(57)【要約】【課題】プログラマブル・デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）およびネットワーク・プロセッサ（ＮＰ）上で実装される柔軟な方法を用いて、Ｇ．ｄｍｔおよびＧ．ｌｉｔｅ規格の利点を組み合わせるＤＳＬアクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）において、非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）接続を最適化するための方法およびシステムを提供すること。【解決手段】ユーザの半数未満が、ＤＳＬＡＭを介して、データをアクティブに移動しているが、半分のデジタル信号処理ハードウェア、または回線ドライバの半分の消費電力しか使用していない場合は、接続されたいずれのユーザについても、最大Ｇ．ｄｍｔ速度をサポートする手段を提供する。本発明によって、電力予算を約２０％増加し、従来の手法を用いて、使用可能なＡＤＳＬポート数を２倍にすることができる。利用率が５０％未満であり、半分の加入者だけがその各接続上でアクティブである場合は、これらのすべてのユーザが、そのワイヤ上で可能な最大Ｇ．ｄｍｔ速度を体験する。しかし、利用率が５０％を超える場合は、アクティブな加入者は一定のポリシー、または段階的な料金構造に基づくポリシーに基づいて、Ｇ．ｌｉｔｅ速度を徐々に体験し始めて、ついに最終的には、利用率が１００％に達すると、すべての加入者が、Ｇ．ｌｉｔｅによる許容最大速度に強制的に戻される。利用率が低下しない限り、アクティブ加入者は、Ｇ．ｄｍｔの最大伝送速度に戻されない。利用率が再び５０％未満に低下すると、すべてのアクティブ加入者は、Ｇ．ｄｍｔの最大伝送速度を使用することができる。
2005521351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＳＬ接続を最適化するためのＤＳＬアクセス・マルチプレクサ・システムであって、
−ｉ  ＤＳＬリンクと、
−第１のＤＳＬプロトコルに従ってｉ  ＤＳＬリンクを、または第２のＤＳＬプロトコルに従ってｊ  ＤＳＬリンクを扱うように適応された柔軟でプログラマブルな手段であって、ｉがｊより大きく、前記第１ＤＳＬプロトコルが、前記第２ＤＳＬプロトコルより小さい処理能力を必要とする手段と、
−前記柔軟でプログラマブルな手段を、前記第１ＤＳＬプロトコルに従ってｉ  ＤＳＬリンクを扱う第１のモードに、または前記第２ＤＳＬプロトコルに従ってｊ  ＤＳＬリンクを扱う第２のモードに設定するように適応された制御手段と含むシステム。
【請求項２】
前記制御手段がさらに、アクティブ接続の数および現在のモードを判断するための解析手段を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御手段が、現在のモードが前記第１モードに対応し、また前記ｉ  ＤＳＬリンク・セットのうちに少なくとも1つの空きリンクが存在する場合は、新しい接続が前記ｉ  ＤＳＬリンク・セットのうちの前記空きリンクの１つに設定され、あるいは現在のモードが前記第２モードに対応し、また前記ｊ  ＤＳＬリンク・セットのうちに少なくとも1つの空きリンクが存在する場合は、新しい接続が前記ｊ  ＤＳＬリンク・セットのうちの前記空きリンクの１つに設定され、あるいは現在のモードが前記第２モードに対応し、またすべての前記ｊ  ＤＳＬリンクが使用されている場合は、現在のモードが前記第２モードから前記第１モードに変更されるように、前記新しい接続要求を扱うように適応された第１の調整手段をさらに含み、前記ｊ  ＤＳＬ接続が前記ｉ  ＤＳＬ接続セット内に転送され、前記第1プロトコルに適応され、また前記新しい接続が、前記ｉ  ＤＳＬリンク・セットのうちの空きリンクに設定される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記制御手段が、前記アクティブ接続のうちの1つで音声通話設定が検出されると、所定の条件に従って、現在のモードが前記第２モードに対応する場合は、前記第２ＤＳＬプロトコルから前記第１ＤＳＬプロトコルに、すべてのアクティブ接続を自動的に転送するように適応される、請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記制御手段が、現在のモードが前記第１モードに対応し、アクティブ接続の数が所定の閾値ｋ以下である場合は、前記現在のモードが前記第１モードから前記第２モードに変更されるように、現在の接続を最適化するように適応された第２の調整手段をさらに含み、前記アクティブＤＳＬ接続が、前記ｊ  ＤＳＬリンク・セット内に転送され、また前記第２プロトコルに適応される、請求項２ないし４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
前記閾値ｋが、前記第１プロトコルに基づくｋ  ＤＳＬ接続を扱うのに要求される処理能力が、前記第２プロトコルに基づくｊ  ＤＳＬ接続を扱うのに要求される処理能力に等しくなるように決定される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２調整手段が、ＤＳＬ接続上で少なくとも１つ音声通話が設定されており、終了されていない場合は、前記接続の最適化が妨げられるように、音声通話設定および終了の検出手段をさらに含む、請求項５または６に記載のシステム。
【請求項８】
前記柔軟でプログラマブルな手段が少なくとも１つの柔軟なプログラマブル・デジタル信号プロセッサを含む、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項に記載の複数のシステムを含む、ＤＳＬ接続を最適化するためのＤＳＬアクセス・マルチプレクサ・システム。
【請求項１０】
前記制御手段が少なくとも１つのネットワーク・プロセッサを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
チップ上に実装された、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のＤＳＬ接続を最適化するためのＤＳＬアクセス・マルチプレクサ・システム。
【請求項１２】
少なくとも２つのＤＳＬプロトコルを扱うように適応されたＤＳＬアクセス・マルチプレクサにおいて、ＤＳＬ接続を最適化するための方法であって、
第１のＤＳＬプロトコルが、第２のＤＳＬプロトコルよりも小さい処理能力を必要とし、前記ＤＳＬアクセス・マルチプレクサが、前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく最大ｉ個のＤＳＬリンク、および前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく最大ｊ個のＤＳＬリンクを含み、ｉがｊよりも大きく、前記ＤＳＬアクセス・マルチプレクサがさらに、少なくとも１つの柔軟でプログラマブルな手段を含み、前記少なくとも１つの柔軟でプログラマブルな手段が、一度に、前記第1および第２ＤＳＬプロトコルのうちの１つを扱うように適応され、
−新しいＤＳＬ接続要求を探すステップと、
−新しいＤＳＬ接続が要求され、また前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つのリンクが使用可能である場合、前記第２ＤＳＬプロトコルに基づいて、前記要求された接続を設定するステップと、
−あるいは、新しいＤＳＬ接続が要求され、また前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つのリンクが使用可能である場合、前記第１ＤＳＬプロトコルに基づいて、前記要求された接続を設定するステップと、
−あるいは、新しいＤＳＬ接続が要求され、また前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく少なくともｋ個の接続が既に確立され、ｋが前記第２ＤＳＬプロトコルに基づくｋ接続を、前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく少なくともｋ+１接続に交換できる最小の整数値である場合に、
−第１の所定の基準に従って、前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく前記ｋ接続を判断するステップと、
−前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく前記ｋ接続を、第１ＤＳＬプロトコルに基づくｋ接続に交換するステップと、
−前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく前記要求された接続を設定するステップとを含む方法。
【請求項１３】
新しい接続が前記第１ＤＳＬプロトコルに従って確立される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
所定の条件に従って、アクティブ接続上で、音声通話設定が検出されたときに、前記第２ＤＳＬプロトコルから前記第１ＤＳＬプロトコルに、前記アクティブ接続を自動的に転送するステップをさらに含む、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
−空きリンクを探すステップと、
−前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つの空きリンク、および前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つのアクティブ接続が存在する場合、
−第２の所定基準に従って、前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つのアクティブ接続を判断するステップと、
−前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つのアクティブ接続を、前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく接続に交換するステップとをさらに含む、請求項１２ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
所定の時間の間、使用されなかったＤＳＬ接続を解放するステップをさらに含む、請求項１２または１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１または第２所定の基準が、ＤＳＬ接続のタイプまたはＤＳＬ接続の加入タイプに基づく請求項１２ないし１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１ＤＳＬプロトコルがＧ．ｌｉｔｅプロトコルであり、前記第２ＤＳＬプロトコルがＧ．ｄｍｔプロトコルであり、Ｇ．９９２．２およびＧ．９９２．１規格に従う、請求項１２ないし１７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ：DigitalSubscriber Line Access Multiplexor）に関し、より詳細には、デジタル信号プロセッサおよびネットワーク・プロセッサの柔軟なアーキテクチャに基づいて、ＤＳＬＡＭにおいて、非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ：AsymmetricDigital Subscriber Line）接続を最適化するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）技術は、既存の単一電話銅線上で、たとえばインターネット高速アクセス、音声およびファックスなどの同時トランスポート機能を、低コストで提供する。ＡＤＳＬは、複数の既存のプロトコル、たとえばＩＴＵ−Ｔで、Ｇ．９９２．１およびＧ．９９２．２としてそれぞれ標準化された、Ｇ．ｄｍｔおよびＧ．ｌｉｔｅプロトコルなどのうちの１つに従って、電話銅線上の従来の音声サービスによって使用されない帯域幅容量を利用する。Ｇ．ｄｍｔは、８メガビット／秒（Ｍｂｐｓ）までの最大ダウンストリーム（コア・ネットワークから顧客）速度、および６４０キロビット／秒（ｋｂｐｓ）までの最大アップストリーム速度を提供し、Ｇ．ｌｉｔｅは、１．５メガビット／秒（Ｍｂｐｓ）までの最大ダウンストリーム速度、および５１２キロビット／秒（ｋｂｐｓ）までの最大アップストリーム速度を提供する。ダウンストリーム伝送帯域幅は、Ｇ．ｄｍｔで、約１ＭＨｚ、またＧ．ｌｉｔｅで、５００ＫＨｚである。
【０００３】
図１に示すように、ＡＤＳＬアーキテクチャ１００は、少なくとも１つのＤＳＬアクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）１０５−１、およびすべてが音声およびデータの同時トランスポートを扱うスプリッタを組み込む、複数のリモートＡＤＳＬ装置（１１０−１、１１０−ｉおよび１１０−ｎ）を含む。リモートＡＤＳＬ装置およびＤＳＬＡＭは、ローカル・ループの電話ツイスト・ペアを介して接続される。複数の通信装置を、単一のＡＤＳＬ装置に同時に接続することができ、たとえば電話１１５−１およびコンピュータ１２０−１の両方が、ＡＤＳＬ装置１１０−１に接続される。ＤＳＬＡＭは、一般電話サービス（ＰＯＴＳ：Plain Old Telephone Service）交換機１２５、および公衆交換電話網およびインターネットなどのコア・ネットワークに接続されたキャリア集約サービス装置（carrieraggregation service device）１３０への接続を含む。
【０００４】
市場調査では、デジタル加入者線加入者サービスの加入者の数は、世界中で、毎年、劇的に増加していることが示されている。その結果、ＤＳＬアクセス・マルチプレクサの設計者の最大の課題は、ＤＳＬＡＭボックスの電力消費の厳しい制約が与えられたボックス内で、ますます増加するＤＳＬチャネルを、いかに統合するかである。
【０００５】
ＤＳＬＡＭボックスの電力消費およびコストの３つ主な要因は、回線ドライバおよび回線受信機、Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換機を含むアナログ・フロントエンド、ならびに必要なトランシーバ信号処理機能を実施する、デジタル信号処理コンポーネントである。
【０００６】
回線ドライバは、電力消費の唯一最大の要因であり、フルレートのＧ．ｄｍｔ  ＡＤＳＬ信号がＤＳＬＡＭからリモートＡＤＳＬ装置に送信されるのに、通常７５０ｍＷから９００ｍＷを必要とする。
【０００７】
費用の唯一最大の要因は、デジタル信号処理装置であり、８個から１６個の０．１８マイクロメートルのＧ．ｄｍｔポート、たとえばＩＢＭ  ＳＡ−２７Ｅ技術、ならびに１６個から３２個の０．１３マイクロメートルのＧ．ｄｍｔポート、たとえばＩＢＭ  Ｃｕ−１１技術を一般にサポートする。その範囲は主に、ハードワイヤードとプログラマブルＤＳＰベースのソフトウェア・ソリューションの兼合いに基づく。後者によって、柔軟性をもたせることができるが、通常、低密度（平方ミリメートルのシリコン）の実装がもたらされる。
【０００８】
Ｇ．ｄｍｔと比較すると、Ｇ．ｌｉｔｅは、デジタル信号処理の面で、必要な複雑さがＧ．ｄｍｔの約半分であるため、ポート当たりのシステム・コストが低減される。Ｇ．ｌｉｔｅは、ダウンストリーム伝送帯域幅の半分だけを使用するので、回線ドライバの電力消費をも、約半分だけ低減させる。
【０００９】
図２に、Ｇ．ｄｍｔプロトコルをサポートする１２個のＡＤＳＬポートを含む、ＤＳＬＡＭカード２００の標準のアーキテクチャを示す。わかりやすいように、データ、アドレス、制御および電力のバスは、示されていない。それぞれのＡＤＳＬリンクは、２０５−１から２０５−１２と称される、フルレートＡＤＳＬ用の回線ドライバ／回線受信機、ならびに２１０−１から２１０−１２と称される、Ａ／ＤおよびＤ／Ａ変換機を含むアナログ・フロントエンド（ＡＦＥ：Analog Front End）インターフェースを介して、ＤＳＬＡＭカードに接続される。高速フーリエ変換装置（ＦＦＴ：FastFourier Transform unit）、およびリード・ソロモン符号化／復号化（ＲＳ：Reed Solomon encoding anddecoding）を使用した、ブロック・ベースの修正符号装置は、それぞれのＤＳＬＡＭポートに関連付けられ、たとえばＦＦＴ装置２１５−１およびＲＳ装置２２０−１が、ポート１に関連付けられる。単一のＦＦＴ装置およびＲＳ装置が、複数のポートに関連付けられ得ることに留意されたい。次いで、メモリ２３０に関連付けられたＤＳＰ装置２２５は、残りのトランシーバ信号処理機能を実施し、すべてのＤＳＬＡＭポートについて、ＡＴＭセル、またはＳＴＭモードのビット・ストリームを出力する。ＤＳＬＡＭカード２００はさらに、標準のＰＯＴＳ交換機に接続された音声インターフェース２３５、およびたとえばＡＴＭ交換機などのキャリア集約装置にデータ・トラフィックを送信し、またはそこから受信するＵｔｏｐｉａインターフェース２４０を含む。さらに、ＤＳＬＡＭカードは一般に、データ・トラフィックを制御する外部のネットワーク・プロセッサ（ＮＰ：NetworkProcessor）にリンクされる。わかりやすいように、ＰＯＴＳ交換機、ＡＴＭ交換機、およびネットワーク・プロセッサは示していない。
【００１０】
Ｇ．ｌｉｔｅプロトコルを扱うためのアーキテクチャは、類似しており、上述したように、デジタル信号処理の面では、必要な複雑さが、Ｇ．ｄｍｔの約半分である。さらに、Ｇ．ｌｉｔｅプロトコルのＦＦＴのサイズは、送信方向で、Ｇ．ｄｍｔプロトコルのＦＦＴのサイズの半分であるので、Ｇ．ｄｍｔと比較すると、ＦＦＴ機能が、およそ半分の時間で実施され得る。
【００１１】
市販のＤＳＬＡＭ製品は、Ｇ．ｌｉｔｅに厳密に基づいて、Ｇ．ｄｍｔと比較して約半分のシステム・コスト、および一定の電力予算当たり２倍の密度で提供されているが、Ｇ．ｌｉｔｅは、最大速度１．５Ｍｂｐｓダウンストリームしか達成することができない。
【００１２】
今日の市販品は、Ｇ．ｄｍｔまたはＧ．ｌｉｔｅプロトコルを実装するＤＳＬＡＭカード実装内にあるものである。Ｇ．ｌｉｔｅのＤＳＬＡＭカードは、Ｇ．ｄｍｔのＤＳＬＡＭカードの２倍のポート密度を含む。たとえば、最大６４個のＧ．ｄｍｔポートを備えたＤＳＬＡＭ回線カード、および最大１２８個のＧ．ｌｉｔｅポートを備えたＤＳＬＡＭ回線カードが存在する。しかし、Ｇ．ｄｍｔ速度で、１２８ユーザを可能にする単一のＤＳＬＡＭカードは、存在しない。さらに、現行のＤＳＬＡＭ方法および技術に基づくこうしたＤＳＬＡＭカード・ソリューションでは、したがって、ポート当たりの電力消費およびコストが増加する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の広範な目標は、上記で述べた従来技術の欠点に対処することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサにおいて、非対称デジタル加入者線接続を最適化するための方法およびシステムを提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、所与の任意の時点で、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）に入ってくるアクティブな加入者の数に従って、該ＤＳＬＡＭの各ポートの接続プロトコルを決定するための方法およびシステムを提供することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサの必要なデジタル信号処理リソースを低減するための方法およびシステムを提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサを実装するのに必要な物理領域を低減するための方法およびシステムを提供することである。
【００１８】
本発明の別の目的は、デジタル加入者線アクセス・マルチプレクサの電力消費を低減するための方法およびシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
こうしたおよび他の関連する目的は、
−ｉ  ＤＳＬリンクと、
−第１のＤＳＬプロトコルに従ってｉ  ＤＳＬリンクを、または第２のＤＳＬプロトコルに従ってｊ  ＤＳＬリンクを扱うように適応された柔軟でプログラマブルな手段であって、ｉがｊより大きく、前記第１ＤＳＬプロトコルが、前記第２ＤＳＬプロトコルより小さい処理能力を必要とする手段と、
−前記柔軟でプログラマブルな手段を、前記第１ＤＳＬプロトコルに従ってｉ  ＤＳＬリンクを扱う第１のモードに、または前記第２ＤＳＬプロトコルに従ってｊ  ＤＳＬリンクを扱う第２のモードに設定するように適応された制御手段と含む、ＤＳＬ接続を最適化するためのＤＳＬアクセス・マルチプレクサ・システムによって、ならびに
少なくとも２つのＤＳＬプロトコルを扱うように適応されたＤＳＬアクセス・マルチプレクサにおいて、ＤＳＬ接続を最適化するための方法であって、第１のＤＳＬプロトコルが、第２のＤＳＬプロトコルより小さい処理能力を必要とし、前記ＤＳＬアクセス・マルチプレクサが、前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく最大ｉ個のＤＳＬリンク、および前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく最大ｊ個のＤＳＬリンクを含み、ｉがｊより大きく、前記ＤＳＬアクセス・マルチプレクサがさらに、少なくとも１つの柔軟でプログラマブルな手段を含み、前記少なくとも１つの柔軟でプログラマブルな手段が、一度に、前記第１および第２ＤＳＬプロトコルのうちの１つを扱うように適応され、
−新しいＤＳＬ接続要求を探すステップと、
−新しいＤＳＬ接続が要求され、また前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つのリンクが使用可能である場合、前記第２ＤＳＬプロトコルに基づいて、前記要求された接続を設定するステップと、
−あるいは、新しいＤＳＬ接続が要求され、また前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく少なくとも１つのリンクが使用可能である場合、前記第１ＤＳＬプロトコルに基づいて、前記要求された接続を設定するステップと、
−あるいは、新しいＤＳＬ接続が要求され、また前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく少なくともｋ個の接続が既に確立され、ｋが前記第２ＤＳＬプロトコルに基づくｋ接続を、前記第１ＤＳＬプロトコルに基づく少なくともｋ+１接続に交換できる最小の整数値である場合に、
−第１の所定の基準に従って、前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく前記ｋ接続を判断するステップと、
−前記第２ＤＳＬプロトコルに基づく前記ｋ接続を、第１ＤＳＬプロトコルによるｋ接続に交換するステップと、
前記第１ＤＳＬプロトコルに基づいて、前記要求された接続を設定するステップとを含む方法によって達成される。
【００２０】
本発明の別の利点は、図面および詳細な説明を考察することによって、当業者には明らかになろう。任意の追加の利点をそれに組み入れることが意図されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、Ｇ．ｄｍｔとＧ．ｌｉｔｅの両方の利点を活用しており、ＤＳＬＡＭの利用率、ならびにプログラマブルなデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）およびネットワーク・プロセッサ（ＮＰ：Network Processor）を組み込むＤＳＬＡＭアーキテクチャに基づく柔軟な方法に関する。この柔軟な方法は、所与の任意の時点の、ＤＳＬＡＭに入っているアクティブな接続の数の統計的性質を活用する。これは、接続されたユーザの半数以下が、ＤＳＬＡＭを介してデータをアクティブに移動しているが、デジタル信号処理ハードウェアの半分、および回線ドライバの消費電力の半分しか使用していない場合は、いずれかの接続ユーザについて、Ｇ．ｄｍｔ最高速度をサポートするための手段を提供することによって達成される。本発明では、電力予算を約２０％増加し、従来の手法を用いて、アナログ・フロントエンドＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換機ハードウェアによって消費される電力、およびネットワーク・プロセッサ・ハードウェアのコストに応じて、使用可能なＡＤＳＬポートの数を２倍にすることができる。本発明は、ＩＴＵ−ＴのＧ．ｄｍｔおよびＧ．ｌｉｔｅの規格に基づいているので、顧客の構内に既に設置されているＧ．ｄｍｔ装置およびＧ．ｌｉｔｅ装置で動作する。
【００２２】
利用率が５０％未満であり、半分以下の加入者だけが、その各接続でアクティブである場合は、これらのすべてのユーザが、そのワイヤ上で可能なＧ．ｄｍｔ最高速度を体験する。しかし、利用率が５０％を超える場合、アクティブな加入者は、一定のポリシー、または段階的な料金構造に基づくポリシーに基づいたＧ．ｌｉｔｅ速度を徐々に体験し始めて、ついに最終的には、利用率が１００％に達すると、すべての加入者が、強制的にＧ．ｌｉｔｅによる許容最大速度に移ることになる。利用率が低下しない限り、アクティブ加入者は、Ｇ．ｄｍｔの最大伝送速度に戻されない。利用率が再び５０％未満に低下すると、すべてのアクティブ加入者は、Ｇ．ｄｍｔの最大伝送速度を使用することができる。
【００２３】
例示するため、以下の説明は、ＩＢＭ  Ｃｕ−１１技術およびＩＢＭ高性能ＤＳＰ技術を用いた、ＤＳＬＡＭ利用率に応じて４８ポートすなわち最大２４個のＧ．ｄｍｔポート、および最大４８個のＧ．ｌｉｔｅポートを含むＤＳＬＡＭチップに基づく。
【００２４】
デジタル信号処理ハードウェアを最適化するために、プログラマブルＤＳＰリソースが使用される。Ｇ．ｌｉｔｅは一般に、Ｇ．ｄｍｔのＤＳＰ処理機能の５０％強の処理機能を担当するので、２つのＧ．ｌｉｔｅポートのＤＳＰ処理機能で、１つのＧ．ｄｍｔポートを十分実現することができる。その結果、同じプログラマブルＤＳＰリソースを使用することによって、２つのＧ．ｌｉｔｅポートまたは１つのＧ．ｄｍｔポートの実現が可能である。
【００２５】
最大のＧ．ｄｍｔアクセス機能を扱うために、本発明によるＤＳＬＡＭシステムは、ＤＳＬＡＭカード上のすべてのポート、すなわちこの説明の例では、４８ポートについて、フルレートの回線ドライバおよび受信機を含まなければならない。同様に、ＤＳＬＡＭシステムは、すべてのポート、すなわちこの例では、４８ポートについて、Ｇ．ｄｍｔを実現することができるＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換機を備えた、フルレートのアナログ・フロントエンドを含まなければならない。
【００２６】
様々なパケット・ストリームの検出を管理し、ＤＳＬＡＭの現在の利用率、およびアクティブなパケット・フローに基づくアクティブな加入者の検出に基づいて、ＤＳＰ機能モード（Ｇ．ｄｍｔまたはＧ．ｌｉｔｅ）を柔軟に制御するために、ＤＳＬＡＭシステムは、ネットワーク・プロセッサ（ＮＰ）機能を含まなければならない。さらに、ＮＰは、通話設定が完了する前に、個々のユーザを、Ｇ．ｌｉｔｅに強制的に戻すことができるように、アクティブな音声通話設定を検出し、次いで、同じユーザが、Ｇ．ｄｍｔに戻り速度を上げることができるように、音声通話の終了を検出できなければならない。
【００２７】
本発明のＤＳＬＡＭシステムは、Ｇ．ｄｍｔを使用して音声通話を設定中である場合に、音声通話が遅延しないように、Ｇ．ｌｉｔｅに切り換える高速手段をも含まなければならない。これは、前のセッションで、Ｇ．ｌｉｔｅ接続が確立されていれば、ファースト・リトレイン（fast retrain）を使用して達成することができる。「ハンドシェークからファースト・リトレインへの逃避（Escape fromhandshake to fast retrain）」手順については、Ｇ．９９２．２規格に詳述されている。このための合計時間は、３秒であり、１秒が、Ｇ．ｈｓ（Ｇ９９４．１規格）のＧ．ｌｉｔｅファースト・リトレインへの逃避、２秒が、ショータイム（showtime）に戻るファースト・リトレインのためである。発信または着信通話が即座に検出されると仮定すると、この３秒は、音声通話設定と重なり得る。発信通話では、音声通話のネットワーク設定が行われている間、再訓練時間の３秒が進行しており、次いで、発信通話の完了が行われるだけであり、あるいは、着信通話の場合、ボイス・オーバＡＤＳＬ（Voiceover ADSL）ユーザへの発呼者は、電話が鳴り始めるまでに、３秒多い遅延を体験するだけである。
【００２８】
フルレートＧ．ｄｍｔ接続を介した音声通話を受けると、音声通話の最中に目立つドロップアウトをもたらす、ＤＳＬＡＭに接続されたユーザのアクティビティが増加したせいで、回線が後で、Ｇ．ｌｉｔｅに強制的に戻され得る。この解決策は、通話の最中の潜在的な中断を回避するために、ユーザが低いデータ転送速度を好むと仮定している。サービス・レベル・アグリーメントが、所与のユーザが常にＧ．ｄｍｔサービスを受けるように定義されているならば、音声通話は、まずＧ．ｌｉｔｅに速度を落とさずに、継続するであろう。また顧客は、ＤＳＬＡＭに入る利用率が低いときは、Ｇ．ｄｍｔ速度を維持できるように、会話の最中の３秒のドロップアウトを気に掛けないと判断し得る。
【００２９】
４８ポートを含むＤＳＬＡＭカードのこの例では、ＡＤＳＬ接続をアクティブに使用しているユーザが２４人以下であれば、すべてのユーザが、最大８ＭｂｐｓダウンストリームのＧ．ｄｍｔデータ転送速度を利用することができる。アクティビティは、ネットワークへのパケット要求を監視する、ＤＳＬＡＭ環境内で実行されるネットワーク・プロセッサによって監視される。所与のユーザは、所定の時間、たとえば５分間、送信または受信されるパケット要求がない場合、非アクティブであると定義される。
【００３０】
２５番目のユーザがアクティブになる場合、２４人の現アクティブ・ユーザのうちの１人が、Ｇ．ｌｉｔｅ動作に強制的に戻され、２５番目のユーザは、最大速度１．５ＭｂｐｓのＧ．ｌｉｔｅ接続を行うことだけが許される。すべての４８回線がアクティブ・ユーザをもつが、そのすべてがＧ．ｌｉｔｅで動作しているようになるまで、後続のユーザがアクティブになる際は、Ｇ．ｌｉｔｅ接続で接続され、現ユーザのうちの１人が、Ｇ．ｄｍｔからＧ．ｌｉｔｅに戻される。
【００３１】
利用率が１００％未満に低下すると、ユーザを、Ｇ．ｄｍｔに上げることができる。Ｇ．ｄｍｔは、接続を確立するのに８〜１０秒かかるので、システムがユーザをＧ．ｄｍｔに上げることを決定する速度は、小さめでなければならない。さらに、あるユーザが、少なくとも１つのアクティブなボイス・オーバＤＳＬ接続を有する場合は、すべてのボイス・オーバＤＳＬ接続が終了するまで、そのユーザは、Ｇ．ｌｉｔｅ速度のままでいる。この場合も、５分の長さは、システムがユーザをＧ．ｄｍｔ速度に上げる前に待つ長さの一例である。他の長さも定義され得る。
【００３２】
どのユーザを（利用率が１００％未満に低下するときに）Ｇ．ｄｍｔに上げ、あるいは（利用率が１００％に達するときに）Ｇ．ｄｍｔから下げるかの選択は、複雑であり、段階的なサービス速度または他の要因に基づき得る。こうした選択の選択機構は、本発明の範囲外である。
【００３３】
ユーザがボイス・オーバＤＳＬ接続要求を行い、またはボイス・オーバＤＳＬ通話を受信すると、トランシーバがＧ．ｌｉｔｅモードでまだ動作していない場合は、トランシーバを、Ｇ．ｌｉｔｅに下げなければならない。初めてこれが行われるときは、かなりの待ち時間がもたらされる。初回以降は、Ｇ．ｌｉｔｅのファースト・リトレイン機能のために、この待ち時間は、最大３秒になる。通話の最中の目立つドロップアウトを回避するために、好ましくは、すべてのユーザは、ファースト・リトレインのパラメータが確立されるまで、Ｇ．ｌｉｔｅで開始し、次いで全体のシステム利用率が許容するときに、システムは、これらのユーザをＧ．ｄｍｔに上げる。
【００３４】
ボイス・オーバＤＳＬのためのサポートおよび取られる措置は、サービス・レベル定義の問題であることに留意されたい。通信事業者が、最大Ｇ．ｄｍｔを保証できる場合は、ボイス・オーバＤＳＬが実行されている間でも、これを一部の顧客に提供することができる。これは、たとえば４ユーザには常に、Ｇ．ｄｍｔ速度が保証され得るように、４８ではなく、４０回線など、回線の数だけ所与のＤＳＬＡＭ回線カードに接続しないことによって対処することができる。サービス・レベルの様々な特徴があり得る。本発明によって、より少ない数のユーザが、それぞれ異なるサービス・レベル・アグリーメントを有することを提供することができる。
【００３５】
超高速ビット・レートＤＳＬ（ＶＤＳＬ：Very high bit rate DSL）対応の最終的なＩＴＵ−Ｔ仕様に応じて、この発明を、ｎ個のＶＤＳＬポート、ｋ＊ｎ個のＧ．ｄｍｔポート、２＊ｋ＊ｎ個のＧ．ｌｉｔｅポートをサポートできるプラットフォームに拡張できることにも留意されたい。この場合も、要件は、ＶＤＳＬが、再構成可能な非常に柔軟なＤＳＰプラットフォーム上でも実行され、またＶＤＳＬのアナログ・フロントエンドまたは回線ドライバ技術のコストが、Ｇ．ｄｍｔのコストよりさほど大きくならないことである。ＶＤＳＬのコストが、Ｇ．ｄｍｔのコストより非常に高いままである場合は、こうした柔軟なＤＳＬＡＭカードのコストが、より多くの回線をカードに収めることができる利点に勝り得る。
【００３６】
図３に、本発明による、４８ポートを含むＤＳＬＡＭカードの論理アーキテクチャ３００を示す。４８ポートはそれぞれ、フルレート（Ｇ．ｄｍｔ）回線ドライバおよび受信機（ｄｒｉｖ．／ｒｅｃｅｉｖ．）、ならびにＡ／ＤおよびＤ／Ａ変換機を備えたフルレートのアナログ・フロントエンド（ＡＦＥ）を含む。ＡＦＥは、共有されることも、共有されないこともあるメモリ・ブロックに接続される。ネットワーク・プロセッサ（ＮＰ）コアは、データ・ストリームを解析し、それぞれのＤＳＰで使用されるプロトコル、Ｇ．ｄｍｔまたはＧ．ｌｉｔｅを決定するために、それぞれのＡＤＳＬポートのＩ／Ｏポート、たとえばＵｔｏｐｉａにリンクされる。上述のように、ＯＰＢバスを介してリード・ソロモン・コア（ＲＳ）および高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）に結合された各ＤＳＰコアは、複数のポートを扱うことができる。この実装例では、それぞれのＤＳＰコアは、４つのポート、すなわち２つのＧ．ｄｍｔポート、４つのＧ．ｌｉｔｅポート、あるいは１つのＧ．ｄｍｔポートと２つのＧ．ｌｉｔｅポートをサポートすることができる。したがって、図示するＤＳＬＡＭシステムでは、１２個のＤＳＰコアが実装されている。ＤＳＰは、Ｇ．ｄｍｔまたはＧ．ｌｉｔｅモードで構成されるように、ＤＳＬＡＭシステム３００に入るアクティブな加入者の現在の数に従って、ＮＰから命令を受信する。ＤＳＰ、ＲＳ、およびＦＦＴコアは、ＮＰからデータを受信する。ＮＰは、Ｕｔｏｐｉａおよび音声インターフェース、ならびにシステム内の場所を節約するために外部にあり得るメモリにも接続される。この例では、ＤＳＬＡＭシステム３００はさらに、ＰＬＢ／ＯＰＢブリッジ、および２４ポート（または１２Ｇ．ｄｍｔポート）ごとに１つの、２つのＤＳＰを含み、このＤＳＰは、スタートアップ状態の装置を実行する。こうしたＤＳＰは、スタートアップ・コードおよびデータを含むメモリに接続される。
【００３７】
使用される技術およびデータ処理速度に応じて、ＤＳＬＡＭカードのＡＤＳＬリンク・ポートのローカル・ループとの接続は、交換装置または時間分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）装置を含む。こうした装置を使用して、適応ＡＤＳＬリンク・ポート上で、顧客接続を駆動する。たとえば、すべてのリソースが使用されており、少なくとも１つの接続がＧ．ｄｍｔ接続であり、たとえば、すべての可能なＧ．ｄｍｔ接続が使用されているときに、新しい接続が要求される場合、Ｇ．ｄｍｔ接続に接続されたある顧客が、上述の基準に従ってＧ．ｌｉｔｅ接続に交換される。こうした場合、新しい接続が、Ｇ．ｄｍｔからＧ．ｌｉｔｅに切り換えられた接続と同じハードウェア・リソースを共有して、したがって、新しく要求されたＧ．ｌｉｔｅ接続を、それに応じて駆動することが要求される。ネットワーク・プロセッサによって制御された交換装置を使用することによって、適切なポート上で、接続を容易に駆動することができる。一方、たとえば同じハードウェア・リソースを共有する１組のＡＤＳＬリンク・ポートごとに１つなど、複数のＴＤＭ装置を使用することができるので、ＴＤＭ装置の使用は、ハードウェア要件を低くし、またＤＳＬＡＭカード・アーキテクチャに応じて最適化することができる。
【００３８】
上述したように、この説明は、ＩＢＭのＣｕ−１１技術、すなわち０．１３マイクロメートル内に組み込まれたチップに基づいている。ある特定の実装は、３００ＭＨｚで実行されるプログラマブルＤＳＰコアが、１００ＭＨｚで実行されるプログラマブルＤＳＰコアの専用ＯＰＢバスに相互接続された、ＦＦＴ（２００ＭＨｚコア）およびリード・ソロモン（１００ＭＨｚコア）機能を実施するための高速で柔軟なハードウェア・ブロックに結合される、ＩＢＭの高性能ＤＳＰ技術を使用して組み込まれる。したがって、単一のコアで、Ｃｕ−１１の１３ｍｍ２内に、２Ｇ．ｄｍｔまたは４Ｇ．ｌｉｔｅポートをサポートすることができる。これは、２４ポート・チップが１５６ｍｍ２を費やすことを意味する。このデュアル・ポート当たり１３ｍｍ２の中には、スタートアップ状態のマシンを実行し、またスタートアップ・コードを含む大きいメモリ・ブロックに接続された、１２ポート当たり１つのコントローラＤＳＰを備えるオーバヘッドが含まれる。合計で、チップは、基礎信号処理用に１２個、およびスタートアップ状態マシン用に２個のプログラマブルＤＳＰコアを含む。さらに、３００ＭＨｚで実行されるＰＰＣ４４０は、すべての２４ポート（またはＧ．ｌｉｔｅ動作モードでは４８）上のパケット、あるいは正味１９２Ｍｂｐｓのダウンストリーム、および１５．３６Ｍｂｐｓのアップトリームを扱うネットワーク・プロセッサである。これによって、回線カード当たり単一のチップが、すべてのＤＳＰおよびＮＰ機能の責任を担うことができ、またＮＰは、単一の外部ＳＤＲＡＭしか必要としない。これによって、２４Ｇ．ｄｍｔポートまたは４８Ｇ．ｌｉｔｅポートをサポートするＤＳＬＡＭ回線カード当たりチップが１つしかないので、それがＮＰ機能を実施するために必要とする、ＰＰＣ４４０コアおよび必要外部ＳＤＲＡＭを含むことのコスト・オーバヘッドが軽減される。Ｃｕ−１１内のＰＰＣ４４０のための追加面積は、１４ｍｍ２以下であり、その結果、合計チップ面積は、１７０ｍｍ２になり、または１３ｍｍに、１ｍｍのＩ／Ｏリングが加わり、またはサイド・チップ上では１４ｍｍになる。ＤＳＬＡＭチップの外部にあり、またはそれに埋め込まれたＴＤＭ装置を使用することができ、たとえばそれぞれのＴＤＭ装置が、４つのＡＤＳＬリンクを扱うことができる。図４に、このチップ実装の図を示す。
【００３９】
当然ながら、ローカルの特定な要件を満たすために、当業者は、上記で説明した解決策に、多くの修正および変更を加えることができるが、こうした修正および変更はすべて、特許請求の範囲で定義される本発明の保護の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ＡＤＳＬ技術を提供するために使用されるアーキテクチャを示す図である。
【図２】標準のＤＳＬＡＭカードの概略図である。
【図３】本発明によるＤＳＬＡＭシステムの論理アーキテクチャを示す図である。
【図４】本発明によるＤＳＬＡＭシステムのチップの実装を例示する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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