DE102005060968B4

DE102005060968B4 - Verfahren und Ablaufsteuerung zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem

Info

Publication number: DE102005060968B4
Application number: DE102005060968A
Authority: DE
Inventors: Stefan Uhlemann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: US8005977B2; DE102005060968A1; US8977734B2; US20070143498A1; US20110289379A1

Abstract

Verfahren zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem (2) mit den folgenden Schritten:
(a) Initialisieren (S1) einer Datenübertragungsrate (LNK_RATE) des xDSL-Modems (2) auf eine vorgegebene minimale Übertragungsrate zur Übertragung von Daten eines Datenverkehrstyps;
(b) Erfassen (S3, S5) mittels Detektoren (11, 12) anhand einer Portnummer des genutzten Datenservices, ob Daten mindestens eines anderen Verkehrstyps durch das xDSL-Modem (2) zu übertragen sind und Einstellen der Datenübertragungsrate (LNK_RATE) auf eine vorgegebene Minimal-Summendatenrate zur Übertragung von Daten des Datenverkehrstyps und von Daten der weiteren erfassten Verkehrstypen;
(c) schrittweises Erhöhen (S14) der eingestellten Datenübertragungsrate (LNK_RATE) in vorgegebenen Zeitabständen;
(d) Reduzieren der eingestellten Datenübertragungsrate (LNK_RATE) auf die Minimal-Summendatenrate, wenn durch einen Verbindungsqualitätsdetektor (14) eine Verschlechterung einer Verbindungsqualität erfasst wird;
(e) wobei die zu übertragenden Daten auf verschiedene Sendesignalpfade (LP⌀, LP1) des xDSL-Modems (2) verteilt werden;
(f) wobei bei Erfassen (S10) von Impulsstörungen durch einen Impulsstörungsdetektor (13) die Signallaufzeit...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ablaufsteuerung zur Übertragung von Sprache, Daten und Bildern über eine DSL-Verbindung.
Die US 6,374,288 B1 beschreibt ein DSL-Servicesystem und ein Verfahren zur dynamischen Änderung von Bitraten in Abhängigkeit von Nutzeranforderungen in Verkehrstypen. Es erfolgt eine dynamische Anpassung der Datenübertragung eines xDSL-Modems in Abhängigkeit von einem Verkehrstyp der übertragenen Daten. Ein Datenpaket-Header wird ausgewertet zur Feststellung, ob ein Datenpaket eine höhere Datenübertragungsrate benötigt.
Die US 2004 258142 A1 beschreibt ein Verfahren zur Initialisierung von Transceivern. Es werden Parameter mittels Nachrichten eingestellt, die über ein Übertragungskanal übertragen werden. Bei Impulsstörungen werden Übertragungsparameter, wie beispielsweise die Interleaving-Tiefe verändert.
In "A Short Overview of the VDSL System Requirements", IEEE Communications Magazine, Vol. 40, Heft 12, Dezember 2002, Seiten 82-90, wird beschrieben, dass bei Auftreten von Impulsstörungen eine Signallaufzeit maximal eingestellt wird.
xDSL-Verfahren (DSL: Digital Subscriber Line) sind übertragungstechnische Verfahren zur digitalen Nutzung verdrillter Telefonadernpaare in einem Teilnehmerzugangsnetz. Das Teilnehmerzugangsnetz (Access Network, Anschlussleitungsnetz) ist ein Netz, an das eine Vielzahl von Teilnehmern jeweils über einen Telefonanschluss angeschlossen sind. Bei xDSL unterscheidet man zwischen symmetrischen und asymmetrischen xDSL- Varianten. Bei dem asymmetrischen ADSL sind die Datenübertragungsraten downstream, d. h. zum Teilnehmer hin mit bis zu 8 MB/Sek. wesentlich höher als die upstream erreichbare Datenübertragungsrate von 1 MB/Sek. In den meisten Haushalten wird ein Internetzugang über die bestehenden Kupferdoppeladern genutzt. Durch den stetig steigenden Bedarf an Bandbreite wird zudem schrittweise die sogenannte VDSL-Technologie (Very High Speed Digital Subscriber Line, ITU-T-Standard G.993.1 G.993.2) eingeführt, mit der sich Datenraten von bis zu 100 MB/Sek. in beiden Richtungen auf kurzen Leitungen erreichen lassen.
Die erzielbaren Datenraten hängen von dem Signal-zu-Rausch-Abstand SNR auf der jeweiligen Telefonleitung ab. Mit zunehmender Leitungslänge und zunehmendem Übersprechen von anderen Telefonleitungspaaren nimmt die tatsächlich erzielbare Datenrate ab. Die gängige Vorgehensweise eines Netzbetreibers zur Konfiguration im Betrieb eines DSL-Anschlusses besteht darin, dass dem Kunden bzw. Teilnehmer für seinen Internetzugang eine feste Datenrate zugesagt wird, die deutlich unter der physikalisch erreichbaren Datenübertragungsrate liegt. Diese zugesagte niedrige fixierte Datenübertragungsrate wird auch auf längeren Telefonleitungen noch erreicht, selbst wenn störende benachbarte DSL-Signale auftreten. Alternativ garantieren Netzbetreiber eine minimale Datenübertragungsrate und stellen dann basierend auf den tatsächlichen Leitungsbedingungen beim Freischalten des DSL-Anschlusses eine gegebenenfalls höhere mögliche Datenübertragungsrate ein (Best Effort).
Für DSL-Netzbetreiber wird es in Zukunft zunehmend wichtiger, Sprachservices (Voice over IP) und Filme (Video an Demand) über DSL anzubieten. Hierdurch erhöht sich der Bedarf an Bandbreite erheblich. Die Sprachdatenübertragung mittels Voice over IP und die Bilddatenübertragung stellen besondere Anforderungen an die DSL-Verbindung. Sprachdaten weisen eine geringe Datenübertragungsrate von unter 100 KB/Sek. auf, sind aber besonders empfindlich gegenüber einer langen Signallaufzeit bzw. Signallaufzeitschwankungen, da hierdurch am fernen Ende des Teilnehmeranschlusses reflektierte Signalanteile durch die Teilnehmer als unangenehmes Echo wahrgenommen werden. Schon bei einer Gesamtlaufzeit von über 30 mSek. wird die subjektive Qualität des Telefongesprächs herabgesetzt. Eine DSL-Sprachverbindung sollte daher idealerweise nicht mehr als 5 mSek. zur Gesamtlaufzeit beitragen.
Video- bzw. Bilddaten nutzen Bildkompressionstechniken, die zu einer Datenübertragungsrate zwischen 2 MB/Sek. und 20 MB/Sek. führen. Der Echtzeitcharakter des Videodatenstromes erlaubt nicht das wiederholte Senden von verlorengegangenen Datenpaketen, wie es beispielsweise beim TCP-Protokoll üblich ist (TCP over IP). Falls RTP-Datenpakete (RTP: Real Time Protocol) verlorengehen, führt dies zu kurzzeitigen Bildstörungen. Das erneute Senden verlorengegangener Datenpakete zur Bilddatenübertragung ist nur möglich, wenn ein genügend großer Pufferspeicher auf der Empfängerseite vorgesehen wird, der den Zeitverlust bei erneuter Paketanforderung ausgleichen kann. Ein großer Pufferspeicher hat jedoch den Nachteil, dass ein Kanalwechsel bzw. Programmwechsel zu hohen Totzeiten beim Entleeren bzw. erneuten Füllen des Pufferspeichers führt, oder aber eine sehr große Bandbreite auf der DSL-Leitung zur Verfügung gestellt werden muss, die wesentlich höher ist als die ermittelte benötigte Datenrate zur Übertragung eines einzigen Videodatenstroms ist.
Impulsstörungen, die auf einer DSL-Verbindung auftreten, können zu einem kurzzeitigen Datenverlust führen. Für reine Internetdaten, wie beispielsweise Web-Daten, oder Mail-Daten sind derartige Datenverluste, die durch Impulsstörungen hervorgerufen werden, für den Teilnehmer dank TCP-Re-Transmission, d. h. dem erneuten Senden von Daten überhaupt nicht bemerkbar. Auch bei der Übertragung von Sprachdaten rufen Impulsstörungen lediglich ein akustisch hörbares Störgeräusch hervor, wobei dies jedoch durch die Teilnehmer kaum wahrgenommen wird.
Sowohl ADSL als auch VDSL sind mit einem Fehlerkorrekturmechanismus ausgestattet, bei dem auf Seiten des Senders in den Datenstrom redundante Daten hinzugefügt werden, die es erlauben, auf der Empfangsseite eine bestimmte Menge gestörter Daten zu rekonstruieren. Durch diese Fehlerkorrektur lassen sich Bitfehler, die durch Impulsstörungen hervorgerufen werden, beseitigen. Die Vermeidung von Bitfehlern bei Auftreten von impulsförmigen Störsignalen wird dabei erreicht, indem man die Bitinformationen auf der DSL-Verbindung zeitlich verteilt bzw. „interleaved". Ohne Interleaving kann ein impulsförmiges Störsignal sowohl die eigentlichen Nutzdaten als auch die redundant hinzugefügten Fehlerkorrekturdaten stören. Das Interleaven der Daten führt allerdings zu einer zusätzlichen Signallaufzeit, die typischerweise zwischen 8 und 20 mSek. liegt, um einen ausreichenden Schutz gegen impulsförmige Störsignale zu bieten. Impulsförmige Störsignale haben üblicherweise eine Dauer von weniger als 0,5 mSek. Während des Auftreten eines impulsförmigen Störsignals werden die in dem Datenstrom enthaltenen Daten komplett zerstört. Die durch Interleaving hervorgerufenen höheren Signallaufzeiten können für Video- bzw. Bilddaten ohne Nachteile in Kauf genommen werden. Im Gegensatz dazu wirken höhere Signallaufzeiten, die durch Interleaving hervorgerufen werden, bei der Übertragung von Sprachdaten und gegebenenfalls auch bei der Übertragung von zeitkritischem Internetverkehr, beispielsweise „Online-Gambling" störend.
Generell stellen die verschiedenen Verkehrstypen von Daten, insbesondere Internetdaten, Sprachdaten und Videodaten teilweise widersprüchliche Anforderungen an die Konfiguration der DSL-Verbindung und somit des xDSL-Modems.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem zu schaffen, bei der die zur Verfügung stehende Bandbreite der DSL-Verbindung optimal ausgenutzt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die verschiedenen Verkehrstypen einen Datenverkehrstyp zur Übertragung von Informationsdaten, insbesondere Internetdaten, einen Sprachverkehrstyp zur Übertragung von Sprachdaten und einen Videoverkehrstyp zur Übertragung von Bilddaten.
Die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems wird dabei vorzugsweise durch eine Ablaufsteuerung mittels SRA (Seamless Rate Adaption) eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines an der Ablaufsteuerung angeschlossenen Sprachdatendetektors erfasst, ob die von einer Datenquelle stammenden Datenpakete Sprachdaten enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines an der Ablaufsteuerung angeschlossenen Videodatendetektors erfasst, ob die von einer Datenquelle stammenden Datenpakete Bilddaten enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zu übertragenden Daten durch einen Zeitmultiplexer auf verschiedene Sendesignalpfade des xDSL-Modems verteilt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die verteilten Daten in jedem Sendesignal pfad durch einen Framer zu einem xDSL-Datenübertragungsrahmen gruppiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die in dem xDSL-Datenrahmen zu übertragenden Daten in jedem Sendesignalpfad des xDSL-Modems durch eine zugehörige Fehlerschutzeinheit zum Schutz gegen Übertragungsstörungen codiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für jeden zu übertragenden xDSL-Datenübertragungsrahmen eine Prüfziffer mittels eines CRC (Cyclic Redundancy Check)-Codierers erzeugt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zu übertragenden Daten einschließlich der erzeugten Prüfziffer durch einen Scrambler der Fehlerschutzeinheit verwürfelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die verwürfelten Daten durch einen Reed-Solomon-Codierer der Fehlerschutzeinheit codiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die durch die Fehlerschutzeinheit codierten Daten durch einen in dem Sendesignalpfad enthaltenen nachgeschalteten Interleaver mit einstellbarer Interleave-Tiefe interleaved.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Signallaufzeit der verschiedenen Sendesignalpfade des xDSL-Modems durch Veränderung der Interleave-Tiefe des zugehörigen Interleavers für die verschiedenen Verkehrstypen eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei Auftreten von Impulsstörungen die Signal laufzeit maximal eingestellt, wenn durch einen Videodatendetektor erfasst wird, dass die von der Datenquelle stammenden Datenpakete Bilddaten enthalten.
Die Erfindung schafft ferner eine Ablaufsteuerung für ein xDSL-Modem zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen, wobei die Ablaufsteuerung in Abhängigkeit von den mittels Detektoren erfassten Verkehrstypen eine Datenübertragungsrate des xDSL-Modems dynamisch anpasst.
Im Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Ablaufsteuerung zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.
Es zeigen:
1: eine Schaltungsanorndung mit einem xDSL-Modem und einer erfindungsgemäßen Ablaufsteuerung;
2: ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des durch die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung angesteuerten xDSL-Modems;
3: ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Übertragen von Daten verschiedener Verkehrstypen;
4: ein Ablaufdiagramm eines Unterprogramm innerhalb des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens;
5: ein Ablaufdiagramm eines weiteren Unterprogramms innerhalb des in 3 dargestellten erfindungs gemäßen Verfahrens;
6: ein Ablaufdiagramm eines weiteren Unterprogramms innerhalb des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens;
7: ein Ablaufdiagramm eines weiteren Unterprogramms innerhalb des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens.
1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ablaufsteuerung 1 zur Durchführung des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem 2. Die bevorzugte Ausführungsform des dabei eingesetzten xDSL-Modems ist in 2 dargestellt. An dem xDSL-Modem 2 ist über eine Teilnehmeranschlussleitung 3 ein Teilnehmeranschluss 4 angeschlossen. Das xDSL-Modem 2 sendet und empfängt modulierte Daten über die Teilnehmeranschlussleitung 3.
Bei dem in 2 dargestellten xDSL-Modem handelt es sich um ein Dual-Latency-xDSL-Modem mit zwei Sendesignalpfaden und zwei Empfangssignalpfaden, deren Interleaver eine einstellbare Interleave-Tiefe aufweisen.
Datenpakete, die von einer beliebigen Datenquelle 5 stammen, werden durch einen Demultiplexer 6 auf die beiden Latency-Pfade LP bzw. Sendesignalpfade des in 2 dargestellten xDSL-Modems verteilt. Umgekehrt werden die in den beiden Empfangssignalpfaden empfangenen Daten durch einen gesteuerten Multiplexer 7 zusammengeführt und einer beliebigen Datenverarbeitungseinheit 8 zugeführt. Der Demultiplexer 6 und der Multiplexer 7 werden über eine Steuerleitung 9 von einer Ablaufsteuerung 1 angesteuert. Die Ablaufsteuerung 1 wählt einen der beiden Latency-Pfade des Dual-Latency-xDSL-Modems 2 aus. Die Ablaufsteuerung 1 weist vorzugsweise einen daran angeschlossenen Konfigurationsspeicher 10 auf, an dem verschie dene Konfigurationsparameter, die durch den Netzbetreiber vorgegeben sind, eingestellt sind. Die Ablaufsteuerung 1 gemäß der Erfindung steuert über eine Standard-Steuerschnittstelle, die mehrere Steuerleitungen umfasst, das Dual-Latency-xDSL-Modem 2 an.
Das in 1 dargestellte xDSL-Modem 2 befindet sich beispielsweise auf einer Linecard bzw. Teilnehmer-Leitungstreiberkarte oder in einem sogenannte DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer). Das xDSL-Modem 2 ist beispielsweise durch eine integrierte Halbleiterschaltung gebildet und weist Schnittstellen gemäß verschiedener Standards auf.
Die Ablaufsteuerung 1 ist an verschiedene unabhängige Detektoren angeschlossen. Ein Sprachdatendetektor 11 erfasst, ob die von der Datenquelle 5 stammenden Datenpakete Sprachdaten enthalten. Ein Videodatendetektor 12 erfasst, ob die von der Datenquelle 5 stammenden Datenpakete Bilddaten enthalten. Sobald der Sprachdatendetektor 11 erkennt, dass die Datenpakete Sprachdaten enthalten, gibt er ein entsprechendes Anzeigesignal (Event Sprache) an die Ablaufsteuerung 1 ab. Erkennt der Videodatendetektor 12, dass die ankommenden Datenpakete Bilddaten enthalten, gibt er ebenfalls ein entsprechendes Anzeigesignal (Event Video) an die Ablaufsteuerung 1 ab.
Der Sprachdatendetektor 11 und der Videodatendetektor 12 werten die Header-Daten bzw. Datenpaket-Verwaltungsdaten der ankommendenden Datenpakete aus. Das Identifizieren des Verkehrstyps Sprache bzw. des Verkehrstyps Video erfolgt bei einer bevorzugten Ausführungsform durch die Überprüfung der TCP- oder UDP-Portnummer für den in dem jeweiligen Netzwerk genutzten Datenservice.
Neben dem Sprachdatendetektor 11 und dem Videodatendetektor 12 ist die Ablaufsteuerung 1 zusätzlich an einen Impuls- Noise-Detektor 13 und an einen Verbindungs-Qualitäts-Detektor 14 angeschlossen.
Der Detektor 13 zur Erfassung von impulsförmigen Störungen erfasst Impulsstörer, die das Übertragungsmedium kurzzeitig mit einem Störsignal beaufschlagen und dessen Pegel deutlich über dem Pegel des Nutzsignals liegt und damit einen Empfang des Nutzsignals kurzzeitig unmöglich macht. Derartige impulsförmige Störsignale dauern in der Regel nicht länger als 2 mSek. Die bei einer DSL-Leitung normalerweise vorhandene Sicherheitsreserve zwischen dem stationären Rauschpegel und dem Signalpegel in Höhe von typischerweise 6 bis 30 dB bietet gegen impulsförmige Störsignale keinen ausreichenden Schutz.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das impulsförmige Störsignal durch kontinuierliches Beobachten des Signal-zu-Rausch-Abstandes SNR auf der Empfangsseite des xDSL-Modems erkannt.
In einer alternativen Ausführungsform werden auftretende CRC-Fehler erfasst.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden zur Erfassung eines impulsförmigen Störsignals nicht nur die Anzahl der auftretenden CRC-Fehler, sondern zusätzlich auch die Ergebnisse des auf der Empfangsseite vorhandenen Reed-Solomon-Decoders ausgewertet, d. h. die Anzahl erfolgreich korrigierter bzw. nicht korrigierbarer RS-Codewörter.
Mit dem Verbindungsqualitätsdetektor 14 wird die Verbindungsqualität des DSL-Links erfasst. Hierzu werden beispielsweise das Signalrauschverhältnis SNR kontinuierlich überwacht und ein Mittelwertsignalrauschverhältnis SNR errechnet. Liegt der errechnete Mittelwert über einem Schwellenvorgabewert, wird die Verbindungsqualität als ausreichend bewertet. Liegt der Mittelwert umgekehrt unterhalb des Vorgabewertes, gibt der Verbindungsqualitätsdetektor 14 ein Anzeigesignal, welches eine schlechte Verbindung anzeigt, an die Ablaufsteuerung 1 ab.
Bei alternativen Ausführungsformen des Verbindungsqualitätsdetektors 14 werden Kennzahlen, wie sie beispielsweise in RFC2662, Definitions of Managed Objects for the ADSL Lines, IETF, August 1999 zusammengefasst sind, herangezogen. Beispielsweise wird „adslAtucPerfEss" oder „adslAtucPerfEss" daraufhin überwacht, ob eine Erhöhung des Zählwertes um mehr als beispielsweise 3 innerhalb eines Zeitintervalls von vorzugsweise 60 Sek. stattgefunden hat. Wenn dies der Fall ist, gibt der Verbindungsqualitätsdetektor 14 ein Anzeigesignal Event Link Bad an die Ablaufsteuerung 1 ab, welches anzeigt, dass die Verbindungsqualität mangelhaft ist.
Die Ablaufsteuerung 1 passt in Abhängigkeit von dem mittels der Detektoren 11, 12 erfassten Datenverkehrstypen die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems 2 dynamisch an. Hierzu gibt die Ablaufsteuerung 1 Steuersignale an eine innerhalb des xDSL-Modems 2 vorgesehene interne Modemsteuerung 2a ab. Die Ablaufsteuerung 1 steuert die maximale Übertragungsrate der beiden in dem Dual Latency xDSL-Modem enthaltenen Latency-Pfade (Max Link Rate LP0/1), eine minimale Übertragungsrate der beiden Latency-Pfade LP0, LP1 (Min Link Rate 0/1), eine maximal zulässige Signalverzögerung über die beiden Latency-Pfade LP0/LP1 (Max Link Delay0/1) und eine minimale Immunität gegenüber impulsförmigen Störsignals für die beiden latency-Pfade Min Link INP0/1. Zusätzlich gibt die Ablaufsteuerung 1 drei Steuersignale SRA (Seamless Rate Adaption), DRR (Dynamic Rate Repartitioning) und SIC (Seamless Interleaver Change) an die interne Modemsteuerung 2a ab. Die interne Modemsteuerung 2a steuert die internen Latency-Pfade LP innerhalb des xDSL-Modems 2 an.
Bei SAR erfolgt eine dynamische Änderung der Anzahl von Bits pro Zeit, die in einem QAM-Modulator im Sendesignalpfad des xDSL-Modems passieren, d. h. es erfolgt eine dynamische Da tenratenanpassung. Damit einhergehend werden auch Einstellungen in einem Framer und in einem diesem nachgeschalteten Reed-Solomon-Codierer geändert.
Bei DRR (Dynamic Rate Repartitioning) erfolgt ein dynamisches Verteilen einer Datenrate zwischen den beiden Latency-Signalpfaden LP0/LP1 innerhalb des xDSL-Modems. Die Summenrate, d. h. die Summe der beiden Datenübertragungsraten bleibt dabei unverändert, lediglich das Aufteilungsverhältnis wird geändert. Dabei werden gegebenenfalls auch der Framer und der Reed-Solomon-Codierer entsprechend eingestellt.
Bei SIC (Seamless Interleave Change) erfolgt eine dynamische Veränderung der Interleave-Tiefe des in dem jeweiligen Latency-Signalpfad LP vorhandenen Interleavers INT. Die internationalen Standards für ADSL und VDSL unterstützen SRA, DRR und SIC in unterschiedlichem Maße entsprechend der folgenden Tabelle:

ITU-T Standard SRA DRR SIC

G.992.1, 2 nein nein nein

G.992.3,5 ja ja nein

G.993.1 nein nein nein

G.993.2 ja ja ja
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 unterscheidet bei einer bevorzugten Ausführungsform drei verschiedene Verkehrstypen, nämlich einen Verkehrstyp Daten VT_Daten für Webbrowsing, e-Mails, FTP usw., einen Verkehrstyp Sprache VT_Sprache für Voice over IP-Anwendungen und einen Verkehrstyp Video VT_Video für Bilddatenanwendungen.
Für jeden Verkehrstyp gibt der Netzbetreiber a priori Konfigurationsparameter an, insbesondere die maximale Übertragungsrate für jeden Verkehrstyp, die minimale Datenübertragungsrate für jeden Verkehrstyp und die maximal zulässige Verzögerungszeit für die beiden Verkehrstypen Daten und Spra che. Zudem wird die zulässige Impulsstördauer für den Verkehrstyp Video vorgegeben. Die Konfigurationsparameter werden in dem in 1 dargestellten Konfigurationsspeicher 10 gespeichert und können durch die Ablaufsteuerung 1 ausgelesen werden.
Typische Konfigurationsparameterwerte sind:

Daten Sprache Video

MaxRate 24 Mbit/s 256 kBit/s 15 Mbit/s

Min_Rate 128 kBit/s 100 kBit/s 8 MBit/s

MaxDelay 8 ms 5 ms –

MinINP – – 2 ms
Neben den ausgelesenen Konfigurationsparametern erhält die Ablaufsteuerung 1 von den Detektoren 11, 12, 13, 14 Anzeigesignale bzw. Ereignisse (Events). Das Ereignis EVTHINP gibt an, dass eine impulsförmige Störung durch den Impuls-Noise-Detektor 13 erkannt wurde. Das Ereignis Event Link Bad gibt an, dass der Verbindungsqualitätsdetektor 14 eine Verschlechterung der Verbindungsqualität erkannt hat. Das Ereignis Event Sprache gibt an, dass der Sprachdatendetektor 11 erkannt hat, dass der Datenverkehr Sprachdaten enthält. Das Event EVT VIDEO gibt an, dass der Videodatendetektor 12 erkannt hat, dass der Datenverkehr Videodaten enthält.
Darüber hinaus erhält die Ablaufsteuerung 1 über Leitungen 15 Verbindungsparameter von dem Dual-Latency-xDSL-Modem 2, nämlich die tatsächlich durch Interleaving hervorgerufene Verzögerung für die beiden Latency-Pfade (Link Delay LP0/Link Delay LP1), die maximale Reparaturzeit zum Schutz vor Impulsstörungen für die beiden Latency-Pfade (Link INP LP0, Link INP LP1), und die tatsächliche Datenrate für die beiden Latency-Pfade 0,1 (Link Rate LP0, Link Rate LP1).
Wie man aus 2 erkennen kann, weist jeder Sendesignalpfad bzw. Latency-Pfad einen Framer zum Gruppieren der Daten in einen xDSL-Rahmen bzw. Frame sowie eine zugehörige Fehlerschutzeinheit auf. Die Fehlerschutzeinheit umfasst insbesondere einen CRC-Codierer zur Erzeugung einer Prüfziffer, einen Scrambler zum Verwürfeln der zu übertragenden Daten einschließlich der erzeugten Prüfziffer sowie einen Reed-Solomon-Codierer RS. Der Fehlerschutzeinheit ist jeweils ein Interleaver INT nachgeschaltet, der die codierten Daten verschachtelt bzw. interleaved. Die Interleave-Tiefe der Interleaver ist dabei vorzugsweise für die unterschiedlichen Latency-Pfade LP unterschiedlich einstellbar. Ein Interleaving bzw. das zeitliche Verteilen der Informationen führt zu einem zusätzlichen Schutz gegenüber Störsignalen. Allerdings hat das Interleaving eine zusätzliche Signallaufzeit zufolge. Typischerweise werden Werte zwischen 8 und 20 mSek. „Interleaving Delay" benötigt, um einen ausreichenden Schutz gegenüber Impulsstörungen zu erreichen. Die interleavten Daten werden anschließend verschiedenen Trägerfrequenzen zugeordnet und durch einen QAM-Modulator moduliert. Anschließend erfolgt eine inverse Fourier-Transformation, eine Digital-Analog-Wandlung und Impulsformung mittels Filtern. Zwischen der Sende- und Empfangsrichtung ist eine Hybridschaltung mit Echokompensation EC vorgesehen.
Die Detektoren 11, 12, 13, 14 dienen zur kontinuierlichen Beobachtung des Datenverkehrs hinsichtlich des Auftretens von Sprachdaten, Videodaten sowie der Überwachung der physikalischen Verbindung hinsichtlich von Impulsstörungen und der allgemeinen Qualität der Verbindung. Basierend auf den Ergebnissen dieser Beobachtungen führt die Ablaufsteuerung 1 eine dynamische Anpassung der Datenrate sowie der den Schutz gegen Impulsstörungen betreffenden Verbindungsparameter durch. Dem klassifizierten Datenverkehr werden Übertragungspfade innerhalb des Modems zugewiesen, der den vorab spezifizierten Anforderungen des Datenverkehrs genügt. Durch dynamische Anpassung der Verbindungsparameter, d. h. ohne einen Verbindungsab- oder wiederaufbau wird durch die Ablaufsteuerung 1 eine stets optimale Verbindungsqualität für die verschiedenen Ver kehrstypen sichergestellt. Dabei wird nur der gerade benötigte Teil des Leistungsspektrums innerhalb eines Kabelbündels belegt, sodass der Gesamtdurchsatz in dem Kabelbündel maximiert wird.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nach einem Startschritt S0 erfolgt mittels der Ablaufsteurung 1 zunächst eine Initialisierung des xDSL-Modems 2 in einem Schritt S1. Dabei wird die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems 2 auf eine vorgegebene Minimalübertragungsrate zur Übertragung von Daten des Datenverkehrstyps initialisiert. Nach dem Initialisierungsschritt S1 wird im Schritt S2 ein Zähler bzw. ein Timer T1 gestartet.
In einem Schritt S3 wird zunächst geprüft, ob die ankommenden Datenpakete Sprachdaten enthalten oder nicht. Ist dies der Fall, wird im Schritt S4 ein Unterprogramm A, wie es in 4 dargestellt ist, durchlaufen.
Enthalten die ankommenden Datenpakete keine Sprachdaten, wird der Vorgang direkt mit Schritt S5 fortgesetzt, d. h. die Ablaufsteuerung 1 prüft, ob der Videodatendetektor 12 das Vorhandensein von Bilddaten erkannt hat. Falls die ankommenden Datenpakete Bilddaten enthalten, wird im Schritt S6 das Unterprogramm B, welches in 5 dargestellt ist, durchlaufen.
Im Schritt S7 prüft die Ablaufsteuerung, ob die durch den Detektor 14 festgestellte Verbindungsqualität ausreichend ist. Ist die Verbindungsqualität nicht ausreichend, wird der Zähler T1 im Schritt S8 zurückgesetzt und im Schritt S9 eines Unterprogramms C, welches in 6 dargestellt ist, durchlaufen.
Im Schritt S10 prüft die Ablaufsteuerung 1, ob der Impulsstörungsdetektor 13 eine Impulsstörung meldet. Falls eine Impulsstörung vorliegt, wird der Zähler im Schritt S11 zurückgesetzt und gestartet. Anschließend wird im Schritt S12 ein Unterprogramm D, wie es in 7 dargestellt ist, durchlaufen.
Im Schritt S13 prüft die Ablaufsteuerung 1, ob der Zähler T1 abgelaufen ist oder nicht. Falls der Zähler abgelaufen ist, wird die Datenrate des xDSL-Modems 2 mittels SRA im Schritt S14 heraufgesetzt. Anschließend wird der Zähler T1 wieder zurückgesetzt und im Schritt S15 neu gestartet. Der Vorgang kehrt daraufhin zu Schritt S3 zurück.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es in 3 dargestellt ist, wird zunächst in dem Initialisierungsschritt S1 die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems 2 auf eine vorgegebenen Minimalübertragungsrate zur Übertragung des Verkehrstyps „Daten" eingestellt. Sobald die DSL-Verbindung hergestellt ist und damit die grundsätzliche Fähigkeit des xDSL-Modems zur Übertragung der Summe aller minimal geforderten Datenraten sichergestellt ist, reduziert hierzu die Ablaufsteuerung 1 die Datenrate auf der DSL-Leitung mittels des SRA-Mechanismus, um die minimalen Raten für die beiden Verkehrstypen „Sprache" und „Video", sodass nur die minimal geforderte Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Daten" übrig bleibt. Die zusätzlich benötigten Datenübertragungsraten für Sprache und Video werden erst bei tatsächlichem Auftreten von Sprache und Videodatenverkehr dynamisch durch die Ablaufsteuerung 1 zur Verfügung gestellt. Die Datenübertragungsrate bzw. die Bandbreite für den Verkehrstyp „Daten" wird durch die Ablaufsteuerung 1 permanent zur Verfügung gestellt. Die Ablaufsteuerung 1 stellt zunächst sicher, dass der Übertragungskanal die Minimalanforderungen erfüllt, indem die DSL-Verbindung mit der Summe der minimalen Datenübertragungsrate aller Verkehrstypen trainiert wird. Damit nicht unnötige Signalspektren verbraucht werden, vermindert die Ab laufsteuerung 1 dann im Initialisierungsschritt S1 die Datenübertragungsrate auf die minimale Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Daten".
Die Ablaufsteuerung 1 überwacht anschließend mittels des Sprachdatendetektors 11 und des Videodatendetektors 12, ob Daten von mindestens einem weiteren Verkehrstyp übertragen sind. Die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems 2 wird auf eine vorgegebene Minimal-Summendatenrate zum Übertragen von Daten des Datenverkehrstyps und von Daten des weiteren erfassten Verkehrstyps eingestellt, wenn weitere Verkehrstypen, beispielsweise Sprach- oder Videodaten mittels der Detektoren 11, 12 erfasst werden. Diese dynamische Anpassung der Datenübertragungsraten bei Bedarf, d. h. bei Auftreten eines weiteren Verkehrstyps, erfolgt mittels der Unterprogramme A, B in den Schritten S4, S6.
Wird mit dem Schritt S7 durch den Verbindungsqualitätsdetektor 14 erkannt, dass eine Verschlechterung der Leitungsbedingungen vorliegt, so überprüft die Ablaufsteuerung 1, ob eine höhere Datenrate eingestellt ist, als minimal gefordert. Hierzu überprüft die Ablaufsteuerung 1, ob die Datenübertragungsrate höher ist, als die Summe der minimal geforderten Datenübertragungsraten aller aktiven Verkehrstypen. Ist dies der Fall, wird die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems schrittweise mittels SRA durch die Ablaufsteuerung 1 reduziert. Wenn eine Reduzierung der Datenübertragungsrate nicht möglich ist, sind die physikalischen Grenzen erreicht und das xDSL-Modem 2 baut die xDSL-Verbindung selbstständig aufgrund der einsetzenden Bitfehler vollständig ab. Das Reduzieren der Datenübertragungsrate für den Fall einer schlechten Verbindungsqualität bildet das Gegenstück zu dem Schritt S14, bei dem in regelmäßigen Zeitabständen die Datenübertragungsrate heraufgesetzt wird. Die Datenübertragungsrate „atmet" sozusagen mit der bestehenden Verbindungsqualität.
Meldet der Detektor 13 für Impulsstörungen der Ablaufsteuerung 1 das Auftreten von Impulsstörungen und ist gleichzeitig der Verkehrstyp „Video" aktiv, d. h. wird ein garantierter Schutz vor Impulsstörern benötigt, versucht die Ablaufsteuerung 1, zunächst die Signallaufzeit mittels SIC auf den höchsten erlaubten Wert heraufzusetzen. Ist dies nicht möglich, weil die Signallaufzeit beispielsweise schon den maximal zulässigen Wert erreicht hat, wird die Datenübertragungsrate auf den minimal geforderten Wert herabgesetzt. Ist auch dies nicht möglich, setzt die Ablaufsteuerung 1 den SRA-Mechanismus dazu ein, die Bruttodatenrate auf der Teilnehmeranschlussleitung zu erhöhen und den Datenratengewinn dabei zum Hinzufügen weiterer Forward Error Correction-Daten zu nutzen. Hierbei nutzt die Ablaufsteuerung 1 die Tatsache aus, dass höhere Signallaufzeiten ein längeres „Verschmieren" der Daten per Interleaving zur Folge hat und somit auch einen höheren Schutz vor Störimpulsen bietet. Eine Erniedrigung der Datenrate durch eine Erhöhung des Signal-Rausch-Abstandes SNR bedeutet demzufolge eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass Störimpulse ihren Sicherheitsabstand bzw. „margin" nicht überschreiten. Bei der Forward Error Correction werden immer K-Datenbytes mit R-Checkbytes zusammengefasst. Bei allen DSL-Systemen ist die Summe aus dem K-Daten-Byte und den R-Check-Bytes kleiner oder gleich 255. Mit großem R und kleinem k kann der Schutz gegenüber Impulsstörungen verbessert werden, indem man die Zahl K der Datenbytes kleiner und die Anzahl R der Checkbytes erhöht.
Über den Timer bzw. Zählermechanismus T1 stellt die Ablaufstörung 1 gemäß der Erfindung die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems 2 schrittweise auf eine höhere Datenübertragungsrate ein. Arbeiten mehrere Datenübertragungssysteme gleichzeitig, die sich ein Kabelbündel mit einer Vielzahl von Teilnehmeranschlussleitungen 3 teilen, findet eine fairere Verteilung der gesamten Bündelkapazität statt, als für den Fall, dass die jeweiligen Modems immer nur auf eine feste Datenübertragungsrate eingestellt sind.
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 stellt initial die Datenübertragungsrate auf die Minimal-Übertragungsrate zur Übertragung des Verkehrstyp „Daten" ein. Tritt keines der Ereignisse, die mit den Schritten S3, S5, S7, S10 geprüft werden, ein, wird die Datenübertragungsrate schrittweise im Schritt S14 in regelmäßigen Zeitabständen erhöht. Hierdurch wird der zur Verfügung stehende Übertragungskanal nur soweit beansprucht, wie gerade nötig ist, sodass ein möglichst geringes Übersprechen auf die benachbarten Datenübertragungskanäle auftritt. Hierdurch wird die Gesamtnutzung des Kabelbündels optimiert.
Nach dem Initialisierungsschritt S1 beginnt die Ablaufsteuerung 1, kontinuierlich die einzelnen Detektoren 11, 12, 13, 14 abzufragen. Wird mittels des Sprachdatendetektors 11 das Auftreten von Sprachdatenpaketen (Voice over IP) erfasst, so stellt die Ablaufsteuerung 1 zusätzliche Bandbreite für Sprachdaten mittels SRA im Schritt S4 zur Verfügung.
Erkennt der Videodatendetektor 12 das Auftreten von Videodatenpaketen, so wird durch die Ablaufsteuerung 1 zunächst überprüft, ob ausreichend Bandbreite zur Verfügung steht, sodass die minimal geforderten Datenübertragungsraten für alle aktiven Verkehrstypen vorhanden sind. Wenn dies der Fall ist, werden durch die Ablaufsteuerung 1 keine weiteren Maßnahmen ergriffen. Steht nicht genügend Bandbreite zur Verfügung, fordert die Ablaufsteuerung 1 die fehlende Datenübertragungsrate über den SRA-Mechanismus von dem xDSL-Modem 2 an.
Im Weiteren werden verschiedene Schritte des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens im Detail beschrieben.
Im Schritt S1 erfolgt die Initialisierung des xDSL-Modems 2 durch die Ablaufsteuerung 1. Dabei erfolgt die Initialisierung in Abhängigkeit davon, ob das xDSL-Modem 2 ein Dual- Latency-xDSL-Modem mit zwei Latency-Signalpfaden LP0, LP1 oder ein xDSL-Modem mit nur einem einzigen Latency-Pfad LP0 ist.
Falls es sich bei dem xDSL-Modem um ein Modem mit nur einem Latency-Pfad LP handelt, wird die Datenübertragungsrate derart gewählt, dass gilt: LNK_RATE_LP0 = MinRate_VT_Daten + MinRate_VT_Sprache + MinRate_VT_Video. (1)
Ferner wird das maximale Interleaving-Delay bzw. die Interleaving-Verzögerung durch die Ablaufsteuerung wie folgt eingestellt: LNK_DELAY_LP0 <= Min (MaxDelay_VT_Daten, MaxDelay_VT_Sprache). (2)
Es wird hierbei die kleinstmögliche Signalverzögerung gewählt, die die Forderung noch erfüllt.
Ferner stellt die Ablaufsteuerung 1 den Framing-Parameter wie folgt ein: MIN_LNK_INP_LP0 >= MinINP_VT_Video. (3)
Falls ein Konflinkt zwischen den beiden obigen Forderungen (2), (3) besteht, verfährt die Ablaufsteuerung 1 derart, dass für die maximale Interleaving-Verzögerung gilt: LNK_DELAY_LP0 <= MaxDelay_VT_Daten, (4)wobei die kleinstmögliche Verzögerung gewählt wird, für die die Forderung noch erfüllt ist.
Ferner wird der Framing-Parameter derart eingestellt, dass gilt: LNK_INP_LP0 >= MinINP_VT_Video (5)
Falls die Forderungen (2) und (3) miteinander in Konflikt stehen, wird durch die Ablaufsteuerung 1 zunächst die Signalverzögerungsanforderung für Sprachdaten ignoriert, unter der Annahme, dass für spätere Phasen mit Sprachkommunikation das Interleaving-Delay dynamisch reduziert wird.
Ferner werden die Datenpfade durch die Ablaufsteuerung 1 derart geschaltet, dass alle drei Verkehrstypen auf den Latency-Pfad LP0 gelegt sind.
Nach erfolgreichem Verbindungsaufbau wird die Datenübertragungsrate für den Latency-Pfad LP0 mittels SRA durch die Ablaufsteuerung um (MinRate_VT_Sprache + MinRate_VT_Video) reduziert.
Hiermit ist die Initialisierung im Schritt S1 des xDSL-Modems 2 abgeschlossen.
Weist das xDSL-Modem 2 zwei getrennte Latency-Pfade LP0, LP1 auf, erfolgt die Initialisierung im Schritt S1 durch die Ablaufsteuerung 1 wie folgt.
Falls MaxDelay_VT_Daten <= MaxDelay_VT_Sprache ist, wird die Datenübertragungsrate für den Latency-Pfad LP0 derart gewählt, dass gilt: LNK_RATE_LP0 = MinRate_VT_Daten + MinRate_VT_Sprache. (6)
Anschließend wird die maximale Interleaving-Verzögerung durch den Latency-Pfad LP0 derart durch die Ablaufsteuerung 1 eingestellt, dass: LNK_DELAY_LP0 <= MaxDelay_VT_Daten. (7)
Dann wird die Datenübertragungsrate für den Latency-Pfad LP1 durch die Ablaufsteuerung 1 derart eingestellt, dass LNK_RATE_LP1 = MinRate_VT_Video. (8)
Die Ablaufsteuerung 1 stellt dann den Framing-Parameter zu dem Latency-Pfad LP1 derart ein, dass: LNK_INP_LP1 >= MinINP_VT_Video. (9)
Die Datenpfade werden anschließend so geschaltet, dass der Verkehrstyp „Sprache" VT_Sprache und der Verkehrstyp „Daten" VT_Daten auf dem Signalpfad LP0 übertragen werden.
Ferner werden die Datenpfade durch die Ablaufsteuerung 1 derart geschaltet, dass der Verkehrstyp „Bilddaten" VT_Video auf den Latency-Pfad LP1 des Dual-Latency-Modems 2 gelegt wird.
Unmittelbar nach erfolgreichem Verbindungsaufbau durch das xDSL-Modem wird die Datenübertragungsrate für den Latency-Pfad LP0 LNK_Rate_LP0 mittels SRA/DRR durch die Ablaufsteuerung 1 um MinRate_VT_Sprache reduziert. Die Übertragungsrate für den Latency-Pfad LP1 LNK_Rate_LP1 wird durch die Ablaufsteuerung 1 mittels SRA/DRR um MinRate_VT_Video reduziert.
Falls MaxDelay_VT_Daten > MaxDelay_VT_Sprache ist, erfolgt eine Belegung des Latency-Pfades LP0 für Sprache und eine Belegung des Latency-Pfades LP1 für Video und Daten.
Die Ablaufsteuerung stellt die Datenrate für den Latency-Pfad LP0 dann derart ein, dass gilt: LNK_RATE_LP0 = MinRate_VT_Sprache. (10)
Dann wird die maximale Interleaving-Verzögerung für den Latency-Pfad LP0 derart eingestellt, dass gilt: LNK_DELAY_LP0 <= MaxDelay_VT_Sprache.^ (11)
Anschließend wird die Datenrate für den Latency-Pfad LP1 derart durch die Ablaufsteuerung 1 eingestellt, dass gilt: LNK_RATE_LP1 = MinRate_VT_Video + MinRate_VT_Daten. (12)
Anschließend wird die maximale Interleaving-Verzögerung zu LP1 durch die Ablaufsteuerung 1 derart eingestellt, dass gilt: LNK_DELAY_LP1 = MaxDelay_VT_Daten. (13)
Die Framing-Parameter werden durch die Ablaufsteuerung 1 zu dem Latency-Pfad LP1 derart eingestellt, dass gilt: LNK_INP_LP1 >= MinINP_VT_Video. (14)
Schließlich werden die Datenpfade durch die Ablaufsteuerung 1 derart geschaltet, dass der Verkehrstyp VT_Sprache auf den Latency-Pfad LP0 gelegt wird und die Verkehrstypen VT_Daten und VT_Video auf den Latency-Pfad LP1 gelegt sind.
Unmittelbar nach erfolgreichem Verbindungsaufbau wird die Datenübertragungsrate zu dem Latency-Pfad LP0 (LNK_RATE_LP0) durch die Ablaufsteuerung 1 mittels SRA/DRR um MinRate_VT_Sprache reduziert. Die Datenübertragungsrate für den Latency-Pfad LP1 (LNK_RATE_LP1) wird durch die Ablaufsteuerung 1 mittels SRA/DRR um MinRate_VT_Video reduziert.
Hiermit ist die Initialisierung des Dual-Latency-xDSL-Modems 2 im Schritt S1 abgeschlossen.
Nach Starten des Zählers T1 im Schritt S2 überwacht die Ablaufsteuerung 1 verschiedene Ereignisse mittels der Detektoren 11, 12, 13, 14 in den Schritten S3, S5, S7, S10.
Das Ablaufen des Zählers T1 führt im Schritt S14 dazu, dass die Datenrate mittels SRA schrittweise heraufgesetzt wird, bis die Summe der jeweils zulässigen Werte aller aktiven Verkehrstypen erreicht ist. Bei Auftreten einer schlechten Verbindung bzw. eines impulsförmigen Störsignals wird der Zähler T1 zurückgesetzt, d. h. ein Heraufsetzen der Datenrate wird nicht fortgeführt, wenn sich die Leitungsqualität verschlechtert. Hierdurch wird durch das xDSL-Modem 2 immer nur soviel Energie auf die Teilnehmeranschlussleitung 3 abgegeben, wie für die jeweilige Datenverkehrssituation erforderlich ist. Somit wird die in einem Kabelbündel mit vielen Leitungen zur Verfügung stehende Kapazität optimal ausgenutzt. Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 führt somit ein dynamisches Spektrum-Management durch.
Handelt es sich bei dem xDSL-Modem 2 um ein Dual-Latency-Modem, wird bei der Initialisierung durch die Ablaufsteuerung 2 der Verkehrstyp „Sprache" mit demjenigen der beiden anderen Verkehrstypen in einem Latency-Pfad LP kombiniert bzw. zusammengefasst, der eine niedrigere Laufzeitanforderung als Sprache aufweist. Der Vergleich auf die niedrigere Laufzeit erfolgt vorzugsweise nur mit dem Verkehrstyp „Daten", da in der Praxis Videodaten stets eine höhere zulässige Laufzeit aufweisen, als Sprachdaten. Gibt es für den Datenverkehr keine niedrigere Laufzeitanforderung als für den Verkehrstyp „Sprache", dann wird ein Latency-Pfad LP ausschließlich zur Sprachdatenübertragung reserviert und der Video- und Datenverkehr teilen sich den anderen Latency-Pfad.
Bei einem Dual-Latency-xDSL-Modem werden die Datenraten von der Ablaufsteuerung 1 für jeden Latency-Pfad derart gewählt, dass die Summe der minimalen Datenübertragungsraten der jeweils vorgesehenen Verkehrstypen entspricht. Die maximal zulässige Laufzeit wird derart gewählt, dass die strengste aller Laufzeitanforderungen der jeweils vorgesehenen Verkehrstypen erfüllt ist. Derjenige Latency-Pfad LP, der Videodaten überträgt, wird entsprechend der Anforderung an den minimalen Schutz vor Impulsstörern konfiguriert.
Sobald die Verbindung hergestellt wurde und damit die grundsätzliche Fähigkeit des xDSL-Modems 2 zur Übertragung der Summe aller minimal geforderten Datenübertragungsraten sichergestellt ist, reduziert die Ablaufsteuerung 1 die Datenübertragungsrate auf der DSL-Leitung 3 mittels des SRA-Mechanismus, um die minimalen Raten für Sprache und Video in dem jeweiligen Latency-Pfad LP, sodass nur die minimal geforderte Rate für Datenverkehr übrig bleibt. Mittels des DRR-Mechanismus wird anschließend die gesamte Datenübertragungsrate demjenigen Latency-Pfad zugewiesen, der Datenverkehr überträgt, während der andere Latency-Pfad auf eine Datenrate von 0 reduziert wird. Die zusätzlich benötigten Datenübertragungsraten für Sprache und Video werden erst bei einem tatsächlichen Auftreten von Sprach- oder Videoverkehr dynamisch durch die Ablaufsteuerung 1 zur Verfügung gestellt. Im Gegensatz dazu wird die Bandbreite für Daten durch die Ablaufsteuerung 1 permanent zur Verfügung gestellt.
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 basiert auf den folgenden praxisnahen Voraussetzungen, nämlich:
Es ist prinzipiell eine ausreichend hohe Datenübertragungsrate für die simultane Übertragung aller drei Verkehrstypen auf dem jeweiligen Übertragungskanal zu realisieren.
Die erforderliche, maximale Datenübertragungsrate des Verkehrstyp „Daten" ist wesentlich größer als die Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Sprache".
Die erforderliche maximale Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Video" ist wesentlich größer als die Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Sprache".
Eine Übertragungsmöglichkeit für den Verkehrstyp „Daten" wird durch die Ablaufsteuerung 1 permanent bereit gestellt.
Für die Übertragung von Video- und Sprachdaten darf eine minimale Datenübertragungsrate nicht unterschritten werden.
Für die Übertragung von Sprachdaten darf eine maximale Laufzeit nicht überschritten werden.
Für die Übertragung von Videodaten ist eine minimale Sicherheit gegenüber Impulsstörungen durch die Ablaufsteuerung 1 gewährleistet.
Das Einhalten der minimalen Laufzeit für Sprachdaten wird dabei wichtiger gewertet als das Erfüllen der minimalen Sicherheit gegenüber Impulsstörungen bei Videodatenübertragung.
Das Übertragungssystem wird von Anfang an auf entweder einen oder zwei Datenübertragungspfade bzw. Latency-Pfade eingestellt.
Video- und Sprachdaten werden nicht permanent übertragen, sondern nur bei Bedarf.
Die erfindungsgemäße Ablaufsteuerung 1 erlaubt ein Schwanken der Datenübertragungsrate für den Verkehrstyp „Daten", da dies unproblematisch ist.
Die erfindungsgemäße Anordnung, wie sie in 1 dargestellt ist, wird vorzugsweise auf der Vermittlungsseite, d. h. auf Seiten des Netzbetreibers eingesetzt. Die Datenquelle 5 repräsentiert ein paketbasiertes Transportnetz des Netzbetreibers und einschließlich des Übergangs zum Internet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wurde beispielhaft anhand dreier Verkehrstypen, nämlich „Daten", „Sprache" und „Video" beschrieben. Bei einer alternativen Ausführungsform werden Datenströme dieser und weiterer Verkehrstypen gesteuert.

Claims

Verfahren zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen durch ein xDSL-Modem (2) mit den folgenden Schritten: (a) Initialisieren (S1) einer Datenübertragungsrate (LNK_RATE) des xDSL-Modems (2) auf eine vorgegebene minimale Übertragungsrate zur Übertragung von Daten eines Datenverkehrstyps; (b) Erfassen (S3, S5) mittels Detektoren (11, 12) anhand einer Portnummer des genutzten Datenservices, ob Daten mindestens eines anderen Verkehrstyps durch das xDSL-Modem (2) zu übertragen sind und Einstellen der Datenübertragungsrate (LNK_RATE) auf eine vorgegebene Minimal-Summendatenrate zur Übertragung von Daten des Datenverkehrstyps und von Daten der weiteren erfassten Verkehrstypen; (c) schrittweises Erhöhen (S14) der eingestellten Datenübertragungsrate (LNK_RATE) in vorgegebenen Zeitabständen; (d) Reduzieren der eingestellten Datenübertragungsrate (LNK_RATE) auf die Minimal-Summendatenrate, wenn durch einen Verbindungsqualitätsdetektor (14) eine Verschlechterung einer Verbindungsqualität erfasst wird; (e) wobei die zu übertragenden Daten auf verschiedene Sendesignalpfade (LP⌀, LP1) des xDSL-Modems (2) verteilt werden; (f) wobei bei Erfassen (S10) von Impulsstörungen durch einen Impulsstörungsdetektor (13) die Signallaufzeit der Sendesignalpfade (LP⌀, LP1) durch Veränderung eine Interleaving-Tiefe eines in den Sendesignalpfad vorgesehenen Interleavers maximal eingestellt wird, wenn durch einen Videodatendetektor (12) erfasst wird, dass die Daten Bilddaten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die verschiedenen Verkehrstypen einen Datenverkehrstyp zur Übertragung von Daten, einen Sprachverkehrstyp zur Übertragung von Sprachdaten und einen Videoverkehrstyp zur Übertragung von Bilddaten umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Datenübertragungsrate des xDSL-Modems (2) durch eine Ablaufsteuerung (1) mittels SRA (Seamless Rate Adaption) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei mittels eines an die Ablaufsteuerung angeschlossenen Sprachdatendetektors (11) erfasst wird, ob von einer Datenquelle (5) stammende Datenpakete Sprachdaten enthalten.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei mittels des an die Ablaufsteuerung (1) angeschlossenen Videodatendetektors (12) erfasst wird, ob von einer Datenquelle (5) stammende Datenpakete Bilddaten enthalten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die zu übertragenden Daten durch einen Zeit-Demultiplexer (6) auf die verschiedenen Sendesignalpfade (LP0, LP1) des xDSL-Modems (2) verteilt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die verteilten Daten in jedem Sendesignalpfad (LP0, LP1) durch einen Framer zu einem xDSL-Rahmen gruppiert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die in einem xDSL-Rahmen gruppierten zu übertragenden Daten an jedem Sendesignalpfad (LP0, LP1) eine zugehörige Fehlerschutzeinheit zum Schutz gegen Übertragungsstörungen codiert werden.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei für die zu übertragenden Daten eine Prüfziffer mittels eines CRC-Codierers erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die zu übertragenden Daten einschließlich der erzeugten Prüfziffer durch einen Scrambler der Fehlerschutzeinheit verwürfelt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die verwürfelten Daten durch einen Reed-Solomon-Codierer der Fehlerschutzeinheit codiert werden.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die durch die Fehlerschutzeinheit codierten Daten durch einen im Sendesignalpfad vorgesehenen Interleaver mit einstellbarer Interleaver-Tiefe interleaved werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Signallaufzeit der verschiedenen Sendesignalpfade durch Veränderung der Interleave-Tiefe des zugehörigen Interleavers für die verschiedenen Verkehrstypen eingestellt wird.
Ablaufsteuerung für ein xDSL-Modem (2) zur Durchführung des Verfahrens zur Übertragung von Daten verschiedener Verkehrstypen gemäß den Patentansprüchen 1-13.