光纖通信測量-電接口的指標和測試4

電接口的指標和測試

基本指標

比特率及容差、接口碼型

阻抗及反射衰減

過壓保護要求

比特率及容差、接口碼型比特率即數(shù)字信號的傳輸速率，定義為每秒時間傳送的比特數(shù)

容差：實際傳送的數(shù)字信號的比特率與規(guī)定的標稱比特率的差別電接口的標稱比特率及容差（見下頁）1到3次群接口碼型為三階高密度雙極性碼（HDB3），4次群接口碼型為傳號反轉(zhuǎn)編碼（CMI）

接口名稱標稱比特率(kbit/s)容差(或頻率容差Hz)接口碼型×10-6bit/s一次群（基群）2048±50±102.4HDB3二次群8448±30±253.4HDB3三次群34368±20±687.4HDB3四次群139264±15±2089CMI比特率及容差的測試分為檢驗性測試和測量性測試

檢驗性測試在測試其它參數(shù)量，將比特率的偏差作為一個參變時，所測參數(shù)不僅在標稱比特率下能達到指標，在容差范圍內(nèi)的任何實際比特率條件下，也要能達到指標

測量性測試是要測出輸入口能承受的最大比特率偏差，即要測出正和負偏的極限

1按圖接好電路。2在比特率近似為標稱值的條件下，證明被測系統(tǒng)已被連通，且正常工作。3減少測試信號的比特率，直到被測系統(tǒng)剛好不出現(xiàn)誤碼的臨界點，記下此時的比特率B1。4增加測試信號的比特率，直到被測系統(tǒng)剛好不出現(xiàn)誤碼的臨界點，記下此時的比特率B2。5B1、B2分別于標稱比特率之差值就是正、負方向的容差。數(shù)字式頻率計時鐘源圖案發(fā)生器輸入口被測誤碼儀輸人口允許的比特率最大偏差測試圖阻抗及反射衰減

當光端機輸入口或輸出口的實際阻抗EX與標稱阻抗EN有差異時，則在接口引起反射，造成能量損失，使輸入或輸出波形產(chǎn)生失真，影響通信質(zhì)量

反射衰減bp的定義：輸入口或輸出口越接近匹配，反射衰減越大，反射信號的影響就越小

電接口阻抗和反射衰減指標

接口比特率(kbit/s)測試頻率范圍(kHz)標稱阻抗(Ω)反射衰減(dB)2048輸入口51.2~102.4102.4~20482048~307275或12075或12075或120≥12≥18≥148448輸入口221.1~422.4442.4~84488448~12672757575≥12≥18≥1434368輸入口859.2~1718.41718.4~3436834368~51552757575≥12≥18≥14139264輸入口和輸出口7000~21000075≥15阻抗及反射衰減的測試

待測口輸入(輸入口測試)待測阻抗接入點選頻電平表ZN=120Ω標稱值平衡電阻120Ω阻抗反射測試電橋120Ω對稱射頻電纜振蕩器標稱值平衡電阻接入點注：振蕩器輸出阻抗R0及輸出形式應按阻抗反射測試電橋要求選定(a)平衡輸入口Ri1連接電路，振蕩器、電平表的阻抗按反射橋要求設置。振蕩器輸入0(dB)，頻率在上表的范圍內(nèi)。2先將待測阻抗EX和反射橋完全斷開，此時電平表的指示電平為L1(dB)。3將待測阻抗EX接在反射橋上，電平表的指示電平為L2(dB)。4反射衰減bp=L1-L2。5改變頻率重復(2)到(4)的步驟，可得整個測試頻率范圍內(nèi)的bp值。

注意：一是測試前要檢查反射橋自身的平衡度在整個測試頻率范圍應大于40dB第二是在測試中，反射橋與被測阻抗EX的連接電纜盡量短

過壓保護要求

光端機輸入口和輸出口的連接電纜可能受到強電干擾，形成縱向電動勢和電流流向輸入、輸出口，嚴重時損壞輸入、輸出口

國標GB/T13997-92規(guī)定：1對于2048、8448、34368、139264kbit/s光端機的輸入、輸出口應能抵抗10個標準的閃電脈沖（5個負脈沖和5個正脈沖）的沖擊，而不受損害。閃電脈沖的上升時間為1.2ms，寬度為50(1.2/50ms)。2當輸入、輸出口與同軸電纜連接時，差模測試脈沖發(fā)生器的連接電路如圖所示，UDC=20V。

UDC1mF76Ω0.03mF25Ω13Ω1.2/50ms差模電壓脈沖發(fā)生器地UDC1mF76Ω0.03mF25Ω13Ω對稱接口1.2/50ms共模電壓脈沖發(fā)生器25Ωab地過壓保護的測試

1按圖連接好電路。2啟動標準閃電脈沖發(fā)生器，用正脈沖沖擊被測光端機輸入口5次。3改為負脈沖，在沖擊同一被測輸入口5次。4重新測量其它各項指標，將結果與沖擊前測試記錄進行比較，正常情況下應無明顯下降

標準閃電脈沖發(fā)生器輸入口光端機過壓保護測試圖輸出口

輸出口脈沖波形

無輸入抖動時的最大輸出抖動

輸出口脈沖波形為了不同廠家不同型號的設備能夠相互連接，ITU-T對各種速率的接口波形提出了明確的建議

TU-T對輸出口脈沖波形有嚴格要求，每種速率信號的脈沖寬度、脈沖幅度、上升下降時間、過沖程度等都有明確規(guī)定

2048kb/s脈沖樣板圖標稱脈沖V對應于表稱峰值8448kb/s脈沖樣板圖標稱脈沖輸出口脈沖波形的測試

誤碼儀光端機SR發(fā)送計數(shù)誤碼檢測發(fā)送接收可變光衰減器光功率計阻抗變換衰減器50Ω射頻電纜CH50Ω輸入端50Ω側75Ω側待測輸出口(輸出口測試點)示波器通過阻抗變換衰減器測試不平衡輸出口波形輸出口與示波器連接方式圖1按圖接好電路，碼型發(fā)送器發(fā)送規(guī)定比特率、碼型和長度的偽隨機測試信號。2將測試負載阻抗(75Ω或120Ω)或75Ω/50Ω阻抗變換衰減器的75Ω側接到被測光端機的輸出口上。3校準零基線，方法將示波器輸入端短路（即不給示波器送信號），將水平掃描線調(diào)到屏幕的適當位置（樣板的標稱0伏線）處。4再將被測信號送入示波器，從屏幕上讀出表4.3數(shù)字接口的輸出口指標中的各參數(shù)，經(jīng)簡單處理，應能滿足表內(nèi)的相應指標要求。

無輸入抖動時的最大輸出抖動

抖動是數(shù)字信號各有效瞬間相對于標準時間位置的偏移

詳見第六章系統(tǒng)性能測試

分為最大允許輸入抖動的下限和無輸入抖動時的最大輸出抖動

輸出口

允許衰減和抗干擾能力

最大允許輸入抖動的下限

允許衰減和抗干擾能力各次群光端機，連接上游設備和輸入口的電纜和數(shù)字配線架會引入衰減，從而減弱了傳輸信號功率，此時輸入口應能正確接收，輸入口的這種特性用允許衰減范圍表示由于數(shù)字配線架和上游設備輸出阻抗的不均勻性，會產(chǎn)生信號反射，形成對有用信號的干擾，為了保證光端機的正常工作，避免因干擾信號進入輸入口而引起的誤碼，要求輸入口具有足夠的抗干擾能力

輸入允許衰減和抗干擾能力指標

比特率允許衰減抗干擾能力表稱值(kbit/s)容差(kbit/s)測試頻率(kHz)衰減范圍(dB)信號/干擾(dB)干擾源(PRBS)2048±102.410240~618215-18448±253.442240~620215-134368±687.4171480~1220215-1139264±2089700000~12

允許衰減和抗干擾能力的測試外時鐘源圖案發(fā)生器輸入口被測誤碼儀輸人口允許衰減和抗干擾能力測試圖圖案發(fā)生器混合網(wǎng)絡衰減器連接電纜線傳輸衰減0dB干擾1外時鐘源和圖案發(fā)生器發(fā)送標稱比特率、碼型和長度的偽隨機信號。2調(diào)整干擾支路衰減器，是信號/干擾比等于表4.6中要求值，連接電纜的衰減接近0dB時，誤碼檢測器應檢測不到任何誤碼。3在外時鐘源速率有偏差(在表4.6的容差范圍內(nèi))，連接電纜衰減增大(在表4.6的允許衰減范圍內(nèi))的不利條件下，誤碼檢測器仍然應檢測不到任何誤碼。

最大允許輸入抖動的下限

光端機輸入口

不同速率的數(shù)字復用設備輸入口

測試方法與第六章抖動容限的測試相同

第5章SDH的測試

5.1SDH原理與測試概述

SDH原理

同步數(shù)字體系：一種傳輸體制由一些網(wǎng)絡單元(例復用器和數(shù)字交叉連接設備等)組成的，在光纖上(或微波)進行同步信息傳輸，復用和交叉連接的網(wǎng)絡具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口(NNI)，實現(xiàn)數(shù)字傳輸體制上的世界性標準；標準化的信息結構等級，稱為同步傳送模塊

塊狀幀結構具有豐富的維護管理比特

開放的標準化光接口，在光路上實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的互通，降低了聯(lián)網(wǎng)成本

同步數(shù)字體系信號

幀結構

復用結構SDH測試的概述

1傳送能力的測試，包括BER測試、映射去映射測試等，用以顯示SDH傳送凈負荷的能力。2指針測試，包括定時偏移、凈負荷輸出抖動等，用以顯示SDH容許異步工作的能力。3嵌入開銷測試，包括告警和性能監(jiān)視功能測試、協(xié)議分析等，用以確認開銷功能。4線路接口測試，包括一系列電接口和光接口參數(shù)的測試，用以保證光路上的橫向兼容性。

傳送能力測試

虛容器BER測試

虛容器(VC)-重要的信息單元，可在通道中作為獨立實體任意傳輸、復用、交叉連接，完整性是否受損會直接影響SDH的傳送性能

在發(fā)送側，偽隨機二進制序列(PRBS)作為凈負荷裝進所要測試的特定VC的包封內(nèi)，再加上開銷并形成標準STM-N幀結構，經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換成光線路信號加到帶測實體。在接收側，在經(jīng)相反的過程將待測VC解復用，并對恢復的PRBS進行BER測量，從而可以確認待測VC是否保持了其完整性。

虛容器BER測試圖STM-NOHVCPRBS帶測實體STM-NOHVCPRBSSTM-NSTM-NSDH測試儀（發(fā)送側）SDH測試儀（發(fā)送側）映射測試

在測試支路信號映射進待測實體的SDH幀結構后，SDH測試儀接收端在經(jīng)去映射處理恢復測試支路信號，進行分析。通過BER測試來檢查強制調(diào)偏條件下所恢復的支路信號的完整性的方法可對映射過程進行檢驗。虛容器BER測試圖帶測實體STM-NOHVCPRBS支路測試儀支路測試儀STM-NSDH測試儀（接收側）去映射測試

在映射過程中，比特塞入同步將使被映射的支路信號產(chǎn)生帶有單比特定時不連續(xù)的速率變化

去映射后，利用解同步器中窄帶鎖相環(huán)的相位平滑作用可去掉這些定時不連續(xù)測試的目的就是檢驗帶測實體中支路去映射過程的性能

首先，SDH測試儀(發(fā)送測)將支路測試儀送來的G.703支路信號(或自己產(chǎn)生的支路信號)映射進合適的VC，然后將支路測試信號的比特率有意調(diào)偏，以便考察待測實體去映射過程的解同步鎖相環(huán)的工作效果。待測實體對支路信號進行去映射處理并將去映射后的支路信號送給支路測試儀。于是支路測試儀可以對支路信號上的抖動幅度進行測量，同時也能進行BER測量，檢驗支路信號的完整性。

去映射測試圖帶測實體支路測試儀支路測試儀STM-NSTM-NOHVCPRBSSDH測試儀（發(fā)送側）5.3指針測試

定時偏移測試測試的目的是檢驗待測實體內(nèi)指針處理的能力

輸入SDH線路信號源于待測實體的定時基準是不同步的，存在定時偏移

SDH測試儀發(fā)送側與接收側是獨立的，是異步工作的，而且可以工作在不同SDH線路速率

先讓SDH測試儀的發(fā)送側產(chǎn)生一個裝有PRBS的測試VC，然后將VC嵌入到SDH線路信號中。該SDH線路信號與待測實體的定時基準是不同步的，由定時偏移，因而測試VC的指針值必須進行調(diào)整，以便使測試VC與待測實體同步。結果，在待測實體的輸出，測試VC相對SDH信號幀將呈現(xiàn)移動。

定時偏移測試圖STM-NOHVCPRBS帶測實體STM-NSTM-NSDH測試儀（發(fā)送側）SDH測試儀（接收側）STM-NOHVCPRBSPTR異步同步支路輸出抖動測試

測試的目的就是檢驗由于VC指針調(diào)整所引起的支路輸出抖動是否仍符合要求

支路輸出抖動測試圖帶測實體支路測試儀支路測試儀STM-NSDH測試儀（發(fā)送側）STM-NOHPRBSPTRVC先將支路測試儀產(chǎn)生的測試支路信號映射進SDH測試儀內(nèi)的合適VC嵌入SDH信號幀。

SDH測試儀將指針調(diào)整加到測試VC上，可使VC以可控方式相對SDH信號幀移動。

具有抖動檢測能力的支路測試儀可對輸出支路抖動進行測量，同時還能通過BER測量來檢驗其完整性。

嵌入開銷測試

告警測試

性能監(jiān)視測試

協(xié)議測試

測試的目的是檢驗帶測實體的告警監(jiān)視能力

告警測試圖上行方向STM-NOHVC帶測實體STM-NSTM-NSDH測試儀（發(fā)送側）SDH測試儀（接收側）STM-NOHVCSTM-NOHVCSDH測試儀（發(fā)送側）STM-N下行方向從SDH測試儀送一告警測試激勵信號，它可以嵌入在SOH中。當待測實體接收到這些告警測試激勵信號后，可能在上行和下行信號方向產(chǎn)生相應信號。

性能監(jiān)視測試

目的是檢驗待測實體的性能監(jiān)視能力

性能監(jiān)視測試圖STM-NOHVC帶測實體STM-NSDH測試儀（發(fā)送側）STM-NOHVCSDH測試儀（接收側）STM-NSDH測試儀可將誤比特分別插入到B1、B2或B3字節(jié)中，然后考察待測實體的響應。在高階或低階通道BIP碼字出錯時，待測實體將產(chǎn)生遠端塊誤碼(FEBE)指示，連接在上行方向的SDH測試儀可用來檢驗給定的誤碼率是否產(chǎn)生了正確的FEBE計數(shù)。協(xié)議測試

協(xié)議測試實際上是告警和性能監(jiān)視測試的擴展，焦點是檢驗各種開銷信息條件產(chǎn)生的網(wǎng)絡維護管理信息。

協(xié)議測試圖STM-NOHVC帶測實體STM-NSDH測試儀（發(fā)送側）STM-NOHVCSDH測試儀（接收側）STM-N協(xié)議分析儀先是SDH測試儀發(fā)送側送出一測試激勵信號，例如告警條件或BIP差錯（嵌入在SDH信號的開銷中），于是待測實體將在再生段DCCS或復用段DCCS上產(chǎn)生一響應消息。SDH測試儀（接收側）則使外部協(xié)議分析儀可以接入再生段DCC或復用段DCC，使測試響應消息分離出來并進行協(xié)議分析，判斷是否符合規(guī)定。

第6章系統(tǒng)傳輸性能

6.1誤碼

當承載信息的光脈沖信號被光接收機接收后，由于信號本身的畸變或接收機的噪聲影響會使判決再生后的數(shù)字流的某些比特發(fā)生差錯，這就是誤碼。

原因：由于系統(tǒng)的噪聲和脈沖抖動

誤碼的性能參數(shù)平均誤碼率嚴重誤碼秒、劣化分、誤碼秒

平均誤碼率(BERav)平均誤碼率是指在某段時間內(nèi)出現(xiàn)誤碼的碼元數(shù)與傳輸碼流的總碼元數(shù)之比

BERav=誤碼的碼元數(shù)/傳輸碼元總數(shù)

傳輸碼速和測試時間

具體的測試時間

數(shù)字段內(nèi)的中繼段數(shù)

表6.1平均誤碼率對話音的影響平均誤碼率受話者的感覺10-610-510-410-310-25×10-2覺察不到干擾出現(xiàn)個別“喀喀”聲，在低話音電平時，剛可覺察到干擾出現(xiàn)個別“喀喀”聲，在低話音電平時，覺察到干擾在各種話音電平時都感到有干擾受到強烈干擾，顯著降低可懂度干擾幾乎聽不到話音的程度平均誤碼率不能真實反映突發(fā)性大誤碼、成群的誤碼國際建議提出了64kbit/s接口處的三項誤碼性能參數(shù)64kbit/s接口處的誤碼性能參數(shù)

劣化分(DM)平均誤碼率低于10-6的分鐘稱為劣化分

取總觀測時間TL為一個月，一個取樣觀測時間T0為一分鐘。從總觀測時間TL中扣除不可用時間和嚴重誤碼秒后所得的分鐘數(shù)稱為可用分，在TL內(nèi)累計的劣化分數(shù)目/可用分數(shù)目≤10%若連續(xù)10秒平均誤碼率低于10-3，則成為不可用時間

嚴重誤碼秒(SES)誤碼率劣于10-3的秒稱為嚴重誤碼秒

仍然取總觀測時間TL為一個月、取樣觀測時間T0為1秒。從TL中扣除不可用時間累積的嚴重誤碼秒數(shù)目/TL中的可用時間秒數(shù)目≤0.2%，即為嚴重誤碼秒的指標要求。

誤碼秒(ES)凡有誤碼發(fā)生的秒稱為誤碼秒

取總觀測時間TL為一個月、取樣觀測時間T0為1秒。從TL中扣除不可用時間后累積的誤碼秒數(shù)目/TL中的可用時間秒數(shù)目≤8%，即為誤碼秒的指標要求

誤碼性能參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換關系1高速率口與64kbit/s接口轉(zhuǎn)換關系

(1)對于劣化分(DM)的轉(zhuǎn)換即在高速率口測出的劣化分若為X%，則轉(zhuǎn)換到64kbit/s接口的劣化分仍為X%。(2)對于嚴重誤碼秒的轉(zhuǎn)換如果在高速率口實測的嚴重誤碼秒為Y%，則換算到64kbit/s接口的嚴重誤碼秒為Y%+Z%，其中Z%為所測比特率上造成改比特一次或多次幀失步的非嚴重誤碼秒百分比。在實際工程中的Z%往往視作零。(3)對于誤碼秒(ES)的轉(zhuǎn)換

采用成比例估算法，根據(jù)下式求64kbit/s接口的誤碼n是所測比特率第I秒的誤碼數(shù)；N是高比特率除以64kbit/s的商；J使整個測量期以秒為單位的總時間（不含不可用時間）；(n/N)i為第i秒的(n/N)值

誤碼性能參數(shù)間的轉(zhuǎn)換方法

對應于劣化分的平均誤碼率門限值為10-6，容許誤碼個數(shù)為3.84個比特

(1)平均誤碼率(BERav)與劣化分(DM)的轉(zhuǎn)換關系平均誤碼率(BERav)與嚴重誤碼秒(SES)的換算關系

對64kbit/s傳輸系統(tǒng)，要求誤碼個數(shù)必須等于或少于64比特

m為根據(jù)誤碼率門限值(10-3)和傳輸速率確定的誤碼比特數(shù)，在這里m=64B為傳輸速率(64kbit/s)；P為平均誤碼率平均誤碼率(BERav)與誤碼秒(ES)的換算關系誤碼秒的取樣觀測時間T0為1秒鐘

EFS=e-BP×100%ES=1-EFS

EFS為誤碼秒百分數(shù)誤碼性能參數(shù)的指標要求

ITU-T對27500km假設參考數(shù)字連接電路的質(zhì)量等級進行了劃分，是由高級電路、中繼電路和本地級電路所組成

27500km1250km25000km1250km本地級中級高級本地級中級國際電路等級制分表6.2誤碼指標的分配總指標參加分配的總指標高級電路（占40%）中級電路（每端占15%）本地級電路（每端占15%）劣化分（DM）

10%

10%

4%

1.5%

1.5%誤碼秒（ES）

8%

8%

3.2%

1.2%

1.2%嚴重誤碼秒（SES）

0.2%

0.1%

0.04%

0.015%

0.015%表6.3HRDL和HRDS的誤碼性能指標的分配

誤碼性能數(shù)字鏈路長度(km)數(shù)字段長度（km）25005000280420劣化分（DM）

0.4%

0.8%

0.045%

0.067%嚴重誤碼秒（SES）

0.004%

0.008%

0.00045%

0.00067%誤碼秒（ES）

0.32%

0.64%

0.036%

0.054%誤碼性能參數(shù)的測試方法

測試方法：常采用對端環(huán)回、本端測量的方法

誤碼儀發(fā)送檢測計數(shù)光發(fā)送機光發(fā)送機光接收機光接收機中繼器中繼器環(huán)回誤碼性能參數(shù)測試圖誤碼儀發(fā)送部分送規(guī)定傳輸比特率、碼型和長度為2N-1的偽隨機碼（N的取值與測試平均發(fā)送光功率時相同），且接收部分自動打印記錄測試時間和測試時間內(nèi)的誤碼個數(shù)，在計算出劣化分、嚴重誤碼秒、誤碼秒和平均誤碼率。

實測結果的統(tǒng)計分析

例題：某三次群光纜通信系統(tǒng)全長280km，當采用在三次群接口環(huán)回、本端測量的方法觀測全程誤碼率時，誤碼儀每秒記錄一次誤碼，其結果如表6.4所示，試求：1系統(tǒng)的平均誤碼率2系統(tǒng)三次群接口的劣劃分、嚴重誤碼秒和誤碼秒3將三次群接口的劣劃分、嚴重誤碼秒和誤碼秒轉(zhuǎn)換到64kbit/s接口4實測結果是否滿足國家標準誤碼性能測試記錄

時間誤碼個數(shù)時間誤碼個數(shù)00:00:00┇08:00:0108:00:0208:00:0308:00:0408:00:050┇30045070060045008:00:06┇14