用于表征线路微滤波器状态以及相对于网络接口设备定位线路故障的方法和系统的制作方法

用于表征线路微滤波器状态以及相对于网络接口设备定位线路故障的方法和系统的制作方法
【专利摘要】用于从CPE侧探测和/或监视线路上的DSL活动的系统和方法。在实施例中，所检测的公共交换电话网络（PSTN)线路状态与所收集的探测数据关联，以确定线路上的微滤波器状态。基于干CPE线路和活跃CPE线路的比较，或基于网络接口卡（NID)位置的估计，相对于NID定位其它线路故障的位置。
【专利说明】用于表征线路微滤波器状态以及相对于网络接口设备定位 线路故障的方法和系统

【技术领域】
[0001] 本文描述的主题总地涉及电信领域，更具体地涉及用于诊断和优化数字用户线路 (DSL)的性能的系统和方法。

【背景技术】
[0002] 数字用户线路（DSL)技术一般包括使用基于分组的体系结构的数字用户线路设 备和服务，例如非对称DSL (ADSL)、高速DSL (HDSL)、对称DSL (SDSL)和/或甚高速/甚高比 特率DSL (VDSL)。这样的DSL技术可以通过双绞线提供极高的带宽，并且对带宽密集型应用 提供巨大潜能。然而，30K-30MHZ频带内的DSL服务比在4K以下频带内操作的普通老式电 话服务（POTS)更依赖于线路状况（例如，线路的长度、质量和环境）。
[0003] 尽管一些环路处于用于实现DSL的良好状况（例如，具有短至适合的长度使得操 作性微滤波器或分离器被正确地安装且没有桥接抽头和坏拼接），但是许多环路是不适合 的。例如，环路长度广泛地变化，用于环路的线规（wire guage)可能在该环路的长度上不 是一致的（将两个或更多个不同线规拼接在一起），微滤波器可能处于故障状态（例如，不 存在，反转），并且许多现有环路具有一个或多个桥接抽头（在一端与环路连接的一段线对 在另一端未连接或不当地终止）。
[0004] 由于线的数量可能很大，所以线路服务提供商通常尝试提供线路，使得以将几乎 不需要提供商进一步考虑（如果有）的方式实现特定最小程度的线路性能和稳定性。此外， 在一些位置，DSL服务批发商提供DSL通信设备以形成用于这样的服务的基础结构，并且然 后DSL服务经销商将通过该基础结构输送的DSL服务（例如，"互联网接入"）提供给单独 的最终用户。由于DSL服务批发商控制形成DSL基础结构的设备，DSL服务经销商维持与 消费者的服务关系，所以在DSL服务批发商最关注于保护基础结构完整性与DSL服务经销 商希望接入和控制该设备以管理给他们的最终用户的服务质量之间可能存在冲突。
[0005] 无论服务是由批发商还是由经销商服务提供商提供给最终消费者的，网络接口设 备（NID)下游的线路的客户驻地设备（CPE)侧的环路损伤典型地都是消费者的责任。在家 庭布线中存在的微滤波器故障、桥接抽头、坏拼接等可能不容易从服务提供商侧推断，对服 务提供商来说也没有特别关注，然而在此情况下获得最小程度的线路性能和稳定性。
[0006] 由于性能限制线路问题可能经常从CPE侧最佳地识别，所以能够从CPE侧识别环 路损伤并且推断出它们相对于NID的位置的系统和技术对客户、CLEC(竞争本地交换运营 商）或提供线路管理服务（并且可能不能接入中心局（C0)侧的）其它第三方是有利的。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 本发明的实施例是作为示例而非作为限制描述的，并且当结合附图考虑时参考下 面的【具体实施方式】可以被更完整地理解，其中：
[0008] 图1A是根据实施例被实现的层次化故障检测方案；
[0009] 图1B是根据实施例的图示用于监视、探测和检测线路损伤以实现图1A所示的故 障检测方案的至少一部分的系统的框图；
[0010] 图2Α是根据实施例的图示用于检测微滤波器状态的方法的流程图；
[0011] 图2Β是根据实施例的图示用于探测线路并且基于所收集的探测数据检测微滤波 器状态的方法的流程图；
[0012] 图2C是根据实施例的图示用于监视线路并且基于所收集的操作数据检测微滤波 器状态的方法的流程图；
[0013] 图3是根据实施例的图示用于在用于监视、探测和检测线路损伤的方法中可以使 用的故障模板的体系结构的图；
[0014] 图4Α、图4Β、图4C和图4D是根据实施例的图示用于关于故障的存在和/或位置 表征线路的方法的流程图；
[0015] 图5Α是根据实施例的图示包括图1Β的系统的、应用用于关于故障的存在和/或 位置表征线路的方法的网络的示意图；
[0016] 图5Β和图5C图示根据实施例的用于定位线路故障的系统；以及
[0017] 图6是根据实施例配置的呈计算机系统形式的机器的功能框图。

【具体实施方式】
[0018] 本发明的下面详细描述将涉及本发明的一个或多个实施例，但是不局限于这样的 实施例。相反，详细描述仅旨在是说明性的。本领域技术人员将容易理解，本文中关于附图 给出的详细描述是为了解释目的提供的，因为本发明扩展至这些有限实施例以外。
[0019] 本文中使用的术语"服务提供商"指提供、售卖、供给、检修和/或维护通信服务和 /或通信设备的多种实体中的任意实体。示例服务提供商包括电话运营公司、有线电视运营 公司、无线运营公司、互联网服务提供商或可以独立地或与宽带通信服务提供商共同地提 供对宽带通信服务（DSL、DSL服务、有线电视等）进行诊断或改进的任何服务部门。
[0020] 本文中使用的术语"最终用户"、"订阅者"和/或"客户"是可互换地使用的，并且 全部指多个服务提供商中任一个对其提供通信服务和/或设备的人、公司和/或组织。此 夕卜，术语"客户驻地"指服务提供商正对其提供通信服务的位置。作为示例，在公共交换电 话网（PSTN)用来提供DSL服务时，客户驻地位于电话线的网络终端（NT)侧、位于电话线的 网络终端（NT)侧附近和/或与电话线的网络终端（NT)侧关联。示例客户驻地包括住处或 办公楼。
[0021] 本文描述的是用于从CPE侧探测和/或监视线路上的DSL活动的系统和方法。在 实施例中，所检测的PSTN线路状态与被收集以确定线路上微滤波器状态的线路数据关联。 所检测的PSTN状态可以用于触发线路探测或DSL操作数据收集事件，并且可以进一步用来 以有利于包括线路数据比较在内的分析技术的方式对所收集的探测数据或操作数据进行 归类。
[0022] 在实施例中，基于图1A所示的层次化检测方案100表征线路，其中在层1中检测 至IJ的线路损伤或"故障"在层2中被推断为"室内（in-house)"或"室外（out-house)"。在 实施例中，在层2中基于通过本文描述的用于探测的系统和方法收集的线路数据，确定线 路损伤或"故障"相对于NID的位置。基于在没有普通老式电话服务（POTS)和DSL的CPE 侧从"活跃DSL线路"和"干线路（dry line)"收集的线路探测数据的比较，可以确定故障 位置。在实施例中，基于该比较估计NID位置，然后将所估计的NID位置与所估计的从探测 点至故障的距离进行比较。在其它实施例中，基于关于活跃线路和干线路收集的探测数据 的比较之间的共性或差异，推断故障位于NID两侧中任一侧上。
[0023] 在层3,将室内故障进一步在微滤波器问题与包括桥接抽头和平衡问题（如坏拼 接和扁平线）在内的其它室内线路故障之间进行区分。在一个实施例中，活跃线路和干线 路之间的比较在层3使用。对于层4,微滤波器问题被分成未正确配置微滤波器的不合格 微滤波器状态，如"空"状态、"反向微滤波器"状态和"故障"微滤波器状态中之一；在"空" 状态中，在线路上不存在微滤波器；在"反向微滤波器"状态中，微滤波器的电话侧连接至线 路侧；在"故障"微滤波器状态中，微滤波器存在但未充分工作。对于空微滤波器状态，可以 在完善的POTS设备与甚至在设备"挂机（on-hook) "时使DSL服务恶化的故障POTS设备之 间进行进一步的区别。在实施例中，基于与关联于特定微滤波器状态的模板的比较，确定微 滤波器状态。模板可以被存储并且从收集自其它用户线路或生成自基于模型的模板计算的 现场数据聚集。
[0024] 图1B是根据实施例的图示用于监视、探测和检测线路损伤的系统101的框图。系 统101用于执行本文描述的各种探测、监视和检测技术。系统101包括与至少第一双绞线 电话线170A联接的线路分析器105。分析器105可以采取独立的设备（例如，机顶盒）或 嵌入的设备（例如，DSL调制解调器芯片集）等的形式。例如，在一个实施例中，线路分析器 105是与线路170A的第一端可通信地接合的CPE调制解调器的芯片集。在另一实施例中， 线路分析器105是与CPE调制解调器实体地分离和区别的线路调节器110的芯片集。对于 这种实施例，CPE调制解调器通过线路调节器110可通信地与线路170A的第一端接合，线路 调节器110进一步联接至线路170A。线路调节器110可以是独立的设备（例如，机顶盒） 或嵌入的设备（例如，DSL调制解调器芯片集）等，并且通常会优化线路状况，例如通过噪 声和/或回声消除、信号调节等，并且可以例如包括利用通过本领域已知的任何滤波技术 生成的滤波器系数的滤波器组（filter bank)。在又一实施例中，线路分析器105是在CPE 调制解调器内配置的控制器卡，该CPE调制解调器可通信地与线路170A的第一端接合以将 所生成的探测从该控制器卡通过CPE调制解调器注入到该线路上。在一个实施例中，线路 分析器105是在线路调节器110内配置的控制器卡。然后，线路调节器110与线路170A的 第一端通信地接合，CPE调制解调器通过信号调节设备与线路170A接合。
[0025] 线路170A形成铜设施120的室内布线侧的一部分。铜设施120进一步包括位于 NID 125上游的室外线122。见0 125至少将线路170A接合至室外线122。因此，线路170A 是"活跃的"，至少支持可通过与线路170A联接的POTS设备（未示出）接入的POTS服务。 在示例性实施例中，线路170A支持P0TS，还支持DSL服务，DSL服务是通过与线路170A联 接的DSL设备115 (例如，CPE调制解调器）提供的。
[0026] 无论DSL技术是ADSL、HDSL、SDSL和/或VDSL，该技术是根据诸如用于ADSL调 制解调器的国际电信联盟（I. T. U.)标准G. 992. 1 (又称G. dmt)、用于ADSL2调制解调器的 I. T. U.标准G. 992. 3(又称G. dmt. bis或G. adsl2)、用于ADSL2+调制解调器的I. T. U.标准 G. 992. 5(又称G. adsl2plus)、用于 VDSL调制解调器的 I. T. U.标准G. 993. 1 (又称G. vdsl)、 用于VDSL2调制解调器的I. T. U.标准G. 993. 2、用于实现握手的调制解调器的I. T. U.标准 G. 994. 1 (G. hs)和/或用于管理DSL调制解调器的I. T. U. G. 997. 1 (又称G. ploam)标准之 类的适用标准实现的。因此，DSL设备115用于实现符合这些标准中的一个或多个的这些 DLS技术中的一个或多个。
[0027] 在所图示的实施例中，线路分析器105包括与线路170A联接的至少一个线路探测 器102A、PSTN监视器104A和DSL监视器106A。线路探测器102A可以是用于在线路170A 上发送测试刺激并且测量对该刺激的响应的本领域已知的任何设备。在一个示例性实施例 中，线路探测器102A包括反射计单元，在这里将预定的测试信号从线路探测器102A (作为 测试点）发送到线路170A上。与室外线122联接的线路170A将信号的一部分反射回至线 路探测器102A作为刺激响应。然后，线路探测器102A将探测数据109A提供给线路探测控 制器108。除收集探测数据109A以外，线路探测控制器108进一步控制由线路探测器102A 执行的线路探测，例如通过基于从系统101的其它部分接收的输入来触发特定类型的线路 探测。
[0028] PSTN监视器104A会监视线路170A的PSTN状态。在实施例中，PSTN监视器104A 会检测线路170A上直流（DC)电压的存在。此"电池"电压的存在向线路分析器105告知 线路170A是"活跃的"且至少具有POTS连接。在进一步的实施例中，PSTN监视器104A会 检测线路170A的挂机、摘机（off-hook)或振铃状态中至少之一。对于挂机状态、摘机状 态和振铃状态中的每个，电池电压仍旧存在，因此可以在DC电压存在时调整这些状态的检 测。PSTN监视器104A可以通过线路阻抗测量或DC电压将摘机状态与挂机状态区别开，以 及例如检测由POTS设备接收的振铃信号。如图1B所示，PSTN监视器104A联接至线路探 测控制器108,使得线路探测控制器108可以基于所确定的线路170A的PSTN状态而触发线 路探测器102A。在一个示例性实施例中，如本文在由系统101执行的一个或多个方法的背 景下进一步描述的，线路探测控制器108会响应于线路170A处于有利于收集与表征特定容 量的线路170A密切相关的探测数据的状态，而由线路探测器102A触发线路170A的探测。
[0029] 在实施例中，DSL监视器106A会监视线路170A上的DSL活动，并且将这样的活动 报告给线路探测控制器108。在实施例中，线路探测控制器108会通过触发特定协议信息的 监视/收集来控制DSL监视器106A。DSL监视器106A的触发可以进一步响应于PSTN监视 器104A检测该线路处于特定PSTN状态。例如，在一个示例性实施例中，当要确定线路170A 的微滤波器状态时，探测控制器108可以触发DSL监视器106A来在由PSTN监视器104A确 定的并报告给探测控制器108的挂机状态和摘机状态中的每个期间收集信号谱。
[0030] DSL监视器被配置为收集DSL "操作数据"，该DSL "操作数据"是由DSL设备在线 路170A上的操作生成的数据。这样的操作数据包括DSL设备在线路170A上发射的和/或 接收的信号谱，以及由DSL设备生成的DSL管理协议信息。作为采用信号谱的实施例的一 个示例，所接收的信号谱通过以下步骤进行估计：（1)将所接收的信号排列为N样本块的序 列；（2)对每个块应用窗函数；（3)获得加窗块的傅里叶变换；以及（4)获得傅里叶变换输 出在多个块上的平均。DSL管理协议信息包括但不限于：频率相关测量插入损耗，频率相 关测量静态线路或活跃线路静态线路噪声，信道平均衰减测量值（例如LATN、SATN)，信道 比特分布，信道传输功率电平，用于评估相互影响和绝对时间相关线路状况的时间戳，载波 掩码（例如，G. 997. 1的CARMASK或类似物），以及音调谱成形参数（PSDMASK)，报告当前 数据速率，报告最大可获得数据速率，报告纠错奇偶校验，报告格码（trellis code)的使 用，HLOG[n]，测量信道增益，测量信道相位，关于单独用户的功率电平的推测数据，关于单 独用户的码设置的操作数据，最近时间间隔内最高噪声变化的频率/音调指数，在最近时 间间隔内发生的比特交换的总数，FEC错误的分布，在一时间间隔的数个连续子间隔内的代 码违例或误秒违例，测量的噪声功率变化，测量的峰均功率比，测量的信道对数幅值，测量 的静态线路噪声电平，测量的活跃线路噪声电平，每音调均方误差，MSE[n]，每音调信噪比， SNR[n]，ATM或其它协议单元的数量，测量的较高层协议吞吐量，重训练计数，失败的同步 尝试的数量，报告的载波掩码，报告的音调成形参数，关于矢量或矩阵信道特征化的推测数 据，回声响应，接收的回声噪声，以及环路阻抗。
[0031] 根据线路的期望的表征，可以利用信号谱和协议信息之一或二者。例如，在一个实 施例中，利用接收的信号谱和Hlog(作为协议信息的一部分而直接收集的或者从其它协议 信息中得出的）。
[0032] 在实施例中，线路探测控制器108进一步基于来自DSL监视器106A的输入来控制 线路探测器102A，以便使DSL通信的干扰最小化。例如，线路探测控制器108可以响应于 DSL监视器106A检测出没有DSL活动而触发线路探测器102A执行预定的"不活跃线路"反 射计例程，或者响应于DSL监视器106A检测出有DSL活动而触发线路探测器102A执行预 定的"活跃线路"反射计例程。如本文中别处进一步描述的，"活跃线路"反射计例程可以基 于由DSL监视器106A检测的DSL活动进行调整。
[0033] 线路探测控制器108进一步联接至位于线路分析器105之外的资源，线路探测和/ 或监视数据111被输出至线路分析器105并且从线路分析器105输入线路探测和/或监视 控制信号114。在特定实施例中，系统101包括现场/呼叫中心控制台130,通过现场/呼叫 中心控制台130提供与线路探测控制器108的接口。在实施例中，现场/呼叫中心控制台 130是手持式设备或其它设备，其包括执行应用程序的计算平台，该应用程序执行以下中的 一个或多个：触发线路探测器102A来探测线路170A (例如，作为线路维修后的验证）；配置 线路探测刺激的参数（例如，以使对该线路上的其它通信信号的干扰最小化）；配置PSTN 监视器104A的参数（例如，以选择特定PSTN状态来检测）；配置DSL监视器106A的参数 (例如，以选择ADSL、HDSL、VDSL等之一）；配置线路探测控制器108的参数（例如，以选择 不同线路来探测）；转发探测和/或监视数据111 (例如，至第三方线路管理服务）；以及显 示检测结果（例如，给进行业务呼叫来对CPE进行检修的技术员）。
[0034] 系统101进一步包括数据分析器150,数据分析器150会从线路分析器105接收线 路探测和/或监视数据111 (例如，通过线路170A或通过现场/呼叫中心控制台130)和/ 或接收由DSL设备在线路170A上收集的DSL操作数据。尽管数据分析器150可以嵌入到 线路分析器105中，但是在示例性实现方式中，数据分析器150远离CPE，例如位于CLEC位 置或负责提供由数据分析器150代表的分析服务的另一第三方位置。
[0035] 在一个实施例中，基于在G. 997. 1标准和G. 99x标准中定义的空闲嵌入式操作信 道（EOC)，DSL设备115通过像用于DSL传输系统的物理层管理的G. 997. 1标准规范这样的 网元管理协议，向数据分析器150提供操作数据。值得注意，向数据分析器150报告的DSL 设备未必是调制解调器，相反仅能够从线路收集通过数字用户线路（DSL)调制解调器在信 道上的操作生成的操作数据。因此，尽管在特定实施例中，向数据分析器150报告的DSLS 备包括调制解调器，但是在其它实施例中，像不含调制解调器的DSL信号增强器这样的单 独设备收集因显示时间（show-time)操作而生成的操作数据。在其它实施例中，DSL监视 器106A收集因显示时间操作而生成的操作数据。
[0036] 数据分析器150包括检测器159,检测器159检测线路故障和/或相对于NID125 定位线路故障作为一种从CPE侧诊断线路故障的方式。依据该实施例，检测器159会基于所 收集的线路探测和/或监视数据111或所收集的操作数据执行该检测。在特定实施例中， 检测器159基于所收集的数据在不同PSTN线路状态（由PSTN监视器104A确定）的比较 和/或基于所收集的数据与在故障模板数据库158中存储的故障模板的比较执行检测。本 文中使用的数据库是为线路170A的表征而组织的任何数据集合。数据库158会由基于模 型的模板计算机156或基于现场的模板发生器154中的一个或多个生成。
[0037] 尽管基于模型的模板计算机156会计算指定假设线路配置的操作数据参数值的 模拟或估计探测响应或矢量，但是基于现场的模板发生器154会根据从可访问数据分析器 150的一群用户线路170 (例如，直接通过DSLAM或间接通过C0侧数据库等）收集线路探测 和/或监视数据来装配样品模板。现场数据收集器152会基于特定线路特性的验证对可从 现场中获得的线路探测和/或监视数据进行采样。对于示例性实施例，在数据分析器150要 确定线路170A的微滤波器状态的情况下，故障模板数据库158包括关联探测数据的模板， 该探测数据是从与已知微滤波器状态关联的现场中的线路收集的。由没有已知微滤波器状 态的现场数据收集器152接收的现场数据可以被丢弃或保持在暂停状态，直至以后从外部 源（例如，现场技术人员）提供微滤波器状态的验证时。
[0038] 检测器159会报告出检测结果160。根据实施例，一个或多个设备可以利用所报告 的检测结果160来优化线路170A或将该线路识别为具有可能需要由客户或现场技术人员 进一步诊断的特定估计特征。例如，在系统101中，将检测结果160输出至线路调节器110， 使得滤波器可以重配置以便以更好地解决故障的方式补偿线路上的DSL通信。如图1B中 进一步图示的，检测结果160还可以被输出至现场/呼叫中心控制台130以供现场技术人 员使用和/或作为反馈环路以用进一步的探测和/或监视控制信号114指引线路探测控制 器 108。
[0039] 在实施例中，线路分析器105进一步联接至包括室内线121的附加线路170N。线 路探测器、PSTN监视器和DSL监视器中一个或多个可以联接至附加线路170N，以便以如图 1B中由线路探测器102N、PSTN监视器104N和DSL监视器106A所表示的那样探测线路并 且收集探测数据。在一个实现方式中，用于提供探测数据109N的这些功能模块在线路分析 器105内的复制是由可在线路170A-170N之间选择的开关促进的。如本文进一步描述的， 分析器105可以从附加线路170N收集数据，以表征线路170A (支持DSL)。在示例性实施例 中，线路170A与未使用的（"干"）线路170N -起在室内延伸，例如在扭绞四心电缆上（如 图5中进一步说明的）。干线路170N在NID 125处终止，然而在线路170A上存在的任何拼 接、桥接抽头或其它异常可以被预期还在干线路170N上存在。对线路170A和170N收集的 探测数据之间的差异消除对活跃线路170A和干线路170N所共有的室内拓扑的影响，并且 提供一种将室内布线分成特定线路贡献和共同线路贡献的方式。
[0040] 现在参考图1B中介绍的功能组件描述由系统101执行的方法和使用的技术。图 2A是根据实施例的图示方法201的流程图，方法201用于检测电话线路上影响该线路上的 DSL性能的物理层状态。利用图1B图示的系统体系结构，电话线的许多物理层评估可以是 例如但不限于对桥接抽头、坏拼接、故障的POT设备和微滤波器状态的检测。在第一实施例 中，数据分析器150会至少关于微滤波器状态表征线路170A。微滤波器通常被设置在线路 170A上，以分离由POTS使用的低频段（例如，〈4K)和由DSL使用的高频段（例如，>30K)。 丢失的、误用的或失灵的微滤波器会衰减DSL信号，因此会严重地降低DSL性能。本文中使 用的微滤波器状态可以是以下之一：空微滤波器状态（此时微滤波器丢失）、反向微滤波器 (此时"电话侧"连接至线路）、故障的微滤波器（此时存在微滤波器但在某一能力方面不 起作用），以及正确配置的微滤波器。
[0041] 方法201以在操作204处的监视至少线路的PSTN状态开始。由于归属于不适当 的微滤波器状态的性能下降与线路上POTS设备的挂机和摘机状态相关，所以系统101从线 路收集数据并将从线路收集的任何数据与特定的预定/选择的PSTN状态关联是有利的。 例如，当POTS设备在ADSL系统内处于挂机状态时，由丢失微滤波器状态、反向微滤波器状 态或故障的微滤波器状态引起的性能下降与微滤波器被正确配置时的相比较小。然而，当 POTS设备在PSTN内处于摘机状态时，部分由于被注入到下游信号内的上游信号回声的原 因，下游数据速率可能下降3-6Mbps。
[0042] 在实施例中，操作204需要电池检测、挂机检测、摘机检测和振铃检测中的至少之 一。在系统101 (图1B)中，例如在操作204处，PSTN监视器104A监视电话线路170A，以首 先确定电池（DC电压）的存在，然后执行挂机/摘机检测以及振铃检测。在进一步的实施 例中，操作204进一步需要监视线路上的DSL活动（例如，利用DSL监视器104A)，以确定在 检测到所选择的PSTN状态时在线路上是否正在发生DSL通信。
[0043] 在操作204以后，方法201进行至操作215A处探测线路以收集探测数据或者进行 至操作215B处将操作数据与在操作204处确定的PSTN状态关联。操作215A和操作215B 中的每个以虚线示出为不同类型的数据收集，并且尽管二者都可以对指定线路执行，但是 为了清楚起见在本文中将它们分离地描述为替代实施例。操作215A或操作215B的执行可 以响应于检测到（在操作204)线路处于所选择的PSTN状态（例如，摘机状态）而触发。在 进一步的实施例中，操作215A或操作215B可以响应于检测到线路处于特定DSL状态而触 发。例如，操作215A可以以响应于PSTN状态是"摘机"（或"挂机"）且DSL状态是"不活 跃"的第一方式以及响应于PSTN状态是"摘机"（或"挂机"）且DSL状态是"活跃"的第二 方式执行。同样地，在操作215B处响应于PSTN状态是"摘机"（或"挂机"）且DSL状态是 "活跃"可以收集显示时间操作数据，这表示在线路上存在可以与当前PSTN状态关联收集的 由一个或多个DSL设备生成的操作数据。
[0044] 在收集探测数据或操作数据以后，方法201进行至操作235,在操作235处分析所 收集的数据以估计与所收集的数据最佳对应的线路状态。操作235例如由系统101中的检 测器159执行，线路状态被输出为操作245处的检测结果160。可以进一步迭代方法201作 为一种检测线路中的变化的方式或作为一种检测一个以上线路故障的方式。例如，在执行 第一次迭代以识别微滤波器状态（例如，在图2B中图示的在方法201后进一步执行）时， 执行第二次迭代以识别故障的电话（例如，在图2C中图示的在方法202后进一步执行）。 此外，方法201的单次迭代可以生成数据，可以以一种以上的方式分析该数据以检测一个 以上的线路故障。例如，如本文中别处进一步描述的，微滤波器状态和故障的Ρ0Τ设备二者 都可以通过方法201的一次迭代来检测（例如，在图2C中图示的在方法202以后进一步执 行）。因此，本文中描述的方法中的一个或多个可以通过系统101来执行，并且可以检测桥 接抽头、坏拼接、故障的POT设备和微滤波器相关故障中的一个或多个。
[0045] 图2B是根据实施例的图示方法202的流程图，方法202用于探测线路并且基于所 收集的探测数据检测微滤波器状态。因此，图2B说明利用探测数据的方法201 (图2A)的 实施例。如前面描述的，方法202从在操作204处的PSTN状态监视开始。在操作206处， 检测所选的PSTN状态（例如，通过PSTN监视器104A、……、104N)。可以响应于检测挂机 状态、摘机状态或振铃状态中的任一种，执行线路反射。
[0046] 通常，应利用探测信号执行线路反射（或线路探测器102A被配置用于的其它形式 线路探测），探测信号被选择以使对该线路上的其它通信信号/来自该线路上的其它通信 信号（例如，PSTN信号和DSL信号）的干扰最小化。方法202基于（例如，由DSL监视器 106A确定的）该线路上的DSL活动继续。如果未检测到DSL活动，则在操作216处执行不 活跃的线路反射。由于不用担心探测刺激会干扰线路上的DSL通信活动，所以如果PSTN状 态是摘机状态，则操作216的一个实施例需要对探测刺激进行高通滤波以避开PSTN频带。 对于处于"振铃"PSTN状态的线路，实际上在操作216处可以发出任何探测信号。
[0047] 如果检测到DSL活动，则在操作217处执行活跃的线路反射。尽管在一些实施例 中，活跃的线路反射会中断DSL通信，但是在操作217处可以采用一种或多种技术来最小化 或避免这样的中断。在第一实施例中，对探测信号进行高通滤波以避开PSTN频带，在未使 用的频率音调上注入探测信号（例如，>1ΜΗζ)。在另一实施例中，可以在SYNC符号时间段 期间施加探测信号。在另一实施例中，对探测信号进行高通滤波以避开PSTN频段，并且在 由线路上的DSL调制解调器使用的频率音调的一子集上注入探测信号，该子集充分小以便 保持活跃线路反射期间的调制解调器连接。该技术实际上利用该线路上可用的干扰裕度。
[0048] 在其它实施例中，由DSL调制解调器使用的DSL频段被分成多个这样的频率音调 子集，并且探测信号被顺序地注入在这些频率音调子集中每个频率音调子集内，以在指定 时间单独地干扰每个子集。例如，第一子集可以包括DMT音调32-42,第二子集可以包括音 调42-52,并且第三子集可以包括音调53-62。然后，在这些音调子集上聚集所收集的探测 数据（例如，反射数据）以生成反射波形，该反射波形跨越除该频段划分以外会引起扰乱的 DSL频段至少一部分上的多个子集。
[0049] 在实施例中，对于操作216或操作217来说，探测包括引起过渡频段（例如， 10KHz-30KHz)内的反射波形。这种探测在区分微滤波器的故障状态和正确配置状态时是有 用的。尽管微滤波器被规定为用作在30KHz以上具有60-80dB抑制的低通滤波器，但是为 了最小化成本，微滤波器典型地采用椭圆滤波器，椭圆滤波器可能受在过渡频段内振铃的 影响。在线路探测包括过渡频段的实施例中，过渡频段振铃的评估可以包含在微滤波器状 态的表征中。
[0050] 方法202在操作220处继续，在操作220处处理所收集的反射数据以将微滤波器 问题与其它室内布线故障区分开。在一个实施例中，操作220处的处理需要对迹（trace) 的过滤，例如用500KHz的截止频率，以降低短桥接抽头的影响。在另一实施例中，探测迹数 据处理包括与先前收集的迹的比较以生成差分信号。先前收集的迹可以包括以下任一种： 在不同PSTN状态（例如，挂机）时从测试下的相同活跃线路（例如，图1B中的线路170A) 收集的迹，在相同PSTN状态（例如，摘机或振铃）时从测试下的相同线路收集的迹，或者在 相同客户驻地从不同线路（与测试下的活跃线路相同或不同的PSTN状态）收集的迹。
[0051] 在实施例中，可以在操作220处处理关于相同PSTN状态的多个探测数据集，以生 成探测数据的统计结果供随后分析。在其它实施例中，在操作220处执行的迹处理需要取 得在线路的PSTN状态是"挂机"时收集的探测数据和在线路的PSTN状态是"摘机"时收集 的探测数据之间的差异。如先前描述的，摘机状态和挂机状态之间的比较对空微滤波器状 态的检测（例如在图1A中的层4处）是特别有用的。在差异的幅度超过阈值时，可以在操 作245处报告出表示空微滤波器的空微滤波器状态，然后例如线路调节器可以基于振铃/ 挂机/摘机状态检测结果重配置回声消除。
[0052] 在探测数据迹是从相同客户驻地中对照的不同线路收集（例如，线路探测器102N 从没有DSL的线路170N收集探测数据109N)的另一实施例中，执行线路比较以扣除与微滤 波器无关的室内布线拓扑的贡献。该比较可用于层3分析（图1A)，因为如果DSL调制解 调器不在分离的线路上（因此POTS设备需要微滤波器），则支持DSL的线路可能与未使用 ("干"）线路一起在室内延伸（例如，在扭绞四心电缆上）。因此，在支持DSL的线路（例 如，线路170A)上存在的任何拼接、桥接抽头或其它异常典型地还存在于干线路170N上，因 为损伤对所有室内线路是共同的。然后，在操作220处计算的探测数据迹之间的差会从特 定线路微滤波器问题中移除这样的共同线路影响。
[0053] 继续图2B的描述，方法202进行至操作226,在操作226处反射数据（或其它探测 数据）的处理不直接生成微滤波器状态的估计，或者所生成的估计需要进一步进行测试。 在操作226处，将所收集的探测数据与关联于特定微滤波器状态的多个参考线路模板相比 较。例如，参考图1B，可以将探测数据111与模板数据库158中具有与收集探测数据所针对 的相同PSTN状态的故障模板相比较。因此，PSTN状态可以是用于比较线路类似状态的探 测迹的关键字段。在进一步的实施例中，DSL状态和/或协议信息以及所执行的探测的类 型（例如，活跃线路反射对不活跃线路反射）可以用作将所收集的探测数据与关于可比较 的PSTN/DSL线路状态的模板探测数据进行比较的进一步基础。
[0054] 图3是根据实施例的图示用于在故障模板数据库158中存储的故障模板的体系结 构的图。如所图示的，每个模板1-L将探测和监视数据109A与特定检测结果160相关联。 探测和监视数据109A包括针对每个参考线路1-N对所收集的数据类型（探测迹或DSL协 议信息）特定的字段。检测结果160包括用于图1A图示的检测方案的一个或多个层的字 段。
[0055] 返回图2B，利用充分挤满的故障模板数据库158,可以在操作226处将测试下的线 路与关联于空微滤波器的多个参考线路模板相比较，将测试下的线路与关联于反向微滤波 器的多个参考线路模板相比较，以及将测试下的线路与关联于故障微滤波器的多个参考线 路模板相比较。在操作230处，选择具有与针对测试下的线路收集的探测迹数据相匹配的 探测迹数据的参考线路模板。作为一个示例，使用均方误差（MSE)检测算法来识别最佳匹 配，但是还可以使用已知对这种目的适合的任何其它算法。在进一步的实施例中，操作230 可能需要对接近度进行测量的最大似然（ML)方法，以在该集中找出与所收集的数据具有 最小差异并因此是最可能系统配置的故障模板。
[0056] 在操作236处，将测试下的线路（例如，线路170A)被表征为具有与所选的参考模 板相关联的微滤波器状态（并且还具有由最佳匹配模板限定的层1、层2和层4的属性中的 任一种）。
[0057] 然后，在操作245处报告出微滤波器状态和/或任何其它故障属性的表征。在实 施例中，重复方法202,例如针对在操作239处新选择的PSTN线路状态（例如，"摘机"，其中 方法202的先前迭代是"挂机"等），以允许处理操作220确定多个PSTN状态的探测迹之间 的差。作为一种管理线路的CPE侧的方式，方法202可以无限期地重复，只要满足触发（例 如，用户发起的命令，线路正以与微滤波器故障一致的方式失灵的指示，等等）。
[0058] 响应于确认该线路上的微滤波器实际上具有表征的微滤波器状态（例如，经由技 术人员访问或客户动作），所收集的探测数据可以被添加至多个参考线路模板（例如，故障 模板数据库158)。在进一步的实施例中，在添加所收集的探测数据作为新参考线路模板以 前，对所收集的探测数据是否将代表唯一的模板进行确定。
[0059] 图2C是根据实施例的图示用于监视线路并且基于所收集的操作数据检测微滤波 器状态的方法的流程图。因此，图2C说明利用DSL协议信息的方法201 (图2A)的实施例。 方法203从如先前描述的在操作204处的PSTN状态监视开始。在操作206处，同样如先前 描述的，检测所选的第一 PSTN状态。例如，在一个实施例中，检测"摘机" PSTN状态。
[0060] 在操作218处，从线路收集第一 DSL操作数据，例如但不限于包括插入损耗和/或 所接收的信号谱在内的操作参数矢量。返回参考系统101 (图1B)，可以由DSL监视器104A 收集或者直接从操作中的DSL设备115收集第一 DSL操作数据。在操作218处收集的数据 与所检测的特定PSTN状态（例如，"摘机"）相关联。
[0061] 然后选择第二PSTN状态（例如，当第一 PSTN状态是"摘机"时为"挂机"），并且在 操作227处检测到第二PSTN状态时，在操作237处与第二PSTN状态关联地收集第二DSL操 作数据。通常，第一 DSL操作数据集和第二DSL操作数据集应包括相同线路参数中的至少 一些参数。例如，在一个实施例中，第一 DSL操作数据和第二DSL操作数据二者都至少包括 插入损耗和/或所接收的信号谱。在操作238处，比较第一 DSL操作数据和第二DSL操作 数据，并且在操作242处，基于DSL操作数据的比较，表征从其中收集操作数据的线路。例 如，通过注意当PSTN状态从挂机变化至摘机或从摘机变化至挂机时DSL系统的操作参数变 化超过阈值，可以检测空微滤波器状态。在另一实施例中，在挂机状态/摘机状态之间比较 第一操作数据参数和第二操作数据参数（如数据速率和速率稳定性），以检测这些参数在 挂机状态/摘机状态之间变化超过该阈值的故障电话。
[0062] 在操作244处，可以以与本文中别处关于探测迹数据描述的方式基本相同的方 式，基于与故障模板的比较来分析第一 DSL操作数据和第二DSL操作数据中任一个或二者。 例如，参考图3,关于故障模板的DSL协议数据域中存储的操作数据可以与从线路收集的第 一 DSL操作数据和/或第二DSL操作数据相比较，以将线路表征为具有最佳匹配故障模板 的特定微滤波器状态。当在操作242处表征微滤波器状态时，可以执行操作244以检测其它 线路状态。例如，在一个实施例中，将在与已知故障电话关联的故障模板的DSL协议数据域 中存储的操作数据与从该线路收集的第一 DSL操作数据和/或第二DSL操作数据相比较， 以将该线路表征为具有故障电话。
[0063] 图4A、图4B、图4C和图4D是根据实施例的图示用于关于故障的存在和/或位置表 征线路的方法的流程图。由于假设所检测的与微滤波器状态关联的故障位于CPE侧，所以 图4A、图4B、图4C和图4D适用于像桥接抽头或坏拼接这样的其它故障的定位/检测。这 样的技术可以例如用来确定层次化检测算法100的层2(图1A)。
[0064] 首先参考图4Α，方法400包括：在操作415处，对被确定为支持DSL服务的第一双 绞电话线（如先前描述的（例如，图1Β中的线路170Α)进行探测，以从该线路收集第一探 测数据。在操作440处，然后，至少基于第一探测数据，将所检测的故障的位置表征为位于 NID的上游或下游。然后，在操作475处报告出表征。通常，方法400可能需要以下至少之 一：通过比较CPE侧的多条线，确定所检测的故障是否位于室内线（S卩，NID的CPE侧）或 室外线（即，NID的C0侧）中；消除室内线的影响，使得所检测的故障位于室外线中；或者 确定所检测的故障和NID的相对位置，如图4Β、图4C和图4D分别进一步说明的。在示例性 实施例中，仅在执行由图4Β、图4C和图4D图示的方法中的每个以后，估计相对于NID的故 障位置。以此方式，通过由每种方法生成的估计值的一致/比较，估计值的较高置信是可能 的。
[0065] 在图4Β中，方法401在操作410处以检测活跃线路和任何干线路（没有POTS 和DSL服务）的存在开始。可以通过PSTN监视器104N确定线路（例如，图1B中的线路 170A-170N)为活跃线路或干线路。在一个实施例中，例如，如果没有检测到DC电池和/或 DSL活动，则该线路被辨识为干线路。在另一实施例中，使用本领域已知的任何技术对与线 路分析器耦接的所有线路（例如，图1B中的线路170A至170N)估计线路长度。在另一实 施例中，当所估计的第二线路的线路长度基本上小于第一线路的长度时，将第二线路确定 为在NID处终止的干线路。
[0066] 如果检测到至少一个干线路和至少一个活跃线路，则方法401继续至操作411，在 操作411中探测干线路，如先前描述的。在操作415处，类似地探测活跃线路，以收集探测 数据。如果未检测到干线路,则方法401可以继续至操作413,在操作413中，执行图4D中 图示的方法403或另一单个线路表征技术。
[0067] 在操作435处，假设干线路与客户驻地上的第一线路共处同一位置，对所收集的 探测数据进行比较。在第一实施例中，对活跃线路和干线路二者执行本领域已知的故障检 测技术，或者基于本文其它地方在微滤波器状态检测（但还适用于其它故障）的背景下描 述的模板匹配技术的故障检测技术。如果基于第一探测数据检测到故障（例如，桥接抽头、 坏拼接等），但基于第二探测数据未检测到故障，则在操作441A处，宣布故障的位置位于 NID的上游（例如，位于室内线121中）。相反，如果基于第一探测数据检测到故障（例如， 桥接抽头、坏拼接等）且基于第二探测数据也检测到故障，则在操作441B处，宣布故障的位 置位于NID的下游（例如，位于室内线121中）。在室内线或室外线中任一个没有线路损伤 的情况下，多个线路（例如，活跃线路和干线路）之间的这种直接比较可以相对于NID定位 所检测故障，而不需要NID位置的任何实际估计。然后，在操作475处报告出这种确定。
[0068] 在进行相对于NID的故障位置的多个表征的实施例中，利用方法402的执行（图 4C)以及方法403的执行（图4D)补充方法401的执行。方法402和方法403的这种执行 可以避免错误地确定故障位于NID以后，例如在只有多对室内线中的双绞线之一具有故障 (例如，扭绞四心电缆的仅一个双绞线中的坏拼接）的情况中。
[0069] 在图4C中，方法402同样地在操作410处以活跃线路和干线路的检测开始。如先 前描述的，可以将线路（例如，图1B中的线路170A-170N)确定为活跃的或干的。如果检测 到至少一个干线路和至少一个活跃线路，则方法402继续至操作411，在操作411中探测干 线路以收集探测数据。如果未检测到干线路，则方法402可以继续至方法403 (图4D)，或者 可以利用另一单个线路表征技术。在操作411处收集的探测数据被用于从活跃线路中消除 室内线的影响。在示例性实施例中，在操作414处，根据针对干线路收集的探测数据，估计 室内线的转移函数H1F。在操作415处，探测活跃线路以收集探测数据。在操作438处，用 转移函数H1F处理活跃线路探测数据，以补偿室内线的任何影响。然后，利用基本上在本文 中其它地方描述的模板匹配技术或通过任何已知的故障检测方法，分析经均衡的活跃线路 探测数据。然后，仍旧未补偿的任何检测到的故障在操作444处被表征为位于NID上游，并 且在操作475处报告。
[0070] 在实施例中，确定距NID的距离。在一个这种实施例中，针对干线路估计的环路长 度被用作探测点（例如，图1B中的线路探测器102A)和NID之间的距离的估计值。然后， 在活跃线路上检测到的故障可以具有通过本领域已知的技术估计的故障和探测点之间的 距离（例如，通过Hlog数据中的峰值大小和/或峰值频率的比较或者通过分析反射数据）。 然后，比较所估计的距离以定位所检测故障位于室内或室外。
[0071] 在图4D图示的另一实施例中，在操作415处仅探测活跃线路（例如，在未检测到 干线路的情况下）。在操作420处，探测点和NID之间的距离被估计为不大于探测点和将 引入线（drop wire)与位于引入线上游的屏蔽传输线相连的拼接之间的距离。图5是根据 这种实施例的图示包括图1B的系统的网络的示意图，用于关于故障的存在和/或位置表征 线路的方法被应用于该网络。如图所示，室内线121包括扭绞四心电缆527。在活跃线路 170A上是线路调节器110以及POTS设备135。线路170A-170N中的每个具有位于NID 125 的CPE侧某处的桥接抽头345。在NID125的上游，存在仅与活跃线路170A耦接的引入线 533,干线路（例如，170N)在NID处终止。引入线533通常从NID起延伸50-100英尺，并且 被拼接至屏蔽传输线535,屏蔽传输线535延伸至C0 575。
[0072] 在一个实施例中，拼接534的位置和探测点之间的距离通过检测屏蔽传输线 535 (在护套接地的情况下）和引入线533 (没有护套，因此地距离远得多）之间的地平面变 化来估计。地平面的此变化可以基于估计在线路中共模阻抗变化超过阈值时的位置进行检 测。图5B图示替代示例性体系结构500,其中实施例可以确定屏蔽电缆和未屏蔽电缆在哪 里联接。然后，此确定可以用于定位引入线接头（作为NID位置的代理）上游或下游的拼 接534的位置。
[0073] 图5B图示线路分析器570,线路分析器570通过例如接口 526通信地接合至活跃 线路550的第一端。在一个特定实施例中，线路分析器570是具有结合在图1B的背景下描 述的那些功能在图5B和图5C的背景下描述的附加功能的线路分析器105 (图1B)。
[0074] 根据一个实施例，线路分析器570包括：信号发生器505,用于将共模信号探测521 注入到线路550的第一端上；信号接收器510,用于测量线路550上的共模信号探测521在 第一端处的阻抗；信号检测器515,用于基于所测量的共模信号探测521的阻抗检测线路 550上的阻抗异常522。信号分析器520会将线路550上的阻抗异常522与线路550上的 边界条件551相关。如由虚线框图示的，信号分析器520可以远离线路分析器570 (例如， 位于远程第三方位置处的数据分析器150的一部分或与数据分析器150共处同一位置），或 者嵌入在线路分析器570中。
[0075] 线路分析器570可以以先前关于线路分析器105(图1B)描述的那些形式中的任 何一种实现和使用。例如，在一个实施例中，线路分析器570是与线路550的第一端可通信 地接合以将所生成的探测注入线路上的CPE调制解调器的芯片集。在另一实施例中，线路 分析器570是与CPE调制解调器物理地分离和不同的信号调节设备的芯片集，其中该CPE 调制解调器通过与线路550通信地接合的信号调节设备（例如，图1B中的线路调节器110) 与该线路的第一端可通信地接合。在一个实施例中，线路分析器570是在与CPE调制解调 器物理地分离和不同的信号调节设备内配置的控制器卡，其中该信号调节设备与线路550 的第一端通信地接合并且其中该CPE调制解调器通过该信号调节设备与线路550接合。在 这种实施例中，信号调节设备的控制器卡将所生成的探测注入到线路550上。
[0076] 根据一个实施例，信号接收器510通过测量共模信号探测521在线路550的第一 端处的反射系数，测量共模信号探测521在线路550上的阻抗。在这种实施例中，信号检测 器515通过基于所测量的反射系数检测线路550的阻抗变化，从而检测线路550上的阻抗 异常。
[0077] 图5C图示实施例可以在其中操作的示例性体系结构501。图5C图示线路分析器 570,线路分析器570可通信地接合至线路550的第一端，其中未屏蔽部552和屏蔽部553 被示出由边界条件551 (还称为边界或边界位置）分离。根据一个实施例，线路分析器570 使线路550上的阻抗异常跟将线路550的未屏蔽部552与线路550的屏蔽部553分离的边 界（例如，对应于边界条件551)相关。
[0078] 在一个实施例中，信号检测器515通过检测将线路550的未屏蔽部552与线路550 的屏蔽部553分离的边界位置（例如，对应于边界条件551) -致的介电常数的变化，检测 线路550上的阻抗异常。在这种实施例中，线路550的屏蔽部553的第一测量介电常数与 屏蔽材料一致，线路550的未屏蔽部552的第二测量介电常数与线路550的导体和线路550 的地之间的气隙一致。这样的屏蔽材料可以例如是具有约2. 5至3. 0范围内的介电常数的 聚氯乙烯（PVC)屏蔽，或者可以由替代屏蔽材料（如在日本常见的纸）构成。线路550的 导体和线路550的地之间的气隙的介电常数典型地将被测量为大约1. 0,无论该气隙是导 体和陆地地之间的大空间还是导体和例如地下环境中容纳线路550的管道之间的小空间。
[0079] 返回图4D，如果在操作420处执行的比较示出所估计的从探测点至故障（例如，桥 接抽头345)的距离大于所估计的至拼接534的距离（图5A)，则在操作422A处宣告故障位 于NID上游。相反，如果在操作420处执行的比较显示所估计的从探测点至故障（例如，桥 接抽头345)的距离小于所估计的从探测点至拼接534的距离，则在操作422B处宣告故障 位于NID下游。由于引入线典型地由服务提供商安装和维护且较少受故障状况的影响，所 以将引入线中的故障误表征为位于NID下游的机会相对小。
[0080] 除了在附图中绘出的和本文中描述的各硬件部件以外，实施例进一步包括下面描 述的各种操作。根据这样的实施例描述的操作可以通过硬件部件执行或者可以体现在机器 可执行指令中，机器可执行指令可以被用来使由这些指令编程的通用或专用处理器执行这 些操作。可替代地，这些操作可以通过硬件和软件的组合来执行，该组合包括通过计算平台 的存储器和一个或多个处理器执行本文中描述的这些操作的软件指令。实施例还涉及用于 执行本文描述的操作的系统或装置。所公开的系统或装置可以为所需目的专门地构造，或 者其可以包括通用计算机，该通用计算机通过在该计算机中存储的计算机程序被选择性地 激活或重配置。这种计算机程序可以被存储在非瞬态计算机可读存储介质中，例如但不限 于包括软盘、光盘、闪存、NAND、固态驱动器（SSD)、⑶-ROM和磁光盘在内的任何类型的盘、 只读存储器（ROM)、随机存取存储器（RAM)、EPROM、EEPR0M、磁卡或光学卡或适合于存储非 瞬态电子指令的任何类型的介质，每个耦接至计算机系统总线。
[0081] 图6图示根据一个实施例的呈示例性形式计算机系统的机器700的示意图，其中 可以执行用于使机器700执行本文介绍的方法中的一个或多个的一组指令。在替代实施例 中，该机器可以与局域网（LAN)、广域网、内联网、外联网或互联网中的其它机器连接、联网、 接合等。机器可以在客户机-服务器网络环境中以服务器或客户机的身份操作，或者在点 对点（或分布式）网络环境中作为对等机器操作。机器的特定示例可以呈以下形式：个人计 算机（PC)，平板PC，机顶盒（STB)，个人数字助理（PDA)，蜂窝电话，网页装置，服务器，网络 路由器、交换器或网桥，计算系统，或能够执行规定要由该机器采取的动作的一组指令（顺 序地或以别的方式）的任何机器。进一步，尽管仅图示单个机器，但是术语"机器"还应当 被用以包括单独地或联合地执行一组（或多组）指令来执行本文介绍的方法中的一种或多 种的机器（例如，计算机）的任何集合。
[0082] 示例性计算机系统700包括：处理器702、主存储器704 (例如，只读存储器（ROM)， 闪存，像同步DRAM (SDRAM)或存储器总线式（Rambus) DRAM (RDRAM)等这样的动态随机存取 存储器（DRAM)，像闪存、静态随机存取存储器（SRAM)、易失性但高数据速率RAM等之类的静 态存储器）以及次存储器718 (例如，包括硬盘驱动器在内的持久性存储设备和持久性数据 基础实现方式），它们通过总线730彼此通信。主存储器704包括：用于执行和运行本文中 描述的与系统、方法和线路探测、监视和数据分析的各实施例相关的功能所必须的信息、指 令和软件程序组件。基于例如线路探测和操作数据的分析，可以生成检测结果723。所收集 的数据和计算724被存储在主存储器704内。检测结果723可以存储在主存储器704内。 主存储器704和其子组件（例如，723和724)可与处理逻辑726和/或软件722和处理器 702协同操作，以执行本文介绍的方法。
[0083] 处理器702代表一个或多个通用处理设备，如微处理器、中央处理单元等。更具 体地，处理器702可以是复杂指令集计算（CISC)微处理器、精简指令集计算（RISC)微处 理器、超长指令字（VLIW)微处理器、实现其它指令集的处理器或实现指令集的组合的处理 器。处理器702还可以是一个或多个专用处理设备，如专用集成电路（ASIC)、现场可编程 门阵列（FPGA)、数字信号处理器（DSP)、网络处理器等。处理器702被配置为执行处理逻辑 726以执行本文介绍的操作和功能。
[0084] 计算机系统700可以进一步包括一个或多个网络接口卡708,以可通信地将计算 机系统700与可以从其中收集供分析的信息的一个或多个网络720接合。计算机系统700 还包括用户界面710 (如视频显示单元、液晶显示器（IXD)或阴极射线管（CRT))、字母数字 输入设备712 (例如，键盘）、光标控制设备714 (例如，鼠标）和信号生成设备716 (例如，集 成的扬声器）。计算机系统700可以进一步包括外围设备736 (例如，无线或有线通信设备、 存储器设备、存储设备、音频处理设备、视频处理设备等）。计算机系统700可以执行线路分 析器705和/或数据分析器750的功能；这些功能能够与数字通信线路接合，监视、收集、分 析和报告信息，以及开始、触发和执行各种线路探测和操作数据收集事件，各种线路探测和 操作数据收集事件包括执行本文中其它地方描述的用于检测状况和/或表征线路上状况 的命令和指令。
[0085] 次存储器718可以包括非瞬态机器可读存储介质（或更具体地，非瞬态机器可存 取存储介质）731，在其上存储体现本文描述的方法或功能中的任意一个或多个的一个或多 个指令集（例如，软件722)。软件722还可以驻留或可替代地驻留在主存储器704内，并且 可以进一步在由计算机系统700对其进行执行期间完全地或至少部分地驻留在处理器702 内，主存储器704和处理器702也构成机器可读存储介质。软件722可以进一步通过网络 接口卡708经由网络720发送或接收。
[0086] 上面的描述是说明性的，而非限制性的。例如，尽管附图中的流程图示出由本发明 的特定实施例执行的操作的特定顺序，但是应当理解，可能不需要这样的顺序（例如，替代 实施例可以以不同的顺序执行这些操作，合并特定操作，复合特定操作等）。此外，在阅读和 理解上面的描述时，许多其它实施例将对本领域技术人员显而易见。尽管已经关于特定的 示例性实施例描述了本发明，但是将理解，本发明不局限于所描述的实施例，而是可以通过 落入所附权利要求的精神和范围内的修改和替代来实践。因此，本发明的范围应当参考所 附权利要求以及这样的权利要求享有权利的等价物的全部范围来确定。
【权利要求】
1. 一种表征双绞电话线路的方法，所述方法包括： 监视所述线路的公共交换电话网络（PSTN)状态； 探测所述线路，以响应于检测到所述线路处于特定PSTN状态或与所述特定PSTN状态 关联而收集探测数据，从所述线路收集的操作数据是通过数字用户线路（DSL)调制解调器 的操作生成的；以及 基于所收集的探测数据或操作数据，将所述线路表征为具有微滤波器状态。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述微滤波器状态包括以下至少之一： 在挂机状态期间使DSL性能下降的与电话相关的空微滤波器； 在挂机状态期间不使DSL性能下降的与电话相关的空微滤波器； 反向微滤波器；以及 正确配置的微滤波器。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中监视所述PSTN状态包括检测以下至少之一： 直流（DC)电压的存在； 挂机状态； 摘机状态；或者 振铃状态。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所关联的PSTN状态是所述摘机状态或所述振铃状 态。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中基于所收集的探测数据或操作数据将所述线路的 特征表征为具有微滤波器状态，进一步包括： 将所收集的探测数据与多个参考线路模板相比较，每个模板与微滤波器状态关联；以 及 响应于所述比较，将所述线路表征为具有与所述多个参考线路模板之一关联的微滤波 器状态。
6. 根据权利要求5所述的方法，其中所述多个参考线路模板包括以下至少之一：从多 个线路收集的现场数据，或者模拟多个线路的模型化数据；并且 其中所述比较进一步包括选择与所述探测数据最佳匹配的参考线路模板。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中选择与所述探测数据最佳匹配的参考线路模板包 括：根据均方误差（MSE)检测算法，选择与所述探测数据最佳匹配的参考线路模板。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中所收集的第一操作数据与通过监视所述PSTN状态 检测的所述挂机状态关联， 其中所收集的第二操作数据与通过监视所述PSTN状态检测的所述摘机状态关联；并 且 其中基于所收集的探测数据或操作数据将所述线路表征为具有微滤波器状态，包括： 将所述第一操作数据与所述第二操作数据相比较，以及 在由该比较辨识的差异超过阈值的情况下，宣告空微滤波器状态。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中所述线路探测包括：响应于在所述线路上检测到 DSL活动而执行活跃线路反射；以及响应于未在所述线路上检测到DSL活动而执行不活跃 线路反射。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中执行活跃线路反射进一步包括进行高通滤波以 避开PSTN频带，以及进行以下至少之一： 在未由所述线路上的DSL调制解调器使用的频率音调上注入探测信号；以及 在由所述线路上的DSL调制解调器使用的所述频率音调的子集上注入探测信号，所述 子集充分小以至在活跃线路反射期间保持调制解调器连接。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中通过所述频率音调的子集注入探测信号进一步 包括： 将由所述DSL调制解调器使用的DSL频带分成多个频率音调子集； 顺序地将探测信号注入所述多个频率音调子集中的每个内，以一次单独地扰乱每个子 集；以及 聚集所收集的反射数据，以生成跨越所述DSL频带的至少大部分的反射波形。
12. 根据权利要求9所述的方法，其中执行不活跃线路反射进一步包括进行高通滤波 以避开所述PSTN频带。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中探测所述线路包括对所述线路执行反射，并且其 中所述方法进一步包括通过对所收集的反射波形进行低通滤波以移除不归属于微滤波器 状态的线路影响，处理所述探测数据。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步通过以下步骤处理所述探测数 据： 对没有POTS服务和DSL服务且在相同驻地内与所述DSL线路共处同一位置的至少第 二线路执行反射，以表征所述驻地内的线路拓扑的特征；以及 基于从所述第二线路收集的反射波形，从所述探测数据中去除线路拓扑的影响。
15. 根据权利要求1所述的方法，其中探测所述线路包括在所述线路处于摘机状态的 情况下对所述线路执行反射，所述方法进一步包括： 响应于检测到所述线路处于挂机状态而第二次探测所述线路，以生成第二探测数据； 执行所述探测数据与所述第二探测数据的比较；以及 响应于检测所述探测数据和所述第二探测数据之间的差的阈值水平，将所述线路表征 为具有空微滤波器状态。
16. 根据权利要求1所述的方法，其中收集探测数据进一步包括收集微滤波器过渡频 带内的线路反射波形。
17. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括在收到用户发起的命令或所述线路正以 与微滤波器故障一致的方式发生故障的指示时，触发线路探测。
18. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括： 响应于所述线路上的微滤波器已经被表征为微滤波器状态的确认，向所述多个参考线 路模板添加所述探测数据。
19. 一种表征双绞电话线路中的故障的位置的方法，包括： 在探测点处探测所述线路以从所述线路收集第一探测数据，所述探测点位于所述线路 进入客户驻地所通过的网络接口设备（NID)下游；以及 至少基于所述第一探测数据，将所述故障的位置表征为位于所述NID上游或下游。
20. 根据权利要求19所述的方法，进一步包括： 探测第二线路以从所述第二线路收集第二探测数据，所述第二线路没有数字用户线路 (DSL)服务且与客户驻地上的所述线路共处同一位置；以及 执行所述第一探测数据和所述第二探测数据的比较，以将所述故障的位置表征为位于 所述NID的上游或下游。
21. 根据权利要求20所述的方法，进一步包括： 基于所述第二线路的DC电压测量结果，或基于所述第二线路的估计线路长度与所 述第一线路的估计线路长度的比较，确定所述第二线路没有普通老式电话服务（POTS)或 DSL。
22. 根据权利要求20所述的方法，其中所述第一探测数据与所述第二探测数据的比较 包括根据所述第一探测数据检测所述第一线路中的故障和根据所述第二探测数据检测所 述第二线路中的故障，并且其中宣告所述故障的位置包括宣告所述故障位于所述NID的下 游。
23. 根据权利要求19所述的方法，进一步包括： 基于所述第一探测数据，估计从所述探测点至所述NID的距离以及至所述故障的距 离；以及 将所估计的至所述NID的距离与所估计的故障距离相比较；以及 在所估计的至所述故障的距离大于所估计的至所述NID的距离时宣告所述故障位于 所述NID的上游，或者在所估计的至所述故障的距离小于所估计的至所述NID的距离时宣 告所述故障位于所述NID的下游。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中估计至所述NID的距离包括： 根据所述第一探测数据，确定从所述探测点至未屏蔽引入线和位于所述引入线上游的 屏蔽传输线之间的拼接的距离；以及 将至所述NID的距离估计为小于或等于至所述引入线拼接处的距离。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中从所述探测点至所述未屏蔽引入线拼接处的距 离基于检测所述引入线和所述屏蔽传输线之间的地平面变化。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述地平面的变化是基于估计所述线路中共模 阻抗变化超过阈值的位置确定的。
27. 根据权利要求20所述的方法，其中所述比较进一步包括： 基于所述第二探测数据，从所述第一探测数据中去除客户驻地内的线路拓扑的影响， 并且 其中宣告所述故障包括：如果所述客户驻地内的线路拓扑的影响不足以解释所述故 障，则宣告所述故障位于所述NID的上游。
28. 根据权利要求27的所述的方法，其中去除线路拓扑的影响进一步包括： 基于所述第二探测数据，估计所述客户驻地内的线路拓扑的转移函数；以及 通过所估计的转移函数，使所述第一探测数据均衡。
29. -种用于表征双绞电话线路的线路监视器，所述监视器包括： 线路探测器，在网络接口设备（NID)的下游耦接至所述线路，所述线路通过所述网络 接口设备接入客户驻地，所述线路探测器可操作以探测所述线路并收集生成的探测数据； 公共交换电话网络（PSTN)监视器，耦接至所述线路且可操作以监视所述线路的PSTN 状态；以及 线路探测控制器，通信地耦接至所述PSTN监视器和所述线路探测器以响应于检测到 所述线路处于预定的PSTN状态而触发所述线路的探测，并且将所收集的探测数据传输出 所述客户驻地。
30. 根据权利要求29所述的线路监视器，其中所述PSTN监视器用于检测以下至少之 直流（DC)电压的存在； 挂机状态； 摘机状态；或者 振铃状态，并且 其中所述预定的PSTN状态是所述摘机状态或所述振铃状态。
31. 根据权利要求29所述的线路监视器，进一步包括用于检测所述线路上的数字用户 线路（DSL)活动的DSL监视器，其中所述线路探测器响应于所述DSL监视器在所述线路上 检测到DSL活动而执行活跃线路反射，并且其中所述线路探测器响应于未在所述线路上检 测到DSL活动而执行不活跃线路反射。
32. 根据权利要求31所述的线路探测器，其中活跃线路反射进一步包括进行高通滤波 以避开PSTN频带，以及进行以下至少之一： 在未由所述线路上的DSL调制解调器使用的频率音调上注入探测信号；以及 在由所述线路上的DSL调制解调器使用的所述频率音调的子集上注入探测信号，所述 子集充分小以至保持调制解调器连接。
33. 根据权利要求32所述的线路监视器，其中通过所述频率音调的子集注入所述探测 信号进一步包括： 将由所述DSL调制解调器使用的DSL频带分成多个频率音调子集； 顺序地将探测信号注入所述多个频率音调子集中的每个内，以一次单独地扰乱每个子 集；以及 随时间推移聚集所收集的反射数据，以生成跨越所述DSL频带的至少大部分的反射波 形。
34. 根据权利要求31所述的线路监视器，其中执行不活跃线路反射进一步包括进行高 通滤波以避开所述PSTN频带。
35. 根据权利要求29所述的线路监视器，其中所述线路探测器在所述线路处于挂机状 态时探测所述线路，并且进一步响应于所述PSTN监视器检测到所述线路处于摘机状态而 执行所述线路的第二探测； 并且其中所述线路探测控制器将所述探测数据与由所述第二线路探测生成的第二探 测数据相比较，并且响应于检测所述探测数据和所述第二探测数据之间的差的阈值水平而 将所述线路表征为具有空微滤波器状态。
36. 根据权利要求29所述的线路监视器，其中所收集的探测数据进一步包括微滤波器 过渡频带内的反射波形。
37. 根据权利要求29所述的线路监视器，其中所述线路探测器进一步耦接至在客户 驻地上与所述线路共处同一位置的至少第二线路，所述第二线路没有普通老式电话服务 (POTS)和DSL服务，所述线路探测器进一步对至少所述第二线路执行反射以生成第二探测 数据；并且 其中所述线路探测控制器执行所述第一探测数据和所述第二探测数据的比较，并且基 于所述比较，宣告所述故障的位置位于所述NID的上游或下游。
38. 根据权利要求37所述的线路监视器，其中所述第一探测数据和所述第二探测数据 的比较包括以下至少之一： 根据所述第一探测数据检测第一线路中的故障，并且根据所述第二探测数据检测第二 线路中的故障；或者 适当地估计从所述线路至所述NID和从所述线路至所述故障的距离。
39. 根据权利要求37所述的线路监视器，其中所述探测控制器进一步基于从所述第二 线路收集的反射波形，通过从探测数据中去除拓扑线路的影响，处理所述探测数据。
40. 根据权利要求29所述的线路监视器，其中所述线路探测控制器响应于从非客户驻 地设备接收的命令而触发所述线路探测器来探测所述线路。
41. 一种双绞电话线路分析器，包括： 存储器，用于存储多个参考线路模板，每个模板与微滤波器状态关联； 接口，用于从与双绞电话线路耦接的线路探测器接收线路探测数据；以及 处理器，用于将所述线路探测数据与所述参考线路模板相比较，并且基于所述比较，将 所述线路表征为具有与参考线路模板关联的微滤波器状态。
42. 根据权利要求41所述的线路分析器，其中每个参考线路模板进一步与公共交换电 话网络（PSTN)状态关联，其中所述线路探测数据在探测期间与所述线路的PSTN状态关联， 并且其中所述处理器仅比较所述参考线路模板中关联于与所述线路探测数据相同的PSTN 状态的子集。
43. 根据权利要求41所述的线路分析器，其中所述微滤波器状态包括以下至少之一： 空微滤波器； 反向微滤波器；以及 正确配置的微滤波器。
44. 根据权利要求41所述的线路分析器，其中所述多个参考线路模板包括从多个线路 接收的现场数据或模拟多个假设线路的模型化数据中至少之一，并且 其中处理器用于选择与所述探测数据最佳匹配的参考线路模板。
45. 根据权利要求44所述的线路分析器，其中所述处理器通过执行MSE检测算法来选 择所述参考线路模板。
【文档编号】H04M3/30GK104221353SQ201280072381
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2012年3月12日 优先权日:2012年3月12日
【发明者】黄赞洙, 杰弗里·G·莫耶, 马克·弗劳尔斯, 穆罕默德·纳什瓦尔 申请人:适应性频谱和信号校正股份有限公司