CN111164900B - 控制关于局域网的通信的方法、设备、网关装置和存储介质 - Google Patents

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Abstract

控制关于局域网的通信的方法、设备、网关装置和存储介质。该局域网具有位于其中的用户装置，该用户装置可操作以经由局域网(LAN)网关装置与LAN外部的通信网络中的远程装置进行通信，通信在用户装置与网关装置之间的路径的至少一部分中经由一个或更多个LAN链路承载，并且在网关装置与远程装置之间的路径的至少一部分中经由数字用户线路(xDSL)承载。该方法包括：监测关于xDSL线路上的数据通信的数字用户线路性能特性，从而识别其中的变化；监测关于LAN链路上的数据流的数据流速率，从而识别其中的变化；以及在数字用户线路性能特性的识别出的改变与数据流速率的识别出的改变一致的情况下，调整关于数据流的数据流速率。

Description

控制关于局域网的通信的方法、设备、网关装置和存储介质
技术领域
本发明涉及用于控制关于局域网的通信的方法、设备和装置。优选实施方式尤其涉及用于控制关于如下局域网的通信的方法、设备和装置，其中，在该局域网内的局域网网关装置与一个或更多个用户装置之间的路径的至少一部分中，使用通常称为“电力线单元”的适配器装置，以使用局域网住所内的电力供应(electrical power-supply)或“电源(mains)”布线来承载通信。
背景技术
电力线单元是根据“HomePlug”或ITU G.9960、G.9961(G.hn)标准操作的装置。例如，在无线或Wi-Fi性能不足或不可靠的情形下，电力线单元利用客户住所内的电力供应或“电源”布线在住所中的固定端点之间传递数据。它们通常成对操作(但也可以成较大的组操作)，通常将一个单元(通常经由短的以太网电缆)连接到住所的xDSL/LAN网关装置并经由网关装置附近的电源插座***到电源中，并且将一个或更多个其它单元***到住所中其它地方的电源插座中(根据需要)并通常经由另一个短的以太网电缆连接到其它装置(打印机、智能(即，支持互联网的)电视、机顶盒等)。一旦连接(并且一旦电力线单元之间执行了任何所需的“配对”过程)，电力线单元就经由电源布线彼此通信，以经由以太网提供到其相应的终端装置的无缝通信。当前的电力线单元具有千兆速度。
在上文中，统称术语xDSL通常指包括ADSL(“非对称”DSL)、SDSL(“对称”DSL)、ADSL2+(通过将下游信道数量加倍来扩展基础ADSL能力的技术)、VDSL(超高速DSL)、VDSL2(VDSL的改进版本)以及其它(诸如“G.fast”)的多种类型的数字用户线路(DSL)技术中的任何一种。DSL技术使用调制方案将数据调制到铜线上，并且有时也称为“最后一英里(last-mile)”技术，因为它们通常用于从诸如本地交换机的电话交换站(通常也从中处理电话)、街道机柜的连接或到诸如家庭或办公室的客户住所的分布点，而不是在交换站之间。
术语LAN指局域网，诸如通常经由局域网网关装置为家庭、办公室或其它这种住所内的用户装置提供有线和/或无线连接性的局域网，该网关装置可以用作路由器和/或调制解调器，并且还可以提供关于局域网的其它功能。存在多种方式将家庭或办公室内的装置链接到局域网网关装置，包括无线地(即，使用“Wi-Fi”)、经由专用有线或以太网连接或使用成对的电力线单元，电力线单元能够使用电源布线(通常已经存在于住所中以在住所周围输送电力)以在固定装置之间传递数据。
尽管电力线单元能够提供LAN连接性，但是由于电磁干扰和噪声，到住所的xDSL或宽带传输(即xDSL/LAN网关装置与互联网服务提供商或ISP之间)可能易于劣化。噪声和干扰自然存在于环境中，并且xDSL***被设计成当这些噪声和干扰存在时进行调整。来自LAN内的电力线单元的信号可能泄漏(即，被辐射或感应)到住所电话线布线中，通过该住所电话线布线为xDSL/LAN网关装置提供xDSL访问，并且由于电力线单元与大范围的xDSL技术和***共享大部分频率范围，所以这种信号泄漏本身可能降低或以其它方式影响xDSL性能(即，关于局域网外部到网关装置的数据通信或从网关装置到局域网外部的数据通信的性能，其可以参照速度、可靠性、可变性、错误率和其它类型的数据通信特性来测量)。因此，对关于与局域网网关装置的连接的xDSL性能的影响很可能影响用户装置在所讨论的局域网内的任何链路(即，内部有线或无线链路，以及经由电力线单元的链路)上的性能。
电力线行业最近已通过可从https://www.itu.int/rec/T-REC-G.9977-201602-I/en获得的2016ITU标准G.9977解决了该问题。这要求在管理实体的控制下在电力线单元与xDSL调制解调器之间进行对话，以确定是否存在从电力线单元对xDSL性能的影响，并且如果存在，则确定哪些频谱段(即，频率或频率范围)被涉及到。然后，基于对话的结果，可以根据“策略”指导电力线单元降低其在某些频率的传输功率。
G.9977标准未定义或指定应用于缓解可能的问题的实际策略，由于包括以下原因中的多种原因，所以该标准不是理想的：
a)G.9977标准没有提供适合管理使用的越来越大量的装置的解决方案。部分原因是G.9977标准无法满足许多较旧的装置的需求，这些较旧的装置中的许多正在使用中，但不符合G.9977。
b)简单地根据G.9977标准进行的调整可能会影响服务，尤其是在“学习阶段”期间，在该期间，DSL调制解调器可能需要停止活动连接性并测量所讨论的线路上的噪声。
c)基于所涉及的电力线装置的数量和需要检查的频谱范围，为了符合G.9977标准所需的“学习阶段”可能会涉及很长时间。
d)在G.9977标准阐述的原理内，实际实现方式中存在差异，导致潜在的碎片化(fragmentation)和不兼容性。
参照先前的专利文献，欧洲专利申请EP2775696(“BT”)涉及用于在通过电力线连接传输数据的同时训练DSL链路的技术。如果电力线连接在DSL链路上致使干扰，则这将在线路训练期间出现，从而提供一组更鲁棒的线路参数。
题为“G.hn，G.vdsl，G.fast：Powerline Interference Indication andMitigation for DSL Transceivers”的ITU-T草案文献(Study Period 2013-2016,StudyGroup 15-Contribution0175,Ravi Mantri,Metanoia Technologies,AT&T Inc.,July2013)讨论了基于G.hn的电力线网络装置如何通过内部电力线布线传输宽带信号而操作，内部电力线布线可能未被设计用于数据通信，并且在装置正在操作时可能致使从布线排出过多的电磁(EM)辐射。这说明排出物可能在附近的其它介质中致使干扰，并影响在这些介质上操作的装置的性能。诸如VDSL2和G.FAST的家庭网关技术依赖宽带通信，该宽带通信与内部电力线通信网络共享相同的频谱，并且易受网络之间高度EM耦合的影响，导致网络间干扰，该网络间干扰可能导致不稳定和错误。该文稿概述了网关装置和电力线通信网络可以用来减轻这种网络间干扰的不利影响的机制，并提供了用于G.hn和VDSL2的实现方式细节，指出该技术也适用于减轻G.FAST和其它xDSL接入技术所遭受的干扰。
如果/当xDSL线路的性能受到在局域网的情况下操作的电力线单元的影响时，期望能够保护或调节xDSL线路的性能，因为这可以改进客户体验，但是现有的解决方案通常依赖于符合G.9977的电力线单元和/或依赖于某些其它专有解决方案，这些解决方案可能依赖ISP或xDSL/LAN网关装置指示或与电力线单元本身交互。由于电力线单元通常在物理上和拓扑上位于客户的住所和/或其它局域网内，所以这本身可能尤其是有问题的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了控制关于局域网的通信的方法，该局域网具有位于其中的至少一个用户装置，该用户装置可操作以经由局域网网关装置与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程装置进行通信，通信在至少一个用户装置与局域网网关装置之间路径的至少一部分中经由一个或更多个局域网链路承载，并且在局域网网关装置与一个或更多个远程装置之间的路径的至少一部分中经由数字用户线路承载，该方法包括：
监测关于数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性，从而识别所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的改变；
监测关于所述至少一个用户装置与所述局域网网关装置之间的一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率，从而识别所述数据流速率中的改变；以及
在所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变与所述数据流速率中的所识别出的改变一致的情况下，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的数据流速率；
其中，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的数据流速率的步骤包括：调整如下这样的一个或更多个局域网链路上的数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到数据流速率中的所识别出的改变与关于数字用户线路上的数据通信的所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变一致。
根据优选实施方式，该方法可以包括以下步骤：将所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变的次数与所述数据流速率中的所识别出的改变的次数进行比较，以便确定所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变是否与所述数据流速率中的所识别出的改变一致。
根据优选实施方式，一个或更多个局域网链路(位于局域网中的一个或更多个用户装置可操作以经由该一个或更多个局域网链路与局域网网关装置通信)可以包括至少一个局域网链路，该至少一个局域网链路的至少一部分包括电力供应布线，诸如，所讨论的住所的电源布线。该一个或更多个局域网链路可以包括具有至少一个适配器装置的至少一个局域网链路，并且通常一对适配器装置(诸如，电力线装置)被布置成将承载一个或更多个数据流的数据的信号叠加到电力供应布线(诸如，所讨论的住所的电源布线)上。然而，将可以理解的是，执行该方法的实体可以执行所讨论的步骤，而与所讨论的任何局域网链路是否包括电力供应布线或者是经由电力线装置或其它这种适配器装置的链路的知识无关。(然而，在没有这种电力线传输或这种适配器装置的情况下，数字用户线路上数字用户线路性能特性中的所识别出的改变不太可能与关于局域网链路上的数据流的数据流速率中的所识别出的改变一致。)
根据优选实施方式，监测关于数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性的步骤可以包括：监测从速度特性、可靠性特性、可变性特性、稳定性特性和错误率特性选择的一个或更多个数字用户线路性能特性。会被监测的可能的数字用户线路特性的一些特定示例包括：当前可用的接入速率、最大可获得的速率、信噪比、纠错率、当前聚合的线路速率、错误秒数的数量或比率或“循环冗余校验”(CRC)错误(这是线路上可能存在过多噪声的指示)的数量或比率。也可以选择其它特性。
根据优选实施方式，调整关于一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率的步骤可以在所讨论的局域网网关装置或在所讨论的局域网中或附近的与其相关联的本地控制模块的控制下执行，但是可以在远程控制模块的控制下执行这种调整，已经向该远程控制模块提供了指示数字用户线路上的数字用户线路性能特性中的已识别出的改变的信息以及指示关于局域网链路上的数据流的数据流速率中的已识别出的改变的信息。例如，这种远程控制模块可以位于互联网服务提供商的接入网络中。
根据优选实施方式，调整关于一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率的步骤可以包括：减小如下这样的一个或更多个局域网链路上的数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到数据流速率中的所识别出的改变与关于数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变一致。尤其是，调整关于一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率的步骤可以包括：减小如下这样的一个或更多个局域网链路上的数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到数据流速率中的所识别出的增加与关于所述数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性中的指示性能劣化的所识别出的改变一致。对应地，例如，调整关于一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率的步骤可以包括：减小如下这样的一个或更多个局域网链路上的数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到数据流速率中的所识别出的减小与关于数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性中的指示性能改进的所识别出的改变一致。
数据流速率的调节可以涉及简单地对所讨论的链路上的数据流速率进行节流，或者(临时)缓存数据，稍后在所讨论的局域网链路上发送(或重新发送)该数据，从而有效地平滑所讨论的链路上数据速率的峰值，或者可以涉及在所讨论的链路上使用以进行数据传输的数据传输协议内或单独地实现“随机丢弃”或其它这种“丢下(dropping)”或重新定向处理或算法，以可能激励流采用较低速率。因此，在所讨论的链路上执行数据流速率的调整的方式可以取决于用于在所讨论的局域网网关装置与用户装置之间的所讨论的链路上的所讨论的流的数据传输的传输层协议。该传输层协议可以是传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)或其它协议。
对所讨论的链路上的数据流速率的调整(无论其是否涉及对数据速率进行节流、临时缓存数据、丢下数据单元或其它类型的调整)可以通过局域网网关装置或在局域网网关装置处执行，或者可能通过所讨论的用户装置或在所讨论的用户装置处执行，可能通过与所讨论的局域网网关装置和/或用户装置相关联的模块执行。
根据优选实施方式，监测关于数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性、监测关于一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率以及调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的数据流速率的步骤中的一个或更多个步骤是通过局域网网关装置或在其控制下执行的。另选地，所述步骤中的一个或更多个步骤可以通过与其相关联的本地控制模块或在其控制下执行，或者通过远程控制模块或在其控制下执行。
根据本发明的第二方面，提供了用于控制关于局域网的通信的设备，该局域网具有位于其中的至少一个用户装置，该用户装置可操作以经由局域网网关装置与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程装置进行通信，通信在至少一个用户装置与局域网网关装置之间路径的至少一部分中经由一个或更多个局域网链路承载，并且在局域网网关装置与一个或更多个远程装置之间的路径的至少一部分中经由数字用户线路承载，该设备包括一个或更多个处理器，该一个或更多个处理器被配置成：
-监测关于数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性，从而识别所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的改变；
-监测关于所述至少一个用户装置与所述局域网网关装置之间的一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率，从而识别所述数据流速率
中的改变；以及
-在所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变与所述数据流速率中的所识别出的改变一致的情况下，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的数据流速率，该一个或更多个处理器被配置成调整如下这样的一个或更多个局域网链路上的数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到数据流速率中的所识别出的改变与关于数字用户线路上的数据通信的所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变一致。
根据本发明的第三方面，提供了包括根据第二方面的设备的局域网网关装置。
根据本发明的第四方面，提供了局域网网关装置，其被配置成执行根据第一方面的方法。
根据本发明的第五方面，提供了计算机程序元件，该计算机程序元件包括计算机程序代码，以当计算机程序代码被加载到计算机***中并在其上被执行时，致使计算机执行根据第一方面的方法的步骤。
上面关于第一方面提及的多种选择和优选实施方式关于第二方面、第三方面、第四方面和第五方面也适用。
应注意的是，用于执行根据优选实施方式的方法的功能可以借助于对现有xDSL/LAN网关装置的软件更新来实现，或者可以被包括成新装置的固件构建的一部分。
附图说明
现在将参照附图描述本发明的优选实施方式，其中：
图1例示了局域网内的用户装置可以与局域网网关装置通信并且经由该网关装置与外部网络以及与外部网络中的装置通信的多种方式；
图2指示了VDSL劣化可以如何与电力线业务速率相关；
图3例示了可能存在于被配置成执行根据优选实施方式的方法的局域网网关装置中的功能模块；
图4例示了根据优选实施方式的在控制关于局域网的通信时可以执行的方法；以及
图5是适合用于执行根据本发明的优选实施方式的方法的计算机***的框图。
具体实施方式
参照附图，将描述根据优选实施方式的方法以及相关联的***和设备。然而，首先，将描述一种情形，在该情形中，局域网内的用户装置可以以多种方式(包括经由电力线单元)与局域网网关装置进行通信。
图1示出了局域网或LAN 20，在局域网或LAN 20内，可以临时或永久地基于局域网或建筑物(诸如家庭、办公室或其它住所)的多种用户装置可以用于或正在用于经由外部网络(诸如，互联网服务提供商(ISP)的接入网络15、核心网络、互联网10或其它网络)和/或利用其它平台、网络等与LAN外部(因此通常在局域网或住所外部)的网络中的服务器和/或其它装置通信。同时示出了互联网10和ISP网络15，该图主要旨在例示局域网20内的用户装置可以与局域网网关装置30通信，并从而经由xDSL/LAN网关装置30与外部网络以及这种外部网络中的或连接到这种外部网络的装置通信的多种方式。
在图1中，LAN 20本身由“点划线”矩形表示。应理解的是，LAN 20通常将不具有严格定义的物理边界，更不用说在形状上是矩形的-其物理范围将取决于用户装置将能够位于何处同时仍能够经由有线或无线连接与xDSL/LAN网关装置30进行通信的位置。
为了避免不必要的混乱，住所本身及其物理边界(墙壁等)未单独示出，但出于本示例的目的，可以将指示LAN范围的“点划线”认为大致对应于住所的范围。
xDSL/LAN网关装置30(稍后将参照图3更详细地讨论)是具有包括调制解调器31以及一个或更多个局域网接口的多个功能模块的装置，所述调制解调器31用作或链接到外部或广域网(WAN)接口，在这种情况下，所述一个或更多个局域网接口是内部以太网接口38和内部无线(或“Wi-Fi”)接口39，内部以太网接口38用于经由专用的有线或以太网连接或其它方式与住所内的用户装置进行有线/以太网连接，内部无线(或“Wi-Fi”)接口39具有用于与用户装置无线通信的天线39a。xDSL/LAN网关装置30通常还将包括存储器和用于执行与路由和其它功能有关的处理的处理器。这些未示出以避免不必要的混乱，但是调制解调器31与内部接口38、39之间的数据路由是由xDSL/LAN网关装置30内的虚线表示。
xDSL/LAN网关装置30经由xDSL链路19与ISP网络15(并且因此与其它外部网络，诸如互联网10和其它网络)通信，在这种情况下，xDSL链路19被示出成通过双绞铜线用户线路到街道机柜或分布点(DP)的VDSL链路。(注：缩写词“DP”有时也用于指“放下点(droppoint)”，而分布点实际上可能是放下点，但通常在此处使用缩写词“DP”的位置将用于指术语“分布点”，无论其是放下点还是其它)。通常，xDSL连接包括在两个xDSL调制解调器之间延伸的铜用户线路，一个是xDSL/LAN网关装置30中的调制解调器31，并且另一个是位于街道机柜或DP中，或者(在ADSL的情况下)在本地交换机(在美国术语中称为“中央局(centraloffice)”)处。通常，本地交换机、街道机柜或分布点包括DSL接入复用器或“DSLAM”(聚合收发器装置的形式，未示出)，DSLAM包括几个DSL调制解调器(各个用户线路一个)或等效装置，取决于所涉及的xDSL的类型。DSLAM(在交换机、机柜或分布点处)通常通过较快的光纤连接将客户的住所处的第一DSL调制解调器连接到ISP、接入或核心网络。
借助于内部接口，住所内的装置可以通过多种方式链接到xDSL/LAN网关装置，包括无线地(即，使用“Wi-Fi”)、经由专用有线或以太网连接或使用成对的能够使用电源布线(通常已经存在于住所中以在住所周围输送电力)以在固定装置之间传递数据的电力线单元。
在图1中，在LAN 20所覆盖的住所中示出了四种不同类型的用户装置，即，手持式或“平板式”支持无线的计算装置或移动智能电话22、支持无线的膝上型计算机23、台式计算机24以及支持互联网的电视25。台式计算机24和电视25可以具有无线能力，但是出于本示例的目的，将其视为具有以太网连接性，以便尽可能清楚地例示相关概念。
移动或平板装置22和膝上型装置23被示出成经由无线接口39无线地连接到xDSL/LAN网关装置30。
台式计算机24被示出成经由到xDSL/LAN网关装置30的以太网接口38的有线/以太网连接28d连接到xDSL/LAN网关装置30。
在图1中还表示了用于住所的电气供应或电源布线26。尽管各个电气装置将通常需要至少临时(以充电)或正在被使用时连接到电源布线26，但电气连接仅输出到装置中的一些，尤其是到台式计算机24的电气连接26d、到电视25的电气连接26c以及分别到一对电力线单元27a和27b中的各个的电气连接26a和26b，电力线单元中的一个(电力线单元27a)位于xDSL/LAN网关装置30附近，并且电力线单元中的另一个(电力线单元27b)位于电视机25附近。
对于其网络或数据连接性(与其电力供应连接相对)，电视25被示出成经由有线/以太网连接28b连接到电力线单元27b，该电力线单元27b经由电源布线26连接到电力线单元27a，与其成对，并且因此能够经由电源布线26与电力线单元27a交换数据。电力线单元27a被示出成经由有线/以太网连接28a连接到xDSL/LAN网关装置30的以太网接口38。
经由一对电力线单元27a、27b进行连接的结果是，电视25经由住所的电源布线26与xDSL/LAN网关装置30通信。然而，应注意的是，到电视25和xDSL/LAN网关装置30的直接连接是普通以太网连接，并且电视25和xDSL/LAN网关装置30都不需要以不同的方式起作用，因为事实上它们之间的通信(部分地)通过住所的电源布线26发生-两者都可以简单地起作用，就如它们之间的通信简单地经由普通以太网连接发生一样。本质上，无论是电视25还是xDSL/LAN网关装置30甚至都不需要“意识到”它们之间的通信(部分地)通过电源布线26发生。
如先前所提及的，电力线装置和xDSL***共享相似的频谱，并且减轻电力线干扰的影响的先前和当前方法一直是，如果根据电力线单元与xDSL调制解调器之间的对话确定电力线单元对xDSL调制解调器的xDSL性能(即，xDSL调制解调器与本地交换机、街道机柜或分布点之间的xDSL链路的外部性能)有影响，则降低发送功率。然而，电力线信令基本上基于时分多路复用信令，其中，发送所花费的时间量取决于LAN和/或住所中给定链路(即，xDSL/LAN网关装置之间的网络连接，例如，其可能在房屋的大厅中，并且诸如电视的用户装置在房屋中其它地方，使用一对电力线装置进行连接)上的业务负载。尽管电力线装置发射的功率和使用的频率范围通常是固定的，但是它们发送的有效周期通常是可变的。
发明人已经确定业务负载与对xDSL的损坏(对于任何给定的干扰水平)之间的关系与业务水平(即，电力线装置之间的LAN数据速率或“吞吐量”)有关。这通过图2中的图表来例示，该图表示出了VDSL劣化与电力线业务速率有关(特别是在1600m线路上的VDSL2链路在最后15m发生电力线干扰的特定情况下)。图表中在约65Mbps至70Mbps处的尖峰表明由于电力线业务而需要重新训练VDSL链路。
鉴于此，发明人已经确定，LAN业务速率(即，内部)与从外部对LAN的宽带性能的损害之间的这种关系(当然，其本身也将对内部LAN性能产生影响)允许xDSL/LAN网关装置本身能够检测和监测xDSL性能是否受到来自LAN内的电力线装置的干扰的影响，并且因此允许xDSL/LAN网关装置本身来控制内部LAN通信，以便减轻这种干扰的影响。换句话说，电力线信号泄漏对xDSL性能的影响与通过那些电力线单元的业务量的水平(即，数据流速率)以及它们的传输功率有关。
基于此，优选实施方式涉及确定xDSL线路上观察到的通信特性的改变(即，错误率增加，线路速率减小或其它性能度量的改变)是否看起来与观察到的住所内的一个或更多个LAN链路上的数据流速率的改变(即，通常增大但可能减小)一致。如果是这样，尽管xDSL/LAN网关装置本质上可能“未意识到”在那些内部LAN链路上的通信正在经由电力线单元和电源布线发生，但是不太可能在其它情况下发生这种同时的改变，因为LAN内的其它通信通常不会使用会在这种同时致使干扰的传输频率来进行，所以xDSL/LAN网关装置(在不需要与电力线单元进行任何对话的情况下)可以推断出(几乎可以肯定)xDSL改变是由同时的电力线信号泄漏致使的。因此，xDSL/LAN网关装置可以通过以下方式作出反应：如果合适的话/在适当的时候，在所讨论的LAN链路上应用业务流控制，以便保护到住所的xDSL性能。例如，这种业务流控制可能涉及减小LAN链路上相关的数据流速率，而不是像根据G.9977标准将进行的那样简单地降低用于那些链路上使用的传输的功率。
由于xDSL/LAN网关装置通常由其ISP提供给客户，所以这允许ISP可以向其客户提供经过合适地配置或修改的xDSL/LAN网关装置，这将能够减少或调节客户正在其LAN中使用的、这些ISP很可能不拥有或不控制的和/或这些ISP无法与其通信的任何电力线单元对xDSL性能的影响。此外，LAN中任何电力线单元对xDSL性能影响的任何这种调节可以基于期望的或指定的xDSL/LAN性能平衡，而不是基于例如，G.9977标准中指定的(可能任意)频谱功率水平。
这种优选实施方式允许应用策略以便调节所讨论的xDSL/LAN网关装置的行为，并且因此调节LAN内xDSL/LAN网关装置关于其起作用的任何电力线装置对xDSL/LAN网关装置的影响。这种策略可以由ISP代表其客户预先设置或配置，或者可以由客户自己配置(可能基于默认设置)。
现在遵循一种详细的方法，通过该方法可以执行这种监测和调整。这种方法可以由如图1所示的情形中的xDSL/LAN网关装置执行，但是根据优选实施方式的更详细的处理将参照图3中示出的合适地配置或修改的xDSL/LAN网关装置的更详细的图。
图3示出了用于诸如家庭LAN的LAN的xDSL/LAN网关装置的架构，其类似于图1所示，但是还示出了使得其能够执行根据优选实施方式的方法从而保护xDSL连接的附加功能模块。
如前所述，xDSL/LAN网关装置30被示出成具有调制解调器31，其从该调制解调器31经由xDSL链路19连接到ISP网络(图3中未示出)，并且如前所述，xDSL/LAN网关装置30被示出成具有用于与住所内的用户装置进行有线/以太网连接的LAN/以太网接口38，以及用于与用户装置进行无线通信的无线接口39(然而对于本说明的目的，无线接口没有特别的意义，所以将不再进一步讨论)。同样如前所述，示出了电视25，其再次经由电源布线26上的一对电力线装置27a和27b与xDSL/LAN网关装置30的以太网接口38通信，该电力线装置27a和27b具有相应的以太网连接28a和28b。在图3中，电视25被示出成具有单独的机顶盒(STB)25a，以太网连接28b***到该STB 25a中，但是这是任意的-一些电视可能本身具有STB提供的功能。
示出了附加的功能模块，即，流分析器32、流控制器33、影响分析器35和策略存储装置37。
为了简单起见，将考虑一个示例，在该示例中，存在单个默认策略(例如，存储在策略存储装置37中)，该默认策略例如指定应满足给定的xDSL速率(例如，客户正在支付的速率)，但是应理解的是，在其它示例中，可能有多于一个的策略是可用的，或者可以由客户或ISP改变策略(如从ISP箭头所示)。但是，即使是这种简单的策略也可能具有重大影响。例如，在VDSL家庭中的情况下，其中，客户为30Mbps的服务付费，但是VDSL连接通常实现50Mbps，则毫无问题地可以承受高达20Mbps的影响。然而，如果为相同的30Mbps服务付费的客户实际上正在接收到家庭的33Mbps，则可以接受由于电力线进入而导致的非常小劣化，并且可能导致家庭的低业务速率(通过电力线链路，以及通过LAN内的其它链路，诸如Wi-Fi)。
如果很明显LAN内的通信显著或严重影响了到LAN的接入速度，则该策略可能改变。在这种情况下，可以使用表达或反映与所讨论的客户达成的接入和LAN连接性的平衡的策略。对于短回路长度的家庭，家庭中的电力线装置可能不会产生任何显著影响。在长线路的情况下，到接入网络的链路在超过一定速度时可能会变得不稳定，因此将其调节到一个低于此的安全水平(例如，低20％)的上限(cap)将通常在xDSL与LAN之间提供良好的平衡。在这种情况下，这将是设置的策略。也可以有确保优先动作的多个策略，诸如，如果家庭中有多个电力线链接，则可能发生这种情况。为了目前的目的，我们将考虑简单的单端点策略。
再次参照图3，xDSL调制解调器30提供关于xDSL线路19的性能的更新(示出成“xDSL度量”)。更新的类型可能取决于所采用的xDSL技术的类型。例如，对于VDSL，其可以是(或包括)当前可用的接入速率、最大可获得的速率、信噪比(SNR)数据、纠错数据等中的一个或更多个。可以替代地或者也可以使用其它度量，诸如，当前的聚合线路速率。
流分析器32捕获关于通过网关装置30的所有不同流(例如，单独的IP连接)的信息。这些可以表示成源/目标IP地址。例如，其可以定期(每秒)提供更新。流分析器32还可以聚合给定的家庭端点地址的流，该给定家庭端点地址表示例如终端用户装置。例如，如果图3中的机顶盒(STB)25a(经由一对电力线装置27a和27b连接)正在记录以及处理实时流，则通常会有两个不同的流，但是流分析器32可以聚合这些并报告它们，就如它们是一个一样。
流控制器33可以采用家庭目标IP地址和所需速率的元组。在该示例中，考虑了一个装置和一个流，但是如果策略具有足够的粒度，则更复杂的方案可能会拆分装置流。流控制器33可以以多种不同的方式施加控制，这将变得显而易见。它可能缓存数据以在峰值后重新发送，或者可能采用“随机丢弃”处理或算法来激励流采用较低的速率，或者可能以其它方式对所讨论的LAN链路上的数据流速率进行节流。其中，根据传输控制协议(TCP)在所讨论的LAN链路上执行流的数据传输(即，在传输层，如果这以开放***互连(OSI)参考模型为特征)，网关装置30和所讨论的用户装置充当所讨论的LAN链路上的流的TCP端点，网关装置30可以通过延迟/丢弃数据包来采用附加的TCP流控制，例如，可能使用TCP的特征，从而数据包丢失的检测致使相应TCP端点之间的数据速率在被允许增加回先前水平之前临时地被节流回。然而，如果所讨论的LAN链路在网关装置30与诸如支持互联网的电视25的用户装置之间承载电视(TV)内容或其它这种音频、视频或多媒体内容，则所讨论的LAN链路上的流的数据传输可以根据不同的协议(诸如，用户数据报协议(UDP))来执行，与此有关的任何这种节流可能需要由网关装置和/或所讨论的用户装置独立于或不考虑所讨论的数据传输协议而直接实现。
影响分析器(IA)35与调制解调器31(从其接收关于xDSL度量的更新)以及与流分析器32(从其接收关于LAN流的更新)、与流控制器33(可以向其提供有关是否以及如何控制LAN流的指令)以及与策略存储装置37通信。在该示例中，影响分析器35采用给定的策略，并评估是否有任何流(或流的组合)正在影响xDSL信号超过策略限制，通过观察在xDSL线路上观察到的通信特性改变的次数与在住所内的一个或更多个LAN链路上观察到的数据流速率改变的次数之间是否存在相关性来进行此操作。如果存在，则影响分析器35发布流控制动作。其还可能会向ISP发布警报(由虚线箭头表示)。将注意的是，默认策略可能是检测(或推断)电力线进入的存在，并且如果客户报告故障，则将其作为对帮助台代理的日志/警报提出，从而允许与关于ISP或其它地方提供的任何LAN流的那时被视为适当的任何流控制有关的指示。在这种情况下，xDSL/LAN网关装置内的附加模块可能会被减少到流分析器32和影响分析器35。
返回图3的示例，影响分析器35可以监测流控制动作的有效性。根据该策略，如果仍然不能满足该策略，则其可以发布进一步的流控制动作和/或警报(即，然后可以与客户讨论并应用新的策略)。此功能是有益的，因为客户的家庭内的条件可能改变，并且捕获这种情况可能是重要的附加改进。
在图4中描绘了根据优选实施方式的影响分析器35的详细操作，其例示了可以如何执行分析过程。应当理解的是，可以使用其它方法来执行分析并提供产生的流控制。
从s40指示的起点，该过程可以连续运行，或者可以在接收到xDSL更新时被触发。可以使用许多阈值来为其操作提供合适水平的灵敏度。在解释整个过程之后，将在下面更详细地讨论这些。
在步骤s41处，影响分析器35等待xDSL度量更新。这些的接收触发该过程移动到步骤s42。
在步骤s42处，确定所接收的度量是否指示显著变化(基于第一阈值T1)。如果是这样，则这指示应采取一些动作。对于xDSL性能的显著劣化，在经由步骤s48返回到步骤s41之前，该过程经由步骤s49、s50、s51、s52、s53和s54继续行进。对于xDSL性能的显著改进，在经由步骤s48返回到步骤s41之前，该过程经由步骤s43、s44、s45、s46和s47继续行进。应注意的是，在步骤s42处进行的检查还可以考虑长期漂移(drift)以及xDSL性能的显著阶跃变化。
首先看过程和路径，如果在步骤s42处发现xDSL性能已经显著劣化，则可以依次考虑单独的LAN流。
在步骤s49处，加载针对所考虑的第一(以及随后，已知的各个其它)LAN流的更新(然而可以跳过先前已经被标记成已知对xDSL性能没有影响的流)。对于所考虑的各个已知流，在步骤s50处确定流速率(或另一这种流度量)是否已经增加了显著量(基于阈值T4)。如果该流没有增加显著量，并且在步骤s53处发现还有要考虑的另一个流，则该过程返回到步骤s49，并加载针对下一个流的更新。如果没有更多的流要考虑，则当前xDSL度量被缓存(步骤s48)，并且该过程返回到步骤s41。
如果在步骤s50处确定流速率(或其它这种流度量)已经增加了显著量(基于阈值T4)，则该过程继续到步骤s51。
在步骤s51处，更新保存具有显著影响的流的记录的表。该步骤可能涉及将新的流输入到表中，或更新关于现有的流的记录。现有的流可能应用了平均过程，或者可以使用长期统计来确定其影响。依赖性可以以xDSL性能的每改变的Mbps/LAN流速率的每改变的Mbps表示，并且可以为从/到住所中的装置的各个流累积。
然后在步骤s52处确定是否违反了当前实现的策略(这可能发生在这种迭代过程中的任何点)。如果未违反该策略，则该过程经由步骤s53和s49继续行进，并且考虑其它流，直到所有流都已都考虑完为止，此时，将当前xDSL度量缓存(步骤s48)，并且然后该过程返回到步骤s41。
如果在步骤S52处确定已经违反策略，则该过程行进到步骤S54，并且指示流控制器33(图3所示)应用控制。这些指令指定了本地端点(即所讨论的LAN链接的目的IP地址)和要应用的限制的水平。
更详细地参照步骤s54，如果在步骤s52处确定违反了该策略，并且应该采取动作以应用到关于所讨论的LAN链路(可以假定是涉及正在致使影响xDSL性能的干扰的电力线装置的LAN链路)的流，则到达步骤s54，可以采取许多决策(流程图中未显示)。首先，如果关于特定流采取动作是第一次被视为是适当的，则可以以默认方式应用流控制。如果发现这是针对同一个流的重复报告或指令，则可能是在实现先前指示的流控制时存在延迟，所以可以跳过进一步的操作。然而，如果这是针对该流的重复报告并且评估的合适时段已经到期，则可以认为这致使所使用的学习过程不准确，并且可能会关于保存被记录成具有显著影响的流的记录的表发布重置命令。这不一定致使错误，而是可能会自然发生，因为所讨论的住所的条件可能已经改变。如果发现是这种情况，则可以停止检查流的过程，并且该过程可以经由步骤s48返回到步骤s41，在步骤s48处可以缓存当前xDSL度量。
现在看该过程和路径，如果根据所接收的xDSL更新确定xDSL性能已经显著改进，则该过程首先行进到步骤s43。
在步骤s43处，对LAN业务流速率是否已经下降了显著的阈值量T2(或者另选地已经下降到低于阈值T2')进行评估。该过程的该分支的主要目的还可以是寻找进入/干扰减少所指示的关键流。如果LAN业务下降了阈值量T2(或已下降到低于阈值T2')，则可以推断出至少一个流正在致使该情况。
在步骤s44处，加载针对所考虑的第一(以及随后，已知的各个其它)LAN流的更新。
在步骤s45处，对流速率(或另一这种流度量)是否已经减小了阈值量T3进行确定。
如果该流速率没有减少阈值量T3，并且在步骤s47处发现还有要考虑的另一个流，则该过程返回到步骤s44，并加载针对下一个流的更新。如果没有更多的流要考虑，则当前xDSL度量被缓存(步骤s48)，并且该过程返回到步骤s41。
如果在步骤s45处确定流速率(或其它这种流度量)已经减少了阈值量T3，则该过程继续到步骤s46。
在步骤s46处，已经识别出被视为具有显著影响的流，所以更新保存具有显著影响的流的记录的表。如前所述，这可能涉及记录LAN链接端点和流速率的元组。该检查应该选择并确认先前流控制的操作，并且也可以输入新的流。其也可以应用如在步骤s51的对应更新动作中使用的长期平均。
然后如果在步骤s47处发现没有其它流要考虑，则当前xDSL度量被缓存(步骤s48)，并且该过程返回到步骤s41。
如前面所解释的，可以采用度量的长期观察来检测是否存在逐渐的漂移以及检测xDSL性能中的显著阶跃变化。
转到上面讨论的多种阈值，可以根据所讨论的***的要求选择这些阈值，但是可以使用以下建议的阈值：
可以将在步骤s41中用于评估xDSL性能变化量的阈值T1设置成仅对xDSL指标的5％(或更大)的偏差触发动作的水平，例如，确保仅其中的主要变化将导致从步骤s49开始的附加处理。例如，对于VDSL，这可能还包括重新培训事件。如早前所提及的，这可能还包括自上一次显著速率事件(诸如重新培训或G.fast初始速率)以来的百分比漂移。
在步骤s43中用于评估LAN业务速率已降低的量的阈值T2可以被设置成仅对业务速率的5％(或更大)的偏差触发动作的水平，例如，类似地确保仅显著改变将导致从步骤s44开始的附加处理，以发现与流增加的可能相关性。如果未发现相关性，则可以推断出观察到的LAN业务速率降低可能是由于“自然”噪声事件引起的，因此不一定指示错误。
提供阈值T3和T4以确保仅基于合理的LAN流速率改变的量采取动作，该改变量可能大约为1％或百分之几。这些阈值通常应该比阈值T1和T2小得多，因为它们表示整个接口的改变，而阈值T3和T4通常仅关于单独的LAN链路到单独的终端设备上的业务速率而应用。
图5是适合用于执行根据优选实施方式的方法的计算机***的框图。这种***可以链接到如图1和图3所示的xDSL/LAN网关装置或该xDSL/LAN网关装置的一部分。在这种计算机***中，中央处理器单元(CPU)502经由数据总线508通信地连接到数据存储装置504和输入/输出(I/O)接口506。数据存储装置504可以是任何读/写存储装置或装置的组合，诸如，随机存取存储器(RAM)或非易失性存储装置，并且可以用于存储可执行和/或非可执行数据。非易失性存储装置的示例包括磁盘或磁带存储装置。I/O接口506是到用于数据的输入或输出或者用于数据的输入和输出二者的装置的接口。可连接到I/O接口506的I/O装置的示例包括键盘、鼠标、显示器(诸如，监测器)和网络连接。
就所描述的本发明的实施方式而言，至少部分地可以使用软件控制的可编程处理装置(诸如，微处理器、数字信号处理器或其它处理装置、数据处理设备或***)来实现，可以理解的是，用于配置可编程装置的计算机程序、实现前述方法的设备或***被设想成本发明的方面。例如，计算机程序可以被实施成源代码或经过编译以在处理装置、设备或***上实现，或者可以被实施成目标代码。
适当地，计算机程序以机器或装置可读形式存储在载体介质上，例如存储在固态存储器、诸如磁盘或磁带的磁存储器、诸如光盘或数字通用磁盘的光或磁光可读存储器等，并且处理装置利用该程序或其一部分以配置其用于操作。可以从实施在诸如电子信号、射频载波或光载波的通信介质中的远程源供应计算机程序。这种载体介质也被设想成本发明的方面。
本领域技术人员将理解，尽管已经相对于上述示例实施方式描述了本发明，但是本发明不限于此，并且存在落入本发明的范围内的许多可能的变化和修改。
本发明的范围可以包括本文公开的其它新颖特征或特征的组合。申请人在此通知，在本申请或由此得出的任何此类进一步申请的起诉期间，可以对这些特征或特征的组合提出新的权利要求。尤其是，参照所附权利要求，可以将从属权利要求中的特征与独立权利要求中的特征组合，并且可以以任何适当的方式而不是仅以权利要求中列举的特定组合来组合来自各独立权利要求中的特征。

Claims (14)

1.一种控制关于局域网的通信的方法，所述局域网具有位于其中的至少一个用户装置，所述用户装置可操作以经由局域网网关装置与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程装置进行通信，对于所述至少一个用户装置与所述局域网网关装置之间的路径的至少一部分，通信是经由一个或更多个局域网链路承载的，并且对于所述局域网网关装置与所述一个或更多个远程装置之间的路径的至少一部分，通信是经由数字用户线路承载的，所述方法包括：
监测关于所述数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性，从而识别所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的改变；
监测关于所述至少一个用户装置与所述局域网网关装置之间的一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率，从而识别所述数据流速率中的改变；以及
在所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变与所述数据流速率中的所识别出的改变一致的情况下，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率；
其中，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率的步骤包括：调整如下这样的一个或更多个局域网链路上的所述数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到所述数据流速率中的所识别出的改变与关于所述数字用户线路上的数据通信的所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变一致。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括以下步骤：将所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变的次数与所述数据流速率中的所识别出的改变的次数进行比较，以便确定所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变是否与所述数据流速率中的所识别出的改变一致。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述一个或更多个局域网链路包括至少一个局域网链路，所述至少一个局域网链路的至少一部分包括电力供应布线。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述一个或更多个局域网链路包括具有至少一个适配器装置的至少一个局域网链路，所述至少一个适配器装置被布置成将承载所述一个或更多个数据流的数据的信号叠加到电力供应布线上。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，监测关于所述数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性的步骤包括：监测从速度特性、可靠性特性、可变性特性、稳定性特性和错误率特性中选择的一个或更多个数字用户线路性能特性。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率的步骤包括：减小如下这样的一个或更多个局域网链路上的所述数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到所述数据流速率中的所识别出的改变与关于所述数字用户线路上的数据通信的所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变一致。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率的步骤包括：减小如下这样的一个或更多个局域网链路上的所述数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到所述数据流速率中的所识别出的增加与关于所述数字用户线路上的数据通信的所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的指示性能劣化的所识别出的改变一致。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率的步骤包括以下步骤中的一个或更多个：
-对关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率进行节流；
-在所述一个或更多个局域网链路上发送所述一个或更多个数据流的数据单元之前，临时缓存所述数据单元；
-丢弃或重定向旨在在所述一个或更多个局域网链路上发送的所述一个或更多个数据流的数据单元。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率的步骤包括：所述局域网网关装置或与所述局域网网关装置相关联的模块和/或所述至少一个用户装置或与所述至少一个用户装置相关联的模块实现对关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的调整。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，监测关于所述数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性、监测关于一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率以及调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率的步骤中的一个或更多个步骤是通过所述局域网网关装置或在所述局域网网关装置的控制下执行的。
11.一种用于控制关于局域网的通信的设备，所述局域网具有位于其中的至少一个用户装置，所述用户装置可操作以经由局域网网关装置与所述局域网外部的通信网络中的一个或更多个远程装置进行通信，对于所述至少一个用户装置与所述局域网网关装置之间的路径的至少一部分，通信是经由一个或更多个局域网链路承载的，并且对于所述局域网网关装置与所述一个或更多个远程装置之间的路径的至少一部分，通信是经由数字用户线路承载的，所述设备包括一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器被配置成：
-监测关于所述数字用户线路上的数据通信的一个或更多个数字用户线路性能特性，从而识别所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的改变；
-监测关于所述至少一个用户装置与所述局域网网关装置之间的一个或更多个局域网链路上的一个或更多个数据流的数据流速率，从而识别所述数据流速率中的改变；并且
-在所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变与所述数据流速率中的所识别出的改变一致的情况下，调整关于所述一个或更多个局域网链路上的所述一个或更多个数据流的所述数据流速率，所述一个或更多个处理器被配置成调整如下这样的一个或更多个局域网链路上的所述数据流速率，关于该一个或更多个局域网链路，已经观察到所述数据流速率中的所识别出的改变与关于所述数字用户线路上的数据通信的所述一个或更多个数字用户线路性能特性中的所识别出的改变一致。
12.根据权利要求11所述的设备，所述设备被包括在局域网网关装置中。
13.一种局域网网关装置，所述局域网网关装置被配置成执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机程序代码，以当所述计算机程序代码被加载到计算机***中并在其上被执行时，致使所述计算机***执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法的步骤。
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