DE10001152A1 - Verfahren zur Auswahl bestehender Fast-Retrain-Profile - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpassung der Datenübertragungsrate einer Datenübertragung zwischen einem Teilnehmer 1a...1n und einer Vermittlungsstelle 2 an temporär auftretende Änderungen der Leitungseigenschaften während der Dauer der Datenübertragung, bei deren Verbindungsaufbau die Leitungseigenschaften ermittelt und die Datenübertragungsrate an die ermittelten Leitungseigenschaften angepaßt wurde. DOLLAR A Im Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anpas­ sung der Datenübertragungsrate einer Datenübertragung zwischen einem Teilnehmer und einer Vermittlungsstelle und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Moderne Vermittlungsstellen im elektronischen Wählsystem di­ gital (EWSD) sind bereits in der Lage, dem Teilnehmer neben den analogen oder digitalen Telefondiensten im POTS-(Plain Old Telephone Service) oder ISDN-System auch hochbitratige Datendienste im xDSL-(x Digital Subscriber Line) Verfahren zur Verfügung zu stellen. So ist im ADSL-(Asymmetric Digital Subscriber Line) Verfahren von der Vermittlungsstelle zum Teilnehmer eine Datenübertragungsrate von bis zu 8 Mbit/s und bis zu 640 kbit/s vom Teilnehmer zur Vermittlungsstelle mög­ lich.

Die Schnittstelle zwischen dem Teilnehmer und der Vermitt­ lungsstelle bzw. dem Übertragungsnetz bildet das Leitungsmo­ dul (auch Line-Card oder SLMI, Subscriber Line Modul Inter­ net), das sich in der Vermittlungsstelle befindet. An einem Leitungsmodul sind dabei mehrere Teilnehmer (z. B. acht Teil­ nehmer) mit ihren Endgeräten (z. B. analoges Telefon und Com­ puter) angeschlossen.

Ausgangsseitig verfügen diese Leitungsmodule über eine PCM- Schnittstelle (Pulse Code Modulation) zur Übertragung von Sprachdaten ins Sprachnetz. Außerdem verfügen diese Leitungs­ module ausgangsseitig über eine Schnittstelle (wie z. B. im Frame Relay-, Ethernet- oder ATM-System) zur paketorientier­ ten Datenübertragung in einem Datenübertragungsnetz mit hohen Datenübertragungsraten.

Der Verbindungsaufbau zwischen Teilnehmer und Vermittlungs­ stelle ist z. B. in den Standards der International Telecom­ munication Union G.992.1 (G.dmt) bzw. G.992.2 (G.Lite) fest­ gelegt. In diesen Standards ist unter anderem ein sog. Fast- Retrain-Verfahren definiert, bei dem eine schnelle Initiali­ sierungsphase zwischen dem Endgerät des Teilnehmers und der Vermittlungsstelle durchgeführt wird. Die endgültige Daten­ übertragungsrate, mit der die Datenübertragung stattfindet, ergibt sich dabei aus der Übereinstimmung des während der Initialisierungsphase gemessenen Signal/Rauschabstandes (SNR, Signal to Noise Ratio) mit dem Signal/Rauschabstand eines ab­ gespeicherten Profils der Parameter für die Datenübertragung.

Diese Parameter und somit auch die jeweils erreichbare Daten­ rate werden damit optimal an die aktuellen Übertragungscha­ rakteristika (Eigenschaften der Leitung bzw. der teilnehmer- und systemseitigen Einrichtungen) angepaßt. Auf der anderen Seite ergeben sich daraus bei Fehlanpassung auch CRC-Fehler (Cyclic Redundancy Check).

Beim Stand der Technik führt ein gehäuftes Auftreten von CRC- Fehlern zum automatische Auslösen eines Fast-Retrain. Die Fast-Retrain-Phase dauert etwa 1,5 Sekunden; in dieser Zeit ist keine Datenübertragung möglich.

Der Nachteil bei diesem Verfahren ist jedoch, daß bei kurz­ zeitigen Änderungen der Leitungseigenschaften, die zum Teil leicht vorhersagbar sind, ebenfalls ein Fast-Retrain durchge­ führt wird, währenddessen keine Datenübertragung möglich ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist somit, ein Verfah­ ren zur Anpassung der Datenübertragungsparameter einer Daten­ übertragung zwischen einem Teilnehmer und einer Vermittlungs­ stelle und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfah­ rens bereitzustellen, bei denen bei einer vorhersagbaren Än­ derung der Leitungseigenschaften die Zeit verkürzt wird, in der keine Datenübertragung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver­ fahrens gemäß dem beigefügten Anspruch 7 gelöst.

Indem Änderungen der Leitungseigenschaften als Folge von be­ stimmten Ereignissen vorhersagbar sind, kann die Datenüber­ tragungsrate gemäß der vorliegenden Erfindung automatisch an die geänderten Leitungseigenschaften angepaßt werden. Die Link-Down-Zeiten, d. h. die Zeiten, in denen wegen der Durch­ führung eines Fast-Retrain keine Datenübertragung möglich ist, verringern sich somit.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 und 8 bis 12 angegeben.

Die Leitungseigenschaften ändern sich z. B. bei einem ankom­ menden Telefonanruf eines anderen Teilnehmers. Durch die Wechselspannung (mit Werten bis zu 150 V Spitze-Spitze), die während der Klingelphase (Ring-AN und Ring-AUS im Wechsel) erzeugt wird, werden die Leitungseigenschaften derart beeinflußt, daß die maximal mögliche Datenübertragungsrate sinkt.

Nach den schon erwähnten Standards ist eine erneute Initiali­ sierungsphase, d. h. ein Fast-Retrain vorgesehen. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dieses Ereignis, das eine vorher­ sagbare Änderung der Leitungseigenschaften zur Folge hat, je­ doch vorhersehbar, und die Datenübertragungsrate wird ent­ sprechend verringert. Es wird dabei eine Datenübertragungs­ rate gewählt, die sowohl für den Zustand Ring-AN als auch den Zustand Ring-AUS gültig ist.

Diese Datenübertragungsrate kann nun während der gesamten restlichen Dauer der Datenübertragung beibehalten werden, oder die Datenübertragung kann nach Beenden des Ereignisses wieder automatisch erhöht werden.

Da die Datenübertragungsraten auf einer Leitung in verschie­ denen Frequenzbereichen unterschiedlich ist, ist der Verlauf der Datenübertragungsrate über den Frequenzbereich in soge­ nannten Profilen abgespeichert. Gemäß der vorliegenden Erfin­ dung wird somit bei einer vorhersagbaren Änderung der Lei­ tungseigenschaften zur Datenübertragung ein Profil ausge­ wählt, das den entsprechenden Leitungseigenschaften am nächs­ ten kommt.

Die vorliegende Erfindung kommt bevorzugt in Datenübertra­ gungssystemen zum Einsatz, die nach dem xDSL-Verfahren, d. h. z. B. nach dem ADSL oder UDSL-Verfahren, arbeiten.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Vermittlungsstelle mit den daran angeschlossenen Teilnehmern

Fig. 2a die Aufteilung des Frequenzspektrums bei ADSL-Da­ tenübertragung

Fig. 2b ein Beispiel eines Profils für die Datenübertra­ gungsparameter, und

Fig. 3 die Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, beinhaltet die Vermittlungsstelle (Central Office, CO) 2 unter anderem die Leitungsmodule 3a, . . ., 3n zum Anschluß der Teilnehmer bzw. deren Endgeräte (Customer Premises Equipment, CPE) 1a, . . ., 1n an die Vermitt­ lungsstelle 2. Diese Leitungsmodule 3a, . . ., 3n stellen den Teilnehmern 1a, . . ., 1n sowohl herkömmliche Telefondienste (POTS oder ISDN) zur Verfügung, als auch hochbitratige Daten­ dienste (wie z. B. ADSL, UDSL).

Den Teilnehmern 1a, . . ., 1n stehen dabei verschiedene Endge­ räte, wie ein Telefon 11a, . . ., 11n und ein Computer mit einem xDSL-Modem 12a, . . ., 12n zur Nutzung der angebotenen Dienste zur Verfügung. Die angebotenen Dienste werden dabei beim Teilnehmer 1a, . . ., 1n durch einen Splitter 13a, . . ., 13n auf die jeweiligen Endgeräte aufgeteilt.

In der Vermittlungsstelle 2 werden die angebotenen Dienste durch die Line-Card 3a, . . ., 3n auf die jeweiligen Übertra­ gungsnetze aufgeteilt. So werden Sprachdaten z. B. im PCM- Verfahren über das Sprachnetz übertragen und die hochbitra­ tige Datenübertragung erfolgt über eine eigene Schnittstelle, die z. B. mit dem Internet verbunden ist (Datennetz).

Die xDSL-Datenübertragung wird nachfolgend anhand des Fre­ quenzspektrums des ADSL-Systems, wie es in Fig. 2a gezeigt wird, beschrieben.

Das Frequenzband ist dabei wie folgt aufgeteilt: Im Bereich bis 30 kHz findet die Übertragung der Telefondienste (analog oder digital) statt. Der Frequenzbereich von 30 kFz bis 138 kFz dient zur Datenübertragung vom Teilnehmer zur Ver­ mittlungsstelle (Data-Upstream) und der Bereich von 138 kHz bis 1,1 MHz zur Datenübertragung von der Vermittlungsstelle zum Teilnehmer (Data-Downstream).

Die Datenübertragung ist dabei wiederum in einzelne Ab­ schnitte, den sog. Bins, über den Frequenzbereich aufgeteilt. Jedes Bin belegt dabei einen bestimmten Frequenzbereich mit einer Bandbreite von 4,3125 kHz, wobei in jedem Bin die Da­ tenübertragung im Quadraturamplitudenmodulationsverfahren (QAM) mit einer einstellbare Bitrate erfolgt. Die gesamte Da­ tenübertragungsrate ergibt sich dabei aus der Summe der Da­ tenübertragungsraten der einzelnen Bins.

Die maximale Übertragungskapazität eines Übertragungskanals ergibt sich, abgesehen von den elektrischen Kenngrößen, aus dem Signal/Rauschabstand. Das heißt, daß die Übertragungska­ pazität um so geringer ist, je geringer der Sig­ nal/Rauschabstand ist. Diese Übertragungskapazität nimmt dabei, wie in Fig. 2a zu sehen ist, bei zunehmender Übertra­ gungsfrequenz ab.

Ein für die Fast-Retrain-Phase abgespeichertes Profil enthält für jedes Bin eine bestimmte Datenübertragungsrate (in Bit pro Bin pro Hz angegeben), wie in Fig. 2b zu sehen ist. Bei einem Fast-Retrain werden die Kanal- bzw. Leitungseigenschaf­ ten des Übertragungskanals ermittelt, und entsprechend der maximal möglichen Kapazität des Übertragungskanals wird ein Profil ausgewählt, das diesen ermittelten Leitungseigenschaf­ ten am nächsten kommt. Dabei wird die eingestellte Datenüber­ tragungsrate in der Regel niedriger eingestellt, als die ma­ ximal mögliche Datenübertragungsrate, um eine Sicherheitsre­ serve bei der Datenübertragung zu erhalten.

Zur Auswahl der Datenübertragungskapazität sind mehrere sol­ cher Profile abgespeichert, um die Datenübertragung an unter­ schiedliche Leitungseigenschaften anzupassen. Diese Leitungs­ eigenschaften können sich jedoch während der Dauer einer Ver­ bindung zur Datenübertragung gravierend ändern. Kommt z. B. in dieser Zeit ein Telefonanruf eines anderen Teilnehmers an, dann verringert sich während der Klingelphase (Ring-AN) die maximal mögliche Datenübertragungsrate der Leitung bzw. des Übertragungskanals.

Entsprechend wird die Datenübertragungsrate während der Klin­ gelpause (Ring-AUS) wieder größer. Diese Änderungen der Lei­ tungseigenschaften sind nach einmaligem Ausmessen genau vor­ hersagbar, da die Dauer der Ring-AN bzw. Ring-AUS Phase genau spezifiziert ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird z. B. bei einem ankom­ menden Anruf, der von dem entsprechenden Leitungsmodul er­ kannt wird, ein Profil ausgewählt, das den geänderten Lei­ tungseigenschaften entspricht. Dadurch werden die Link-Down Zeiten, d. h. die Zeiten, in denen keine Datenübertragung möglich ist, erheblich verringert.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist die erfindungsgemäße Vorrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf der Line-Card 3, die sich in der Vermittlungsstelle befindet, realisiert.

Während des Verbindungsaufbaus werden durch die Line-Card 3 durch Ausmessen der Übertragungsleitung zwischen der Vermitt­ lungsstelle und dem Teilnehmer die Leitungseigenschaften hin­ sichtlich der maximal möglichen Datenübertragungsrate ermit­ telt.

Nachdem die maximal mögliche Datenübertragungsrate ermittelt wurde, wird ein entsprechendes Profil, das den gemessenen Leitungseigenschaften am nächsten kommt, ausgewählt und ein­ gestellt. Eine Vielzahl von möglichen Profilen ist in der Speichervorrichtung 33 abgespeichert.

Wird während der Dauer der Verbindung z. B. durch das Mittel 32 ein ankommender Anruf registriert, wird durch das Mittel 31 automatisch die Datenübertragungsrate an die Leitungsei­ genschaften, die sich durch die Klingenphase des ankommenden Anrufes ändert, angepaßt. Dabei wird ein in der Speichervor­ richtung 33 abgespeichertes Profil gewählt, das den gemesse­ nen Leitungseigenschaften am nächsten kommt.

Ebenso wird von dem Mittel 32 das Ende des bestimmten Ereig­ nisses, d. h. das Ende der Klingelphase, erkannt. Die Klin­ gelphase ist z. B. dann zu Ende, wenn der gerufene Teilnehmer abnimmt oder wenn der anrufende Teilnehmer auflegt, ohne das ein Gespräch zustande kommt.

Nach Ende des Ereignisses kann dabei das aktuell eingestellte Profil beibehalten werden, oder es wird das vorhergehende Profil wieder eingestellt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Anpassung der Datenübertragungsrate einer Datenübertragung zwischen einem Teilnehmer 1a . . . 1n und einer Vermittlungsstelle 2 an temporär auftretende Änderungen der Leitungseigenschaften während der Dauer der Datenübertragung, wobei beim Verbindungsaufbau zur Datenübertragung die Lei­ tungseigenschaften ermittelt und die Datenübertragungsrate an die ermittelten Leitungseigenschaften angepaßt wurde, mit einer automatischen Anpassung der Datenübertragungsrate an vorhersagbare Änderungen der Leitungseigenschaften während der Dauer der Datenübertragung, wobei die vorhersagbaren Än­ derungen der Leitungseigenschaften durch bestimmte Ereignisse hervorgerufen werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungsrate angepaßt wird, indem sie bei dem Ereignis verringert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungsrate angepaßt wird, indem sie nach dem Beenden des Ereignisses wieder erhöht wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klingelphase eines ankommenden Anrufes ein Ereignis ist, bei dem sich die Leitungseigenschaften in vorhersagbarer Weise ändern.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung ein voreingestelltes Profil mit Übertra­ gungsparametern verwendet wird, das an die geänderten Lei­ tungseigenschaften angepaßt ist.

6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es im ADSL- bzw. UDSL-Übertragungsverfahren angewendet wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit Mitteln (31) zum automatischen Anpassen der Datenübertra­ gungsrate an vorhersagbare Änderungen der Leitungseigenschaf­ ten während der Dauer der Datenübertragung, wobei die vorher­ sagbaren Änderungen der Leitungseigenschaften durch bestimmte Ereignisse hervorgerufen werden.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (31) zum automatischen Anpassen der Datenüber­ tragungsrate die Datenübertragungsrate anpassen, indem sie die Datenübertragungsrate bei dem Ereignis verringern.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (31) zum automatischen Anpassen der Datenüber­ tragungsrate die Datenübertragungsrate anpassen, indem sie die Datenübertragungsrate nach dem Beenden des Ereignisses wieder erhöhen.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, 8 oder 9, gekennzeichnet durch Mittel (32), die die Klingelphase eines ankommenden Anrufes als ein Ereignis erkennen, das die Leitungseigenschaften in vorhersagbarer Weise ändert.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum automatischen Anpassen der Datenübertra­ gungsrate zur Anpassung ein in einer Speichervorrichtung (33) abgespeichertes Profil mit Übertragungsparametern verwenden, das an die geänderten Leitungseigenschaften angepaßt ist.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie im ADSL- bzw. UDSL-Übertragungsverfahren angewendet wird.