(57)【要約】比較的経時変化しないネットワーク内におけるサービス品質局所化のための方法と装置（２００）。この方法には、複数の通信媒体（２０８、２１０、２１２）に対するサービス品質推定値を受信する段階であって、複数の各通信媒体（２０８、２１０、２１２）は、通信ネットワークの共通受信地点（２１４）への通信ネットワーク内に配置された複数の送信機（２０２、２０４、２０６）の内、それぞれの１つとの間に定義され、各通信媒体（２０８、２１０、２１２）は、少なくとも１つの共有物理的通信経路と少なくとも１つの非共有物理的通信経路を介して伝達される前記段階と、それぞれのサービス品質推定値を通信ネットワーク内の適当な物理的通信経路に局所化するために、サービス品質推定値を比較する段階と、が含まれる。
2004524722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比較的経時変化しないネットワーク内におけるサービス品質局所化の方法において、
複数の通信媒体に対するサービス品質推定値を受信する段階であって、前記複数の各通信媒体は、前記通信ネットワークの共通受信地点への前記通信ネットワーク内に配置された複数の送信機の内、それぞれの１つとの間に定義され、各通信媒体は、少なくとも１つの共有物理的通信経路と少なくとも１つの非共有物理的通信経路を介して伝達される前記段階と、
それぞれのサービス品質推定値を前記通信ネットワーク内の適当な物理的通信経路に局所化するために、前記サービス品質推定値を比較する段階と、が含まれる方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、更に、前記比較の段階に基づき、前記それぞれのサービス品質推定値を、前記それぞれのサービス品質推定値に対応する前記適当な物理的通信経路に局所化する段階が含まれる方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記局所化には、前記それぞれのサービス品質推定値を、前記適当な物理的通信経路を物理的に検査すること無く、前記適当な物理的通信経路に局所化する段階が含まれる方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記それぞれのサービス品質推定値が、前記通信ネットワークに対する所望のサービス品質における劣化を表す方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記複数の各通信媒体は、既知で且つ固有の物理的経路を利用する方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記通信ネットワークには、ケーブルモデム通信ネットワークが含まれる方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、更に、前記適当な物理的通信経路が共有物理的通信経路を含むことを決定する段階が含まれる方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、更に、前記適当な物理的通信経路が非共有物理的通信経路を含むことを決定する段階が含まれる方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、更に、既存のサービスが中断されないように、前記受信及び比較段階の間、前記通信ネットワークに提供された前記既存のサービスを継続する段階が含まれる方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記受信の段階には、メモリから前記サービス品質推定値を受信する段階が含まれる方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、更に、前記適当な物理的通信経路の前記それぞれのサービス品質推定値における変化を検出するために、時間の経過に伴う前記それぞれのサービス品質推定値をモニタする段階が含まれる方法。
【請求項１２】
比較的経時変化しない通信ネットワーク内におけるサービス品質の局所化のためのシステムであって、
複数の通信媒体に対するサービス品質推定値を受信するための手段であって、前記複数の各通信媒体は、前記通信ネットワークの共通受信地点への前記通信ネットワーク内に配置された複数の送信機の内、それぞれの１つとの間に定義され、各通信媒体は、少なくとも１つの共有物理的通信経路と少なくとも１つの非共有物理的通信経路を介して伝達される前記手段と、
それぞれのサービス品質推定値を前記通信ネットワーク内の適当な物理的通信経路に局所化するために、前記サービス品質推定値を比較する手段と、が含まれるシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、更に、前記比較の段階に基づき、前記それぞれのサービス品質推定値を、前記それぞれのサービス品質推定値に対応する前記適当な物理的通信経路に局所化するための手段が含まれる方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記局所化のための手段には、前記それぞれのサービス品質推定値を、前記適当な物理的通信経路を物理的に検査すること無く、前記適当な物理的通信経路に局所化するための手段が含まれる方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の方法であって、前記それぞれのサービス品質推定値が、前記通信ネットワークの所望のサービス品質における劣化を表す方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の方法であって、更に、前記適当な物理的通信経路が、共有物理的通信経路を含むことを決定するための手段が含まれる方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法であって、更に、前記適当な物理的通信経路が、共有物理的通信経路を含むことを決定するための手段が含まれる方法。
【請求項１８】
請求項１２に記載の方法であって、更に、前記適当な物理的通信経路の前記それぞれのサービス品質推定値における変化を検出するために、時間の経過に伴う前記それぞれのサービス品質推定値をモニタするための手段が含まれる方法。
【請求項１９】
サービス品質の局所化のためのシステムにおいて、
比較的経時変化しない通信ネットワークであって、
共通受信地点と、
前記共通受信地点に信号を送信するための複数の送信機と、
前記複数の送信機のそれぞれ１つを前記共通受信地点に接続する複数の通信媒体であって、前記複数の各通信媒体は、少なくとも１つの共有物理的通信経路と少なくとも１つの非共有物理的通信経路を介して前記共通受信地点に伝達される前記複数の通信媒体と、が含まれる前記比較的経時変化しない通信ネットワークと、
前記共通受信地点に接続されるサービス品質ローカライザであって、前記サービス品質ローカライザは、前記共通受信地点から受信されたサービス品質推定値の分析に基づいて、個々のサービス品質推定値を前記通信ネットワーク内の適当な物理的通信経路に局所化する前記サービス品質ローカライザと、が含まれるシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、更に、前記受信機と前記サービス品質ローカライザに接続される歪み推定装置が含まれ、前記歪み推定装置は、前記複数の各通信媒体に対する前記サービス品質推定値を決定するシステム。
【請求項２１】
請求項１９に記載のシステムであって、更に、前記サービス品質ローカライザに接続されるメモリが含まれるシステム。
【請求項２２】
請求項１９に記載のシステムであって、更に、前記サービス品質ローカライザに接続されるネットワーク制御装置が含まれるシステム。
【請求項２３】
請求項１９に記載のシステムであって、前記共通受信地点には、複数の受信機が含まれるシステム。
【請求項２４】
請求項１９に記載のシステムであって、前記共通受信地点には、単一の受信機が含まれるシステム。
【請求項２５】
請求項１９に記載のシステムであって、前記共通受信地点には、ケーブルモデム通信ネットワークのケーブルモデム終端システムが含まれるシステム。
【請求項２６】
請求項２５に記載のシステムであって、前記ケーブルモデム終端システムには、前記サービス品質ローカライザが含まれるシステム。
【請求項２７】
請求項１９に記載のシステムであって、前記少なくとも１つの共有物理的通信経路には、ファイバリンク又はケーブルリンクが含まれるシステム。
【請求項２８】
請求項１９に記載のシステムであって、前記複数の送信機の内１つ以上が、ハブを介して、前記共通受信地点に接続されるシステム。
【請求項２９】
請求項１９に記載のシステムであって、前記複数の送信機のそれぞれ１つ以上が、複数のハブのそれぞれ１つを介して共通受信地点に接続されるシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本特許文書は、スミスらによる２０００年５月１５日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／５７１，０６８、“分割帯域幅歪み予測”、現在の米国特許Ｎｏ．（）の継続であり、また、スミスらによる１９９９年１２月２２日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／４７０，８９０、“デジタル変調障害の自動相関のための方法と装置”、現在の米国特許Ｎｏ．（）の継続出願である。
【０００２】
発明の分野
本発明は、通信ネットワーク内のサービス品質推定に関し、具体的には、比較的経時変化しない通信システムにおける通信媒体のサービス品質の推定に関する。更に具体的には、本発明は、比較的経時変化しない通信ネットワーク内の特定の通信媒体又は物理的通信経路へのサービス品質推定値の局所化に関する。
【０００３】
発明の背景
通信システムにおいて、一般的に、データを含む信号は、通信リンク内に含まれる通信媒体又は通信チャンネルを介して送信機から受信機に送信される。送信機は、通信媒体内において、指定された変調方式（例えば、ＱＰＳＫ、１６−ＱＡＭ、及び６４−ＱＡＭ）並びに指定されたデータ又は信号送信速度（例えば、１６０ｋｂｉｔ／ｓ）でこれらの信号を変調し送信する。一般的に、通信媒体（単に“媒体”とも称する）は、これらの信号が通信リンク上を伝わる、例えば、５ＭＨｚから４２ＭＨｚまでの特定の周波数範囲すなわち帯域幅を有する。また、媒体は、信号が送信機から受信機へ伝わる物理的経路も意味する。
【０００４】
これらのデータ搬送信号は、通信リンクの媒体を介して伝播するため、信号に歪みが生じ、対応する受信機で受信された信号は、例えば、通信媒体内の信号に全て周波数及び媒体依存する雑音レベル、非線形性、時間遅延及び反射により、それらの送信された形態から変化する。具体的には、信号の振幅及び位相が歪むが、このことは、合成語で、媒体依存チャンネル歪みと称される（“チャンネル歪み”とも称する）。特定の媒体上での信号のチャンネル歪みが、許容し得る信号対雑音比を提供する場合、例えば、受信機は、信号を復調して信号からデータを抽出する。不利な点として、チャンネル歪みが大き過ぎる場合又は許容し得ない信号対ノイズ比である場合、受信機は、信号を復調し、それに搬送された情報又は信号を誤って解釈する可能性がある。
【０００５】
個々の通信媒体のチャンネル歪み（即ち、媒体依存チャンネル歪み）が分かると、個々の通信媒体におけるサービス品質推定値が与えられる。個々の通信媒体のサービス品質は、その通信媒体を介して送受信し得る信号を制限する。例えば、個々の媒体のサービス品質は、媒体によってサポートし得る信号用のサービスのレベルや等級、即ち、変調レベルや信号送信速度に影響を及ぼす。従って、個々の媒体を介してどんなレベルのサービスが可能か決定するために、サービス品質は、チャンネル歪み推定値に基づき、個々の媒体に対して決定される。
【０００６】
通信ネットワークにおいて、ネットワークの様々な構成要素に対するサービス品質を推定するため、また、ネットワークの健全性の指標を提供するために、通信ネットワーク内における任意の数のノード間において通信媒体に対するチャンネル歪みを推定することが望ましい。通信ネットワークには、通信ネットワーク内の多数の異なるノード間において多数の通信媒体が含まれる。例えば、ネットワークハブが、ネットワーク内において、多数の通信デバイス、即ち、加入者装置と通信を行なうが、通信媒体は、各加入者装置とネットワークハブとの間に定義される。これらの各通信媒体は、その個々の媒体に特有な、また、これら通信媒体の１つ又は複数に対して潜在的に異なるサービス品質推定値をもたらす様々なレベルの媒体依存チャンネル歪みを有し得る。従って、通信ネットワーク内の各通信媒体は、異なるレベルや等級のサービスを実際にサポートし得る。即ち、異なるサービス品質推定値を有し得る。
【０００７】
更に、これらの異なる通信媒体の多くは、それぞれの加入者装置とネットワークハブとの間の同じ物理的通信経路（通信リンクとも称する）の一部を共有し得る。例えば、広い地理的領域にまたがる通信ネットワーク、例えば、ハイブリッドファイバ／同軸（ＨＦＣ）システムにおいて、ネットワークにおける１つのノード、例えば、加入者装置から他のノード、例えば、ネットワークハブまでの物理的通信経路は、多数の通信媒体によって共有される物理的部分を含み得る。従って、通信ネットワーク内の個々の通信媒体に対するサービス品質を単に推定しても、通信媒体によって利用される物理的通信経路のどの物理的部分が、例えば、通信媒体によってサポート可能なサービス品質を制限しているのかに関する情報が何も提供されない。
【０００８】
動的に割当てられた通信ネットワークでは、加入者装置が、ネットワーク経路選択デバイス、即ち、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）切換ハブ、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、又は広域ネットワーク（ＷＡＮ）に動的に接続されているが、現在使用している物理的接続の間、ネットワーク経路選択デバイスと加入者装置との間の個々の接続に対するサービス品質を推定できるネットワークの能力が許容されているだけである。このサービス品質の推定は、加入者装置がそれ自体を終端デバイス、即ち、ネットワーク経路選択デバイスに接続する能力に基づいている。現在割当てられた物理的接続経路は、現在使用している通信だけのものであるため、ネットワーク経路選択デバイスから同じ加入者装置までの次の物理的接続は、ネットワーク資源の割当てやネットワーク資源の可用性等に依存して、全く異なる物理的接続経路を含み得る。従って、現在割当てられた物理的経路を含む通信媒体に対する如何なるサービス品質の推定も、接続の間だけ有効であるが、このことは、割当てられた物理的経路が、ネットワーク経路選択デバイスによる次の割り当てにおいて異なる可能性があるためである。このように、同じ加入者への媒体に対する次のサービス品質がどのようなものであるかという予測は、物理的接続を割当てるネットワークにおける動的切換要素によって曖昧になる。従って、このようなサービス品質の推定では、ネットワーク内の弱点を示すため又は複合型総合ネットワーク内におけるネットワークの局所的な部分又は経路を介したサービスの劣化を示すために用い得る時間の経過に伴うネットワークの健全性の指標は提供されない。
【０００９】
ハイブリッドファイバ／同軸（ＨＦＣ）システム等、非動的に割当てられた（即ち物理的送信経路が既知であり、また、時間の経過に伴い比較的静的である）比較的経時変化しない（即ち、送信機と受信機が互いに対して位置が比較的固定されている）通信ネットワークにおいて、ネットワーク内の何れか１つの特定の通信媒体に対する媒体依存チャンネル歪みの推定は、コスト高であり、また、通信媒体の送信機及び受信機の双方に物理的に接続される余計な専用の装置を必要とする。例えば、ネットワークプロバイダは、異なる装置、例えば、異なるレベルのサービス品質の信号が媒体によってサポートされるか否か決定するために、このような信号の送信や受信が各々可能な送信機と受信機を接続し得る。他の選択肢として、ネットワークプロバイダは、異なる変調レベル及び信号送信速度で信号を送信し得る適切な送信機と共に、ＨＰ８９４４１ＶＳＡ（ヒューレット・パッカード製ベクトル信号分析装置）等、高低の変調レベルと信号送信速度との間で切り換わり得る通信経路における適応帯域幅及び信号送信速度走査受信機を物理的に接続し得る。他の選択肢として、ネットワーク分析装置は、２ポートシステムであるが、通信経路の送信及び受信端に接続され、その間の媒体を分析し得る。これらの各デバイスは、媒体の両端、即ち、送信端と受信端における物理的接続を必要とし、また、試験工程の間、あらゆる既存のサービスを中断する必要もある。従って、このような物理的に接続されたデバイスを用いると、特に広い地理的領域を網羅するネットワークでは、所定のネットワーク内のノード全てにおいて、非常に時間がかかり、コスト高であり、またネットワークの加入者へのサービス（存在する場合）が結果的に中断される。更に、このような装置では、試験対象の物理的通信経路が、複数の通信媒体と共有される可能性があるという事実が考慮されていない。
本発明は、上記及び他のニーズに有利に対処する。
本発明の上記及び他の側面、特徴、及び利点は、以下の図面と共に示される後述するその更に詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００１０】
好適な実施形態の詳細な説明
対応する参照符号は、図面の幾つかの図において対応する構成要素を示す。
本発明を実行するための現時点で考えられる最良な方法についての以下に示す説明は、限定した意味に捉えるのではなく、単に本発明の一般的な原理を説明するためになされる。本発明の範囲は、請求項を参照して決定すべきものである。
【００１１】
本発明は、ネットワークのサービス品質が既存のサービスを中断することなく時間の経過と共に物理的な区分で分析し得るように、比較的経時変化しない非動的に切り換えられる通信ネットワークのサービス品質を局所化するための方法とシステムを提供することによって、上記ニーズだけでなく他のニーズにも有利に対処する。
【００１２】
１つの実施形態において、本発明は、比較的経時変化しない通信ネットワーク内のサービス品質局所化の方法として特徴付けられ、複数の通信媒体に対するサービス品質推定値を受信する段階であって、複数の各通信媒体は、通信ネットワークの共通受信地点への通信ネットワーク内に配置された複数の送信機の内、それぞれの１つとの間に定義され、各通信媒体は、少なくとも１つの共有物理的通信経路と少なくとも１つの非共有物理的通信経路を介して伝達される前記段階と、それぞれのサービス品質推定値を通信ネットワーク内の適当な物理的通信経路に局所化するために、サービス品質推定値を比較する段階と、が含まれる。
【００１３】
他の実施形態において、本発明は、比較的経時変化しない通信ネットワークを含むサービス品質の局所化のためのシステムとして特徴付けられ、比較的経時変化しない通信ネットワークには、共通受信地点と、共通受信地点に信号を送信するための複数の送信機と、複数の送信機のそれぞれ１つを共通受信地点に接続する複数の通信媒体であって、複数の各通信媒体は、少なくとも１つの共有物理的通信経路と少なくとも１つの非共有物理的通信経路を介して前記共通受信地点に伝達される前記複数の通信媒体と、が含まれる。また本システムには、共通受信地点に接続されるサービス品質ローカライザであって、サービス品質ローカライザは、共通受信地点から受信されたサービス品質推定値の分析に基づいて、個々のサービス品質推定値を通信ネットワーク内の適当な物理的通信経路に局所化する前記サービス品質ローカライザが含まれる。
【００１４】
最初に、図１において、比較的経時変化しない通信ネットワークを例示するブロック図を示すが、ここでは、サービス品質が、本発明の１つの実施形態に基づき、ネットワークの個々の加入者又は物理的通信経路に局所化される。ネットワーク１００には、インターネット１０２と、中継局１０４と、媒体変換器１０６と、加入者１０８、１１０、１１２及び１１４と、が含まれる。加入者１０８、１１０、１１２及び１１４を例示するが、ネットワーク１００には、任意の数の加入者を含み得ることを理解されたい。インターネット１０２は、地球規模の情報ネットワーク等、如何なる情報ネットワークでもよい。インターネット１０２は、中継局１０４に接続される。中継局１０４は、インターネット１０２並びに加入者１０８、１１０、１１２及び１１４と通信を行う。中継局１０４は、物理的通信経路１１６（通信リンク１１６とも称する）を介して媒体変換器１０６に接続される。媒体変換器１０６は、物理的通信経路１１８、１２０、１２２、１２４、１２６及び１２８（通信リンク１１８、１２０、１２２、１２４、１２６及び１２８とも称する）を介して加入者１０８、１１０、１１２及び１１４に接続される。中継局１０４と加入者１０８、１１０、１１２及び１１４との間の通信は、媒体変換器１０６によって実施される。
【００１５】
ハイブリッドファイバ／同軸（ＨＦＣ）ケーブルシステムにおいて、物理的通信経路１１６には、中継局１０４と媒体変換器１０６との間の通信をサポートする光ファイバケーブルが含まれ、また、物理的通信経路１１８、１２０、１２２、１２４、１２６及び１２８各々には、それぞれ媒体変換器１０６と加入者１０８、１１０、１１２及び１１４との間の通信をサポートする同軸ケーブルが含まれる。
【００１６】
媒体変換器１０６は、通信が行なわれる媒体を変換する。例えば、ＨＦＣシステムにおいて、媒体変換器１０６は、光ファイバケーブル、即ち、物理的通信経路１１６と、同軸ケーブル、即ち、物理的通信経路１１８との間で信号を伝える。しかしながら、媒体変換器１０６は、連続的な媒体が中継局１０４と加入者１０８、１１０、１１２及び１１４との間で用いられる場合、不要な場合がある。何れの媒体又は媒体群も、中継局１０４と加入者１０８、１１０、１１２及び１１４との間でそれぞれの物理的通信経路として用い得る。例えば、光ファイバケーブルや同軸ケーブルの他に、撚り対ケーブル、無線、又は衛星通信リンク等の他の媒体を用い得る。
【００１７】
更に、動作中、通信媒体は、中継局１０４と加入者１０８との間に定義され、また、物理的通信経路１１６、１１８及び１２０を含む。同様に、中継局１０４と加入者１１０との間に定義される通信媒体には、物理的通信経路１１６、１１８、１２４及び１２６が含まれ、中継局１０４と加入者１１２との間に定義される通信媒体には、物理的通信経路１１６、１１８及び１２２が含まれ、また、中継局１０４と加入者１１４との間に定義される通信媒体には、物理的通信経路１１６、１１８、１２４及び１２８が含まれる。このように、物理的通信経路１２０、１２２、１２６及び１２８は、非共有の物理的通信経路を表し、一方、物理的通信経路１１６、１１８及び１２４は、共有の物理的通信経路を表す。例えば、物理的通信経路１２４は、加入者１１０及び１１４と中継局１０４のみの間での通信によって“共有”されるが、物理的通信経路１２６は、加入者１１０と中継局１０４との間の通信にのみ用いられる。即ち、物理的通信経路１２６は、“非共有”物理的通信経路である。
【００１８】
データ搬送信号は、それぞれの物理的通信経路を用いて、様々な通信媒体を介して伝播するため、それぞれの通信媒体には、可変量の“媒体依存チャンネル歪み”（チャンネル歪みとも称する）がもたらされる。従って、それぞれの物理的通信経路（群）を占有するそれぞれの通信媒体を介して送信される信号は、ネットワークのそれぞれの受信機に伝播する際、送信された形態から変化する。チャンネル歪みのレベルは、例えば、通信媒体内の信号に全て周波数及び媒体依存する雑音レベル、非線形性、時間遅延及び反射に左右される。このようなチャンネル歪みの要因には、例えば、増幅器、レーザ、不十分な信号接地及び不良の加入者設備が含まれる。
【００１９】
個々の通信媒体のチャンネル歪み（即ち、媒体依存チャンネル歪み）が分かると、個々の通信媒体におけるサービス品質推定値が与えられる。個々の通信媒体のサービス品質は、その通信媒体を介して送受信し得る信号を制限する。例えば、個々の媒体のサービス品質は、媒体によってサポートし得る信号用のサービスのレベルや等級、即ち、変調レベルや信号送信速度、に影響を及ぼす。従って、どんなレベルのサービスが個々の媒体を介して可能か決定するために、サービス品質は、チャンネル歪みの推定値に基づき個々の媒体に対して決定される。
【００２０】
本発明の１つの実施形態に基づき、比較的経時変化しない通信ネットワーク１００の媒体依存チャンネル歪みを局所化するためのシステムと方法を提供する。局所化は、ネットワークを細かく分析して、通信ネットワーク１００内において、物理的な区分でシステム制限を決定する能力を意味する。このように、チャンネル歪みレベルの推定値は、物理的通信経路１１６、１１８、１２０、１２４、１２６及び１２８の内の１つ以上を占有するそれぞれの各通信媒体に対して得られる。これらのチャンネル歪みの推定値は、それぞれの通信媒体によってサポート可能なサービス品質推定値を決定するために用いられる。
【００２１】
更に、これらのサービス品質推定値を互いに比較することによって、チャンネル歪みは、ネットワーク内の特定の地理的な物理的通信経路に局所化し得る。例えば、チャンネル歪みは、ネットワーク１００内において、特定の加入者、特定の非共有物理的通信経路、又は特定の共有物理的通信経路に局所化し得る。このような決定は、ネットワーク管理によって遠隔操作で行なうことができ、物理的な試験装置の設置や、通信ネットワーク１００の一部の物理的な検査が不要である。従って、特定の地理的位置に配置された個々の加入者のサービス品質は、一塊の加入者にサービスを提供しつつ、あるいは、最初に新規サービスを立ち上げる際、確認し得る。これによって、ネットワークプロバイダに、遠隔操作で、正確に、また自動的にネットワーク劣化を局所化する機会が与えられる。
【００２２】
利点として、通常、中継局１０４内に配置されるネットワーク管理には、これらに限定はしないが、双方とも本明細書中に引用参照される、スミスらによる２０００年５月１５日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／５７１、０６８、“分割帯域幅歪み予測”、弁理士整理Ｎｏ．ＰＤ−０５９４４ＡＭ、現在の米国特許Ｎｏ．（）、及びスミスらによる１９９９年１２月２２日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／４７０、８９０、“デジタル変調障害の自動相関のための方法と装置”、弁理士整理Ｎｏ．ＰＤ−０５９２４ＡＭ、現在の米国特許Ｎｏ．（）に記載された手法を用いて、適度なチャンネル歪みの推定値が用いられる。これらの参考資料に記載されたチャンネル歪みの手法については、図２を参照して簡単に説明する。
【００２３】
１つの実施形態において、（例えば、中継局１０４における）ネットワーク管理は、チャンネル歪み推定方法を用いて、一塊の送信機（例えば、加入者１０８、１１０、１１２及び１１４）から情報を収集し、そして、この情報を用いて、通信ネットワーク１００内の何れかの区分接続に沿うネットワーク１００を分析する。
【００２４】
この実施形態は、どのようなサービス品質の信号が、通信ネットワーク１００の特定の地理的部分においてサポート可能であるかを遠隔操作で決定するために、物理的な区分において比較的経時変化しない通信ネットワーク１００のサービス品質を遠隔操作で局所化することが可能であるという点で既知の従来の技術からの脱却を示す。利点として、このことは、区分接続を物理的に検査する必要なく、あるいは、試験装置を各個別の物理的接続に接続する必要無く達成される。
【００２５】
次に、図２において、図１に示すような比較的経時変化しない通信ネットワークのサービス品質を局所化するためのシステムのブロック図を示すが、これには、本発明の他の実施形態に基づき、ネットワークにおいて異なるノード間の所定のレベル歪みを推定するための歪み推定装置が含まれ、また、ネットワーク内の適当な物理的通信経路に特定のサービス品質推定値を局所化するためのサービス品質ローカライザが含まれる。図示した通信ネットワーク２００には、送信機２０２、２０４及び２０６と、通信媒体２０８、２１０及び２１２と、受信機２１４（“共通受信地点”２１４とも称する）と、歪み推定装置２１６と、メモリ２１８と、サービス品質ローカライザ２２０（ＱｏＳローカライザ２２０とも称する）と、ネットワーク管理制御装置２２２（システム制御装置／報告サブシステム２２２とも称する）と、が含まれる。
【００２６】
各送信機２０２、２０４及び２０６は、それぞれ１つの通信媒体２０８、２１０及び２１２を介して受信機２１４に接続される。受信機２１４は、歪み推定装置２１６に接続され、歪み推定装置２１６は、メモリ２１８に接続される。メモリ２１８は、ＱｏＳローカライザ２２０に接続され、このＱｏＳローカライザ２２０は、ネットワーク管理制御装置２２２に接続される。
【００２７】
動作中、各送信機２０２、２０４及び２０６と受信機２１４は、通信ネットワーク２００内の別々の地点又はノードである。例えば、送信機２０２は、図１の加入者１０８に配置され、また受信機２１４は、図１の中継局１０４に配置され、一方、通信媒体２０８は、図１の物理的通信経路１２０、１１８及び１１６上の利用媒体を表す。通信ネットワーク２００は、比較的経時変化しない通信ネットワークである。即ち、それぞれの送信機を受信機にリンクする物理的接続は、比較的経時変化しない又は相対的に固定されている。このように、各送信機を受信機２１４にリンクする物理的通信経路は、既知であり且つ固有である。即ち、このネットワークは、動的に切り換えられず、１つのノードから他のノードへの通信は、通信を行なう度に異なる物理的経路を占有する。更に、物理的通信経路は、様々な物理的媒体を含み得る。例えば、通信媒体２０８、２１０及び２１２は、ファイバリンク、ケーブルリンク、マルチポイントマイクロ波リンク、又は静止衛星リンクを用い得る。
【００２８】
信号は、それぞれの通信媒体２０８、２１０及び２１２を介して、各送信機２０２、２０４及び２０８から受信機２１４に送信される。上述したように、また、それぞれの通信媒体２０８、２１０及び２１２の転送機能に依存して、送信信号は、その送信された形態から変化する。これは、媒体依存チャンネル歪み（単にチャンネル歪みとも称する）として知られている。このチャンネル歪みは、例えば、媒体内の信号に全て周波数及び媒体依存する雑音レベル、非線形性、時間遅延及び反射によって生じる。例えば、通信媒体２０８は、通信媒体２１０とは異なるレベルのチャンネル歪みをもたらし得る。
【００２９】
特に、ハイブリッドファイバ／同軸（ＨＦＣ）ネットワーク等の広い地理的領域を網羅する通信ネットワーク２００において、これらのチャンネル歪みは、大幅に変動することが多い。チャンネル歪みのレベルは、通信媒体によってサポート可能な信号送信のサービス品質に影響を及ぼす。即ち、どのような変調や信号送信速度がサポートされるかに影響を及ぼす。
【００３０】
物理的通信経路が通信ネットワーク２００内の各送信機に対して既知且つ固有であることに加えて、受信機２１４は、それぞれの送信機２０２、２０４及び２０６からの通信内でそれぞれの送信機２０２、２０４及び２０６の識別情報を受信する。この情報は、受信機２１４が各加入者における各送信機２０２、２０４及び２０６と時間的に同期されているため、受信機２１４によって収集され、こうして、受信機２１４は、受信された各信号の発信元の送信機を認識する。更に、各受信信号自体は、一般的に、例えば、前文に、ヘッダ情報を含み、ヘッダ情報は、その受信機への発信元の送信機を識別する送信機識別を含む。例えば、ＩＰ（インターネットプロトコル）、ＴＩＤ（送信識別）、ＳＩＤ（システム識別）又はＭＡＣ（媒体アクセス制御装置）アドレスは、各送信機２０２、２０４及び２０６に対して既知であり、また、受信機に信号を再構成させる信号送信プロトコルに固有である。各送信機のソフトウェア識別を認識すると、通信ネットワーク２００内の地理的位置は、このソフトウェア識別タグに対応付けできる。
【００３１】
１つの受信機２１４について例示したが、受信機２１４は、複数の受信機として具現化し得ることに留意されたい。しかしながら、複数の各受信機は、通信ネットワーク２００内の共通の地理的地点又はノード内に配置される。例えば、複数の各受信機は、図１の中継局１０４内に配置される。従って、受信機２１４は、地理的“共通受信地点”を表わす。
【００３２】
一旦、信号が受信機２１４で受信されると、歪み推定装置２１６は、各それぞれの送信機２０２、２０４及び２０６からの受信信号を用いて、それぞれの通信媒体２０８、２１０及び２１２に存在するチャンネル歪みの推定値を求める。そのチャンネル歪み推定値から、サービス品質推定値が求められる。このサービス品質推定値は、どのようなサービス品質の信号、即ち、どのような特定の変調レベルや信号送信速度が、個々の通信媒体２０８、２１０及び２１２によってサポート可能であるかということを示す。これらの推定値は、メモリ２１８に記憶される。
【００３３】
歪み推定装置２１６は、サービス品質推定値が、試行錯誤によって又は受信機２１４で受信された信号のビットエラー率又はパケットエラー率に基づき、各通信媒体２０８、２１０及び２１２に対するサービス品質推定値を単に求めることによって概略推定し得るため、オプションとして例示する。これらのサービス品質推定値は、分析的に正確である必要は無く、また、個々のノード又は媒体（例えば、媒体２０８、２１０及び２１２）に対して何らかのサービスが確立されたか否か決定するのと同程度に簡単であってよい。このように、地理的ネットワーク全体のサービス品質に関する情報を収集するために任意の比較計量法を用いてよく、そして、収集されたデータ（例えば、サービス品質推定値）を用いて、関連するネットワークトポロジーを決定し、こうして、ネットワークと媒体の性能を局所化し得る。
【００３４】
好適には、チャンネル歪みのレベルは、歪み推定装置２１６によって特定の手法を用いて推定される。歪み推定装置２１６によって用いられる２つの典型的な非強制及び遠隔操作によるチャンネル歪み推定手法の例には、上述したように本明細書中に引用参照されている、スミスらによる２０００年５月１５日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／５７１、０６８、“分割帯域幅歪み予測”、弁理士整理Ｎｏ．ＰＤ−０５９４４ＡＭ、現在の米国特許Ｎｏ．（）、及びスミスらによる１９９９年１２月２２日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／４７０、８９０、“デジタル変調障害の自動相関のための方法と装置”、弁理士整理Ｎｏ．ＰＤ−０５９２４ＡＭ、現在の米国特許Ｎｏ．（）に記載された手法が含まれる。これら２つの典型的な手法は、何れも、余計な試験装置又は他の専用装置を試験分析対象の通信媒体に接続する必要がないため、望ましい。
【００３５】
以下、スミスらによる２０００年５月１５日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／５７１、０６８、“分割帯域幅歪み予測”、弁理士整理Ｎｏ．ＰＤ−０５９４４ＡＭ、現在の米国特許Ｎｏ．（）に記載されたチャンネル歪み推定方法の実施形態について簡単に要約する。最初に、複数の短時間幅の試験信号が、分析対象の通信媒体を介して、送信機、例えば、送信機２０２から、通信媒体２０８の受信機２１４に送信される。複数の各試験信号は、所定の周波数帯域幅を有する通信媒体２０８の周波数において、異なる狭帯域部分又は異なる位置を占有する。例えば、各試験信号は、通信媒体２０８の所定の帯域幅の約２０％である試験帯域幅を有する。これらの試験信号は、既存のサービスで試験信号を多重化すること、あるいは、既存のサービスを所定の帯域幅内の異なる周波数位置に移動することの何れかによって、既存のサービスと同時に送信し得る。従って、複数の試験信号が、目立たないように、通信媒体２０８を介して受信機２１４に送信される。
【００３６】
受信機２１４において、通常行われるように、試験信号（及び通常の送信信号）は、イコライザ係数を得るためにイコライザで処理される。受信機２１４は、特定の送信機２０２の識別を示すデータを受信することから、受信機２１４は、ネットワーク内のどの送信機２０２、２０４及び２０６（例えば、送信機２０２）が、各試験信号を送信したか認識する。次に、（歪み推定装置２１６内に組み込まれた）位相歪み推定装置は、支配的なチャンネル歪みが各試験信号に生じる時間を決定するために、各試験信号のイコライザ係数を分析する。次に、位相歪み推定装置は、個々の送信機２０２からの各受信試験信号に対する支配的なチャンネル歪み時間の間の差動群遅延を求める。利点として、この差動群遅延は、特定の通信媒体２０８の位相歪みを近似する。同様に、位相歪みは、通信媒体を用いてそれぞれの各送信機に対して決定されるが、例えば、通信媒体２０８、２１０及び２１２を用いて、送信機２０２、２０４及び２０６に対してそれぞれ決定される。
【００３７】
位相歪みが決定されると同時に、例えば、（歪み推定装置２１６内に組み込まれた）振幅歪み推定装置によって、個々の通信媒体２０８に対する振幅歪みも求められる。このように、受信試験信号（上述したものと同じ試験信号）は、各送信機からの各受信試験信号のパワーを決定するために、受信機２１４内の自己相関器又は高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）で処理されるが、このことは、当分野においては良く知られている。それぞれの通信媒体を用いて、それぞれの送信機から受信された各試験信号に対する各パワー推定値は、各通信媒体２０８、２１０及び２１２の所定の帯域幅全体の振幅リプルを求めるために、分析される。この振幅リプルは、個々の通信媒体２０８、２１０及び２１２の振幅歪みを近似する。
【００３８】
次に、個々の通信媒体の位相歪みと振幅歪みを双方共推定した後、個々の通信媒体用の転送機能が認識される。個々の通信媒体の転送機能を認識して、エラニクス（Ｅｌａｎｉｘ）社（カリフォルニア州ウエストレイク・ビレッジ）によって開発された“Ｓｙｓｔｅｍ・Ｖｉｅｗ・ｂｙ・Ｅｌａｎｉｘ（エラニクス社製システム・ビュー）”もしくはケイデンス（Ｃａｄｅｎｃｅ）・デザイン・システムズ社（カリフォルニア州サンホゼ）によって開発された“ＳＰＷ”等の従来の信号処理シミュレータ、又は、紙と鉛筆で導き得る数学的な理論的限界を用いて、各通信媒体２０８、２１０及び２１２によってサポートし得るサービス品質が定量的に求められる。言い換えると、個々の通信媒体が、所定の信号送信速度及び所定の変調レベルをサポートするか否か決定し得る。このことは、歪み推定装置２１６によって、あるいは他の選択肢としては、ネットワーク管理制御装置２２２によって行われる。
【００３９】
以下、スミスらによる１９９９年１２月２２日に申請された米国特許出願シリアルＮｏ．０９／４７０、８９０、“デジタル変調障害の自動相関のための方法と装置”、弁理士整理Ｎｏ．ＰＤ−０５９２４ＡＭ、現在の米国特許Ｎｏ．（）に記載されたチャンネル歪み推定方法の実施形態について要約する。デジタル変調された信号は、通信媒体２０８を介して、それぞれの送信機２０２から受信機２１４で受信される。受信機２１４は、デジタル変調された信号から軟判定データを抽出する。軟判定データは、例えば、軟判定データによって表される記号のＩ／Ｑ平面上の位置を表す１つの８ビットＩ値と１つの８ビットＱ値による２つの補数形式で表されるデジタルデータである。軟判定データは、（歪み推定装置２１６内に組み込まれた）障害相関器に入力される。障害相関器は、各個々の通信媒体に対して、時間の経過に伴う軟判定データ用の信号空間の位置を記憶し、また、軟判定データに障害マスクを適用する。
【００４０】
この実施形態には、個々の通信媒体２０８がもたらし得る様々な種類のチャンネル歪みに各々対応する様々な記憶された障害マスクが含まれる。例えば、通信媒体によってもたらされるチャンネル歪みの種類に依存して、信号空間内の軟判定データ（記号とも称する）の位置は、その理想の位置と異なるか又は予測可能な状態でオフセットされる。この手法では、指定されたチャンネル歪みが与えられると、信号空間内において、軟判定データを一般的にどこに配置すべきであるか示す所定の障害マスクが用いられる。更に、異なる障害マスクは、記号レベルの歪み及び配列レベルの歪みに対して適用し得る。例えば、以下の種類のチャンネル歪みに固有の異なる障害マスクが記憶される。即ち、位相雑音障害マスク、連続波（ＣＷ）雑音障害マスク、信号反射障害マスク、Ｉ／Ｑ不均衡障害マスク、圧縮障害マスク、振幅変調（ＡＭ）対位相変調（ＰＭ）障害マスク、複合位相雑音及びＣＷ雑音障害マスク、及び複数種類の障害を関連付けるための他の任意の複合障害マスクである。
【００４１】
このように、異なる種類の障害マスクは、上述したように軟判定データに適用される。各障害マスクに対して、障害相関器は、その個々の障害マスク内に入る一組の軟判定データを求める。このことは、障害マスク内に入る軟判定データの発生回数を求めることによって行われる。次に、各障害マスクに対する相関重みが計算される。１つの実施形態において、この相関重みは、障害マスク内に入る軟判定データの発生回数と軟判定データの総発生回数との比として計算し得る。各障害マスクに対する相関重みが求められる。
【００４２】
次に、全ての相関重みが比較され、（例えば、所望の信号対雑音比と比較した時）、個々の通信媒体のチャンネル歪みが、特定の歪みの種類によるものであり、また、チャンネル歪みの深刻さの度合を表す指標によるものでもある可能性を、通常、百分率形式で求める。従って、このプロセスによって、特定のチャンネル歪みの発生源となる可能性とチャンネル歪みの推定レベルとが与えられる。
【００４３】
次に、この情報から、当業者は、どのようなサービス品質が各個々の通信媒体に対してサポート可能であるか決定し得る。例えば、エラニクス社（カリフォルニア州ウエストレイク・ビレッジ）によって開発された“エラニクス社製システム・ビュー”又はケイデンス・デザイン・システムズ社（カリフォルニア州サンホゼ）によって開発された“ＳＰＷ”等の上述した従来の信号処理シミュレータを用いて、どのようなサービス品質が個々の通信媒体２０８、２１０及び２１２によってサポート可能であるか定量的に決定し、こうして、各通信媒体２０８、２１０及び２１２に対するサービス品質推定値を提供し得る。このことは、歪み推定装置２１６によって、あるいは、他の選択肢として、ネットワーク管理制御装置２２２によって行ない得る。
【００４４】
何れの場合も、歪み推定装置２１６は、サービス品質推定値を出力し、このことは、信号送信用のどのようなサービス品質が個々の通信媒体、例えば、通信媒体２０８、２１０及び２１２によってサポートされるか示すことに留意されたい。
【００４５】
更に、利点として、何れの場合も、各個々の通信媒体２０８、２１０及び２１２によってサポート可能なサービス品質推定値は、試験装置を接続する必要無く、あるいは、各通信媒体の物理的経路を物理的に検査する必要無く得られる。このような推定値は、受信機２１４でローカルに又は受信機２１４に接続されたネットワーク管理制御装置２２２において遠隔操作で決定し得る。
【００４６】
次に、各通信媒体２０８、２１０及び２１２に特有のサービス品質推定値は、メモリ２１８に記憶される。ＱｏＳローカライザ２２０は、メモリ２１８に記憶されたサービス品質推定値を用いて、通信ネットワーク２００の健全性に関して定量的な決定を行なう。例えば、この記憶された情報は、通信ネットワーク２００のどの物理的な部分又は物理的な通信経路が、どの特定のサービス品質のレベルでの信号送信をサポートできるかを決定するために用いられる。通信ネットワーク２００のサービス品質を正確に局所化するために、ＱｏＳローカライザ２２０は、それぞれの通信媒体間で“共有された”物理的通信媒体を考慮しなければならない。例えば、ある物理的通信経路、又は通信ネットワークの物理的部分は、他の通信媒体によって共有されるが、他方、物理的通信経路には、１つの通信媒体のみに固有であるもの、即ち、物理的通信経路が非共有のものが在る。従って、この実施形態において、ＱｏＳローカライザ２２０は、どの物理的通信経路が共有及び非共有であるか認識する。ＱｏＳローカライザ２２０によって実行される比較処理のより詳しい説明は、以下の図３乃至６を参照して説明する。
【００４７】
更に、サービス品質推定値は、時間の経過と共に監視され、ある加入者が利用可能なサービス品質に劣化があるか否か判断し得る。また利点として、異なる通信媒体２０８、２１０及び２１２に対するそれぞれのサービス品質推定値を比較分析することによって、サービス品質を制限する可能性がもっとも高い特定の物理的通信経路を識別し得る。利点として、このことは全て、試験装置を通信ネットワーク２００の各送信機や受信機に接続する必要無く（接続した場合、非常にコスト高であり、また既存のサービスが中断される）、あるいは、実際様々な物理的通信経路を物理的に検査して何故個々の加入者のサービス品質の能力が低下しているのか決定する必要無く、実施される。
【００４８】
ＱｏＳローカライザ２２０は、ネットワーク管理制御装置２２２にデータを転送し、ネットワーク管理制御装置２２２は、そのデータを記憶しネットワークプロバイダの使用に供する。この提供された情報は、通信ネットワーク２００におけるあらゆる物理的な区分接続に対する時間の経過に伴うサービス品質を追跡するために用いられる。従って、個々の通信媒体においてサポート可能なサービス品質の劣化が発見されると、その特定の物理的通信経路は、劣化したサービス品質の発生源を判断し修正するために、検査される。
【００４９】
図２のシステムは、機械毎に読み取り可能なプログラム記憶装置を含み、その機械毎に実行可能な命令プログラムを実際に組み込み、歪み推定装置２１６、ＱｏＳローカライザ２２０（例えば、以下の図７のフローチャートを参照して列記したステップ）、及び／又はネットワーク管理制御装置２２２によって実行される方法のステップを実施するために実現し得ることに留意されたい。その機械に命令プログラムを実行させる場合、機械は、マイクロプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ）又は命令プログラムを実行可能な他の論理回路等のプロセッサを含み得る。歪み推定装置２１６、ＱｏＳローカライザ２２０及びネットワーク管理制御装置２２２は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらを組み合わせたものの何れかを用いて、例えば、汎用マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、及び／又はアプリケーション専用論理回路、及びこれらに連動するソフトウェア及び／又はファームウェアを用いて実現し得る。更に、歪み推定装置２１６、ＱｏＳローカライザ２２０及びネットワーク管理制御装置２２２は、別々の構成要素として互いに離間配置して組み込むことができ、あるいは、１つの物理的位置に単一の一体化装置で構成し得る。例えば、これらの構成要素は、受信機２１４、例えば、図１の中継局１０４の受信機内に配置したり、あるいは、受信機２１４に接続したりできる。しかしながら、一般的に、これらの構成要素は、ハイブリッドファイバ／同軸システムの中継局に全て組み入れられる。
【００５０】
次に図３において、複数のハブを含むケーブルモデム通信ネットワークの図を示すが、ここでは、サービス品質は、図２のシステムによって、例えば、個々の加入者又は物理的な位置、例えば、本発明の更にもう１つの実施形態に基づくネットワークの物理的な通信経路に局所化される。図示した通信ネットワーク３００には、（図１の中継局１０４内に常駐するとも呼ばれる）ケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）３０２、サービス提供群３０６及び３０８を有するハブ１・３０４、サービス提供群３１２及び３１４を有するハブｎ・３１０、双方向増幅器３１６、加入者ネットワークタップ３１８、加入者装置３２０、（物理的通信経路を表す）ファイバリンク３２２、及び（これもまた物理的通信経路を表す）ケーブルリンク３２４が含まれる。
【００５１】
ケーブルモデム通信ネットワーク３００は、一般的に知られている地理的／ネットワークトポロジーを有する比較的経時変化しない通信ネットワークの一例である。例えば、この実施形態において、ＣＭＴＳ３０２は、通信ネットワーク３００の共通ノードを表し（例えば、ＣＭＴＳ３０２は、図１の中継局内に含まれる）、また、所定の地理的領域全体の相対的に固定された地理的位置に配置される個々の加入者装置３２０と通信を行なう。例示した複数ハブ構成において、複数のハブ、例えば、ハブ１・３０４乃至ハブｎ・３１０は、それぞれのファイバリンク３２２を介してＣＭＴＳ３０２に接続される。次に、各ハブは、ケーブルリンク３２４を介して、それぞれの各加入者装置３２０に接続される。各ハブによってサービスを提供される加入者装置３２０は、サービス群、例えば、ハブ１・３０４下のサービス群３０６及び３０８に基づきグループ化される。各ハブ、例えば、ハブ１・３０４は、ファイバリンク３２２及びケーブルリンク３２４に対する双方向の通信を変換する図１の媒体変換器と同様である。
【００５２】
サービス群、例えば、サービス群３０６内で、ケーブルリンク３２４は、双方向増幅器３１６に接続して、上流方向（即ち、それぞれの加入者装置３２０からＣＭＴＳ３０２への方向）及び下流方向（即ち、ＣＭＴＳ３０２から各加入者装置３２０への方向）の何れかの方向における信号を増幅する。ケーブルリンク３２４上の様々な地理的地点において、それぞれの加入者ネットワークタップ３１８は、ケーブルに接続され、それぞれの加入者装置３２０をハブに接続させる。具体的な接続は、図４乃至６においてより詳細に議論する。
【００５３】
図から分かるように、ケーブルモデム通信ネットワーク３００は、複数のハブのサポートが可能であり、各ハブは、複数の加入者装置にサービスを提供する複数のサービス提供群を有する。動作中、一般的に、各加入者装置３２０は、加入者の住居又は職場に配置されるケーブルモデム装置である。加入者装置３２０は、ＣＭＴＳ３０２に信号を送信するための送信機とＣＭＴＳ３０２から信号を受信するための受信機の双方を含む。当分野において知られているように、このようなケーブルモデム通信ネットワーク３００は、ネットワークプロバイダによって用いられ、テレビ、インターネット及び電話通信サービス、例えば、これらの加入者装置３２０を介して加入者に提供し得る。
【００５４】
ケーブルモデム通信ネットワーク３００は、様々な異なる構成を含み、また、通信ネットワークが、物理的接続が定義され又比較的経時変化しない一塊の送信機を含む限り、依然として本発明による幾つかの実施形態の手法から恩恵を得ることに留意されたい。このように、通信ネットワーク３００における各加入者装置３２０の物理的経路は、既知であり、またサービス領域における各加入者装置３２０に固有である。
【００５５】
次に図４において、複数のサービス提供群を有する単一ハブが例示された図３のケーブルモデム通信ネットワークの図を示す。ＣＭＴＳ３０２への（物理的通信経路を表す）ファイバリンク３２２を備えたハブｎ・３１０が図示されており、サービス提供群１３１２乃至サービス提供群Ｘ３１４が、ケーブルリンクを介してハブ３１０に接続されている。また、双方向増幅器３１６、加入者ネットワークタップ３１８、及び加入者装置３２０も図示されている。更に、図４のケーブルリンクは、“共有”物理的通信経路４０１、４０２、４０４、４０６、４０８、４１８、４２０、４２２、４２４及び４２６として、また、“非共有”物理的通信経路４１０、４１２、４１４、４１６、４２８、４３０、４３２及び４３４をとして図示されている。
【００５６】
更に、それぞれの物理的通信経路を利用するそれぞれの通信媒体は、ＭＮＸＹＹ’の形式で表記するが、ここで“Ｍ”は、通信媒体である。また、特定の加入者装置３２０、即ち、図２の送信機は、ＳＮＸＹＺの形式で表記するが、ここで“Ｓ”は加入者装置である。双方の場合において、“Ｎ”はハブ識別子であり、“Ｘ”は所定のハブ識別子内のサービス提供群であり、“Ｙ”は（ＩＰ、ＭＡＣ、ＴＩＤ、ＳＩＤ又はネットワークにおける物理的接続に対応する他のアドレスであり得る）送信機識別子であり、“Ｙ’”はネットワーク媒体識別子であり、“Ｚ”は送信機販売業者の識別子である。
【００５７】
“Ｙ’”は、個々の通信媒体が“幹線”通信媒体（Ｙ’＝０の時）、即ち“共有”物理的通信経路を利用する通信媒体、又は１つの加入者装置３２０によってのみ利用される“非共有”物理的通信経路を利用する媒体（Ｙ’≠０の時）であるか否かを示す。Ｙ’＝０の時、“Ｙ”は、通信ネットワーク３００のどのくらいの深さにＹ番目の送信機が常駐するかを示す。例えば、ＭＮＸＹＹ’フィールド（例えばＭＮＸＹＹ’）において、Ｙ＝４及びＹ’＝０である場合、このことは、通信媒体が通信ネットワーク幹線接続、媒体ＭＮＸ４０であることを示し、また、Ｙ＞４の場合、全送信機によって共有されることを示し、また、この送信機は、ＭＮＸ（Ｙ＜４）０ネットワーク幹線接続を共有することを示す。言い換えると、４番目の加入者装置３２０における送信機（即ち、ＳＮＸ４Ｚ）が利用する媒体は、媒体ＭＮＸ４４（即ち、送信機ＳＮＸ４Ｚから幹線への加入者ネットワークタップ３１８接続までの非共有物理的通信経路）、媒体ＭＮＸ４０（即ち、共有物理的通信経路であって、５番目、６番目、．．．ｎ番目の送信機とも共有される）、媒体ＭＮＸ３０（即ち、３番目、４番目、５番目、６番目、．．．ｎ番目の送信機用の共有物理的通信経路４０６）、媒体ＭＮＸ２０（即ち、２番目、３番目、４番目、５番目、６番目、．．．ｎ番目の送信機用の共有物理的通信経路４０４）、及び媒体ＭＮＸ１０（即ち、１番目、２番目、３番目、４番目、５番目、６番目、．．．ｎ番目の送信機用の共有物理的通信経路４０１、４０１及び３２２）である。
【００５８】
これらの通信媒体ＭＮＸＹＹ’を図２の通信媒体２０８、２１０及び２１２に関連付けると、送信機２０２が送信機ＳＮＸ３Ｚである場合、通信媒体２０８は、ＭＮＸ３３、ＭＮＸ３０、ＭＮＸ２０及びＭＮＸ１０を含み、また、一般的に受信機２１４は、ＣＭＴＳ３０２に配置される。また、媒体ＭＮＸ３３は、非共有物理的通信経路４３２を利用し、媒体ＭＮＸ３０は、共有物理的通信経路４２４を利用し、媒体ＭＮＸ２０は、共有物理的通信経路４２２を利用し、媒体ＭＮＸ１０は、共有物理的通信経路４２０、４１８及び３２２を利用することに留意されたい。従って、図２の各通信媒体（即ち、通信媒体２０８、２１０及び２１２）は、それぞれの送信機（例えば、ＳＮＸＹＺ）から共通受信地点（例えば、ＣＭＴＳ３０２）までの複合媒体として定義され、また、少なくとも１つの共有媒体（例えば、ＭＮＸＹＹ’（Ｙ’＝０））と少なくとも１つの非共有媒体（例えば、ＭＮＸＹＹ’（Ｙ’≠０））を含む。更に、各共有媒体（例えば、ＭＮＸＹＹ’（Ｙ’＝０））は、１つ以上の共有物理的通信経路（例えば、３２２、４１８、４２０、４２２等）を含み、また各非共有媒体（例えば、ＭＮＸＹＹ’（Ｙ’≠０））は、１つ以上の非共有物理的通信経路（例えば、４２８又は４３０）を含む。
【００５９】
簡単に図５を参照すると、図示された表５００は、図３及び４のケーブルモデム通信ネットワーク３００用ハブ内におけるサービス提供群内の一塊の加入者に関連する様々な通信媒体を示す。この表５００は、送信機ＳＮＸＹＺ及び媒体ＭＮＸＹＹ’のフィールドに対して上記表示法を用いる。
【００６０】
再度図４において、添え字“Ｚ”（即ち、送信機販売業者識別子）は、特定の送信機を製造又は供給した販売業者を示すために用いられる。例えば、Ｚ＝０は、販売業者Ａによって製作された送信機に対応し、Ｚ＝１は販売業者Ｂによって製作された送信機に対応する等である。このように、ネットワークを分析する時、サービス品質の相違点は、それぞれの販売業者によって製作された特定の送信機／加入者装置３２０に局所化し得るため、個々の販売業者が、非標準の装置を製作し得ることを示す。
【００６１】
通信ネットワーク３００のトポロジーを表記した後、図２において説明した手法の１つ以上を用いて、個々の送信機（例えば、ＳＮＸＹＺ）と共通受信地点（例えば、ＣＭＴＳ３０２）との間の所定の通信媒体に対するサービス品質推定値を決定すると、ネットワークプロバイダは、ネットワーク３００内の適当な物理的通信経路に媒体依存チャンネル歪みを局所化することが出来る。このことは、各通信媒体（例えば、通信媒体２０８、２１０及び２１２）に対するサービス品質推定値を比較分析することによって実現される。図３及び４に示したようなネットワークトポロジーを構成すると、ネットワークプロバイダは、送信機（例えば、ＳＮＸＹＺ）から受信機（例えば、ＣＭＴＳ３０２）までの各通信媒体（例えば、通信媒体２０８、２１０及び２１２）を構成する特定の媒体ＭＮＸＹＹ’を知ることができ、共有物理的通信経路（例えば３２２、４１８、４２０等）と非共有物理的通信経路（例えば４２８、４３０等）を利用する共有媒体と非共有媒体があるということを考慮することができる。従って、個々のサービス品質の制限は、通信ネットワークの各物理的通信経路を物理的に検査又は試験する必要無く個々の物理的通信経路に局所化し得る。同様に、ネットワークは、何らかの理由で他のものよりも高いサービス品質で信号送信をサポートすることが出来る（例えば、加入者ネットワークタップから個々の加入者装置３２０へのマイクロ反射により個々の物理的通信経路におけるチャンネル歪みが小さくなる）或る物理的通信経路に対して解析が可能である。以下、本発明の１つ以上の実施形態における手法を用いて実行し得る幾つかの可能な分析例を示す。
【００６２】
例１
（図４の）３つの送信機ＳＮ１１Ｚ、ＳＮ１２Ｚ及びＳＮ１３Ｚは、（共有物理的通信経路４０６を利用する）共有媒体ＭＮ１３０、（共有物理的通信経路４０４を利用する）ＭＮ１２０、及び（共有物理的通信経路４０２、４０１及び３２２を利用する）ＭＮ１１０を有し、また（非共有物理的通信経路４１０を利用する）非共有媒体ＭＮ１１１、（非共有物理的通信経路４１２を利用する）非共有媒体ＭＮ１２２、及び（非共有物理的通信経路４１４を利用する）非共有媒体ＭＮ１３３を有するものとする。歪み推定装置２１６において図２において説明したチャンネル歪み推定及びサービス品質推定方法の内の１つを用いて、サービス品質推定値が、各送信機（即ち、ＳＮ１１Ｚ、ＳＮ１２Ｚ及びＳＮ１３Ｚ）から共通受信地点（即ち、ＣＭＴＳ３０２）までの間の複合通信媒体に対して得られる。従って、サービス品質推定値が、（ＭＮ１１１及びＭＮ１１０を網羅する）ＳＮ１１ＺからＣＭＴＳ３０２までの通信媒体、（ＭＮ１２２、ＭＮ１２０及びＭＮ１１０を網羅する）ＳＮ１２ＺからＣＭＴＳ３０２までの通信媒体、及び（ＭＮ１３３、ＭＮ１３０、ＭＮ１２０及びＭＮ１１０を網羅する）ＳＮ１３ＺからＣＭＴＳ３０２までの通信媒体に対して得られる。
【００６３】
ＳＮ１１Ｚに対するＱｏＳ推定値が良好であり（即ち、時間の経過と共に所望のレベルのままである又はそれに近い）、一方、ＳＮ１２Ｚ及びＳＮ１３Ｚに対するサービス品質推定値が劣化した（即ち、時間の経過と共に所望のレベル以下に低下した）場合、劣化したサービス間には共有媒体だけが在るため、共有媒体ＭＮ１２０が故障している可能性があると断定し得る。このことは、共有物理的通信経路４０４を利用する媒体ＭＮ１２０に問題が存在する可能性があることを示すが、媒体ＭＮ１２０に問題は無いことを示すことに留意されたい。このことは、送信機ＳＮ１２Ｚ及びＳＮ１３Ｚの双方が故障し得るため、可能性として表現される。この時点では、ネットワークのどの物理的構成要素が故障しているのか明確に決定されないが、分析を誤る可能性は、送信機の数とネットワークの深さが増すにつれて減少する。更に、ＭＮ１２２及びＭＮ１３３の双方が故障であり、また、ネットワークの更に内部の他の送信機が、媒体ＭＮ１２０を良好であると見なす、即ち、所望の等級のサービスをサポートし得る可能性もある。それにも拘らず、ネットワークプロバイダは、問題の真の発生源により近い劣化地点、即ち、共有物理的通信経路４０４を利用する最も適当なＭＮ１２０を局所化し得る。従って、利点として、各送信機に対するサービス品質推定値を比較分析することによって、ネットワーク内のサービス品質に対する制限は、ネットワークの各物理的接続を物理的に検査すること無く又はローカルに試験すること無く、ネットワーク内の所定の区分的な物理的接続に局所化し得る。
【００６４】
これらのサービス品質推定値を“良好な”又は“劣化した”という言葉で表す代わりに、それぞれ数値による又は定量的な測定値に対して比較でき、こうして、劣化は、深刻さの程度に基づきランク付けし得ることに留意されたい。
【００６５】
例２
３つの全ての送信機ＳＮ１１Ｚ、ＳＮ１２Ｚ及びＳＮ１３Ｚに対するサービス品質推定値が個々に劣化した場合、媒体ＭＮ１１０が３つの全ての送信機ＳＮ１１Ｚ、ＳＮ１２Ｚ及びＳＮ１３Ｚによって共有される唯一の媒体であるため、共有物理的通信経路４０２、４０１及び３２２を利用する媒体ＭＮ１１０が、可能なエラー発生源らしいと断定し得る。また、可能性のあるエラー発生源は、ネットワーク全体の局所的試験又は物理的検査無しで、通信ネットワークの所定の物理的部分に局所化される。
【００６６】
例３
送信機ＳＮ１２Ｚに対するサービス品質推定値が劣化する一方で、送信機ＳＮ１１Ｚ及びＳＮ１３Ｚに対するサービス品質推定値が許容可能な品質のものである場合、媒体ＭＮ１２２が故障である可能性があること及びネットワーク幹線の健全性が危険な状態ではないことを断定し得る。従って、この時、ネットワークプロバイダは、職員を派遣してＭＮ１２２の故障を見つけて修正し得る。この故障は、媒体ＭＮ１２２又は（例えば、加入者ネットワークタップ３１８における）物理的ネットワーク幹線接続によって利用される非共有物理的通信経路４１２に存在するか、又は、特定の送信機ＳＮ１２Ｚが故障しているかである。更に、“Ｚ”の値によって、送信機の販売業者が識別され、また、同じ販売業者からの他の送信機に対して得られるサービス品質推定値と比較される。このようにして、送信機が販売業者識別子に依存して故障する可能性があるか否か決定し得る。例えば、品質が劣る販売業者がネットワーク内に入り込むと、販売業者Ａによって製作された送信機から生成される信号送信用のサービス品質は、他の販売業者によって製作された同等の送信機よりも短い動作寿命で低下する。
【００６７】
３つの特定の例のみについて説明したが、通信ネットワーク３００内には他の多数の場合があり、ここで、サービス品質は、通信ネットワーク３００内の地理的位置における個々の物理的通信経路に局所化し得る。可能な経路は、ハブベースで拡張することができ、劣化がハブの劣化又はＣＭＴＳによるものか、もしくは、中継局自体が故障しているか否か決定し得る。例えば、図３において、ハブ１・３０４下の送信機に対するサービス品質推定値は、通信ネットワーク３００の特定のハブに問題があるか否か推定するために、他のハブ、例えば、ハブｎ・３１０に対するサービス品質推定値と比較し得る。
【００６８】
更に、サービス品質推定値は、サービス品質の劣化がそれぞれのハブにサービスを提供するサービス提供群全体によるものであるか否か決定するために、同様に比較し得る。例えば、サービス提供群内の通信媒体に対するサービス品質推定値は、単一ハブに属するサービス提供群全体に問題があるか否か決定するために、同じハブに属する他のサービス提供群の通信媒体に対するサービス品質推定値と比較される。
【００６９】
間単に図６を参照すると、図示した表６００は、単一ハブ（即ち、ハブ１・３０４）のサービス提供群内の個々の加入者をマッピングし、また、上述した様に、比較分析された時、どの媒体（例えば、媒体ＭＮＸＹＹ’）が、所定の加入者によってネットワークの健全性に関する情報を提供するか示す。図示したように、〔Ｘ〕は、どの媒体が通信ネットワーク内における特定の加入者のネットワーク健全性に関する情報を提供するか示す。例えば、媒体Ｍ１１１０及びＭ１１１１は、送信機Ｓ１１１Ｚによってネットワーク健全性に関する情報を提供し、他方、媒体Ｍ１１１０、Ｍ１１２０、Ｍ１１３０、及びＭ１１３３は、通信ネットワーク３００内の送信機Ｓ１１３Ｚによってネットワーク健全性に関する情報を提供する。
【００７０】
従って、利点として、ネットワークプロバイダは、専門職員を現場に派遣する必要無く、ネットワーク劣化の発生源を、ネットワーク内において、その可能な発生源、例えば、物理的通信経路に局所化することが出来る。現場に技術者を派遣する代わりに、高位の各ノードを確認し、そして恐らく、場合によっては、１つの加入者の劣化に関する根本原因を求めて、次に高密度のノード点を調査する等しなければならない。更に、利点として、ネットワークプロバイダは、固有且つ既知の物理的接続を有する比較的経時変化しない通信ネットワーク内の所定の区分接続のサービス品質における劣化を検出して、劣化が顧客／加入者に対して破局的になる前にそれらを修正することが出来る。更にまた、ネットワークプロバイダは、最悪の動作中ネットワーク接続を決定することが出来、これによって必要な判断をすると、資金予算に合う最善の解決策を求め得る。
【００７１】
次に、図７において、図示したフローチャートは、本発明の実施形態に基づき、個々の加入者又は比較的経時変化しない通信ネットワーク、例えば、図１乃至４のネットワークの一部にサービス品質を局所化する方法を示す。
【００７２】
予備の段階には、図１乃至４において説明したように、比較的経時変化しない通信ネットワークにおける複数の通信媒体のチャンネル歪みを推定することが含まれる。これらの通信媒体（例えば、図３及び４の様々な媒体ＭＮＸＹＹ’を含む図２の通信媒体２０８、２１０及び２１２）は、送信機群のそれぞれの送信機（例えば、図２の送信機２０２、２０４及び２０６又は図３及び４の送信機ＳＮＸＹＺ）と共通受信地点（例えば、図２の受信機２１４又は図３及び４のＣＭＴＳ３０２）との間に定義される。特定のチャンネル歪みの推定値は、図２において説明した手法の何れかに基づき、例えば、図２の歪み推定装置２１６によって実行される。これらのチャンネル歪みの推定値（即ち、媒体依存チャンネル歪みの推定値）は、それぞれの通信媒体各々によってサポートされる信号送信、例えば、どのような変調レベル及び信号送信速度が従来の手法を用いて個々の媒体によってサポートされるのかを有する信号送信）用のサービス品質推定値を決定するために用いられる。
【００７３】
本発明の１つの実施形態に基づき、これらのサービス品質推定値は、複数の通信媒体の各々に対して、メモリから取得又は受信されるか、もしくは、例えば、歪み推定装置から直接取得又は受信される（段階７０２）。複数の各通信媒体は、比較的経時変化しない通信ネットワークの送信機群におけるそれぞれの送信機と共通受信地点との間に定義される。各通信媒体は、少なくとも１つの共通物理的通信経路と少なくとも１つの非共有物理的通信経路を介して伝達される。１つの実施形態において、（例えば、中継局１０４のＣＭＴＳ３０２に配置された）ＱｏＳローカライザ２２０は、図２の（例えば、中継局１０４のＣＭＴＳ３０２に配置された）歪み推定装置２１６からネットワークの各送信機に対するサービス品質推定値を受信する。
【００７４】
これらのサービス品質推定値は、メモリ、例えば、図２のメモリ２１８内に記憶され（段階７０４）、このメモリは、例えば、図３及び４の通信ネットワーク３００のＣＭＴＳ３０２に配置された共通受信地点内に配置されるか又はそれに接続し得る。記憶段階は、受信段階（即ち、段階７０２）の前後に実行する。
【００７５】
次に、サービス品質推定値は、共有又は非共有に関わらず、特定の物理的通信経路に所定のサービス品質を局所化するために比較分析される（ステップ７０６）。次に、比較ステップに基づき、個々のサービス品質推定値は、個々のサービス品質推定値に関係する適当な物理的通信経路に局所化される（ステップ７０８）。１つの実施形態においては、サービスの劣化を生じる可能性がある又は通信ネットワーク内の個々のサービス品質に関係する可能性のある個々の物理的通信経路を地理的に局所化するために、これらの比較及び局所化ステップが実行される。例えば、比較及び局所化段階を例示する幾つかの例を上に述べた。
【００７６】
明細書中に開示した本発明について、その具体的な実施形態及び用途を用いて説明したが、それに対して数多くの修正及び変更が、請求項に述べる本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって行ない得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施形態に基づき、サービス品質が、通信ネットワークの個々の加入者又は物理的通信経路に局所化される比較的経時変化しない通信ネットワークを示すブロック図。
【図２】本発明の他の実施形態に基づき、図１に示すように、媒体依存チャンネル歪みを推定し、また、ネットワークの異なるノード間でのサービス品質推定値を対応付けるための歪み推定装置と、ネットワーク内の適当な物理的通信経路に個々のサービス品質の推定を局所化するためのサービス品質ローカライザと、が含まれる比較的経時変化しない通信ネットワークのサービス品質を局所化するためのシステムを示すブロック図。
【図３】図２のシステムによって、例えば、本発明の更に他の実施形態に基づき、サービス品質が、ネットワーク内の個々の加入者又は物理的通信経路に局所化される複数のハブを含むケーブルモデム通信ネットワークを示す図。
【図４】複数のサービス提供群を有する単一ハブ並びに共有及び非共有物理的通信経路上で様々に定義された媒体を示す図３のケーブルモデム通信ネットワークを示す図。
【図５】図３及び図４のケーブルモデム通信ネットワーク３００用のハブ内におけるサービス提供群内の一塊の加入者に関する様々な通信媒体を示す表。
【図６】単一ハブのサービス提供群内における個々の加入者をマッピングし、また比較分析した場合、所定の加入者毎の図３及び４の通信ネットワークの健全性に関する情報をどの媒体が提供するかを示す表。
【図７】本発明の実施形態に基づき、比較的経時変化しない通信ネットワーク、例えば、図１乃至４のネットワークの個々の加入者又は物理的通信経路にサービス品質を局所化する方法のフローチャートを示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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