用于检测在数字用户线路中POTS分离器的不存在的设备和方法

摘要

一种用于检测在数字用户线路(204)上普通老式电话业务或POTS分离器(203)的不存在的设备，包括：用于采集数字用户线路(204)的信道传递函数数据(301)的装置(221)；以及用于检测信道传递函数数据(301)中的单孔(hole)的装置(222)。

说明书

技术领域

本发明整体上涉及检测在数字用户线路(DSL)(例如被使用用于通过双绞电话线的双向数据传递的甚高速数字用户线路(VDSL)或异步数字用户线路(ADSL))上普通老式电话业务(POTS)分离器的不存在。更具体地，本发明目的在于公开用于检测这样的POTS分离器的不存在的快速的、不复杂的、可靠的并且不要求用户的存在或协助的方法和工具。

背景技术

众所周知DSL技术与诸如电话或传真装置之类的同时使用相同线的POTS设备不兼容。为了保证可靠的和稳定的DSL业务，POTS分离器(即将POTS频带从被使用用于上行和下行DSL业务的频带中滤出的专用设备)被安装。这样的POTS分离器必须被安装在中心或者在用户端处的每个POTS设备上。这样的POTS分离器(多个分离器)的安装往往由终端用户来完成。

POTS分离器的不存在或者不正确安装会产生POTS与DSL信号之间的干扰，从而通过传输错误和再同步导致DSL业务退化或业务不稳定。面临特定DSL线路上的业务退化或不稳定的DSL运营商必须确定业务退化的原因以便能够修复业务。此外，DSL运营商必须确定业务退化的责任方以便能够向该方收取干预或修复费用。POTS分离器的不存在或者不正确安装可以导致终端用户因为干预被收费，而在DSL运营商的领域中的损伤导致的业务退化由DSL运营商来支付。

几种工具和机制已经被开发以帮助DSL运营商检测POTS分离器的不存在或者不正确安装，但是如将在以下段落中说明的，这些现有的方法是缓慢的、复杂的、具有有限的可靠性和/或要求用户的存在。

直接的解决方案在于派遣技术人员到用户端以便验证是否所有POTS设备都已经被正确配置有POTS分离器。这样的解决方案是昂贵且耗时的，并且要求访问用户端(即终端用户的家里或办公室)。

备选解决方案(所谓的时间分割算法)依赖对电话的挂机状态与摘机状态之间的转换导致的参数改变的检测。在不存在POTS分离器的情况中，这样的转换显示出如此严重的阻抗改变以致于DSL线路必须再同步。在挂机状态与摘机状态之间的转换之后，DSL线路的操作线路参数(像比特率、噪声容限、信噪比或SNR等)已经完全改变。通过监控在从挂机状态转换到摘机状态处的参数变化，时间分割算法可以检测POTS分离器的不存在。

时间分割算法的缺点在于，它要求至少一个电话呼叫发生在被监控的线路上。因为要求1天的典型监控周期以便捕获电话呼叫，对POTS分离器的不存在的检测因此是缓慢的。而且，终端用户必须出现在用户端处以拿起电话。

可以通过诱导电话事件(例如在POTS频带中发送响铃信号，同时监控DSL操作线路参数改变)来改进时间分割算法。然而响铃信号可能不足以引起可检测的参数变化。最好的结果在电话从挂机状态转换到摘机状态的时候获得，但是这种所谓的交互式测试要求终端用户在用户端处的存在以拿起电话。这种改进的时间分割算法的进一步缺点在于，它要求访问不仅DSL而且电话交换机基础设施。这涉及复杂的操作支持系统(OSS)集成。

另一种现有的解决方案依赖对由于在不存在POTS分离器的情况下由POTS设备诱导的互调，信号功率从上行DSL带泄漏到下行DSL带中的检测。互调现象不是线性的。因此，上行发送的功率中小的变化可以导致下行带中例如SNR的大的变化。这种现有的测试因此在于改变上行发送的功率和监控下行带中操作线路参数的改变。

虽然不要求访问POTS设备并且不再需要在用户端处人的存在，但是因为需要线路配置参数的改变，该方法仍然涉及复杂的OSS集成。因为不是所有POTS设备诱导足以使POTS分离器不存在可检测的互调水平，基于互调的测试进一步是可靠性差的。进一步地，因为像例如氧化接点那样的其它损伤也可以造成互调，测试会受正误识(false positive)检测的困扰。

本发明的目的是提供解决现有解决方案的上述缺点、用于对DSL线路上POTS分离器的不存在检测的设备和方法。更确切地说，本发明的目的是公开在无需派遣技术人员、无需要求冗长的监控周期、无需要求在用户端处人的存在、无需涉及访问POTS设备的复杂OSS集成并且具有改进的可靠性的情况下检测POTS分离器的不存在的设备和方法。

发明内容

根据本发明，上面定义的目的由如通过权利要求1定义的、用于检测在数字用户线路上普通老式电话业务或POTS分离器的不存在的设备来实现，该设备包括：

——用于采集数字用户线路的信道传递函数数据的装置；以及

——用于检测信道传递函数数据中的单孔的装置。

实际上，电话装置的典型输入电路包含在电话线路的两条线之间的金属氧化物变阻器。金属氧化物变阻器通过吸收所有可以出现在线路上的可能电涌(例如由于雷击)来保护电话装置的其它部件。金属氧化物变阻器将在信道传递函数中造成单孔，在DSL标准中还称为Hlog数据。在不存在POTS分离器的情况中，不论实际电话是挂机或摘机，金属氧化物变阻器的单孔特征将总是在信道传递函数中可见。因此，根据当前发明的设备要求Hlog数据的单一采集(这可以在几秒钟内实现)，并且要求用于检测Hlog数据中单孔的技术。它不要求长的监控周期、与POTS交换机复杂的集成、DSL配置参数的改变或在用户端处人的存在以用于交互式测试。Hlog数据的采集可以随时进行。

根据通过权利要求2定义的根据本发明的设备的可选方面，用于检测单孔的装置可以包括用于计算信道传递函数数据的曲线导数的装置以及用于根据曲线导数检测局部最小值的装置。

实际上，用于检测信道传递函数数据中孔的一种方式可以依赖导数计算。从负到正的导数值改变同时导数曲线过零点则指示信道传递函数中局部最小值或孔的存在。

根据通过权利要求3定义的另一个可选方面，用于检测单孔的装置可以适于在高于2.2兆赫的频率范围内检测单孔。

实际上，大多数POTS设备在高于2.2MHz的频率范围内造成孔。本发明优选利用这一知识，并且在信道频率响应中可以特别扫描这些频率(即由VDSL2技术使用的略微高于2.2MHz的频率)，以在没有或不正确安装的POTS分离器的情况下检测POTS设备。然而不排除某些电话型号将造成低于2.2MHz的孔。

进一步可选地，如通过权利要求4定义的，根据当前发明的设备可以包括：

——能够检测信道传递函数数据中多孔存在的装置；以及

——用于辨别在信道传递函数数据中造成单孔的POTS分离器的不存在与在信道传递函数数据中造成多孔的另外的线路损伤的装置。

与金属氧化物变阻器相反，像桥接抽头、与失配阻抗分割、不良接触等那样的其它环路损伤在信道传递函数中生成一系列均匀间隔的孔。根据当前发明被使用用于检测POTS分离器的不存在的设备辨别其中单孔出现在信道传递函数中的情况与其中多孔出现在信道传递函数中的情况。根据本发明的设备可以与能够分析Hlog数据中一系列孔的功能组合以便还识别不同于缺失的POTS分离器的其它损伤(或者可以不组合)。

除了如通过权利要求1定义的设备之外，本发明还涉及如通过权利要求5定义的、用于检测在数字用户线路上普通老式电话业务或POTS分离器的不存在的对应方法，该方法包括：

——采集数字用户线路的信道传递函数数据；以及

——检测信道传递函数数据中的单孔。

附图说明

图1图示了POTS设备的典型输入电路；

图2图示了根据本发明的用于检测POTS分离器的不存在的设备的实施例；

图3图示了在由没有POTS分离器的POTS设备终止的数字用户线路上测量的信道传递函数；以及

图4图示了在具有桥接抽头的数字用户线路上测量的信道传递函数。

具体实施方式

本发明提供了用于检测DSL上缺失的POTS分离器的简单并且快速的方式。本发明基于可以在几秒钟内完成的单一数据采集，而最好的现有解决方案通常要求在测试期间发生至少一次电话呼叫，这意味着非常长的测试持续时间，通常至少一天。根据本发明，通过检测Hlog曲线中单孔的存在，缺失的POTS分离器根据单一Hlog测量来标识。这种孔检测对应于曲线中局部最小值的检测。这一主题已经被广泛研究并且像例如基于曲线导数的方法那样的各种方法可以被使用用于曲线中局部最小值的检测。

图1图示了POTS设备在Hlog曲线中造成这样的特征的原因，其中绘制了现代电子POTS设备的典型输入电路。连接在电话线路的两条线101与102之间的第一部件是金属氧化物变阻器103。金属氧化物变阻器103的目的是通过吸收所有可以出现在线路上的可能电涌(例如由于雷击)来保护POTS设备的其它电子部件，即挂钩开关104、整流桥105和POTS集成电路106。

像103那样的金属氧化物变阻器由夹在两个导电金属电极之间、像锌那样的各种金属氧化物的薄陶瓷层(充当绝缘体)构成。通过构造，这产生电容器。

在金属氧化物变阻器103被放置在POTS设备中的时候，部件腿连同印刷电路板轨道(track)会造成电感。该电感将与金属氧化物变阻器电容共振。在共振频率处，金属氧化物变阻器的阻抗将达到最小值并且金属氧化物变阻器将充当短路。这一行为说明了在由没有POTS分离器的POTS设备终止的DSL线路的Hlog曲线中可见的单孔。

要注意的是，金属氧化物变阻器被广泛使用在所有现代POTS设备中，因为真的需要他们保护所有电子电路免受雷击电涌。而且，它们总是被使用作为连接到线路的第一部件，甚至在挂钩开关之前。因此不论实际电话是挂机或摘机，它们在Hlog中的特征总是可见的。

图2图示了本发明的实施例。DSL用户端设备(CPE)收发器201和电话202经由POTS分离器203被连接到双绞电话线204。DSLCPE收发器201与形成数字用户线路接入复用器210的一部分的DSL中心局(CO)收发器211通信。DSL运营商进一步具有分析整个运营商的DSL网络的网络诊断工具220或DIAGNOSIS。该网络诊断工具220托管(host)自动采集信道频率响应数据(还名为Hlog数据)的模块221。此外网络诊断工具220包含例如在处理器上运行的软件模块的模块222用于分析Hlog数据并且用于检测其中的单孔。网络诊断工具220最后包含模块223，其能够在在Hlog数据曲线中检测到单孔的情况下，通知运营商关于在DSL线路上POTS分离器是缺失的或者未正确安装的事实。

图3示出了在由没有任何POTS分离器的电话终止的1千米DSL环路上测量的信道传递函数301。曲线301示出了略微高于2.2MHz的单孔。

可能地，本发明利用在VDSL2中可用的更高的频率以便扫描这些较高频率的单孔，经由信道传递函数数据实现对没有POTS分离器的POTS设备的存在的检测。因此原因在于由POTS设备造成的孔通常给出略微高于2.2MHz从而使其在VDSL2中可见的事实。由于这个原因，与处理ADSL2+线路相比，本发明更加适合处理VDSL2线路。然而，不排除某些电话型号造成低于2.2MHz的孔，在这种情况下孔在ADSL2+频带中也变得可见。

除了提供用于检测POTS分离器的不存在的简单并且快速的方式之外，本发明的优点在于它不要求与POTS交换机的复杂集成、DSL线路设置中的改变或者用户存在在家里。

还要注意的是，与像桥接抽头、阻抗失配分割或不良接触等那样的其它环路损伤通常在Hlog曲线中造成一系列均匀间隔的孔相反，金属氧化物变阻器在Hlog曲线中造成单孔。在具有22米桥接抽头的1千米DSL环路上测量的孔的这样的均匀间隔的行为在图4中通过信道传递函数401图示。

虽然通过参照具体实施例已经图示了本发明，但是对于本领域技术人员将是显而易见的是，本发明不限于前述说明性实施例的细节，并且本发明可以通过各种改变和修改来体现而不脱离其范围。因此，本实施例要在所有方面被看作是说明性和非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是由前述说明书来指示，并且因此，在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变旨在于被包含在其中。换句话说，预期涵盖落入基本的底层原理的范围内并且其基本属性在本专利申请中被要求的任何和所有修改、变化或等同物。此外，本专利申请的读者将理解的是，词语“包括”或“包含”不排除其它元件或步骤，词语“一”或“一个”不排除多个，以及诸如计算机系统、处理器或另外的集成单元之类的单一元件可以实现在权利要求中列举的几个装置的功能。权利要求中的任何参考符号不应该被解释为限制各自的有关权利要求。在说明书中或者在权利要求中被使用的时候，术语“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”等被引进以辨别类似的元件或步骤，而不必要描述连续的或时间顺序。类似地，术语“顶部”、“底部”、“在……之后”、“在……之下”等被引进用于描述性目的并且不必要表示相对位置。要理解的是，这样使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本发明的实施例有以其它顺序或者以不同于上面描述或图示的一个(多个)的方向根据本发明进行操作的能力。