一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法

2023-05-14 01:50:11

專利名稱：一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法
技術領域：
本發明涉及一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，尤其涉及對一種不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)的線路承載能力進行單端評估計算方法(單端離散多音調製算法)及其應用，可對國內目前正在推廣使用的不對稱數字用戶線(ADSL/ADSL2/ADSL2+)線路進行速率評估，解決電信運營商有關在不對稱數字用戶線(ADSL/ADSL2/ADSL2+)開通前的線路預評估以及開通後線路維護時對線路質量評估等問題，屬於通信技術領域。
背景技術：
ADSL採用了離散多音調製(DMT)的方法，使普通銅製雙絞線不僅可以傳輸傳統的語音業務，還可同時加載寬帶數據業務，可支持上行640Kbit/s和下行高達8Mbit/s的數據業務。第一代不對稱數字用戶線(ADSL)技術下行傳輸速率相對較低，傳輸距離較短，2002年7月，ITU-T公布了ADSL的兩個新標準(G.992.3和G992.4)，也就是所謂的ADSL2。到2003年3月，在第一代ADSL標準的基礎上，ITU-T又制訂了G992.5標準，也就是ADSL2plus，又稱ADSL2+，不對稱數字用戶線ADSL/ADSL2/ADSL2+傳輸頻譜圖見圖1，圖中定義了ADSL/ADSL2/ADSL2+上行通道頻譜範圍都是25kHz～138kHz，下行通道ADSL/ADSL2的頻譜範圍是138kHz～1104kHz，而ADSL2+的下行通道頻譜帶寬是138kHz～2208kHz。擴展了ADSL2/ADSL2+的下行頻段(1.1MHz到2.2MHz)，從而提高了短距離內線路上的下行速率，這使得ADSL2+在短距離(1.5km內)的下行速率有非常大的提高，可以達到20Mbit/s以上，可滿足一些高速業務的開展，如流媒體業務；覆蓋距離擴充至5km左右，相當於將原先運營距離擴容兩倍，許多原先因距離問題而無法開通的用戶也可以享受到ADSL寬帶接入服務。要想支持ADSL2+，必須使用最新的晶片，ADSL運營商必須更換電話局和用戶兩方面的ADSL數據機，考慮設備升級成本，目前只對新擴局點和新裝用戶線考慮支持ADSL2+局端DSLAM設備和用戶端設備因此一個局點位置往往是多種不對稱數字用戶業務並存。
隨著不對稱數字用戶的不斷增多，線路上的其他業務和自身業務的串擾，嚴重影響了不對稱數字用戶線業務正常開通，同時線路上的接頭過多，以及線路老化等嚴重影響線路傳輸網絡的衰減，無法根據長度來判斷線路大致開通速率多少，因此在不對稱數字用戶線業務開通前如何快速確定線路質量成為運營商十分頭疼的問題該線路能否開通用戶所提出的不對稱數字用戶線業務要求？線路能否滿足用戶提速申請？線路無法開通不對稱數字用戶線業務原因是什麼？因此需要有一種方法在前臺營業終端可直接啟動對需要開通不同種不對稱數字用戶線業務的線路進行評估，看線路最大可開通的速率是多少，這樣在用戶申請裝機時就知道該線路質量是否滿足用戶需求，減少盲目的裝機，極大提高電信運營商裝機效率和用戶滿意度。
考慮ADSL2+的頻譜帶寬是25KHz～2208KHz，因此支持該頻譜帶寬要求的單端離散多音調製算法，因ADSL/ADSL2的下行帶寬只是比ADSL2+的子通道少了256個子通道，對於只有ADSL/ADSL2業務的評估計算只要不考慮1104KHz～2208KHz的子通道範圍，因此具有向下的兼容性。

發明內容
本發明的目的是實現一種能迅速、準確測定線路開通不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)可達的最大上行速率和下行速率的測試方法(即單端離散多音調製算法)，以及在運營商實際開通和維護不對稱數字業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)線路方面的應用方法。該方法著眼於應用實踐，旨在提供給運營商實際開通和維護不對稱數字用戶線(ADSL/ADSL2/ADSL2+)的有效方法。
為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其特徵在於，使用前臺營業終端、寬帶測試接口、含單端離散多音調製算法軟體的寬帶測試伺服器、寬帶測試設備、具備自動抓線功能的局端交換機、用戶線路和用戶終端進行不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其方法為第一步由前臺營業終端把需要測試線路的電話號碼或DSLAM設備號和需要開通的不對稱數字業務類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)提交給寬帶測試接口；
第二步由寬帶測試接口分發給對應的端局寬帶測試伺服器，由端局寬帶測試伺服器通過局端交換機進行自動抓線，並控制寬帶測試設備進行噪聲信號和頻率響應測試；第三步將寬帶測試設備的測試結果返回給寬帶測試伺服器，由寬帶測試伺服器內部的單端離散多音調製算法模塊進行噪聲PSD計算、頻率響應曲線計算、子通道信噪比計算和上下行速率計算1)噪聲功率譜密度(PSD)計算a)寬帶測試設備通過高速A/D採樣，測試被測空閒線路的噪聲信號，通過帶通數字濾波器濾波，濾除ADSL2+業務頻帶範圍之外的噪聲信號；b)經過快速傅利葉變換(FFT)，計算出各頻點噪聲信號的電壓譜，再通過匹配阻抗計算功率譜PSD(h)；2)頻率響應曲線計算通過寬帶測試設備(4)測試ADSL2+業務範圍內的頻率響應曲線；3)子信道信噪比計算a)通過對每個子信道4.3125KHz範圍內噪聲功率譜進行積分，計算當前子道頻帶內的噪聲功率；b)通過預設信號發射功率譜S(h)，計算每個子通道帶內平均衰減A，通過積分可計算每個子信道預設收到的信號功率P；4)上、下行速率計算a)考慮每個子信道的噪聲預度NoiseMargin(i)和編碼增益T(i)計算每個子信道信噪比；b)通過香農公式計算每個子信道的可傳輸的Bit數；c)根據提供的不對稱數字用戶線業務類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，計算對應子通道範圍的可最大上下行傳輸數率；第四步寬帶測試伺服器(3)將計算結果返回給寬帶測試接口(2)，繼續送給對應的前臺營業終端(1)；第五步根據顯示結果判斷是否可開通相應不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)；
1)如果評估的上下行速率和用戶需要開通的速率相比均要有一定的冗餘才可以開通，否則不適合開通用戶申請的不對稱數字用戶線類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)業務，系統會提示該條線路可開通的可靠的最大可達上下行速率；2)對於不適合開通的線路，系統還根據線路的頻響，噪聲是否超過設定值，提出線路可能存在的線路故障隱患，建議工程人員進行修復，如果不存在隱患，建議降低開通不對稱數字業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)速率。
採用此方法，可通過單端的測試方法實現離散多音調製算法(實際不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，內部調製實現的方式是通過雙端收發信號來計算子信道信噪比的)。可以使運營商用戶能夠實現快速響應開通不同不對稱數字線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)需求。
本發明的優點是不受遠端用戶終端類型影響，能適應各種正常不對稱數字業務類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)終端組合，實現真正意義上的線路質量評估，與終端無關，這樣無論申請開通加載業務還是提速業務都是可實現的快速、有效方法。


圖1為不對稱數字用戶線(ADSL/ADSL2/ADSL2+)傳輸頻譜圖；圖2為不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)線路評估測試及應用系統方塊示意圖；圖3為寬帶測試設備結構示意圖；圖4為單端離散多音調製算法流程圖；圖5為數字濾波器幅頻和相頻特性圖。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
實施例1如圖2所示，為不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)線路評估測試及應用系統方塊示意圖，所述的測試系統由前臺營業終端1，寬帶測試接口2、單端離散多音調製算法軟體的測試伺服器3、寬帶測試設備4、具備自動抓線功能的局端交換機5、用戶線路7和用戶終端8組成。
如圖3所示，為寬帶測試設備結構示意圖，所述的寬帶測試設備4具備不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)頻帶範圍內噪聲數據測量以及頻率響應測試功能，由主控制輸出模塊9、噪聲測試模塊10、頻率響應測試模塊11組成。
在這個測試應用系統中，前臺營業終端1、寬帶測試接口2、寬帶測試伺服器3、寬帶測試設備4、具備自動抓線功能的局端交換機5，是運營商用戶可以在市場上外購到的產品，都是作為已知條件來使用的。
如圖4所示，為單端離散多音調製算法流程圖，此軟體是運行在寬帶測試伺服器3中普通PC機環境下的軟體。
不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，使用前臺營業終端1、寬帶測試接口2、含單端離散多音調製算法模塊的寬帶測試伺服器3、寬帶測試設備4、具備自動抓線功能的局端交換機5、用戶線路7和用戶終端8進行不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其方法為第一步由前臺營業終端1把需要測試線路的電話號碼或DSLAM設備號和需要開通的不對稱數字業務類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)提交給寬帶測試接口2；第二步由寬帶測試接口2分發給對應的端局寬帶測試伺服器3，由端局寬帶測試伺服器3通過局端交換機5進行自動抓線，並控制寬帶測試設備4進行噪聲信號和頻率響應測試；第三步將寬帶測試設備4的測試結果返回給寬帶測試伺服器3，由寬帶測試伺服器3內部的單端離散多音調製算法軟體進行噪聲PSD計算、頻率響應曲線計算、子通道信噪比計算和上下行速率計算，1)噪聲功率譜密度(PSD)計算a)寬帶測試設備4通過高速A/D採樣，測試被測空閒線路的噪聲信號，通過帶通數字濾波，濾除ADSL2+業務頻帶範圍之外的噪聲信號；數字濾波器類型採用巴特沃茲型3階帶通濾波器，3dB帶寬是25.875KHz～2208KHz，採樣頻率是5MHz，其幅頻和相頻特性曲線如圖5，該圖形定義了數字濾波器的幅頻特性和相頻特性響應曲線，是一個帶通的巴特沃茲型數字濾波器，3dB帶寬的上限頻率為25.875khz，下限頻率是2208khz。
b)取經過濾波之後連續的N＝2048個數據經過快速傅利葉變換(FFT)，計算出各頻點噪聲信號的電壓譜，再通過匹配阻抗計算功率譜PSD(h)X(n)=k=0N-1x(k)ej(2/N)nk,(n=0,...,N-1)]]>Psd(n)=101g(X(n)2/R),(R=100;n=0,...,N-1);]]>2)頻率響應曲線計算通過寬帶測試設備4測試ADSL2+業務範圍內的頻率響應曲線；3)子信道信噪比計算a)通過對每個子信道4.3125KHz範圍內噪聲功率譜進行積分，計算當前子通道頻帶內的噪聲功率N(i)=*4312.543125*(i+1)PSD(h)dHz,(i=0~511);]]>b)通過預設信號發射功率譜S(h)(該發射的信號功率譜模板可以在標準[ITU-T G.992.5 2005年1月]中找到，該模板詳細定義了ATU-R和ATU-C端發射信號功率譜的峰值，應用時取最大峰值功率信號)，計算每個子通道帶內平均衰減A，通過積分可計算每個子信道預設收到的信號功率S(i)S(i)=*4312.54312.5*(i+1)AS(h)dHz,(i=0~511);]]>4)計算上、下行速率a)考慮每個子信道的噪聲預度NoiseMargin(i)和編碼增益T(i)計算每個子信道信噪比SNR(i)＝S(i)T(i)/N(i)Noisemargin(i) (i＝0～511)；b)通過香農公式計算每個子信道的可傳輸的Bit數b(i)＝log2(1+SNR(i))(i＝0～511)；
c)根據提供的不對稱數字用戶線業務類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，計算對應子通道範圍的可最大上下行傳輸數率Rate_up和Rate_down，並輸出DMT圖形，見圖5。例如ADSL2+業務類型上下行速率計算方法為Rateup=4000*729b(i)/1024(Kbit/s)]]>Ratedown=4000*38511b(i)/1024(Kbit/s);]]>第四步寬帶測試伺服器3將計算結果返回給寬帶測試接口2，繼續送給對應的前臺營業終端1；第五步根據顯示結果判斷是否可開通相應不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)1)如果評估的上下行速率和用戶需要開通的速率相比均要有一定的冗餘才可以進行開通，否則不適合開通用戶申請的不對稱數字用戶線類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)業務，系統會提示該條線路可開通的可靠的最大可達上下行速率；2)對於不適合開通的線路，系統還根據線路的頻響，噪聲是否超過設定值，提出線路可能存在的線路故障隱患，建議工程人員進行修復，如果不存在隱患，建議降低開通不對稱數字業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)速率。
實施例2一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，使用具備自動抓線功能的DSLAM設備6，是運營商用戶可以在市場上外購到的產品，作為已知條件來使用的。其它與實施例1一樣。
權利要求
1一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其特徵在於，使用前臺營業終端(1)、寬帶測試接口(2)、含單端離散多音調製算法軟體的寬帶測試伺服器(3)、寬帶測試設備(4)、具備自動抓線功能的局端交換機(5)、用戶線路(7)和用戶終端(8)進行不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其方法為第一步由前臺營業終端(1)把需要測試線路的電話號碼或DSLAM設備號和需要開通的不對稱數字業務類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)提交給寬帶測試接口(2)；第二步由寬帶測試接口(2)分發給對應的端局寬帶測試伺服器(3)，由端局寬帶測試伺服器(3)通過局端交換機(5)進行自動抓線，並控制寬帶測試設備(4)進行噪聲信號和頻率響應測試；第三步將寬帶測試設備(4)的測試結果返回給寬帶測試伺服器(3)，由寬帶測試伺服器(3)內部的單端離散多音調製算法軟體進行噪聲PSD計算、頻率響應曲線計算、子通道信噪比計算和上下行速率計算1)噪聲功率譜密度(PSD)計算a)寬帶測試設備(4)通過高速A/D採樣，測試被測空閒線路的噪聲信號，通過帶通數字濾波器濾波，濾除ADSL2+業務頻帶範圍之外的噪聲信號；b)經過快速傅利葉變換(FFT)，計算出各頻點噪聲信號的電壓譜，再通過匹配阻抗計算功率譜PSD(h)；2)頻率響應曲線計算通過寬帶測試設備(4)測試ADSL2+業務範圍內的頻率響應曲線；3)進行子信道信噪比計算a)通過對每個子信道4.3125KHz範圍內噪聲功率譜進行積分，計算當前子道頻帶內的噪聲功率；b)通過預設信號發射功率譜S(h)，計算每個子通道帶內平均衰減A，通過積分可計算每個子信道預設收到的信號功率P；4)進行上、下行速率計算a)考慮每個子信道的噪聲預度NoiseMargin(i)和編碼增益T(i)計算每個子信道信噪比；b)通過香農公式計算每個子信道的可傳輸的Bit數；c)根據提供的不對稱數字用戶線業務類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，計算對應子通道範圍的可最大上下行傳輸數率；第四步寬帶測試伺服器(3)將計算結果返回給寬帶測試接口(2)，繼續送給對應的前臺營業終端(1)；第五步根據顯示結果判斷是否可開通相應不對稱數字用戶線業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)1)如果評估的上下行速率和用戶需要開通的速率相比均要有一定的冗餘才可以開通，否則不適合開通用戶申請的不對稱數字用戶線類型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)業務，系統會提示該條線路可開通的可靠的最大可達上下行速率；2)對於不適合開通的線路，系統還根據線路的頻響，噪聲是否超過設定值，提出線路可能存在的線路故障隱患，建議工程人員進行修復，如果不存在隱患，建議降低開通不對稱數字業務(ADSL/ADSL2/ADSL2+)速率。
2一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其特徵在於，使用前臺營業終端(1)、寬帶測試接口(2)、含單端離散多音調製算法模塊的寬帶測試伺服器(3)、寬帶測試設備(4)、具備自動抓線功能的DSLAM設備(6)、用戶線路(7)和用戶終端(8)進行不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法。
3根據權利要求1、2所述的一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其特徵在於，使用的寬帶測試設備(4)由主控制輸出模塊(9)、噪聲測試模塊(10)、頻率響應測試模塊(11)組成。
4根據權利要求1、2所述的一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其特徵在於，所述的測試帶寬範圍是25.875KHz～2208kHz。
全文摘要
本發明涉及一種不對稱數字用戶線路承載能力的單端評估方法，其特徵在於，由前臺營業終端把需要測試線路的項目提交給寬帶測試接口；由寬帶測試接口分發給對應的端局寬帶測試伺服器，由端局寬帶測試伺服器通過交換機進行自動抓線，並控制寬帶測試設備進行噪聲信號、頻率響應和線路長度測試；將寬帶測試設備的測試結果返回給寬帶測試伺服器，由寬帶測試伺服器內部的單端離散多音調製算法軟體進行噪聲PSD計算、頻率響應曲線計算、子通道信噪比計算和上下行速率計算根據顯示結果進行判斷。本發明的優點是不受遠端用戶終端類型影響，能適應各種正常不對稱數字業務類型終端組合，實現真正意義上的線路質量評估。
文檔編號H04L25/02GK1968155SQ200510110449
公開日2007年5月23日 申請日期2005年11月17日 優先權日2005年11月17日
發明者姜先榮, 張博, 陸雲, 金少舫 申請人:上海欣泰通信技術有限公司