数据通信的制作方法

本发明涉及数据通信，具体来说，本发明涉及修改接入网络中的数字用户线路(DSL)设备的操作。

背景技术：

数字用户线路(DSL)技术被设计成，利用离散多音(multitone)调制(DMT)，经由铜双绞线用户线路来提供数字通信。利用DMT，通过许多信道分发传输数据，各个信道都调制不同的小带宽载波，也称为“音调(tone)”。在速率自适应DSL中，信道上的每符号比特数可以根据该信道的数据处理容量而改变，从而在任何指定时刻从线路获取最佳总比特率。

DSL是集合术语，其涵盖了有关DSL技术的许多变型，其中包括：G.Fast、ADSL、ADSL2、ADSL2+、SDSL、VDSL以及VDSL2(包括关联附件)。DSL连接包括在两个DSL收发器之间延伸的铜用户线路，各个DSL收发器都包括DSL调制解调器。第一DSL收发器通常位于用户端，而第二收发器可以设置在包括多个DSL收发器(每一条用户线路一个DSL收发器)的DSLAM(聚合收发器装置的形式)中。为了享受经由传统对绞铜线的高速传输的益处，DSLAM越来越靠近用户地设置在分配点或DP(有时称为“投递点(drop point)”)，而不是设置在交换机处(在美国用语中，称为“中心局”)。本地交换机与DSLAM之间的连接是光纤，使得铜用户线路(具有固有的数据速率限制)的长度缩短。DSLAM将用户端的DSL收发器连接至通信提供方的核心网络。

动态线路管理(DLM)和动态频谱管理(DSM)是用于改进经由DSL通信线路的DSL技术的操作的技术。DSM和DLM两者都通过评估线路上的DSL传输性能并调节多个DSL收发器属性集(也称为配置文件(profile))来工作，以改进当前在线路上使用的DSL技术的性能。DSL收发器属性在G.997.1,section 7.3：“Configuration functions”中进行了定义，section 7.3包括section 7.3.1“Line configuration parameters”和section 7.3.2“Channel configuration parameters”。DSL收发器属性决定网络中的DSLAM中的DSL收发器的操作，以确定如何实现在线路上使用的DSL技术。DSL收发器属性基于对线路性能的评估来选择。DSL收发器配置文件由提供DSL接入服务的网络提供方来维护。DLM将有限数量的配置文件之一应用至DSLAM，目的是改进当前在线路上使用的DSL技术的操作的稳定性，尽管这可导致同步速率的降低。许多DSL技术具有所指定或讨论中的低功率模式，包括G.Fast、ADSL2以及VDSL2，然而，DLM在处于低功率模式中时可能不能够正确地理解线路的性能。

技术实现要素：

本发明使能评估线路上的DSL传输性能，并且调整多个DSL收发器属性集(也称为配置文件)以选择最佳DSL技术。本发明允许评估可能需要以使线路最优化所需的另选的多个DSL收发器属性集。

本发明提供了一种控制在经由数字用户线路(DSL)连接来传递数据时使用的DSL收发器的方法，该方法包括：监测所述DSL连接的操作；检测所述DSL连接正在按低功率模式操作，其中，通过所述DSL收发器向所述DSL连接应用的信号功率处在低于功率阈值的第一电平；将应用至所述DSL连接的所述信号功率增加至超过所述功率阈值的第二电平；记录表示具有按所述第二电平应用至所述DSL连接的信号功率的所述DSL连接的性能的数据；以及基于所记录的表示性能的数据来修改所述DSL收发器属性，以在经由所述DSL连接传递数据时改变所述DSL收发器的操作。

根据本发明的方面，如果希望在DSL收发器按低功率模式操作的同时采用新的DSL收发器属性集，则将DSL线路激发成全功率模式，以允许选择DSL收发器属性集来改变该DSL收发器的操作。在DSL收发器属性改变之后，在DSL收发器按低功率模式操作的同时，可以将DSL线路激发成全功率模式，以允许评估新的DSL收发器属性集的性能，并且做出是保持新的DSL收发器属性集、返回至原来的DSL收发器属性集、还是尝试新的DSL收发器属性集的决定。

本发明还提供一种用于控制在经由数字用户线路(DSL)连接来传递数据时使用的DSL收发器的DSL控制器，其中，所述DSL控制器包括：线路接口，该线路接口用于监测所述DSL连接的性能；用于检测所述DSL连接正在按低功率模式操作的处理器，其中，通过所述DSL收发器向所述DSL连接应用的信号功率处在低于功率阈值的第一电平；用于向所述DSL收发器发送控制信息以将应用至所述DSL连接的所述信号功率增加至超过所述功率阈值的第二电平的管理接口；用于记录表示具有按所述第二电平应用至所述DSL连接的信号功率的所述DSL连接的性能的数据的处理器；以及

用于基于所记录的表示性能的数据向所述DSL收发器发送控制信息来修改DSL收发器属性，以在经由所述DSL连接传递数据时改变所述DSL收发器的操作的管理接口。

附图说明

为了可以更好理解本发明，下面将参照附图，仅通过示例的方式对实施方式进行描述，其中：

图1示出了用于实现本发明的接入网络的示意性框图；

图2例示了传输缓冲器填充水平与应用至线路的功率之间的常规关系；

图3例示了根据本发明的方面的、传输缓冲器填充水平与应用至线路的功率之间的关系；

图4示出了根据本发明的方面的处理流程图；

图5更详细地示出了图1的接入网络。

具体实施方式

本发明使得能够修改用于经由DSL收发器之间的DSL连接来传递数据的DSL收发器的操作。本发明通过检测(即，通过监测DSL连接的操作)DSL连接正在按低功率模式操作(即，其中，通过DSL收发器向DSL连接施加的信号功率处在低于功率阈值的第一电平)而工作。第一DSL收发器被重新配置成将应用至DSL连接的信号功率增加至超过功率阈值的第二电平，并且记录表示具有第二电平的信号功率的DSL连接的性能的数据。接着，基于所记录性能数据重新配置第一DSL收发器，以在经由DSL收发器之间的DSL连接来传递数据时使用。

DSL收发器包括DMT调制器(未示出)，DMT调制器生成调制各种DSL音调的符号。当DSL连接能够工作(有时称为“开演时间(showtime)”)时，可以生成几类DMT符号，实际上并非都传输用户数据(即，用户生成的数据或者旨在供用户使用的数据)。这些符号类型在G 9701中进行了定义，并且包括运送数据帧(例如，用户数据)的数据符号，而且还包括用于同步和信道估计但不承载数据帧的同步符号以及可以在没有可用于发送的数据帧的情况下发送的空闲符号。针对各个音调的调制器输入被设置成零时，产生安静符号(quiet symbol)，并且将使收发器进入低功率状态以使功耗最小化。另一个帧类型是不包含用户数据但包含管理和控制信息的鲁棒管理信道(RMC)帧。

因DP被供电的方式，低功率模式对于处于DP处的DSL收发器来说可能特别重要。DP处的DSL收发器可以经由来自用户端的通信线路供电(所谓的“反向供给”)。在用户不活动时段期间，即，当传输数据缓冲器低于所设置的填充水平并且很少或没有数据被发送至该线路时，反向供给G.fast系统被设计成降低到低功率模式。在低功率模式中，由DL DSL收发器应用至该线路的信号功率和数据速率两者都被降低至低于正常水平(即，低于全功率模式)并且可能降低至零。当DP收发器传输数据时，缓冲器接收更多数据，线路将自动返回至全功率操作。可以在电力故障时进入另一低功率模式。反向供给电力可能周期性地失败，例如，当向DP供电的用户端设备(CPE)被关闭时。在电力故障的情况下，DP可以转而依靠用户家中的电池电源，并且采用减小DP DSL收发器应用至该线路的信号功率和数据速率两者的低功率模式。在不管什么原因DSL收发器进入低功率模式的情况下，这可以防止DLM因减小的功率和数据速率而正确理解线路的性能。

G.Fast

常规G.Fast DSL收发器的节能设计是指它们的操作与用户数据的存在紧密联系–即，当在传输缓冲器中存在可用的用户数据时，收发器将按全功率运行，但如果传输缓冲器是空的(例如，导致生成安静符号)，则收发器将返回至低功率模式。低功率模式可以与数量级低于全功率电平的低功率电平相关联。这在图2的图表中进行了表示。图2示出了图表20的DSL收发器传输数据缓冲器填充水平与图表22处的发送至线路的对应功率电平的比较。应注意，只要缓冲器中存在数据，不管在高电平或者低电平，线路都按全功率操作。然而，只要流量水平如24处所示下降至零(即，传输数据缓冲器是空的)，发送至该线路的功率都按低功率电平操作，如26处所示。

在实践中，可用超过一个低功率电平。例如，在G.997.1的7.5.1.5中定义了下列功率状态，预期将来回定义附加的功率状态：

L0–全功率–在线路具有最大传输时(即，开演时间)。

L1–功率下降数据传输–当线路上存在传输但净数据速率下降时(例如，仅用于OAM和更高层连接与会话控制)。这种状态仅适用于G.922.2。

L2–功率下降数据传输–当线路上存在传输但净数据速率下降时(例如，仅用于OAM和更高层连接与会话控制)。这种状态仅适用于G.922.3和G.922.4。

L3–无功率–当线路上根本没有传输功率时。

然而，其它低功率状态在讨论中，例如：

L2.0-减小功率状态-在这种状态下，收发器不在每一个符号中传输用户数据，即，打孔传输。

L2.1(正常)-减小功率状态-在这种状态下，收发器不在每一个帧中传输，而仅通过管理符号而非数据符号来传输数据(可包括低水平的用户数据)。与全功率模式相比，传输很少的管理和同步符号。

DLM是集中式系统，其在周期性的基础上收集DSL性能数据并接着经由OSS系统修改针对单个DSL收发器的新DSL收发器属性，以确保它们按稳定方式操作。当线路处于低功率模式时，不代表全功率下的性能，结果，DLM不能被用于获取DSL连接的性能的真实表示。

图1示出了可以实现本发明的典型接入网络的示意性框图。接入网络100包括用户端DSL接口110、120，典型为DSL路由器，每一个DSL接口皆通过D侧铜双绞线线线路116中的不同的一个连接至不同的DP 130、132。两个DP 130、132通过E侧光纤线路138中的不同的一条连接到同一交换机140中。用户端DSL接口110、120分别包括DSL收发器112、122。诸如计算机和媒体播放器(未示出)的其它CPE可以经由DSL接口110、120之一来连接，以便利用DSL技术与诸如互联网的远程数据网络通信。每一个DP130、132都包括DSLAM 134、136。DSLAM 134、136经由交换机头端142连接至交换机140，以互连至诸如互联网的远程数据网络和并互连至其它提供方。在每一个用户端DSL收发器112、122与DSLAM 134、136之间建立DSL通信。用户端DSL接口110、120与交换机140之间的通信部分通过经由铜双绞线的DSL并且部分通过光纤。CPE DSL收发器112、122与DP DSLAM 134、136之间的通信通过经由铜双绞线116的DSL，而DP DSLAM 134、136与交换机头端142之间的通信通过经由光纤138的以太网。每一个DSLAM 134、136的操作都通过作为网络提供方的操作支持服务(OSS)的一部分的管理装置150来管理。管理装置150可以包括服务器计算机，服务器计算机包括用于执行的处理器和用于存储合适软件组件的存储器。

下面，参照图3，对本发明的实施方式进行描述。

在图3中，图表30示出了线路上的DSL收发器传输缓冲器填充水平，并且图表32示出发送至线路的对应功率电平的比较。图表30所示的DSL收发器传输数据缓冲器填充水平类似于图2中的图表20的数据缓冲器填充水平。事实上，图表30中以实心黑色示出的数据缓冲器填充水平与图表20中所示数据缓冲器填充水平相同。图表30的数据缓冲器填充水平与图表20的不同之处在于，其现在具有在数据缓冲器填充水平之前下降至零(即，传输数据缓冲器是空的)的时段24期间添加的伪数据或“非用户”数据(即，虚设帧)34、36。注入到线路上的非用户数据34、36不需要占用没有用户数据的任何时段24的全部，而是需要存在足够长(例如，15分钟时隙)，以供DLM评估经由线路的DSL传输的性能。非用户数据的注入导致DSL收发器在时段38将线路激发到全功率，粗略地匹配非用户数据34、38的时段。这使得DLM能够在合适的情况下，即，为了改善性能而计算的情况下，评估线路性能并且选择新的DLS收发器属性集。这在不影响用户数据的情况下实现，因为没有用户数据与非用户数据同时发送。根据另一实施方式，DSL收发器被控制成向该线路发送另一非用户数据，以允许DLM在新的DSL收发器属性集的情况下来评估操作。例如，如果在发送第三组非用户数据34、评估经由线路的DSL传输性能以及调整多个DSL收发器属性集之后改变了DSL收发器属性集，则可以发送附加的一组非用户数据36，并且激活DLM以检查按照新的DSL收发器属性集的操作的性能是否满足预期。

根据本发明的另一实施方式，非用户数据可以通过G.Fast收发器外部的DP来生成，其中，非用户数据被馈送至该DP，并且该DP简单地将其看作用户数据。另选地，G.Fast收发器被修改成生成非用户数据。

根据本发明的另一实施方式，非用户数据被接收端用户DSL收发器放弃。这可以通过将非用户数据与无效端口号关联或者通过发送操作和维护(OAM)分组或测试分组来安排。在基于以太网的网络的ITU Y.1731OAM功能和机制中指定了合适分组。

本发明的另一实施方式取消了生成非用户数据的需要。根据该实施方式，G.Fast收发器被修改成生成针对作为G.Fast收发器的一部分的功率模式控制器的输入，以控制DSL收发器是按全功率模式还是低功率模式操作。这可以通过对嵌入G.Fast收发器中的固件的改变来实现。

为了评估经由按照DSL收发器属性集操作的线路的DSL传输性能，DLM监测线路上的数据，包括误码率和和再训练和重传的数量中的一个或更多个等。DLM可以比较按照当前的DSL收发器属性集操作的线路的性能与按照先前的DSL收发器属性集操作的线路的性能，以确定哪一个更好以及是否切换DSL收发器属性集。

根据本发明的实施方式的方法的概述。

DP通过将非用户数据(即，假数据，其并非源自于用户或预定送往用户)写入至传输缓冲器，或者将到功率状态控制器的接口用于线路以迫使该线路进入全功率，迫使收发器退出低功率状态进入全功率状态。捕获有关DSL性能的数据，对所述数据进行分析并做出有关是否改变DSL配置的决定。该决定可以基于对当前性能与利用不同的DSL收发器属性集的先前时段的性能的比较。根据该决定，可以保持当前的DSL收发器属性集，或者应用不同的DSL收发器属性集。根据优选实施方式，在该决定过程中应用滞后(例如，可配置的推迟(hold-off)定时器)，以确保DLM不因短期糟糕性能而切换配置。

下面，参照图4的流程图，对根据本发明一实施方式的方法进行详细描述。图4的流程图在状态410“监测线路”开始，其中，监测DSL连接以获取有关该线路是否运送用户数据的指示。判定412“用户使用线路？”使用在410获取的指示。如果判定是肯定的(即，用户在使用该线路)，则随后进行正常处理，如在状态414所示，并且控制返回至状态410。如果判定是否定的(即，用户未在使用该线路)，则在416，将该线路被激发成全功率，例如，通过应用非用户数据或者直接触发功率状态改变。在强制该线路进入全功率的情况下，监测线路性能，如上所示，在418“监测处于全功率的线路性能”。判定420“选择不同配置文件？”使用在418获取的指示，以判定线路性能是否很可能通过改变成不同的配置文件来增强。如果判定是否定的(即，不改变到不同的配置文件)，则在422，取消激发成全功率，并且控制返回至状态410。如果判定是肯定的(即，改变到不同的配置文件)，则在状态424应用选定的不同配置文件。根据本发明的一个另选实施方式，在422，取消激发成全功率，并且控制返回至状态410。

根据本发明的第二另选实施方式，希望检查利用在状态424应用的选定的不同配置文件的线路的性能。在该另选实施方式中，控制转到状态426“监测性能并与利用先前配置文件的性能比较”。判定428“性能更差？”使用在426获取的有关比较性能的指示。

如果判定是否定的(即，利用选定的配置文件的性能不是更差)，则在状态430存储当前配置文件以持续使用，在422，取消激发成全功率，并且控制返回至状态410。如果判定是肯定的(即，利用选定的配置文件的性能更差)，则在432执行有关用户是否已开始利用该线路的检查(为此，426的线路监测还提供用户活动的合适指示)。

如果判定是否定的(即，用户未开始利用该线路)，则在状态434恢复到先前使用的配置文件，在422，取消激发成全功率，并且控制返回至状态410。如果判定是肯定的(即，用户已开始利用该线路)，则在状态436，设置标志以允许保持当前配置文件，但使得在检测到用户未在利用该线路的下一时机恢复至先前的配置文件，在422，取消激发成全功率，并且控制返回至状态410。

根据本发明的实施方式的实现的概述。

用户数据经由铜线连接520、DSLAM 134以及光纤连接522，在DSL收发器112与交换机头端142之间传输。上面，已经参照图1对物理组件进行了描述，然而，下面更详细察看这些组件。

DSL路由器110包括用于经由DSL连接520进行通信的DSL(例如，G Fast)收发器1120以及用于与诸如计算机和媒体播放器(未示出)的其它CPE通信的客户以太网端口1122。

DSLAM 134包括：用于经由DSL连接520进行通信的DSL(例如，G.Fast)收发器1310、用于经由光纤连接522进行通信的第二层回程开关1312、以及用于缓冲从连接520和522中的任一者接收到的或者去往其中任一者的数据的第二层数据缓冲器1314。

交换机140包括用于经由光纤连接522进行通信的头端第二层回程开关1422。

在DSL路由器110与头端142之间传输的用户数据遵循如下数据路径536。用户数据经由公知的用户端有线或无线链路(未示出)通过客户以太网端口1122与其它CPE(未示出)并且经由DSL收发器内部的电气布线与CPE DSL收发器1120交换。用户数据经由DSL连接520在CPE DSL收发器1120与客户以太网端口1122之间并且经由第二层缓冲器1314和DSLAM内部的电气布线在DSLAM DSL收发器1310与DSLAM第二层回程开关1312之间交换。用户数据在DSLAM第二层回程开关1312与头端第二层回程开关1402之间交换。用户数据在头端第二层回程开关1402与诸如互联网的远程数据网络之间交换，并且通过公知的回程电路(未示出)交换至其它提供商。

图1的接入网络组件还包括如下的管理与控制部件。

DSLAM 134还包括DSLAM性能统计管理组件1320。DSL路由器110还包括DSL路由器性能统计管理组件1124。DSLAM性能统计管理组件1320从DSLAM DSL收发器1310导出性能数据，并且与交换机140和DSL路由器110共享该性能数据。DSLAM性能统计管理组件1320经由虚拟管理通道532从监测CPE DSL收发器1120的DSL路由器性能统计管理组件1124接收管理和性能数据。DSLAM性能统计管理组件1320还经由虚拟管理通道534与头端性能统计管理组件1424交换管理和性能数据。

头端142还包括DLM控制器1426，DLM控制器控制DSL性能的监测和DSL收发器的配置以改进DSL性能。DLM控制器1424从本地历史性能统计存储部1428访问性能数据，而本地历史性能统计存储部通过头端142性能统计管理组件1424向其馈送从DSLAM 134接收到的数据。

DSLAM 134还包括DSLAM控制器1322，DSLAM控制器管理DSLAM 134的操作。为此，DSLAM控制器1322从DSLAM性能统计管理组件1320接收管理和性能数据，并且具有针对DSLAM功率控制器1324的接口，经由该接口，DSLAM控制器监测DSL连接520的功率设置并且可以调节该功率设置，例如，迫使DSL连接520从低功率模式进入全功率。DSLAM控制器1322还具有针对DSLAM非用户数据生成器1326的接口，经由该接口，DSLAM控制器可以开始将非用户数据插入到DSL连接520上，以将其从低功率模式切换成全功率。

交换机140还可以包括持续管理代理(PMA)410。PMA 1410充当DSLAM 134的代理/管理器。DSLAM 134被设置成，只要一生成度量数据就经由虚拟通道538将其发送至关联的PMA 1410。为此，PMA 1410具有针对第二层回程开关1402的接口。接着，该PMA可以处理与DSLAM 3的状态和配置有关的所有请求。PMA 1410能够确定DSLAM 134的功率状态。根据另一些实施方式，PMA 1410还能够执行其它动作，包括：

固件下载和管理；

初始准备(Initial provisioning)；

配置，包括速率控制；

测试和诊断；

统计收集；以及

事件报告。

在这个实施方式中，PMA 1410是单个DSLAM 134的代理，尽管想象了其它映射。PMA 1410执行度量数据的聚合以生成新的测量和值。

参考文献

G.9701G.Fast recommendation(describes the low power modes of G.Fast)；ITU-T；Amendment 1draft circulated for comments 03/2014.

G.997.1Physical layer management for digital subscriber line transceivers；ITU-T；06/2012.

G.992.2Splitterless asymmetric digital subscriber line(ADSL)transceivers；ITU-T；06/1999.

G.992.3Asymmetric digital subscriber line transceivers 2(ADSL2)；ITU-T；04/09.

G.992.4Splitterless asymmetric digital subscriber line transceivers 2(splitterless ADSL2)；ITU-T；07/2002.

G.993.2Very high speed digital subscriber line transceivers 2(VDSL2)；ITU-T(12/2011)

Y.1731OAM functions and mechanisms for Ethernet based networks；ITU-T；11/2013.