netzwerkverbindung fast ausschliesslich aus 0.6 mm Kupferkabel besteht. Basierend auf der Funktion des Dämpfungsverteilungs- faktor in Abhängigkeit der Verbindungslänge 2020 und der effektive Netzwerkverbindungslänge wird der Dampfungsverteilungsfaktor für die zu klassierende Netzwerkverbindung bestimmt 1020 und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit 30 der zu klassierenden Netzwerkverbindung 12 zugeordnet übertragen.
In einem weiteren Schritt werden Datentransfermargins 2030 zur Bestimmung maximaler Datendurchsatzraten für verschiedene Modemtypen ermittelt 1030 und einer physikalischen Länge 13 und Kabeldicke 141, 142, 143, 144 einer Netzwerkverbindung 12 zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit 30 abspeichert. Dazu wird ein Leistungsspektrum PSD odem(/)in Abhängigkeit der Übertragungsfrequenz / für mögliche Modemtypen 101, 102, 103, 104 mittels Leistungsmessvorrichtung 20 gemessen und auf einen Datenträger einer Verrechnungseinheit 30 übertragen. Das Leistungsspektrum wird auch als die Power Spectral Density (PSD) bezeichnet und gibt für eine bestimmte Bandbreite eines kontinuierlichen Frequenzspektrums, die totale Energie der bestimmten Frequenzbandbreite dividiert durch die bestimmte Bandbreite wieder. Die Division durch die Bandbreite entspricht einer Normierung. Die PSD ist somit eine Funktion in Abhängigkeit der Frequenz / und wird normalerweise in Watt pro Hertz anzugeben. Zur Leistungsmessung mittels Leistungsmessvorrichtung 20 beim Empfänger 11 kann z.B. ein einfacher A/D-Konvertor verwendet werden, wobei die Spannung über einen Widerstand angelegt wird. Zur Modulation von digitalen Signalen auf die Leitung 12 z.B. von Enduser zur Verteilerstation des Telefonnetzbetreibers und umgekehrt, können verschiedenste Modemtypen verwendet werden. Im Stand der Technik sind z.B. die xDSL-Technologien (Digital Subscriber Line) bekannt, deren zwei Hauptvertreter ADSL (Asymmetrie Digital Subscriber Line) und SDSL (Symmetrie Digital Subscriber Line) sind. Weitere Vertreter der xDSL-Technologie sind HDSL (High-data-rate DSL) und VDSL (Very high speed Digital Subscriber Line). Die xDSL-Technologien sind hochentwickelte Modulationsschemata, um Daten auf Kupferleitungen oder andere analoge Medien zu modulieren. xDSL-Technologien werden manchmal auch als "Letzte-Meile-Technologie" bezeichnet, eben weil sie üblicherweise dazu dienen, die letzte Telefon netzverteilerstation mit dem Endbenutzer im Büro oder zu Hause zu verbinden und nicht zwischen den einzelnen Telefonnetzverteilerstation verwendet werden. xDSL ist insofern ähnlich zu ISDN (Integrated Services Digital Network), als dass es über die existierenden Kupferleitungen operieren kann und beide eine relativ kurze Distanz zur nächsten Verteilerstation des Telefonnetzbetreibers benötigen. xDSL bietet jedoch viel höhere Übertragungsraten als ISDN. xDSL erreicht
Datenübertragungsraten bis 32 Mbps (bps: bits per second) Downstreamrate (Übertragungsrate bei Empfangen von Daten, d.h. bei der Modulation) und von 32 kbps bis 6 Mbps Upstreamrate (Übertragungsrate beim Senden von Daten, d.h. bei der Demudulation), während ISDN pro Kanal Datenübertragungsraten von 64kbps unterstützt. ADSL ist eine in letzter Zeit sehr populär gewordene Technologie, zum Modulieren von Daten über Kupferleitungen. ADSL unterstützt Datenübertragungsraten von 0 bis 9 Mbps Downstreamrate und 0 bis 800 kbps Upstreamrate. ADSL heisst asymmetrisches DSL, da es unterschiedliche Downstream- und Upstreamraten unterstützt. SDSL oder symmetrisches DSL heisst im Gegensatz dazu symmetrisch, weil es die gleichen Downstream- und Upstreamraten unterstützt. SDSL erlaubt das Übertragen von Daten bis zu 2.3 Mbps. ADSL sendet digitale Impulse in einem hochfrequenten Bereich der Kupferkabel. Da diese hohen Frequenzen bei der normalen Tonübertragung im Hörbereich (z.B. Stimmen) nicht benutzt werden, kann ADSL z.B. gleichzeitig zur Übertragung von Telefongesprächen über das gleiche Kupferkabel arbeiten. ADSL ist in Nordamerika weit verbreitet, während SDSL vor allem in Europa entwickelt wurde. ADSL wie SDSL benötigen speziell dafür ausgerüstete Modems. HDSL ist ein Vertreter für symmetrische DSL (SDSL). Der Standard für symmetrisches HDSL (SDSL) ist zur Zeit G.SHDSL, bekannt als G.991.2, wie er als internationaler Standard vom CCITT (Comite Consulatif International Telephonique et Telegraphique) der ITU (International Telecommunication Union) entwickelt wurde. G.991.2 unterstützt das Empfangen und Senden von symmetrischen Datastreams über ein einfaches Paar Kupferdrähte mit Transferraten zwischen 192 kbps und 2.31 Mbps. G.991.2 wurde so entwickelt, dass es Eigenschaften von ADSL und SDSL umfasst und Standard Protokolle wie das IP (Internet Protocol), insbesondere die aktuellen Versionen IPv4 und IPv6 oder IPng des IETF (Internet Engineering Task Force) sowie TCP/IP (Transport Control Protocol), ATM (Asynchronous Transfer Mode), T1 , E1 und ISDN unterstützt. Als letzte der xDSL-Technologien ist hier VDSL (Very high speed Digital Subscriber Line) zu erwähnen. VDSL übermittelt Daten in Bereich von 13 - 55 Mbps über kurze Distanzen (gewöhnlich zwischen 300-1500m) via Twisted-Pair Kupferkabel. Bei VDSL gilt, je kürzer die Distanz, desto höher die Übertragungsrate. Als Schlussstück eines Netzwerkes verbindet VDSL das Büro oder das Haus eines Benutzers mit einer benachbarten optischen Netzwerkeinheit, genannte Optical Network Unit (ONU), welche typischerweise mit dem Hauptglasfasernetzwerk (Backbone) beispielsweise einer Firma verbunden ist. VDSL erlaubt dem Benutzer einen Zugriff auf das Netzwerk mit maximaler Bandbreite über die normalen Telefonleitungen. Der VDSL Standard ist noch nicht vollständig festgelegt. So gibt es VDSL-Technologien, die ein Line Coding Schema basierend auf DMT (Discrete Multitone) besitzen, wobei DMT ein Multi-Carrier System ist, welches eine grosse Ähnlichkeit zur ADSL-Technologie hat. Andere VDSL-Technologien haben ein Line-Coding Schema basieren auf Quadature Amplitude Modulation (QAM), das im Gegensatz zum DMT billiger ist und weniger Energie benötigt. Für dieses Ausführungsbeispiel können die Modemtypen ADSL- und/oder SDSL- und/oder HDSL- und/oder und/oder VDSL-Modemtypen (101 , 102, 103, 104) umfassen. Insbesondere können die möglichen SDSL-Modemtypen (101 , 102, 103, 104) mindestens einen G.991.2- Modemtypen und/oder die ADSL-Modemtypen (101, 102, 103, 104) mindestens einen G.992.2-Modemtypen umfassen. Es ist aber klar, dass diese Aufzählung in keiner Weise einschränkend auf den Schutzbereich der Erfindung gelten soll, sondern im Gegenteil sind andere Modemtypen vorstellbar.
Mit der Verrechnungseinheit 30 wird die Dämpfung H für verschiedene physikalische Längen 13 und Aderdicken der Kabels 141 , 142, 143, 144, wie z.B. 0.4 mm und 0.6 mm, einer Netzwerkverbindung 12 bestimmt und die effektiven Signalstärken S(/) beim Empfänger 11 basierend auf der Dämpfung H(/) sowie dem Leistungsspektrum PSD(/) den jeweiligen physikalischen Längen L 13 und Kabeladerdicken D 141 , 142, 143, 144 zugeordnet in einer ersten Liste auf einem Datenträger der Verrechungseinheit 30 abgespeichert. Die Dämpfung H(/,L,D) ist dabei wie die effektive Signalstärke S(/) eine Funktion in Abhängigkeit der Frequenz /. Das vom Sender 10 gesendete Signal ist somit PSDModem(/). während beim Empfänger noch eine effektive Signalstärke S(/) = PSDModem(/)H2(/,L,D) erhalten wird. In einer zweite Liste wird der Rauschlevel N(/) 40 den jeweiligen physikalischen Längen 13 und Kabeladerdicken 141 , 142, 143, 144 der Netzwerkverbindung 12 zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit 30 abgespeichert, wobei der Rauschlevel N(/) 40 mittels der Verrechnungseinheit 30 in Abhängigkeit mindestens von Crosstalkparameter Xtalktype und Anzahl Störquellen A basierend auf dem Leistungsspektrum PSD bestimmt wird. D.h.
N(/) =
Figure imgf000026_0001
Die Summe geht mit dem Index i über alle Störmodulationen (SModem) in Abhängigkeit ihres Xtalktypes, die auf parallelen Verbindungen der Netzwerkverbindung agieren. PSDs odem(i) ist das Leistungsspektrum des i- ten SModems. Hxp ist die Dämpfung in Abhängigkeit des Crosstalk. Wie erwähnt ist die Crosstalkproblematik das physikalische Phänomen, das bei der Modulation von Daten über ein Kupferkabel auftritt. Benachbarte Kupferkabeldrähte innerhalb eines Kupferkabels erhalten über elektromagnetische Wechselwirkung paarweise Teilsignale, die von Modems erzeugt werden. Dies führt dazu, dass xDSL-Modems, die auf benachbarten Drähten übertragen werden, sich gegenseitig stören. Crosstalk als physikalischer Effekt ist beinahe vernachlässigbar für ISDN (Frequenzbereich bis 120 kHz), wird aber wichtig für z.B. ADSL (Frequenzbereich bis 1MHz) und ein entscheidender Faktor für VDSL (Frequenzbereich bis 12 MHz). Wie beschrieben bestehen die gebräuchlichen Telefonkupferleitungen aus 2 bis 2400 Kupferdrähten. Um beispielsweise vier Paare benutzen zu können, wird der Datenstrom beim Transmitter in mehrfachparallele Datenströme unterteilt und beim Empfänger wieder rekombiniert, was den effektiven Datendurchsatz um einen Faktor 4 erhöht. Dies würde eine Datenübertragung mit bis zu 100Mbps erlauben. Zusätzlich können im Falle von 4 Paar Kupferdrähten die gleichen vier Paar Drähte dazu benutzt werden, die gleiche Datenmenge gleichzeitig in der umgekehrten Richtung zu transportieren. Die bidirektionale Datenübertragung über jedes Paar Kupferdraht verdoppelt die Informationskapazität, die übermittelt werden kann. Dies verachtfacht in diesem Fall die Datenübertragungsrate gegenüber konventionellen Übertragungen, bei welchen für jeweils eine Richtung zwei Paare benutzt werden. Für die Datenübertragung, wie oben beschrieben, ist das Crosstalkrauschen ein stark limitierender Faktor. Man unterscheidet als Crosstalkarten (Xtalktype) zwischen Near-End Crosstalk (Next) 51 , welches das ungewollte Signalkoppeln vom Signalen 50 des Senders (Transmitter) 10 am einen Ende zu den Signalen 50 beim Empfänger (Receiver) 10 am gleichen Ende beschreibt, und Far-End Crosstalk (FEXT) 52, welches das ungewollte Signalkoppeln von Signalen 50 bei der Übertragung zum Empfänger 11 am anderen Ende beschreibt, wobei die Signale 50 bei der Übertragung an Signale 50 von benachbarten Kupferpaardrähten koppelt und beim Empfänger 11 als Rauschen (Noise) erscheint (siehe Figur 1 ). Normalerweise wird davon ausgegangen, dass NEXT 51 nur eine Near-End Störquelle besitzt. Xtalktype ist somit abhängig vom Ort und dem Stream (up/down), d.h. Xtalktype(Stream, Ort). Gibt es mehr als zwei Kupferdrähte, was üblicherweise der Fall ist (typischerweise sind es zwischen 2 und 2400 Drähte), dann stimmt das obenbeschriebene paarweise koppeln nicht mehr. Z.B. für den Fall, dass vier Paar Drähte gleichzeitig benutzt werden, gibt es jetzt folglich drei ungewollte Störquellen, die mit ihrer Energie an das Signal 50 koppeln. Für A gilt in diesem Fall A=3. Das gleiche gilt für FEXT-Crosstalk 52.
Die Verrechnungseinheit 30 bestimmt die Datentransfermargins mittels eines Gausstransformationsmodul 31 basierend auf den effektiven Signalstärken S(/) der ersten und den entsprechenden Rauschlevel R(/) der zweiten Liste für verschiedene Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen für eine vordefinierte Bitrate und speichert die Datentransfermargins den jeweiligen physikalischen Längen 13 und Kabeladerdicken 141 , 142, 143, 144 der Netzwerkverbindung 12 zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit 30 ab. Mit den effektiven
Signalstärken S( ) der ersten Liste und den Rauschlevels N(/) lässt sich mittels der Verrechnungseinheit 30 das Signal S zu Rausch R Verhältnis SNR (Signal to Noise Ratio) bestimmen, wobei:
Figure imgf000027_0001
Dieser Ausdruck gilt nur für CAP, 2B1 Q und PAM-Modulation, nicht aber für DMT-Modulation. DMT wird weiter unten näher beschrieben. T ist dabei der Symbolintervall oder das Halbe der Inversen der Nyquist-Frequenz. Die Nyquist-Frequenz ist die höchst mögliche Frequenz, die noch genau abgetastet (gesampled) werden kann. Die Nyquist-Frequenz ist die halbe Abtastfrequenz (Sampling Frequenz), da ungewollte Frequenzen erzeugt werden, wenn ein Signal abgetastet wird, dessen Frequenz höher als die halbe Abtastfrequenz ist. n ist der Summierungsindex. In der Praxis reicht es normalerweise, dass n von -1 bis 1 läuft. Falls das nicht genügt, können weitere Maxima 0, ±1/T, ±2/T etc. dazu genommen werden, bis die gewünschte Genauigkeit erreicht ist. Die Datentranstransfermargins hängen von den Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen ab, wie weiter oben erwähnt wurde. In diesem Ausführungsbeispiel werden wir die Abhängigkeit beispielsweise für HDSL-Modems 2B1 Q-Modulation (2 Binary, 1 Quarterary) und CAP-Modulation (Carrierless Amplitude/Phase Modulation) als Beispiel für ADSL DMT-Modulation (Discrete Multitone Technology) zeigen und bezüglich der Modulationscodierungen für Trellis-kodierte Signale. Es ist aber auch klar, dass das erfindungsgemässe Verfahren und System ohne weiteres auch für andere Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen wie z.B. PAM (Pulse Amplitute Modulation) etc. gilt. Sowohl 2B1Q-Modulation als auch CAP-Modulation wird bei HDSL-Modems verwendet und besitzt eine vordefinierte Bitrate. DMT-Modulation wird bei ADSL-Modems eingesetzt und besitzt dagegen eine variable Bitrate. CAP und DMT benutzten die gleiche fundamentale Modulationstechnologie: QAM (Quadrature Amplitude Modulation), obwohl diese Technologie unterschiedlich eingesetzt wird. QAM ermöglicht es, dass zwei digitale Trägersignale (Carrier Signal) dieselbe Übertragungsbandbreite besetzen. Dabei werden zwei unabhängige sog. Message-Signale verwendet, um zwei Trägersignale zu modulieren, die eine identische Frequenz haben, aber sich in Amplitude und Phase unterscheiden. QAM-Empfänger können unterscheiden, ob eine kleine oder eine hohe Anzahl Amplituden- und Phasenzustände benötigt werden, um Rauschen (Noise) und Interference z.B. auf einem Kupferdrahtpaar zu umgehen. 2B1 Q-Modulation ist auch bekannt als "4 Level Pulse Amplituden Modulation" (PAM). Sie benutzt zwei Voltniveaus für den Signalpulse und nicht wie z.B. AMI (Alternate Mark Insertion) ein Niveau. Indem positive und negative Niveau-Unterscheidung dazugenommen wird, erhält man ein 4 Niveau-Signal. Die Bits werden schliesslich zu je zweien zusammengefasst, welche Paare je einem Voltniveau entsprechen (deshalb 2 Bit). Damit wird die notwendige Signalfrequenz zum Senden der gleichen Bitrate wie beim bipolaren AMI beim 2B1Q halbiert. Bei HDSL-Modem mit 2B1Q- oder CAP-Modulation existiert folgende Abhängigkeit der Datentransfermargins von der SNR:
SNR
M = wobei ξ in Abhängigkeit der Fehlerrate (Symbol Error Rate) εs bestimmt werden kann. Für LAN (IP) genügt gewöhnlich eine Fehlerrate von εs = 10"7, d.h. jedes 107 Bit wird im Mittel falsch übermittelt. Firmen verlangen typischerweise ein εs = 10"12 für ihre Firmennetze. Kommt das εs z.B. in die Grössenordnung der übertragenen Datenpacketgrösse (z.B. 10"3), würde das umgekehrt bedeuten, dass jedes Packet im Durchnitt zweimal übermittelt werden muss, bis es richtig ankommt. Für die 2B1Q-Modulation gilt für εs beispielsweise:
Figure imgf000029_0001
während für die CAP-Modulation gilt:
und
Signale.
Figure imgf000029_0002
Gc ist für beide Kodierungen eine komplementäre Gaussfunktion mit:
Figure imgf000029_0003
und M ist für die 2B1Q-Modulation die Momentzahl mit M=4 für 2B1Q, während für die CAP-Modulation M die Konstellationsgrösse MxM ist. T ist wie oben das Symbolintervall oder das Halbe der Inversen der Nyquist- Frequenz. Für ADSL-Modems mit DMT-Modulation ist die Abhängigkeit anders. Wie gesagt besitzt ADSL eine variable Bitrate. Dies zeigt sich ebenfalls in Mc. Es gilt: M„
Figure imgf000030_0001
wobei ξ(/) das Signal-zu-Rausch-Verhältnis S(/)/N(/) ist. xref ist ein Referenzmargin der in diesem Ausführungsbeispiel typischerweise als 6 dB gewählt wurde, d.h. xref = 100,6. Aber auch andere Werte als Referenzmargins xref sind vorstellbar. Δ/ ist die ganze Frequenzbreite bzw. das ganze
Frequenzband, welches für die Übertragung benutzt wird. Die Integration wird über die Frequenz ausgeführt. D ist die Bitrate beispielsweise in b/s (Bits/Sekunden), r ist ein Korrekturfaktor. In diesem Ausführungsbeispiel liegt r beispielsweise bei r=9.55. Die Integration wird in diesem Ausführungsbeispiel über die Frequenz / durchgeführt. Analog dazu kann sie aber auch über der Zeit oder einer anderen physikalischen Grosse durchgeführt werden, wobei der Ausdruck oben dann entsprechend angepasst werden muss.
Im allgemeinen stimmen die wie oben erhaltenen Datentransfermargins nicht mit dem Experiment überein. Deshalb bestimmt die Verrechnungseinheit 30 die effektiven Datentransfermargins mittels mindestens eines Korrekturfaktors basierend auf den abgespeicherten Datentransfermargins. Der Korrekturfaktor wurde für dieses Ausführungsbeispiel so gewählt, dass eine genügende Übereinstimmung zwischen den erhaltenen Datentransfermargins und den effektiven Datentransfermargins erreicht wird. Als genügend wurde für hier z.B. +/- 3dB angenommen, wobei auch andere Werte vorstellbar sind. Um diese maximale Abweichung von +/- 3dB zu erhalten, werden zwei Parameter bestimmt. M|mp berücksichtigt die gute oder schlechte Implementation eines Modems durch den Hersteller. MimP wurde aufgrund der Tatsache eingeführt, dass gleiche Modems mit vergleichbarer Hardware und gleichen
Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen jedoch von unterschiedlichen Herstellern bei der Übersetzung des analogen in ein digitales Signal und umgekehrt, unterschiedliche Resultate liefern, was ihre maximale Bitrate oder ihre maximale Reichweite für eine bestimmt Netzwerkverbindung betrifft. Dies muss für die Datentransfermargins korrigiert werden. Als zweiter Parameter wurde Nint eingeführt. Njnt berücksichtigt das Quantisierungsrauschen im Modem (Analog- zu Digitalwandlung), sowie eine mögliche schlechte Anpassung der Equalizer bei der Übertragung. Findet eine Übertragung statt zwischen einem Sender 10 und einem Empfänger 1 1 passt der Equalizer im Modem die Übertragungsrate den Bedingungen der Netzwerkverbindung wie z.B. der Liniendämpfung, Phasenverzerrung etc. mittels einer Trainingssequenz an, welche zwischen den beiden kommunizierenden Modems hin- und hergeschickt werden. Eine schlechte Anpassung durch die Equalizer führt zu einer Verzerrung der Resultate und muss korrigiert werden. Für lineare Equalizer kann beispielsweise folgender Ausdruck verwendet werden:
NK-LmearEq
Figure imgf000031_0001
mit
Figure imgf000031_0002
wobei SNRiinearEq das Signal zu Rausch Verhältnis, Se das Signal, das der Equalizer erhält, Ne das Rauschen und / die Frequenz ist. Für einen Decision Feedback Equalizer (DFE) kann beispielsweise folgender Ausdruck verwendet werden:
SNR DFE
Figure imgf000031_0003
mit
-|- 1
Figure imgf000031_0004
wobei wieder SNRiinearEq das Signal zu Rausch Verhältnis, Se wie oben das Signal, das der Equalizer erhält, Ne das Rauschen und / die Frequenz ist. Die Verrechnungseinheit 30 kann zur Bestimmung von SNRDFE z.B. folgende Näherung verwenden: SNRDFE
Figure imgf000032_0001
Damit folgt für die effektiven Datenmargins: S(/) = PSDModem(/)H2(/,L,D) wie vorher. Das Rauschen wird wie folgt korrigiert:
N(f)= ∑PSDstvlod→ (f)* Hxp2{f,L,D,xtalktype,,nl )+NilΛ i Die Korrektur kann in der Verrechnungseinheit 30 hardware- oder softwaremässig in einem Modul implementiert sein. Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass mit einem solchen Modul basierend auf der Korrektur Njnt ein variabler Rauschfaktor eingeführt wird, der beispielsweise Equalizerabstimmung etc. berüchsichtigen kann. Dies kann im Stand der Technik so nicht gefunden werden und gehört u.a. zu den wesentlichen
Vorteilen der Erfindung. Die effektiven Datentransfermargins Meff werden durch Meff = Mc - Mimp, welches zusätzlich zu Nmt wie oben erwähnt, berücksichtigt wird. Die korrekten Werte für Mc und Nιnt können durch die Verrechnungseinheit 30 im Vergleich mit experimentellen Daten erhalten werden. Typischerweise muss die Verrechnungseinheit 30 dazu Zugriff auf Daten verschiedener Experimente haben, um die Parameter korrekt innerhalb der gewünschten Abweichung bestimmen zu können. Mittels der Korrekturfaktoren, die folglich eine mittlere Abweichung der abgespeicherten Datentransfermargins zu den effektiven Datentransfermargins umfassen, werden wie oben beschrieben die effektiven Datentransfermargins bestimmt und ebenfalls den jeweiligen physikalischen Längen L 13 und Kabeladerdicken D 141 , 142, 143, 144 der Netzwerkverbindung 12 zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit 30 abgespeichert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Korrekturfaktoren nicht unbedingt lineare Faktoren, d.h. Konstante sein müssen, sondern ebenso gut Korrekturfunktionen mit einer nicht linearen Abhängigkeit umfassen können. Damit könnten je nach Anwendung auch kompliziertere Abweichungen der experimentellen Daten berücksichtigt werden. Mittels der abgespeicherten Matrizen mit den Datentransfermargins bestimmt die Verrechnungseinheit 30 schliesslich basierend auf den abgespeicherten effektive Datentransfermargins anhand der bekannten physikalischen Länge 13 der zu bestimmenden Netzwerkverbindung 12 zwischen dem Sender 10 und dem Empfänger 11 den Datentransfermargin für eine bestimmte Netzwerkverbindung 12. Die Datentransfermargins werden wie mehrfach erwähnt in dB angegeben. Für Werte >0 dB läuft das Modem typischerweise, während es für Werte <0 dB nicht läuft. Um einen guten sicheren Betrieb zu garantieren, kann es sinnvoll sein, als untere Grenze z.B. 6 dB zu wählen. Allgemein eignen sich aber auch andere Datentransfermargins als untere Grenze, z.B. Werte zwischen 3 dB und 9 dB. Durch die gleiche Anordnung lässt sich für ADSL-Modem, wie aus den obigen Angaben folgt, anstelle von den Matrizen mit den Datentransfermargins entsprechend Matrizen mit Bitraten für verschiedenen Netzwerkverbindungen z.B. für einen Datentransfermargin von 6 dB bestimmen. Damit folgt zur Bestimmung der Matrizen mit Bitraten 6 dB = Meff. Bei den HDSL-Modems macht dies insofern keinen Sinn, da bei HDSL die Kodierungen, wie z.B. 2B1Q oder CAP mit einer konstanten Bitrate, hier z.B. 2.048 Mb/s, arbeiten. Der Grund für diesen Unterschied zu den ADSL-Modems liegt darin, dass HDSL-Systeme nur für einen Anschluss mit höherer Bitrate ausgelegt wurden und nur die Sicherheit (SNR) interessiert. Figur 3 zeigt die Übertragungsdistanz der Netzwerkverbindung in Abhängigkeit der Ü bertrag ungsrate (Bitrate) für ADSL-Modems. Die Referenznummern 60 und 61 bezeichnen dabei unterschiedliche Rauschumgebungen. Die Bitraten wurden, wie oben beschrieben, basierend auf den gespeicherten Matrizen bzw. Listen 2030 dargestellt.
Anhand gespeicherten Matrizen bzw. Listen 2030 der Datentransfermargins/Bitraten wird der Datentransfermargins/Bitraten für die zu klassierende Netzwerkverbindung bestimmt 1030 und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit 30 der zu klassierenden Netzwerkverbindung 12 zugeordnet übertragen.
Basierend auf der effektiven Netzwerkverbindungslänge, Dampfungsverteilungsfaktor 2020 und den Datentransfermargins 2030 kann die zu klassierende Netzwerkverbindung mittels Verrechnungseinheit 30 entspre- chend ihrer maximalen Datendurchsatzrate klassiert werden 1040. Die Klassierung kann insbesondere die maximal mögliche Datenübertragungsrate für die zu klassierende Netzwerkverbindung umfassen. Die Resultate der Klassierung könne über ein Bildschirm, ein Druckermodul oder eine sonstige Ausgabeein- heit einem Benutzer zugänglich gemacht werden 1050. Insbesondere kann beispielsweise über die Vorrichtung über ein graphisches Interface mit dem Internet verbunden sein, wobei sich durch einen beliebigen Telefonabonnenten eines Telefonnetzdienstanbieters einfach bestimmen lässt, ob sein Anschluss (z.B. zu Hause) sich für eine spezifische Netzwerkanbindung eignet oder nicht.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen, wobei geographische Koordinaten eines Senders (10) und eines Empfängers (11 ) einer zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) bekannt sind, dadurch ge- kennzeichnet,
dass basierend auf bekannten Daten (5000) von Netzwerkverbindungen mittels einer Verrechnungseinheit (30) ein oder mehrere Distanzfaktoren (2011 ) ermittelt werden (3010) und einer bestimmbaren Wahrscheinlichkeit zugeordnet auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit (30) übertragen werden, wobei die Distanzfaktoren (2011 ) die effektive Netzwerkverbindungslänge in Abhängigkeit der Luftdistanz angegeben und wobei die bestimmbare Wahrscheinlichkeit, ob eine ermittelte Netzwerkverbindungslänge kürzer oder länger als ihre effektive Netzwerklänge ist, mittels eines Sicherheitsfaktor (2012) festgelegt wird,
dass basierend auf den ein oder mehreren Distanzfaktoren (2010), dem Sicherheitsfaktor (2012) und den geographischen Koordinaten des Senders (10) und des Empfängers (11 ) der zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) mittels der Verrechnungseinheit (30) die effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird (1010) und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit (30) der zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) zugeordnet übertragen wird,
dass mindestens ein Dampfungsverteilungsfaktor (2020) basierend auf bekannten Daten (5000) von Netzwerkverbindungen bestimmt wird (3020) und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit (30) übertragen wird, wobei der mindestens eine Dampfungsverteilungsfaktor (2020) das Verhältnis der Dämpfungen unterschiedlicher Verbindungsteilstücken einer Netzwerkverbindung zueinander angibt,
dass Datentransfermargins (2030) zur Bestimmung maximaler Da- tendurchsatzraten für verschiedene Modemtypen ermittelt (3030) und einer physikalischen Länge (13) und Kabeldicke (141 , 142, 143, 144) einer Netz- Werkverbindung (12) zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit (30) abspeichert werden, wobei mittels einer Leistungsmessvorrichtung (20) Leistungsspektren für die Modemtypen gemessen werden, mittels Verrechnungseinheit (30) basierend auf den Leistungsspektren effektive Signal- stärken und entsprechende Rauschlevel bestimmt werden und mittels Gausstransformationsmoduls (31 ) basierend auf den Signalstärken und den Rausch- levels für verschiedene Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen die Datentransfermargins (2030) für eine vordefinierte Bitrate bestimmt werden,
und dass basierend auf der effektiven Netzwerkverbindungslänge,
Dampfungsverteilungsfaktor (2020) und den Datentransfermargins (2030) die zu klassierende Netzwerkverbindung mittels Verrechnungseinheit (30) entsprechend ihrer maximalen Datendurchsatzrate klassiert wird (1040).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als Distanzfaktoren (2011 ) ein Steigungsfaktor und eine Abszisse mittels der Verrechnungseinheit (30) ermittelt werden, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen Luftdistanz und effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Verrechnungseinheit (30) die Distanzfaktoren (2011 ) als Parameter eines Polynoms von mindestens 2. Grades bestimmt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sicherheitsfaktor (2012) eine Wahrscheinlichkeit zwischen 0.85 und 0.95 gewählt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Sicherheitsfaktor (2012) eine Wert zwischen 700 und 800 aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Dampfungsverteilungsfaktor (2020) eine lineare Abhängigkeit der Dämpfungen zueinander bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrechnungseinheit (30) korrigierte Datentransfermargins mittels mindestens eines Korrekturfaktors basierend auf den abgespeicherten Datentransfermargins (2030) bestimmt und den jeweiligen physikalischen Län- gen (13) und Kabeladerdicken (141 , 142, 143, 144) der Netzwerkverbindung (12) zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit (30) abspeichert wird, wobei der mindestens eine Korrekturfaktor eine mittlere Abweichung der abgespeicherten Datentransfermargins zu den effektiven Datentransfermargins und/oder ein Equalizerfaktor zur Korrektur der Equalizerabstimmung umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor eine nichtlineare Abhängigkeit bezüglich der physikalischen Längen (13) und/oder Kabeladerdicken (141 , 142, 143, 144) wiedergibt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauschlevel mittels Verrechnungseinheit (30) in Abhängigkeit mindestens von Crosstalkparameter und Anzahl Störquellen basierend auf den Leistungsspektren bestimmt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsspektrum in Abhängigkeit der Übertragungsfre- quenz für ADSL- und/oder SDSL- und/oder HDSL- und/oder und/oder VDSL- Modemtypen (101 , 102, 103, 104) gemessen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die möglichen SDSL-Modemtypen (101 , 102, 103, 104) mindestens einen G.991.2- Modemtypen und/oder die ADSL-Modemtypen (101 , 102, 103, 104) mindestens einen G.992.2-Modemtypen umfassen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Gausstransformationsmoduls (31 ) die Datentransfermargins für mindestens die Datenübertragungsmodulationen 2B1Q und/oder CAP und/oder DMT und/oder PAM bestimmt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Gausstransformationsmoduls (31 ) die Datentransfermargins für mindestens die Trellis-Modulationscodierung bestimmt werden.
14. Verfahren zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen, wobei geographische Koordinaten eines Senders (10) und eines Empfängers (11 ) einer zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) bekannt sind, dadurch gekennzeichnet,
dass basierend auf bekannten Daten (5000) von Netzwerkverbindungen mittels einer Verrechnungseinheit (30) ein oder mehrere Distanzfakto- ren (2011 ) ermittelt werden (3010) und einer bestimmbaren Wahrscheinlichkeit zugeordnet auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit (30) übertragen werden, wobei die Distanzfaktoren (2011 ) die effektive Netzwerkverbindungslänge in Abhängigkeit der Luftdistanz angeben und wobei die bestimmbare Wahrscheinlichkeit, ob eine ermittelte Netzwerkverbindungslänge kürzer oder länger als ihre effektive Netzwerklänge ist, mittels eines Sicherheitsfaktors (2012) festgelegt wird,
dass basierend auf den Distanzfaktoren (2010), dem Sicherheitsfaktors (2012) und den geographischen Koordinaten des Senders (10) und des Empfängers (11 ) der zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) mittels der Verrechnungseinheit (30) die effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird (1010) und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit (30) der zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) zugeordnet übertragen wird,
dass mindestens ein Dampfungsverteilungsfaktor (2020) basierend auf bekannten Daten (5000) von Netzwerkverbindungen bestimmt wird (3020) und auf einen Datenträger der Verrechnungseinheit (30) übertragen wird, wobei der mindestens eine Dampfungsverteilungsfaktor (2020) das Verhältnis der Dämpfungen unterschiedlicher Verbindungsteilstücken einer Netzwerkverbindung zueinander angibt,
dass Bitraten (2030) zur Bestimmung maximaler Datendurchsatzra- ten für verschiedene Modemtypen ermittelt und einer physikalischen Länge (13) und Kabeldicke (141 , 142, 143, 144) einer Netzwerkverbindung (12) zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit (30) abgespeichert werden, wobei mittels einer Leistungsmessvorrichtung (20) Leistungsspektren für die Modemtypen gemessen werden, mittels Verrechnungseinheit (30) basie- rend auf den Leistungsspektren effektive Signalstärken und entsprechende Rauschlevel bestimmt werden und mittels Gausstransformationsmoduls (31) basierend auf den Signalstärken und den Rauschlevels für verschiedene Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen die Bitraten (2030) für einen vordefinierten Datentransfermargin bestimmt werden,
und dass basierend auf der effektive Netzwerkverbindungslänge,
Dampfungsverteilungsfaktor (2020) und den Datentransfermargins (2030) die zu klassierende Netzwerkverbindung mittels Verrechnungseinheit (30) entsprechend ihrer maximalen Datendurchsatzrate klassiert wird (1040).
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Distanzfaktoren (2011 ) ein Steigungsfaktor und eine Abszisse mittels der Verrechnungseinheit (30) ermittelt werden, wobei eine lineare Abhängigkeit zwischen Luftdistanz und effektive Netzwerkverbindungslänge bestimmt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Verrechnungseinheit (30) die Distanzfaktoren (2011) als Parameter eines Polynoms von mindestens 2. Grades bestimmt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Sicherheitsfaktor (2012) eine Wahrscheinlichkeit zwischen 0.85 und 0.95 gewählt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Sicherheitsfaktor (2012) eine Wert zwischen 700 und
800 aufweist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Gausstransformationsmoduls (31) die Bitraten für einen Datentransfermargin zwischen 3 und 9 dB bestimmt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Gausstransformationsmoduls (31) die Bitraten für einen Datentransfermargin 6 dB bestimmt werden.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Verrechnungseinheit (30) korrigierte Bitraten mittels mindestens eines Korrekturfaktors basierend auf den abgespeicherten Bitraten (203) bestimmt und den jeweiligen physikalischen Längen (13) und Kabeladerdicken (141 , 142, 143, 144) der Netzwerkverbindung (12) zugeordnet auf einem Datenträger der Verrechnungseinheit (30) abspeichert, wobei der Korrekturfaktor eine mittlere Abweichung der abgespeicherten Bitraten zu den effektiven Bitraten und/oder ein Equalizerfaktor zur Korrektur der Equalizerabstimmung umfasst.
22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Korrekturfaktor eine nichtlineare Abhängigkeit bezüglich der physikalischen Längen (13) und/oder Kabeladerdicken (141 , 142, 143, 144) wiedergibt.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Rauschlevel mittels Verrechnungseinheit (30) in Abhängigkeit mindestens von Crosstalkparameter und Anzahl Störquellen basierend auf den Leistungsspektren bestimmt werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungsspektrum in Abhängigkeit der Übertragungsfrequenz für ADSL- und/oder SDSL- und/oder HDSL- und/oder und/oder VDSL- Modemtypen (101 , 102, 103, 104) gemessen wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die möglichen SDSL-Modemtypen (101 , 102, 103, 104) mindestens einen G.991.2- Modemtypen und/oder die ADSL-Modemtypen (101 , 102, 103, 104) mindestens einen G.992.2-Modemtypen umfassen.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Gausstransformationsmoduls (31 ) die Bitraten für mindestens die Datenübertragungsmodulationen 2B1Q und/oder CAP und/oder DMT und/oder PAM bestimmt werden.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Gausstransformationsmoduls (31 ) die Bitraten für mindestens die Trellis-Modulationscodierung bestimmt werden.
28. Vorrichtung zum Klassifizieren von Netzwerkverbindungen, wobei geographische Koordinaten eines Senders (10) und eines Empfängers (1 1 ) einer zu klassierenden Netzwerkverbindung (12) bekannt sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorrichtung eine Verrechnungseinheit (30) zum Ermitteln und Speichern von ein oder mehreren Distanzfaktoren (2011 ) einer bestimmbaren Wahrscheinlichkeit basierend auf bekannten Daten (5000) von Netzwerk- Verbindungen umfasst, wobei die Distanzfaktoren (201 1 ) die effektive Netzwerkverbindungslänge in Abhängigkeit der Luftdistanz angeben und wobei die bestimmbare Wahrscheinlichkeit, ob eine ermittelte Netzwerkverbindungslänge kürzer oder länger als ihre effektive Netzwerklänge ist, mittels eines Sicherheitsfaktors (2012) festgelegt wird,
dass die Verrechnungseinheit (30) Mittel zum Bestimmen und Speichern von mindestens einem Dampfungsverteilungsfaktor (2020) basierend auf bekannten Daten (5000) von Netzwerkverbindungen umfasst, wobei der mindestens eine Dampfungsverteilungsfaktor (2020) das Verhältnis der Dämpfungen unterschiedlicher Verbindungsteilstücken einer Netzwerkverbindung zu- einander angibt,
dass die Vorrichtung eine Leistungsmessvorrichtung (20) zum Messen von Leistungsspektren für verschiedene Modemtypen, Mittel (30) zum Bestimmen effektiver Signalstärken und entsprechende Rauschlevel basierend auf den Leistungsspektren sowie ein Gausstransformationsmoduls (31 ) zum Bestimmen und Speichern von Datentransfermargins (2030) basierend auf den Signalstärken und den Rauschlevels für verschiedene Datenübertragungsmodulationen und/oder Modulationscodierungen und für eine vordefinierte Bitrate umfasst.
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