ES2238873T3 - Metodo y aparato para calificar bucles para servicios de transmision de datos. - Google Patents
Metodo y aparato para calificar bucles para servicios de transmision de datos.Info
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Abstract
Método para calificar automáticamente las de una pluralidad de líneas de transmisión (14) para la prestación de servicios de transmisión de datos a alta velocidad, teniendo cada una de las líneas de transmisión un par de ramales (T, R), estando dicho método CARACTERIZADO por los pasos de a) suministrar señales de un controlador (16) a una central (12) conectada a puntos terminales de conexión de las líneas de transmisión; b) acoplar señales de verificación a una línea de transmisión a través de la central (12) selectivamente de acuerdo con una señal de control suministrada a la central; c) determinar la inestabilidad del desequilibrio resistivo entre los ramales (T, R) de la línea de transmisión seleccionada; y d) calificar la línea de transmisión seleccionada cuando la inestabilidad del desequilibrio resistivo es inferior a un umbral (507).
Description
Método y aparato para calificar bucles para
servicios de transmisión de datos.
Esta invención se refiere en general a las redes
de comunicación, y más en particular, a sistemas para calificar
líneas telefónicas para la transmisión de datos.
Como es sabido en la técnica, las redes
telefónicas públicas, o sea las llamadas líneas de servicio
telefónico liso y llano (POTS), fueron originalmente diseñadas para
las comunicaciones de voz, que abarcan un limitado ancho de banda de
frecuencias (es decir, un ancho de banda de frecuencias situado en
torno a los 4 kHz). En la actualidad se desea usar las mismas líneas
de servicio telefónico liso y llano para la transmisión de datos.
Las señales de datos, sin embargo, tienen en general unas
características de frecuencia distintas de las de las señales de
voz. Como resultado de ello, una línea de servicio telefónico liso y
llano que funcione bien transmitiendo señales de voz podría no
funcionar bien, o no funcionar en absoluto, para la transmisión de
señales de datos. Las compañías telefónicas necesitan saber qué
líneas son adecuadas, o sea son aptas, y qué líneas no son adecuadas
para la transmisión de datos. Las compañías telefónicas también
necesitan saber por qué determinadas líneas son incapaces de servir
de soporte para las transmisiones de datos y dónde se producen tales
fallos, para poder determinar si puede ser corregida la línea de
transmisión.
La red telefónica fue originalmente diseñada para
la comunicación de voz. La comunicación de voz abarca un limitado
ancho de banda de frecuencias. En algunos casos, las líneas
telefónicas fueron optimizadas para la transmisión de señales dentro
de esta gama de frecuencias. Incluso en los casos en los que las
líneas no fueron optimizadas para la transmisión de señales de voz,
no había incentivo alguno para hacer que las líneas funcionasen a
otras frecuencias, y a menudo no lo hacían.
En la actualidad se desea usar esas mismas líneas
para conducir señales de datos. Las señales de datos tienen en
general características de frecuencia que son distintas de las de
las señales de voz. Como resultado de ello, una línea que funcione
bien transmitiendo señales de voz podría no funcionar bien, o no
funcionar en absoluto, para la transmisión de señales de datos. Las
compañías telefónicas necesitan saber qué líneas funcionarán para la
transmisión de señales de datos, y usar esas líneas para la
transmisión de datos.
La Calificación de Línea es la capacidad global
para hacer declaraciones acerca de la calidad de un bucle de abonado
en cuanto a su capacidad para suministrar comunicaciones de voz (es
decir, servicio telefónico liso y llano) o servicios de transmisión
de datos. La Descalificación es la capacidad para hacer una
declaración con un alto grado de confianza en el sentido de que un
bucle de abonado no servirá de soporte para un servicio de
transmisión de datos sin que se efectúen acciones correctoras. La
Precalificación es la capacidad para hacer una declaración con un
alto grado de confianza en el sentido de que un bucle de abonado
servirá de soporte para un servicio de transmisión de datos sin que
deban efectuarse acciones correctoras.
Las empresas operadoras de telefonía (TELCO's)
tienen dos problemas que deben ser resueltos para calificar los
bucles de abonado para el suministro de datos. El primer problema es
estratégico. Las empresas operadoras de telefonía son reacias a
desplegar las tecnologías emergentes para el suministro de datos
(como p. ej. la tecnología ISDN (ISDN = Red Digital de Servicios
Integrados) o la tecnología ADSL (ADSL = Línea Digital Asimétrica de
Abonado)) porque hay incertidumbre en su conocimiento de si los de
una suficiente cantidad de los bucles de abonado tienen una calidad
lo suficientemente alta como para hacer que el despliegue resulte
económicamente exitoso. Esto desanima a los que son los primeros en
adoptar dichas tecnologías porque supone un riesgo considerable ser
el primero en servir una tecnología que puede no funcionar en la red
de acceso con la que se cuenta. Si las empresas operadoras de
telefonía pudiesen contar con una tecnología que sirviese para
eliminar gran parte de este riesgo en el despliegue inicial, podrían
asegurarse su porcentaje del mercado e ir en cabeza frente a la
competencia.
El segundo problema es táctico y surge una vez
que una empresa operadora de telefonía ha tomado la decisión de
desplegar una tecnología determinada. Hay necesidad de calificar ya
sea antes de actuar o bien como medida de reacción determinadas
líneas para un servicio al ser ese servicio solicitado por los
abonados o al perseguir la empresa operadora de telefonía el
objetivo de dar ese servicio. Por ejemplo, si una empresa operadora
de telefonía se propone comercializar y dar el nuevo servicio, a
dicha empresa le gustaría estar en condiciones de establecer como
objetivo para ello aquellos bucles de abonado que con la máxima
probabilidad estarán en condiciones de servir de soporte para el
servicio sin necesidad de tomar medidas adicionales y/o con un
mínimo de trabajo. Por poner otro ejemplo, una empresa operadora de
telefonía que recibe de un abonado una solicitud de prestación de un
nuevo servicio desea contar con información que le permita aceptar o
rechazar esa solicitud de prestación de un nuevo servicio sobre la
base del estado en que se encuentre su línea.
El 4TEL, que es un producto vendido por la
Teradyne, Inc., de Deerfield, IL, EE.UU., ha venido siendo usado en
el pasado como medio para la calificación de líneas con vistas a dar
el servicio telefónico liso y llano. Las técnicas del 4TEL se
prestan a la precisa detección y localización de los estados que
trastornan el funcionamiento de los módems (módem = modulador y
demodulador) de voz y de modulación por desplazamiento de
frecuencia. Las modernas técnicas de transmisión de datos (tales
como las usadas en los estándares V.34, V.90, ISDN y ADSL) codifican
los datos en parte desplazando la fase de la(s)
frecuencia(s) portadora(s). Como tales, estas
tecnologías se basan en la existencia de características de
transmisión fijas de punto terminal a punto terminal y diferenciales
(como p. ej. la fase y el eco).
Una línea telefónica está constituida por un par
bifilar, siendo dichos hilos los llamados "Tip" (hilo
"Tip" = hilo "de referencia") y "Ring" (hilo
"Ring" = hilo "para enlaces anulares"). De ordinario, los
hilos Tip y Ring deberán tener las mismas propiedades eléctricas. Es
deseable que las líneas estén equilibradas. En una línea equilibrada
son iguales la resistencia, la capacidad y la inductancia de cada
hilo. Existen desequilibrios si difieren entre sí la capacidad, la
inductancia o la resistencia de uno de los hilos con respecto al
otro.
Un tipo de estado que es particularmente difícil
de identificar en una línea telefónica usando mediciones desde un
solo punto es el llamado desequilibrio resistivo en serie. Un
desequilibrio resistivo en serie introduce un desplazamiento de fase
diferencial entre los dos hilos del bucle. La causa de la
resistencia en serie radica probablemente en la existencia de
conexiones por arrollamiento de alambre sin soldadura, conexiones
IDC (conexiones IDC = conexiones por desplazamiento del aislamiento)
o juntas de soldadura indirecta defectuosas. La oxidación creada en
la junta de la conexión defectuosa hace que sea inestable la
resistencia en serie, modificando así el desplazamiento de fase con
el tiempo debido a las variaciones de la corriente que circula por
la unión, a la adicional oxidación de la unión, al desplazamiento
mecánico de la unión y a causas similares. Los módems de las
velocidades más altas codifican muchos bits en desplazamientos de
fase sobre estas frecuencias portadoras. Así, incluso las pequeñas
inestabilidades de la resistencia en serie ocasionan una reducción
del caudal de transmisión de datos, errores y repeticiones de la
determinación de los protocolos adecuados y las velocidades de
transmisión a utilizar entre módems. Con la tecnología ISDN, los
desplazamientos de fase hacen que la energía de un impulso se solape
con la señal de sincronización o con el tiempo ocupado por otro
impulso, ocasionando así distorsiones entre símbolos y/o pérdida de
sincronización. Como puede verse, hay una considerable degradación
general de los métodos de transmisión tanto analógicos como
digitales, siendo ambos susceptibles de sufrir pequeñas
inestabilidades de la resistencia en serie. Incluso cuando los
valores llegan a ser muy altos, la resistencia en serie estable
puede ser a menudo compensada con éxito mediante la circuitería
interna de los módems analógicos o en la interfaz del usuario para
la tecnología ISDN.
Es importante detectar el desequilibrio resistivo
en serie porque los grandes valores de desequilibrio afectan al
servicio telefónico liso y llano reduciendo los niveles de corriente
en los bucles. Es posible que el desequilibrio pudiese ser tan
grande (del orden de 2 kiloohmios o más) que pudiese no ser posible
el establecimiento de la señal de línea, o que la corriente de
llamada pudiese no ser suficiente para activar la circuitería del
timbre en el teléfono o módem. Cuando se trata de transmisión de
datos, es igualmente importante detectar el desequilibrio a nivel de
valores de menos de 2 kiloohmios. Toda resistencia en serie y el
ruido que la misma ocasiona en términos de desplazamiento de fase
ejercen un efecto perjudicial en el caudal de transmisión de datos
que pueda ser alcanzado en ese bucle de abonado.
A una compañía telefónica le gustaría
precalificar una línea para su funcionamiento en condiciones de
transmisión de datos a alta velocidad tal como con la tecnología
ISDN y ADSL. Las líneas que han sido precalificadas pueden ser
alquiladas a un precio más alto. Las líneas que tuviesen
desequilibrios no serían utilizadas para estos servicios de
transmisión de datos a alta velocidad.
En calidad de antecedentes generales, se hace
referencia a un artículo de W. Roehrkasten titulado "Messung von
XDSL-parametern nachrichtentechnik Elektronik" y
publicado por la Veb Verlag Technik, de Berlín, Vol., 48, Nº 2, 1 de
marzo de 1998, páginas 20-21, XP000752845. Según un
aspecto, la presente invención aporta un método para calificar
automáticamente las de una pluralidad de líneas de transmisión para
la prestación de servicios de transmisión de datos a alta velocidad,
teniendo cada una de las líneas de transmisión un par de ramales,
estando dicho método caracterizado por los pasos de a) suministrar
señales de un controlador a una central conectada a puntos
terminales de conexión de las líneas de transmisión; b) acoplar
señales de verificación a una línea de transmisión a través de la
central selectivamente de acuerdo con una señal de control
suministrada a la central; c) determinar la inestabilidad del
desequilibrio resistivo entre los ramales de la línea de transmisión
seleccionada; y d) calificar la línea de transmisión seleccionada
cuando la inestabilidad del desequilibrio resistivo es inferior a un
umbral.
Según otro aspecto, la presente invención aporta
un sistema para calificar automáticamente las de una pluralidad de
líneas de transmisión para la prestación de servicios de transmisión
de datos a alta velocidad, teniendo tales líneas de transmisión cada
una un par de ramales y estando cada una de tales líneas de
transmisión conectada en un punto terminal de conexión a una
central, y teniendo tal sistema una unidad de medición y estando
dicho sistema caracterizado por el hecho de que: a) el sistema
incluye un controlador que suministra señales a la central; b) la
unidad de medición está adaptada para suministrar señales de
verificación de la unidad de medición a una línea de transmisión
seleccionada de las líneas de transmisión a través de la central,
siendo tal línea de transmisión de las líneas de transmisión
seleccionada de acuerdo con una señal de control suministrada a la
central por el controlador, determinando tal unidad de medición la
inestabilidad del desequilibrio resistivo entre los ramales de la
línea de transmisión seleccionada; y c) el controlador está adaptado
para en respuesta a la inestabilidad del desequilibrio resistivo
determinada determinar la calificación de la línea de transmisión
seleccionada para prestar servicios de transmisión de datos a alta
velocidad.
Cuando los hilos se desequilibran, un usuario
humano de la línea telefónica podría percibir una degradación del
funcionamiento en forma de ruido audible o de una reducción de la
calidad de la voz. Cuando la línea es usada para transmisión de
datos, el desequilibrio puede limitar el caudal de transmisión de
datos con el que puede funcionar la línea. Sin embargo, hemos
comprobado que es la variación del desequilibrio la que ejerce el
efecto más importante en la transmisión de datos.
Estas y otras características de la invención
quedarán más de manifiesto a la luz de la siguiente descripción
detallada tomada en conjunción con los dibujos acompañantes, en los
cuales:
La Fig. 1 es un diagrama de un sistema de
servicio telefónico liso y llano que tiene un sistema de
verificación para la calificación de líneas de transmisión de pares
trenzados para la transmisión de señales de datos según la
invención;
la Fig. 2 es una representación esquemática
simplificada de una unidad de medición del sistema de verificación
de la Fig. 1 según la invención, estando tal unidad acoplada a una
línea de transmisión de par trenzado seleccionada de las de una
pluralidad de líneas de transmisión de pares trenzados del sistema
de servicio telefónico liso y llano de la Fig. 1, estando tal línea
de transmisión ilustrada mediante el circuito equivalente de la
misma;
la Fig. 3 es un diagrama de bloques que ilustra
una realización preferida de la unidad de medición de la Fig. 2;
la Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra los
pasos que se dan para descalificar una línea de transmisión para el
servicio de transmisión de datos según la invención;
la Fig. 5 es un diagrama de flujo que ilustra los
pasos que se dan para precalificar una línea de transmisión para el
servicio de transmisión de datos según la invención;
la Fig. 6 es un diagrama de flujo que indica los
pasos que se dan para descalificar una línea de transmisión para el
servicio de módem V.90 según la invención;
la Fig. 7 es un diagrama de flujo que ilustra los
pasos que se dan para identificar el tipo de desequilibrio que está
presente en una línea de transmisión;
la Fig. 8 es un gráfico que muestra la relación
entre la fase y la frecuencia para cualquiera de los dos hilos en
una línea de transmisión de par trenzado del calibre 24 y de 6
kilopies;
la Fig. 9 es un gráfico que muestra la diferencia
de fase referida a la frecuencia y la relación entre F2 (en
equilibrio) y Fpk para un desequilibrio capacitivo a 3 kilopies en
una línea de transmisión de par trenzado del calibre 24 y de 6
kilopies;
la Fig. 10 es un gráfico que muestra la
diferencia de fase referida a la frecuencia y la relación entre F2
(en equilibrio) y Fpk para un desequilibrio inductivo a 3 kilopies
en una línea de transmisión de par trenzado del calibre 24 y de 6
kilopies;
la Fig. 11 es un gráfico que muestra la
diferencia de fase referida a la frecuencia y la relación entre F1,
F2 (en equilibrio) y Fpk para un desequilibrio resistivo en serie de
500 ohmios a 3 kilopies en una línea de transmisión de par trenzado
del calibre 24 y de 6 kilopies;
la Fig. 12 es un gráfico que muestra las
diferencias de fase referidas a la frecuencia para los
desequilibrios resistivo, inductivo y capacitivo, y una fase
equilibrada en una línea de transmisión de par trenzado;
la Fig. 13 es un diagrama de flujo que indica los
pasos que son necesarios para localizar la situación de un
desequilibrio en una línea de transmisión usando un método de
medición de la capacidad a tierra;
la Fig. 14 es un diagrama de flujo que indica los
pasos que son necesarios para localizar la situación y calcular la
magnitud de un desequilibrio en una línea de transmisión usando un
método de determinación del pico de la diferencia de fase.
Haciendo ahora referencia a la Fig. 1, está
ilustrada en la misma la red telefónica 10 de servicio telefónico
liso y llano. La red 10 incluye una pluralidad de abonados 11 que
están conectados a una central (que es la central telefónica
principal o está conectada a la misma) a través de las líneas de
transmisión 14 que en muchos casos serán un par trenzado. Un
controlador centralizado 16 del sistema de verificación (TSC) está
conectado a una o varias unidades de medición 18 y está adaptado
para determinar si las líneas de transmisión de par trenzado 14 son
aptas para la transmisión de señales de datos. Las unidades de
medición 18 están conectadas a la central 12, como está ilustrado.
El controlador 16 del sistema de verificación, la unidad de medición
18 y la central 12 están interconectados como se describe en la
Patente U.S. Nº 5.699.402 cedida al mismo cesionario de la presente
invención. Se describirá detalladamente más adelante la unidad de
medición 18. Baste con decir aquí que la unidad 18 está adaptada
para verificar el par trenzado a petición o bien automáticamente a
partir de una lista de líneas preprogramada. Se señala que un bucle
de transmisión de abonado puede ser verificado desde la central
telefónica principal porque cada unidad de medición 18 tiene acceso
a cada abonado a través de la central 12 y las técnicas que aquí se
emplean usan señales de verificación que pasan a través de la
central 12 sin excesiva distorsión. La unidad 18 obtiene el acceso
para verificar un bucle de abonado a través de un enlace común
conmutado de verificación que está situado en el elemento de
conmutación 12. El enlace común conmutado de verificación desconecta
de la central 12 la línea a verificar, y la conecta a la unidad de
medición 18.
Más en particular, está previsto un sistema 13
para determinar automáticamente la calificación de las de la
pluralidad de líneas de transmisión de par trenzado 14. El sistema
13 incluye el controlador 16 y la unidad de medición 18, que están
acoplados a la central 12. La central 12 está también acoplada a los
puntos terminales de conexión de las de la pluralidad de líneas de
transmisión de par trenzado 14. El controlador 16, que es aquí una
estación de trabajo informatizada tal como la que es suministrada
comercialmente por la SUN Computers, Inc., está previsto para
suministrar señales a la central 12 y a la unidad de medición 18. La
unidad de medición 18 será descrita en detalle en conexión con la
Fig. 2. Baste con decir aquí que la unidad de medición 18 está
acoplada a la central 12 y al controlador 16, y que tal unidad 18
está adaptada para suministrar señales de verificación de la unidad
de medición 18 a una línea de transmisión de par trenzado
seleccionada de las líneas de transmisión de par trenzado 14 a
través de la central 12. La línea de transmisión de par trenzado
seleccionada de entre las líneas de transmisión de par trenzado 14
está de acuerdo con una señal de control que es suministrada a la
central 12 por el controlador 16. Además, de la manera que se
describirá, la unidad de medición 18 aísla el desequilibrio
resistivo entre los del par de hilos T y R en la línea de
transmisión de par trenzado seleccionada de entre las líneas de
transmisión de par trenzado 14 en respuesta a las señales de
verificación suministradas a tal línea de transmisión de par
trenzado seleccionada de entre las líneas de transmisión de par
trenzado 14. El controlador 16 está adaptado para en respuesta al
desequilibrio resistivo aislado determinar la calificación de la
línea de transmisión de par trenzado seleccionada de entre las
líneas de transmisión de par trenzado 14 para la transmisión de
señales de datos.
Para calificar un bucle de abonado para la
transmisión de datos, el controlador centralizado del sistema de
verificación 16 reúne información de muchas fuentes, siendo la
unidad de medición 18 una de ellas. Usando el apropiado soporte
físico y soporte lógico informático, el controlador 16 del sistema
de verificación aplica esta información a un conjunto de reglas que
serán descritas más adelante y determinan si una línea verificada es
capaz de conducir señales de transmisión de datos (es decir, si la
línea es apta). Los pasos que se describen a continuación son
dirigidos por un soporte lógico informático que es programado en el
controlador 16 usando técnicas de programación conocidas.
Un método para efectuar una determinación acerca
de la aptitud de un bucle de abonado para la transmisión de datos, y
en particular para la transmisión de datos del tipo ISDN o ADSL, es
el método de Descalificación. El método de Descalificación permite a
una compañía telefónica verificar sus líneas de transmisión para
determinar qué líneas pueden servir de soporte para la transmisión
de datos, y para descalificar aquellas líneas que no estén en
condiciones de hacerlo. Según el método de Descalificación, el
controlador 16 del sistema de verificación reúne varios factores
acerca de la línea que se verifica, entre los que se incluyen los
siguientes: (1) usar cualquier técnica conocida para determinar la
longitud de la línea; (2) usar cualquier técnica conocida para
determinar la magnitud de cualesquiera fallos metálicos de c.c. que
estén presentes en la línea; (3) usar cualquier técnica conocida
para determinar el equilibrio capacitivo de la línea; (4) usar
cualquier técnica conocida para detectar la presencia de bobinas de
carga en la línea, tal como la descrita en la solicitud de patente
U.S. 08/929.842 de Yun Zhang titulada "Fast and
Noise-Insensitive Load Status Detection", que
queda incorporada a la presente por referencia; (5) usar cualquier
técnica conocida para determinar el ruido compuesto en la línea; y
(6) usar la técnica que se describe a continuación para determinar
el equilibrio resistivo en la línea. Sin embargo, se comprenderá que
una línea podría ser descalificada usando menos que todas estas
técnicas o bien usando verificaciones adicionales.
Haciendo ahora referencia a la Fig. 4, el
controlador 16 del sistema de verificación ejecuta entonces las
reglas siguientes, usando el apropiado soporte físico y soporte
lógico informático, para determinar si una línea debe ser
descalificada para las transmisiones de datos. Una línea es
descalificada si el controlador del sistema de verificación
determina:
- Que la longitud de la línea es mayor que la
correspondiente a un umbral determinado, que es preferiblemente del
orden de 4 a 6 kilómetros, y más preferiblemente de 5,5 kilómetros
(paso 401); o
- Que los fallos metálicos están por debajo de un
umbral determinado, que es preferiblemente del orden de 80 a 200
kiloohmios, y más preferiblemente de 100 kiloohmios (paso 402); o
que el desequilibrio capacitivo es superior a un umbral determinado,
que es preferiblemente del orden de un 0 a un 5%, y más
preferiblemente de más de un 0% (paso 403); o
- Que se detectan bobinas de carga (paso 404);
o
- Que el ruido es superior a un umbral
determinado que es preferiblemente determinado de manera empírica
(paso 406); o
- Que el desequilibrio resistivo es superior a un
umbral determinado, que es preferiblemente del orden de un 0 a un
50%, o que el desequilibrio resistivo en serie es inestable, lo que
significa que la variación del desequilibrio resistivo en serie
medido es superior a un umbral determinado desde que se hizo una
medición de referencia.
Se comprenderá que podría no ser necesario
efectuar todas estas mediciones para descalificar una línea. Además,
debe entenderse que los umbrales que se usen para cada verificación
podrían ser distintos, en dependencia del tipo de servicio de
transmisión de datos. Por ejemplo, el servicio de transmisión de
datos según el estándar ISDN puede operar con una tasa de errores
más baja que la del estándar V.90 a un determinado nivel de
inestabilidad del desequilibrio resistivo en serie. Se contempla que
los umbrales serán determinados empíricamente, teniendo en cuenta
factores tales como la experiencia real y la tasa de errores de bits
aceptable especificada por el usuario u otros factores.
Otro método para calificar un bucle de abonado
para la transmisión de datos es el método de Precalificación. El
método de Precalificación le permite a una compañía telefónica
verificar sus bucles de abonado para determinar cuáles son capaces
de servir de soportes para la prestación de servicios de transmisión
de datos del tipo ISDN y ADSL. En el método de Precalificación, el
controlador 16 del sistema de verificación efectúa las mismas
mediciones que han sido descritas anteriormente para el método de
Descalificación.
La Fig. 5 ilustra el método mediante el cual una
línea de abonado puede ser precalificada para servicios de
transmisión de datos. Obsérvese que mediante una apropiada
programación y mediante adecuadas órdenes introducidas en el
controlador 16 el sistema de la Fig. 1 puede verificar todas las
líneas conectadas a la central 12 o un determinado subconjunto de
las mismas. Dicho de manera muy sencilla, si una línea no es
descalificada usando las verificaciones que se han descrito
anteriormente en conjunción con la Fig. 4, puede deducirse con un
alto grado de confianza que la línea es apta para la prestación de
servicios de transmisión de datos. Hay que señalar que todas las
mediciones que se necesitan para calificar la línea pueden ser
efectuadas desde un punto terminal de la línea, y pueden ser también
efectuadas a través de una central.
Un tercer método para calificar una línea para la
transmisión de datos es el método de Descalificación para el
estándar V.90. El procedimiento de Descalificación para el estándar
V.90 le permite a un controlador 16 del sistema de verificación
verificar una línea de transmisión para determinar si la misma puede
manejar un módem analógico V.90.
Como se muestra en la Fig. 6, una línea será
descalificada para la transmisión de datos según el estándar V.90 si
usando el adecuado soporte físico y soporte lógico informático el
controlador 16 del sistema de verificación determina: usando
cualquier técnica conocida que el tipo de circuito de línea se
comporta como el Pair Gain (Paso 601); o usando cualquier técnica
conocida que el tipo de circuito de línea se comporta como el DLC
universal (Paso 602); o usando cualquier técnica conocida que la
ruta de la troncal al RAS (RAS = servidor de acceso remoto) se
comporta como analógica (Paso 603); o usando la técnica que se
describe a continuación que el desequilibrio resistivo es superior a
un umbral determinado (paso 604), que en una realización preferida
es de aproximadamente 1.000 ohmios, o que el desequilibrio es
inestable, lo que significa que la variación del desequilibrio
medido es superior a un determinado valor umbral. En una realización
preferida, el umbral es de un 5%. Sin embargo, se contempla que al
aumentar la magnitud del desequilibrio se tolerará para la
inestabilidad un porcentaje más bajo. Así, el umbral para las
mediciones de la estabilidad podría ser función de la magnitud del
desequilibrio. Si una línea es descalificada para el modo V.90, el
módem que usa esa línea funciona a su velocidad operativa básica más
lenta, a lo que se llama comúnmente V.34. De nuevo, la compañía
operadora puede no tener necesariamente que efectuar las
verificaciones relativas a todos estos estados en cada caso, puesto
que de nuevo hay que decir que en determinadas situaciones son
permisibles subconjuntos.
Se señala que cada uno de estos métodos (es
decir, el de Descalificación, el de Precalificación y el de
Descalificación para V.90) incluye una medición del desequilibrio
resistivo entre los hilos de la línea de transmisión. En particular
la estabilidad del desequilibrio resistivo es muy importante para
calificar una línea de transmisión para la transmisión de señales de
datos. La falta de estabilidad es particularmente perjudicial para
las señales en las cuales la información esta codificada en la fase
de la señal. Dicha falta de estabilidad es también perjudicial
porque un desequilibrio inestable puede hacer que se contaminen
mútuamente los impulsos adyacentes. Una manera de medir la
estabilidad de un desequilibrio es la de tomar múltiples mediciones
a lo largo de un intervalo de tiempo que sería del orden de un
segundo. Las variaciones del desequilibrio podrían ser entonces
detectadas a partir de las variaciones de la medición dentro de esa
ventana. Una segunda y potencialmente más rápida manera de medir la
estabilidad de un desequilibrio es la de hacer un gráfico de la fase
de la línea que se verifica referida a la frecuencia. Si el
desequilibrio resistivo es inestable, la curva no será regular (la
palabra "regular" no es usada aquí en el sentido matemático),
sino que habrá muchas ondulaciones y posiblemente soluciones de
continuidad en la curva. La resistencia inestable podría ser
entonces detectada mediante una técnica automática para reconocer
una curva con estas características.
Haciendo ahora referencia a la Fig. 2, la unidad
de medición 18 mide el desequilibrio resistivo en cada uno de los
hilos R y T de un par trenzado 14. Esta unidad de medición 18 puede
ser usada para determinar si el par trenzado 14 es apto para la
transmisión de datos cuando tal unidad 18 es conectada a un bucle de
transmisión de abonado, como se ha descrito anteriormente. Aquí, la
unidad de medición 18 contiene una fuente de señales 30 que es aquí
una fuente de voltaje que está adaptada para que sea efectuado un
barrido de su frecuencia en respuesta a una señal suministrada a la
misma por el controlador 16. Están también incluidos en la unidad de
medición 18 un par de resistencias equilibradas (es decir, que
tienen valores resistivos iguales) R1 y R2 y un par de voltímetros
22 y 24. La fuente de voltaje aplica un voltaje de modo común a los
del par de hilos T, R de la línea de transmisión de par trenzado.
Más en particular, la fuente de voltaje tiene un terminal de
referencia puesto al potencial de tierra y el otro terminal
conectado en común al par de hilos T, R, aquí a través de las
resistencias R1 y R2, respectivamente, como se indica. Los
voltímetros 22 y 24 están previstos para medir tanto la magnitud
como la fase del voltaje en el nodo NT del hilo de referencia T y en
el nodo NR del hilo para enlaces anulares R, respectivamente.
Como alternativa, la unidad de medición 18 de la
Fig. 2 está representada en la Fig. 3 como la unidad de medición
18'. Aquí, la unidad de medición 18' contiene una fuente de señales
30' que consta de un controlador de frecuencia de voltaje digital 31
acoplado a un convertidor digital-analógico 32,
estando ambos conectados a un reloj 33. La fuente de señales 30'
está diseñada para que sea efectuado un barrido de su frecuencia en
respuesta a una señal suministrada a la misma por el controlador 16.
Están también incluidos en la unidad de medición 18' un par de
resistencias equilibradas R1 y R2 y un par de convertidores
analógico-digitales 22' y 24', que están también
conectados al reloj 33. Los convertidores
analógico-digitales 22' y 24' miden tanto la
magnitud como la fase del voltaje en el nodo NT del hilo de
referencia T y en el nodo RT del hilo para enlaces anulares R,
respectivamente.
Está ilustrado en la Fig. 2 el circuito
equivalente para un ejemplo de línea de transmisión de par trenzado
de las líneas de transmisión de par trenzado 14. Se señala que el
hilo para enlaces anulares R y el hilo de referencia T incluyen
resistencias en serie RR y RT respectivamente y capacidades en
derivación CR, CT, respectivamente. Hay también una capacidad CTR
entre los hilos de referencia y para enlaces anulares T y R,
respectivamente, como se ilustra. Se señala que un desequilibrio
resistivo \DeltaR entre el hilo de referencia T y el hilo para
enlaces anulares R está aquí representado habiendo sido ilustrado en
el hilo para enlaces anulares T. Para detectar y aislar el
desequilibrio resistivo en una línea de transmisión de par trenzado
14 sometida a verificación, son efectuados los pasos que se indican
a continuación bajo el control del controlador 16 del sistema de
verificación:
(1) La fuente de señales 30 aplica un modo común
de voltaje de excitación con barrido de frecuencia con respecto a
tierra a través de las resistencias de equilibrio R1 y R2 a cada
hilo R y T que constituyen la línea de transmisión 14. Esta señal va
típicamente desde 0 hasta 10 voltios como máximo, y bajo el control
del controlador 16 se efectúa un barrido de frecuencia f de la misma
de 0 a 20 kilohertzios.
(2) Los voltímetros 22 y 24 miden la magnitud y
fase resultantes de cada señal en los nodos T y R con respecto a
tierra. Estos voltajes reciben en función de la frecuencia f el
nombre de Va(f) y Vb(f). El desequilibrio de fase es
igual a la diferencia de fase entre: (1) la fase de una señal
producida en uno de los hilos de la línea de transmisión de par
trenzado con respecto al voltaje aplicado; y (2) la fase de una
señal producida en el otro de los hilos de la línea de transmisión
de par trenzado con respecto al voltaje aplicado.
(3) La fase del voltaje Va(f) es entonces
comparada con la fase del voltaje Vb(f) en función de la
frecuencia para determinar el desequilibrio de fase entre los hilos
T y R (es decir, la diferencia de fase \Delta\Phi entre la fase
de Va(f), \Phia(f), y la fase de Vb(f),
\Phia(f), en función de la frecuencia f nos deja la
diferencia de fase, o en otras palabras el desequilibrio de fase,
que es igual a \Delta\Phi(f) =
\Phia(f)-\Phib(f)). Si una línea
14 está equilibrada, es decir que no existen en la misma
desequilibrios resistivos, inductivos o capacitivos, entonces las
señales medidas en el hilo R serán iguales a la señal medida en el
hilo T tanto en cuanto a la magnitud Va(f) y Vb(f)
como en cuanto a la fase \Phia(f) y \Phib(f) como
funciones de la frecuencia. Si una línea está desequilibrada,
entonces las señales medidas en T y R no serán iguales en cuanto a
la magnitud Va(f) y Vb(f) o en cuanto a la fase
\Phia(f) y \Phib(f), o en cuanto a ambas, como
funciones de la frecuencia.
(4) Si existe un desequilibrio de fase (es decir,
\Delta\Phi ? 0), el controlador 16 procede a medir la frecuencia
a la cual tiene lugar el mayor desequilibrio de fase. Se llama a
este valor frecuencia del máximo desequilibrio de fase o Fpk.
Haciendo ahora referencia a la Fig. 7, para
identificar el tipo de desequilibrio presente en una línea sometida
a verificación, en caso de haberlo, el controlador 16 usa el
apropiado soporte físico y soporte lógico informático para efectuar
el análisis que se indica a continuación. El controlador 16
establece primeramente dos frecuencias de referencia F1 y F2 (Paso
701). Las frecuencias de referencia F1 y F2 son computadas sobre la
base de la longitud de la línea de transmisión de par trenzado
seleccionada y sirven de ayuda para determinar el tipo de
desequilibrio resistivo que está presente. Se llama F1 a la
frecuencia de referencia inferior, y se llama F2 a la frecuencia de
referencia superior. La frecuencia F1 es una frecuencia definida
empíricamente que es igual a aproximadamente 0,4 veces F2, o sea a
F2 dividida por 2,5. F2 es la frecuencia a la cual deberá producirse
en un hilo R o T equilibrado de una línea de transmisión 14 sometida
a verificación un máximo desequilibrio de fase Fpk. Por ejemplo, la
Fig. 8 muestra la fase de Va(f) referida a la frecuencia
\Phia(f) para una línea de transmisión de par trenzado 14
equilibrada del calibre 24 y de una longitud de 6 kilopies. En este
ejemplo, F2 es igual a 3,86 kilohertzios, y F1 es igual
aproximadamente a 1,5 kilohertzios.
Para una determinada línea 14 sometida a
verificación, la frecuencia F2 es determinada usando uno de los tres
métodos siguientes: en primer lugar, la frecuencia F2 puede ser
medida cuando la línea 14 está en un buen estado conocido, y esa
medición puede ser almacenada en un registro distintivo básico del
sistema como se describe en la susodicha Patente U.S. Nº 5.699.402;
en segundo lugar, la frecuencia F2 puede ser calculada a partir de
los registros de los cables de línea que identifiquen las longitudes
de línea y de los registros de bucles; y en tercer lugar, la
frecuencia F2 puede ser calculada a base de medir la longitud de la
línea y medir la resistencia del bucle usando cualquier técnica
conocida.
A continuación, el controlador 16 identifica el
tipo de desequilibrio que está presente en la línea de transmisión
14 comparando el valor de frecuencia Fpk medido en la línea 14 con
sus frecuencias F1, F2 anteriormente establecidas (Paso 702). Si el
desequilibrio es capacitivo, como el que sería ocasionado por la
desconexión de un solo ramal, el desequilibrio puede ser
identificado como tal por el controlador 16 si éste comprueba que el
valor Fpk se da antes del valor F1 (Paso 703). Por ejemplo, la Fig.
9 muestra el desequilibrio de fase calculado
\Delta\Phi(f) entre \Phia(f) y \Phib(f)
para un desequilibrio resistivo situado a 3 kilopies de la unidad de
medición 18 en una línea de transmisión de par trenzado del calibre
24 y de una longitud de 6 kilopies, o sea con un ramal desconectado,
superpuesto sobre el gráfico de F2 que se ha descrito anteriormente.
Aquí, el valor de frecuencia Fpk de la línea de transmisión sometida
a verificación se dio antes que el valor F1, lo cual indica que el
desequilibrio es capacitivo, y por consiguiente el mismo es
identificado como tal por el controlador 16.
A continuación, si el desequilibrio es inductivo,
como el que sería ocasionado por una bobina de carga mal cableada,
el controlador 16 lo identifica entonces como tal a base de
determinar si hay dos valores Fpk, uno positivo y uno negativo, o
bien a base de determinar, si hubiera tan sólo un valor Fpk, que el
valor Fpk se da después del valor F2 (Paso 704). Por ejemplo, la
Fig. 10 muestra la diferencia de fase calculada
\Delta\Phi(f) entre \Phia(f) y \Phib(f)
para un desequilibrio inductivo a 3 kilopies en una línea de
transmisión de par trenzado de 6 kilopies, superpuesta sobre un
gráfico de F2. Aquí, los valores Fpk de la línea de transmisión
sometida a verificación se dieron dos veces, en Fpk1 y en Fpk2, lo
cual indica que el desequilibrio es inductivo, y por consiguiente el
mismo es identificado como tal por el controlador 16.
Además, si el desequilibrio es resistivo, como el
que sería ocasionado por una desigual resistencia en serie, el
controlador 16 lo identifica entonces como tal a base de determinar
si el valor Fpk se da después de F1 pero antes de F2 (Paso 705). Por
ejemplo, la Fig. 11 muestra la diferencia de fase calculada
\Delta\Phi(f) entre \Phia(f) y \Phib(f)
para un desequilibrio resistivo en serie de 500 ohmios situado a 3
kilopies de la unidad de medición, superpuesta sobre un gráfico de
F2. Aquí, el valor Fpk se da después de F1 y antes de F2, lo cual
indica que el desequilibrio es resistivo, y por consiguiente el
mismo es identificado como tal por el controlador 16.
La Fig. 12 muestra los cuatro estados
superpuestos en el mismo gráfico, o sea la diferencia de fase
\Delta\Phi(f) entre \Phia(f) y \Phib(f)
para un desequilibrio capacitivo, un desequilibrio inductivo o un
desequilibrio resistivo en serie en una línea de transmisión de par
trenzado 14, así como \Phia(f) o \Phib(f) para una
línea de transmisión de par trenzado 14 equilibrada.
Además, el controlador 16 puede determinar cuándo
está presente en una línea de transmisión de par trenzado un
desequilibrio resistivo en serie muy inestable (es decir, que varía
con el tiempo) a base de observar que son también inestables las
mediciones de la fase referida a la frecuencia (Paso 706). Tal
situación de inestabilidad raramente se da para cualquier otro
estado de desequilibrio.
Tras haber determinado el tipo de desequilibrio
existente en una línea sometida a verificación, el controlador 16
puede también proporcionar unos medios para descubrir la ubicación
del desequilibrio en una línea de transmisión de par trenzado 14.
Hay muchas posibles técnicas para localizar un desequilibrio en una
línea sometida a verificación. Se describen a continuación las dos
técnicas preferidas que pueden ser usadas por el controlador 16 para
medir la distancia del desequilibrio a la unidad de medición 18.
La Fig. 13 es un diagrama de flujo para un método
que puede ser usado por el controlador 16 del sistema de
verificación para descubrir la ubicación de una resistencia
desequilibrada en una línea de transmisión de par trenzado 14. Se
llama a este método el método de Medición de la Capacidad a tierra.
En primer lugar se mide usando cualquier técnica conocida la
capacidad a tierra de cada hilo T y R de la línea de transmisión de
par trenzado 14 (Paso 1301). A continuación es aplicado a la línea
de transmisión de par trenzado 14 un voltaje de modo común en
barrido (alternativo), y son medidas por la unidad de medición 18 la
magnitud resultante Va(f), Vb(f) y fase resultante
\Phia(f), \Phib(f) del voltaje de los hilos R y T
(Paso 1302). Estos valores son entonces usados para calcular la
admitancia de la línea de transmisión de par trenzado 14 a esas
frecuencias (Paso 1303). A continuación puede calcularse
directamente para estas frecuencias y admitancias la capacidad para
esa línea 14 sometida a verificación (Paso 1304). El controlador 16
compara entonces las mediciones de capacidad efectuadas en el paso
1301 con las mediciones de capacidad sacadas de las mediciones de la
admitancia en el paso 1304 (Paso 1305). Si no están presentes en
ninguno de los hilos desequilibrios resistivos en serie, ambas
capacidades medidas a la frecuencia inferior serán entonces
ligeramente menores que las medidas a la frecuencia superior. Si sin
embargo está presente en la línea de transmisión 14 un desequilibrio
resistivo en serie, la capacidad medida a 8 kilohertzios será
considerablemente menor que la capacidad medida a 25 hertzios.
Finalmente, el controlador 16 calcula una aproximación de la
distancia al desequilibrio dividiendo la capacidad obtenida a 8
kilohertzios por la capacidad por unidad de longitud a tierra para
la línea de transmisión de par trenzado 14 sometida a ensayo y
comparando el valor obtenido con datos de referencia (Paso
1306).
La Fig. 14 es un diagrama de flujo para un
segundo procedimiento que puede ser usado por el controlador 16 del
sistema de verificación para descubrir la ubicación de un
desequilibrio en una línea de transmisión de par trenzado 14, siendo
dicho procedimiento llamado el procedimiento del Pico de la
Diferencia de Fase. Este procedimiento puede ser también utilizado
para determinar la magnitud de un desequilibrio resistivo en serie.
En primer lugar, el controlador 16 determina si está presente un
desequilibrio resistivo en serie comparando el valor Fpk con F1 y F2
como se ha descrito anteriormente en esta solicitud de patente (Paso
1401). Entonces, si existe tal desequilibrio, el controlador 16
aplica una señal de voltaje en modo común alternativo a través de la
unidad de medición 18 a los hilos T y R de la línea de transmisión
de par trenzado 14 (Paso 1402). A continuación, el controlador 16
compara la magnitud absoluta de las señales de voltaje Va(f)
y Vb(f) y los valores Fpk para las dos señales para los hilos
T y R con una lista de magnitudes de referencia para una determinada
forma constructiva de la línea (Paso 1403). El controlador 16
determina entonces la ubicación del desequilibrio resistivo en serie
sobre la base de una comparación entre los datos medidos y los datos
de referencia (Paso 1404). El controlador 16 compara la frecuencia a
la cual se da la fase \Phia(f) y \Phib(f) con una
lista de frecuencias de referencia para un modelo de una línea de
transmisión de par trenzado 14 de igual forma constructiva (Paso
1405). El controlador 16 estima entonces la magnitud del
desequilibrio resistivo en serie sobre la base de una comparación
entre los datos medidos y la lista de frecuencias de referencia para
una línea de transmisión de par trenzado modelo 14 de igual forma
constructiva (Paso 1406).
Son posibles otras realizaciones de la invención.
Por ejemplo, la invención ha sido descrita en conjunción con una
línea de transmisión de par trenzado. Las técnicas podrían ser
aplicadas a toda línea de transmisión que tenga al menos dos
ramales.
Asimismo, un aspecto importante de la
calificación de líneas y la descalificación de líneas usando
mediciones tomadas desde un solo punto es el consistente en la
capacidad para detectar desequilibrios, y en particular
desequilibrios resistivos en serie, usando mediciones desde un solo
punto, y en particular mediciones desde un solo punto que pasan por
una central. Podría usarse también para efectuar tales mediciones la
reflectometría en el dominio temporal (TDR). Sin embargo, para
efectuar mediciones por TDR a través de una central, deberán
elegirse cuidadosamente las anchuras de impulsos. En la susodicha
patente 5.699.402 están descritas las apropiadas anchuras de
impulsos.
Otra manera de determinar el desequilibrio
existente en una línea de transmisión es la consistente en hacerlo
mediante el uso de los datos generados en una secuencia de
determinación de los protocolos adecuados y las velocidades de
transmisión a utilizar entre módems. Cuando es establecida una
conexión de transmisión de datos entre dos módems a través de una
línea de transmisión, los módems pasan por una secuencia de
determinación de los protocolos adecuados y las velocidades de
transmisión a utilizar entre módems. A lo largo de la determinación
de los protocolos adecuados y las velocidades de transmisión a
utilizar entre módems, los módems pueden compensar hasta cierto
punto los desequilibrios en serie de la línea de transmisión. En la
actualidad no se usa para la verificación la información que indica
la cantidad de compensación. Sin embargo, si se guardase para cada
línea la información sobre la compensación necesaria para el
desequilibrio, podrían efectuarse comparaciones para determinar si
la compensación ha variado a lo largo del tiempo. Si la compensación
ha variado, ello indicaría un desequilibrio inestable. Si bien tales
datos podrían no estar disponibles para precalificar una línea, los
mismos podrían ser usados para descalificar una línea o para
diagnosticar fallos de red.
Hay que señalar asimismo que la realización
descrita ha ilustrado la detección del desequilibrio resistivo desde
un solo punto, que es el punto terminal de la línea conectada a una
central. No es necesario que el equipo de verificación esté
conectado a la red en este punto.
Claims (10)
1. Método para calificar automáticamente las de
una pluralidad de líneas de transmisión (14) para la prestación de
servicios de transmisión de datos a alta velocidad, teniendo cada
una de las líneas de transmisión un par de ramales (T, R), estando
dicho método caracterizado por los pasos de
- a)
- suministrar señales de un controlador (16) a una central (12) conectada a puntos terminales de conexión de las líneas de transmisión;
- b)
- acoplar señales de verificación a una línea de transmisión a través de la central (12) selectivamente de acuerdo con una señal de control suministrada a la central;
- c)
- determinar la inestabilidad del desequilibrio resistivo entre los ramales (T, R) de la línea de transmisión seleccionada; y
- d)
- calificar la línea de transmisión seleccionada cuando la inestabilidad del desequilibrio resistivo es inferior a un umbral (507).
2. El método de la reivindicación 1, en el que el
paso de determinar la inestabilidad del desequilibrio resistivo
incluye los pasos de tomar múltiples mediciones del desequilibrio
resistivo a lo largo de un intervalo de tiempo y detectar las
variaciones del desequilibrio.
3. Método según la reivindicación 2, en el que la
línea es calificada para servicios de transmisión de datos cuando la
variación del desequilibrio es de menos de 5.
4. El método de la reivindicación 1, en el que el
paso de determinar la inestabilidad del desequilibrio resistivo
incluye el paso de reconocer características predeterminadas en el
gráfico de la fase referida a la frecuencia en las mediciones
efectuadas en la línea seleccionada.
5. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el paso de acoplar las
señales de verificación incluye el paso de acoplar una señal de
verificación en modo común a cada ramal de la línea
seleccionada.
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el paso de acoplar las
señales de verificación incluye el paso de acoplar una señal de
verificación en modo común con barrido de frecuencia a cada ramal de
la línea seleccionada.
7. Sistema para calificar automáticamente las de
una pluralidad de líneas de transmisión (14) para la prestación de
servicios de transmisión de datos a alta velocidad, teniendo tales
líneas de transmisión cada una un par de ramales (T, R) y estando
cada una de tales líneas de transmisión conectada en un punto
terminal de conexión a una central (12), y teniendo tal sistema una
unidad de medición (18) y estando dicho sistema caracterizado
por el hecho de que:
a) el sistema incluye un controlador (16) que
suministra señales a la central;
b) la unidad de medición está adaptada para
suministrar señales de verificación de la unidad de medición a una
línea de transmisión seleccionada de las líneas de transmisión a
través de la central, siendo tal línea de transmisión de las líneas
de transmisión seleccionada de acuerdo con una señal de control
suministrada a la central por el controlador, determinando tal
unidad de medición la inestabilidad del desequilibrio resistivo
entre los ramales de la línea de transmisión seleccionada; y
c) el controlador está adaptado para en respuesta
a la inestabilidad del desequilibrio resistivo determinada
determinar la calificación de la línea de transmisión seleccionada
para prestar servicios de transmisión de datos a alta velocidad.
8. El sistema de la reivindicación 7, en el que
la señal de verificación es acoplada a cada línea a través de una
resistencia (R_{1}, R_{2}), y la unidad de medición mide las
diferencias entre los voltajes (V_{a} y V_{b}) en las
resistencias.
9. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 7-8, en el que el controlador
determina la inestabilidad del desequilibrio resistivo midiendo el
desequilibrio resistivo en múltiples puntos en el tiempo a lo largo
de un intervalo de tiempo.
10. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 7-8, en el que el controlador
determina la inestabilidad del desequilibrio resistivo reconociendo
características predeterminadas en el gráfico de la fase referida a
la frecuencia en las mediciones efectuadas en la línea
seleccionada.
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