ES2311269T3 - Dispositivo de resincronizacion relacionada con la aplicacion y un metodo para ello. - Google Patents
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Abstract
Un método para controlar un proceso de decisión de resincronización en una pareja de dispositivos que consisten en una oficina central, CO, (42) y una estación remota (40) conectados a una estación (43) de gestión que comprende módulos (47, 48) para recibir, enviar y calcular señales, estando interconectados el citado dispositivo central (42) y la citada estación remota (40) por un módulo de capa física (PHY), que se caracteriza por configurar la política para iniciar el módulo de capa física (PHY) para ejecutar una resincronización tomando en consideración la información de la aplicación.
Description
Dispositivo de resincronización relacionada con
la aplicación y un método para ello.
La presente invención se refiere a un sistema
que proporciona acceso a una conexión de alta velocidad para uso
multimedia. En particular, la presente invención se refiere a un
módem que se utiliza tecnología de línea de abonado digital (DSL)
para facilitar la transferencia de voz, datos y vídeo. Además, la
invención se refiere a un método para adaptar el comportamiento de
resincronización de un dispositivo de acceso a la aplicación
soportada en la conexión de alta velocidad.
Conseguir la anchura de banda requerida en una
red es una parte importante de la eficiencia, pero hay otra
limitación en los sistemas DSL existentes que es el módem DSL de
acuerdo con la norma. Un sistema DSL incluye dispositivos en una
Oficina Central y un dispositivo en la posición del abonado,
denominado equipo en el local del cliente, CPE
Un sistema DSL se encuentra por definición en
uno de los siguientes estados de servicio:
- a)
- "Parado", que significa que está fuera de servicio
- b)
- Ocupado Sincronizando, lo cual significa una secuencia de acciones en ambos módem CO de la oficina central y módem del cliente final, CPE con el fin de obtener un canal de comunicaciones operativo DSL. Estas acciones incluyen la sincronización de reloj, sintonizar ecualizadores para recibir las señales de prueba, medir características de canal, intercambiar parámetros de configuración e intercambiar parámetros operativos. Una sincronización de este tipo para los sistemas DSL típicamente utiliza al menos 10 segundos.
- c)
- Ocupado con Transferencia de Datos (también denominado tiempo de representación en la DSL) lo cual significa que los módem DSL interconectados en la CO y en el CPE se encuentran en el modo de intercambios de datos de usuario, transportando datos para todo tipo de servicios (por ejemplo, datos de Internet, voz, vídeo, juegos, etc.). La calidad de la transferencia de datos es medida continuamente.
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Aunque la DSL esté usando un cableado fijo (un
par trenzado) como medio de transporte, la calidad de un sistema
DSL varía en el tiempo debido a la naturaleza del par trenzado:
- -
- el equilibrio de un par trenzado nunca es perfecto, lo cual hace que sea vulnerable a la salida de sus propias señales transportadas, y al acceso de señales externas. Tales señales externas pueden ser radiación de equipos eléctricos, que a menudo se siente como un empuje de señal de acceso, corrompiendo las señales DSL durante un tiempo.
- -
- las señales en diafonía de otros sistemas DSL en el mismo aglutinante de cable debidas al equilibrio imperfecto del cable serán recepcionadas, e incrementan la señal del ruido al coste de la señal deseada. La potencia y el contenido de frecuencia de una señal de diafonía de este tipo varía con el tiempo (es decir, en relación con la conmutación conexión/desconexión del CPE en otros pares en los mismos cables).
- -
- la temperatura y humedad de un par trenzado modifican sus características, haciendo que las características del medio de transporte varíen con el tiempo.
- -
- el enlace del par trenzado entre un CO y un CPE está compuesto por un segmento múltiple, conectado a través de empalmes o conectores. Estas conexiones está sometidas a características variables debido al envejecimiento o a condiciones ambientales (presión, temperatura, humedad, etc.).
Cuando la calidad medida de la señal DSL en uno
de los módem DSL disminuye por debajo de un umbral predefinido, ese
módem DSL puede decidir una resincronización autónoma (también
denominada reacondicionamiento) con el fin de rehacer el proceso de
inicialización para conseguir una sincronización mejor en el
ambiente modificado, con una calidad superior.
Los efectos resultantes de todas las
distorsiones descritas son errores de bit, y los errores de bits no
corregidos en la línea DSL conducirán a una pérdida de paquete
sobre las capas por encima de la capa física DSL (por ejemplo,
paquetes ATM, paquete Ethernet, paquetes IP, paquetes MPEG,
etc.).
En algunas aplicaciones, las capas subyacentes o
la misma capa de aplicación pueden hacer frente a los paquetes
perdidos siempre que la velocidad de pérdida de paquetes se
encuentre en unos límites razonables.
- -
- estas técnicas de capa más elevada podrían basarse en la retransmisión (TCP, UDP fiable, etc.) o técnicas avanzadas de corrección de errores. Estas son básicamente técnicas de mitigación de errores: el efecto de pérdida de paquetes se oculta a base de una complejidad incrementada y pérdida de anchura de banda. Un ejemplo de esto es el sistema IPTV de Microsoft.
- -
- otra técnica para hacer frente a los paquetes perdidos está basada en la ocultación. Por ejemplo, cuando se ha perdido parte de un cuadro de vídeo, será reemplazado por el cuadro anterior, y el usuario final difícilmente notará el error.
Como se ha indicado, ciertas condiciones de
error graves o persistentes en la línea DSL también conducirán a
iniciar un proceso de resincronización autónomo.
La resincronización del medio bloqueará el
tráfico de datos, en el caso de la DSL, incluso durante múltiples
decenas de segundos (típicamente de 10 a 60 segundos). Las capas más
altas no siempre pueden hacer frente a un fallo de servicio de ese
orden. En el caso de Internet de Alta Velocidad, el usuario final
solamente experimentará un Internet temporalmente lento. Sin
embargo, en el caso de aplicaciones de video, esto produce
artefactos visibles en la pantalla tales como una pantalla congelada
o que no exista video durante varios segundos. Los servicios de voz
sufren también una pérdida de servicio inaceptable, y para los
jugadores, una interrupción de este tipo puede ser cuestión de vida
o muerte.
La conclusión es que algunas aplicaciones pueden
permitir una velocidad de pérdida de paquetes significativamente
más alta que otras aplicaciones. La diferencia se encuentra en la
mitigación de errores soportada o subyacente y en las técnicas de
ocultación. Algunas aplicaciones pueden soportar una corta
interrupción del tráfico, por ejemplo el IPTV de Microsoft puede
aceptar una pérdida de tráfico de unos pocos segundos debido a que
su sistema de retransmisión que está basado en un tampón muy grande
y algunas aplicaciones pueden aceptar una interrupción del tráfico
larga, típicamente aplicaciones que no funcionan en tiempo real,
tales como, por ejemplo, datos de Internet para la navegación por
la web.
Los actuales sistemas DSL tienen umbrales de
reacondicionamiento autónomos en ambos lados CO y CPE Las normas
DSL obligan a tener implantado al menos un iniciador de
reacondicionamiento cuando la señal recibida del extremo próximo se
pierde (pérdida de cuadro [lof] o pérdida de señal [los] durante 5
segundos consecutivos). La figura 1 muestra el diagrama de estado
de un módem DSL de acuerdo con la norma ITU G992 Anexo D, páginas
193/194. Los estados se indican aquí por óvalos, estando incluido
el nombre del estado en el interior del óvalo. Los estados están
definidos para el módem DSL. Las flechas indican transiciones entre
los estados, estando indicado el suceso que produce la transmisión
en posición próxima a la flecha. En algunos casos, la fuente del
suceso está indicada con letras y dos puntos que siguen al nombre
del suceso. Se proporciona una llave a la fuente en la parte
inferior de la figura 1.
De acuerdo con la norma, en el caso de Pérdida
de Señal (LOS) persistente (5 /- 1) o defecto de Pérdida de Fallo
(LOF), los módem DSL reiniciarán la secuencia de inicialización con
o sin auto comprobación.
La mayor parte de las implantaciones CO y CPE
tienen iniciadores de reacondicionamiento suplementarios además de
aquellos que se basan en las LOS o LOF persistentes. Además, los
iniciadores de resincronización no solamente están basados en la
señal de extremo próximo, sino que también pueden estar basados en
la calidad reportada de la señal de extremo alejado.
Un inicio de resincronización típicamente está
expresado como: restablecer el módem en caso de detectar defecto
persistentemente <d> durante un tiempo consecutivo de
<s> segundos.
La figura 2 es un ejemplo de iniciadores de
resincronización como se implantan en los módem Alcatel Multi DSL
CO, las abreviaciones significan:
- los
- (pérdida de señal)
- flos
- (pérdida de señal de extremo alejado)
- sef
- (cuadro severamente erróneo)
- rdi
- (indicación de defecto remoto)
- lom
- (pérdida de margen)
- ses
- (segundo severamente erróneo)
- ncd
- (sin delineación de celda)
- lcd
- (perdida de delineación de celda).
Los iniciadores para resincronizar la línea
típicamente son:
- -
- una pérdida de sincronización de los dos módems que hace que no exista ninguna transferencia de datos. En este caso, la resincronización probablemente no puede ser evitada.
- -
- número de segundos de error consecutivos.
Si se utiliza el medio de comunicaciones en sus
límites (por ejemplo, bucles DSL largos, anchura de banda requerida
alta en un ambiente muy ruidoso, por ejemplo, con ruido de impulsos
repetitivo), es muy posible que suceda que se observe cada segundo
un número elevado de errores de bits durante múltiples segundos
consecutivos. Siempre que estos errores puedan ser corregidos con
un coste razonable al nivel de aplicación, no hay necesidad de
sincronizar la línea.
Para el acceso de negocios (datos, voz), un
número alto de segundos de errores consecutivos puede justificar
una resincronización. Para una aplicación de video en tiempo real
con ocultación de errores, esto puede no ser requerido.
En la técnica anterior, los iniciadores para
reacondicionar la línea DSL son codificados en equipo físicos en
los módem DSL CO y CPE como en la figura 2. Como resultado, los
iniciadores no pueden estar adaptados para las aplicaciones
contempladas. La comunicación podría quedar bloqueada
innecesariamente durante decenas de segundos.
Un método de la técnica anterior adicional se
proporciona en el documento EP 0 905 948. Aquí, se ejecuta una
adaptación de la velocidad de los sistemas ADSL en la que la
velocidad de transferencia de datos del canal de comunicaciones
está adaptada a la aplicación, pero no la frecuencia con la cual la
línea de comunicaciones es resincronizada.
La invención soluciona el punto de bloqueo de un
iniciador fijo y no adaptable para la resincronización de los
dispositivos de acceso, tales como un módem DSL situado en la CO o
en el lado del usuario aplicando la función de acuerdo con la
reivindicación 1.
El punto principal de la invención es que la
política para decidir una resincronización es configurable, de
manera que pueda adaptarse a la aplicación. La política puede tomar
en consideración información relacionada con la aplicación obtenida
a través de un canal de comunicaciones único o a través de canales
de comunicaciones múltiples.
La invención propone un método para calcular el
iniciador de resincronización utilizando información anterior
referente a la aplicación que está ejecutándose o que se va a
ejecutar.
La invención tiene la ventaja de que la
configuración de los dispositivos de acceso, por ejemplo un módem
DSL situado en la CO o en el lado del usuario, puede estar adaptado
y ser manejado flexiblemente de acuerdo con las necesidades del
canal de comunicaciones.
Ventajas adicionales se describen en las
reivindicaciones dependientes.
Las ventajas de la invención se describen en las
figuras como:
figura 1: diagrama de estado de un módem DSL
figura 2: tabla de defectos que inicia una
resincronización
figura 3: realización de la invención
figura 4: segunda realización de la
invención.
La invención tiene la intención de configurar un
dispositivo de acceso, en el lado del usuario final y/o en el lado
de la red de acuerdo con la aplicación que debe ejecutarse. Las
aplicaciones, por lo tanto, se definen en varios niveles de
requisitos de calidad de señal de datos cómo, por ejemplo, una
calidad de alto nivel para la aplicación IP.- TV (nivel 1), un
nivel inferior para una aplicación de negocios (nivel 2), etc.
Los niveles definidos para la aplicación
incluyen ya sea la degradación de calidad del enlace máxima
permitida antes de que se deba producir una resincronización, o la
información respecto a cuanto tiempo se debe mantener el enlace sin
un suceso de reacondicionamiento cuando la transmisión falla, o la
programación de tiempos para que se permita la siguiente secuencia
de reacondicionamiento.
En la descripción que sigue, el CPE se utiliza
sin limitación para un módem DSL de abonado, pero un CPE puede ser
también una caja de conexión o una pasarela doméstica.
La figura 3 muestra una realización de la
solución: un CPE 40 remoto está conectado a la Oficina Central 42
por medio de canales de comunicaciones 45. En el CPE 40 y en el
equipo 42 de la oficina central, el módulo de capa física PHY
ejecuta la conexión entre los mismos. El CPE 40 y el equipo 42 de
oficina central contienen un módulo 46 de datos conectado a un
módulo 47 de gestión. El módulo 46 de datos tiene una conexión
adicional al canal de 45 de comunicaciones y especialmente al canal
49 de datos. El módulo 47 de gestión está enlazado a un calculador
interno 48 de iniciador de resincronización.
El módulo de gestión está enlazado
adicionalmente a la estación 43 de gestión, que controla la red
24.
Los módulos 47 de gestión están conectados unos
a los otros a través de un canal 50 de señalización y finalmente a
la estación 43 de gestión.
Cuando se inicia la comunicación, el módulo PHY
de capa física se ocupa del trabajo de iniciar y mantener la
comunicación en el canal de comunicaciones. Recibe su configuración
del módulo 47 de gestión e informa del estado y de los sucesos al
módulo 47 de gestión y al calculador 48 de iniciador de
resincronización.
El módulo 47 de gestión se ocupa de todos los
temas de la gestión de la red, tales como la gestión defectuosa,
gestión de configuración, eficiencia y gestión de seguridad para el
canal 45 de comunicaciones y para el sistema.
El calculador de resincronización recibe su
configuración (política de resincronización) del módulo 47 de
gestión. En base a esta información de política y del estado del
enlace, inicia el PHY para ejecutar una resincronización.
Los módulos como se han descrito pueden
ejecutarse como módulos separados o como un módulo común que utiliza
uno o varios procesadores.
Durante la configuración de la línea de
comunicaciones DSL los iniciadores de resincronización del equipo
42 de la Oficina Central y del CPE 40 están configurados en línea
con el servicio de objetivos generales. La estación 43 de gestión
controla el conjunto de parámetros para el uso específico de acuerdo
con la aplicación requerida.
Este servicio puede ser el contenido de un
contrato con el usuario final de una conexión IP TV. El equipo 42
de la Oficina Central pasa la señalización de la configuración al
módem CPE 40 durante la inicialización. El equipo 42 de la Oficina
Central y el CPE 40 remoto reciben las señales de configuración de
acuerdo con la aplicación durante el tiempo de representación. Por
medio del módulo PHY de capa física, el módulo 47 de gestión recibe
la señalización y transfiere la información al calculador 48 de
iniciador de resincronización.
Como resultado, los criterios para iniciar una
resincronización se relajan o se refuerzan dependiendo de la
aplicación. La señalización para adaptar la función de
resincronización en una realización es transferida utilizando el
canal de operación EOC incrustado que se utiliza para transferir
información referida al servicio y el mantenimiento fuera de
servicio y para recuperar información de estado y monitorizar la
eficiencia. Esta solución es una solución en
banda.
banda.
Otra posibilidad es proporcionar la señalización
fuera de banda multiplexando la señalización en la corriente de
información de gestión con corrientes de información de datos. Otra
posibilidad es utilizar la interfase de gestión de la oficina
central para transferir la señalización al CPE 40 remoto.
La información de estado de enlace necesaria
(LOF, LOS, segundos de error, etc.) es recogida por el CPE remoto
40 y por el equipo 42 de la oficina central. Esta información se
utiliza en el calculador 48 de iniciador de resincronización que
tiene control sobre el proceso de resincronización.
Hay libertad para utilizar esta información de
estado de enlace para adaptar los dispositivos. La invención puede
realizarse sin la utilización de la información de estado de enlace
y con la utilización de la información de estado de enlace. La
solución que utiliza la información de estado de enlace mejora la
robustez de la invención.
Otra realización de la invención es una solución
que permite que el módem modifique de una manera autónoma. De
nuevo, se recupera la información de estado de enlace necesaria
(LOF, LOS, segundos errores, etc.) por el CPE 40 remoto y por el
equipo 42 de la oficina central.
En el módulo del iniciador de resincronización,
la información es evaluada. Además, el nivel de aplicación se toma
en consideración y el calculador del iniciador de resincronización
calcula el suceso de resincronización autónomamente.
La estación 43 de gestión implanta los
iniciadores de resincronización de extremo próximo y de extremo
alejado para manejar las comunicaciones entre todos los CPE remotos
y los equipos de extremo próximo.
Para conseguir la información completa respecto
a la estación 43 de gestión de red, debe dirigir los iniciadores
adaptables en la oficina central dependiendo de la aplicación que se
está ejecutando en ese momento en esa línea, o con referencia al
contrato de ese usuario final.
Otra realización de la invención no está
descrita explícitamente en una figura. Aquí la estación 53 de
gestión no está situada en la red sino en el dispositivo del
usuario final. El dispositivo de usuario final puede ser una
pasarela doméstica o una caja de conexión STB. Estos dispositivos
alternativos están disponibles en un ambiente de suscriptor y se
utilizan para acceder a redes de acuerdo con la calidad requerida en
una aplicación.
Otra realización más detallada se describe en la
figura 4. Todas las conexiones y partes, que son diferentes de la
técnica anterior, se muestran con líneas discontinuas.
Un CPE 40 remoto está conectado a la Oficina
Central 42 por medio de canales 45 de comunicaciones. En el CPE 40
y en el equipo 42 de oficina central el módulo de capa física PHY
ejecuta la conexión entre los mismos. El CPE 40 y el equipo 42 de
oficina central contienen un monitor 57 de calidad de línea, un
módulo 56 de decisión de resincronización local, un medio 55 de
almacenamiento de condiciones de resincronización y un controlador
54 de comunicaciones. El controlador 54 de comunicaciones está
conectado a través del trayecto 53 de control de resincronización
con la capa física PHY. Los controladores de comunicaciones están
enlazados a una estación 53 de gestión central que incluye un
módulo 59 de control de resincronización central, un medio 52 de
almacenamiento y un monitor 51 de servicio.
La estación de gestión central almacena
conocimiento de los servicios soportados para la línea actual, por
ejemplo contratos con el usuario final respecto a las aplicaciones
ofrecidas incluyendo procedimientos de mitigación/ocultación de
errores subyacentes. Esta información se utiliza ya sea con la
información extraída del monitor 51 de servicio o alternativamente
con la información del monitor de servicio. El monitor de servicio
extrae las aplicaciones que se están ejecutando y las técnicas de
mitigación u ocultamiento de error aplicadas de la línea. La
información de ambas fuentes es la base para que el módulo 59 de
control de resincronización central genere una señal de información
a los equipos CO 42 y CPE 40 de los dispositivos de acceso para
controlar la resincronización.
En el CPE 40, la información es recibida por el
PHY y transferida al controlador 54 de comunicaciones. La
información es enviada al medio 55 de almacenamiento de condiciones
de resincronización y al módulo 56 de decisión de resincronización,
lo cual genera el suceso de resincronización de acuerdo con la
información recibida desde la gestión central.
La invención no está limitada a las
realizaciones descritas. Cualquier solución posible que un experto
pueda aplicar se puede utilizar para realizar el proceso de
adopción en un dispositivo de acceso. De esta manera, las partes
descritas en la realización, tales como los calculadores de
controladores pueden ser un módulo o varios módulos y se pueden
realizar ya sea en un equipo físico o en un programa lógico.
Claims (9)
1. Un método para controlar un proceso de
decisión de resincronización en una pareja de dispositivos que
consisten en una oficina central, CO, (42) y una estación remota
(40) conectados a una estación (43) de gestión que comprende
módulos (47, 48) para recibir, enviar y calcular señales, estando
interconectados el citado dispositivo central (42) y la citada
estación remota (40) por un módulo de capa física (PHY),
que se caracteriza por
configurar la política para iniciar el módulo de
capa física (PHY) para ejecutar una resincronización tomando en
consideración la información de la aplicación.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
que sea que caracteriza además por
- -
- recibir una señal de control relacionada con una información de aplicación
- -
- calcular un iniciador de sincronización utilizando la señal de control relacionada con una información de la aplicación.
3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
que utiliza una información de estado de enlace adicional para
calcular el iniciador de resincronización.
4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
que recibe una señal de control en el canal de datos.
5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
que recibe una señal de control en el canal de operaciones
incrustado.
6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
que recibe una señal de control durante el proceso de inicialización
de enlace.
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1,
que utiliza una señal de control para seleccionar reglas
predefinidas en relación con la información de aplicación
almacenada en el calculador (48) de iniciador de resincronización
para iniciar el iniciador de resincronización.
8. Un equipo en el local del cliente, CPE, (40)
para proporcionar conectividad de red de alta velocidad que
comprende un módulo (47) de gestión y un calculador (48) de
iniciador de resincronización conectado a un canal (50) de
comunicaciones por medio de un módulo de capa física (PHY),
en el que el módulo (47) de gestión ejecuta el
código para recibir y transmitir la información de gestión de y a
una estación (43) de gestión, y ejecuta un código para enviar y
recibir señales de control e información de gestión a un equipo (42)
de oficina central,
en el que el módulo de capa física (PHY) informa
del estado de los sucesos al módulo (47) de gestión y al calculador
(48) de iniciador de resincronización,
que se caracteriza porque
el calculador (48) de iniciador de
resincronización está adaptado para recibir su política de
resincronización del módulo (47) de gestión e iniciar el módulo de
capa física (PHY) para ejecutar una resincronización en base a esta
información de política, mientras que
la política para decidir una resincronización es
configurable para considerar la información de aplicación de
cuenta, mientras que la información de aplicación es recibida en el
módulo (47) de gestión de la estación (43) de gestión por medio del
módulo de capa física (PHY) y es transferida desde el módulo (47) de
gestión al calculador (48) de iniciador de resincronización.
9. Un equipo de acceso en una oficina central
(42) para proporcionar conectividad de red de alta velocidad, que
comprende un módulo (47) de gestión y un calculador (48) de
iniciador de resincronización conectado a un canal (50) de
comunicaciones por medio de un módulo de capa física (PHY), en el
que el módulo (47) de gestión ejecuta el código para recibir y
transmitir información de gestión a y desde una estación (43) de
gestión, y ejecuta un código para enviar y recibir señales de
control e información de gestión a un equipo (40) de acceso del
usuario final,
en el que el módulo de capa física (PHY) informa
del estado y de los sucesos al módulo (47) de gestión y al
calculador (48) de iniciador de resincronización,
que se caracteriza porque
el calculador (48) de iniciador de
resincronización está adaptado para recibir su política de
resincronización desde el módulo (47) de gestión y para iniciar el
módulo de capa física (PHY) para ejecutar una resincronización en
base a esta información de política, mientras que
la política para decir una resincronización es
configurable de manera que tome en consideración información de
aplicación, en la que la información de aplicación es recibida en el
módulo (47) de gestión desde la estación (43) de gestión por medio
del módulo de capa física (PHY) y transferida desde el módulo (47)
de gestión al calculador (48) de iniciador de resincronización.
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