光纤通信测量电接口的指标和测试4ppt课件

电接口的指标和测试 基本指标 比特率及容差 接口码型阻抗及反射衰减过压保护要求 比特率及容差 接口码型 比特率即数字信号的传输速率 定义为每秒时间传送的比特数容差 实际传送的数字信号的比特率与规定的标称比特率的差别电接口的标称比特率及容差 见下页 1到3次群接口码型为三阶高密度双极性码 HDB3 4次群接口码型为传号反转编码 CMI 比特率及容差的测试 分为检验性测试和测量性测试检验性测试在测试其它参数量 将比特率的偏差作为一个参变时 所测参数不仅在标称比特率下能达到指标 在容差范围内的任何实际比特率条件下 也要能达到指标测量性测试是要测出输入口能承受的最大比特率偏差 即要测出正和负偏的极限 电接口阻抗和反射衰减指标 阻抗及反射衰减的测试 1连接电路 振荡器 电平表的阻抗按反射桥要求设置 振荡器输入0 dB 频率在上表的范围内 2先将待测阻抗EX和反射桥完全断开 此时电平表的指示电平为L1 dB 3将待测阻抗EX接在反射桥上 电平表的指示电平为L2 dB 4反射衰减bp L1 L2 5改变频率重复 2 到 4 的步骤 可得整个测试频率范围内的bp值 注意 一是测试前要检查反射桥自身的平衡度在整个测试频率范围应大于40dB第二是在测试中 反射桥与被测阻抗EX的连接电缆尽量短 过压保护要求 光端机输入口和输出口的连接电缆可能受到强电干扰 形成纵向电动势和电流流向输入 输出口 严重时损坏输入 输出口国标GB T13997 92规定 1对于2048 8448 34368 139264kbit s光端机的输入 输出口应能抵抗10个标准的闪电脉冲 5个负脉冲和5个正脉冲 的冲击 而不受损害 闪电脉冲的上升时间为1 2ms 宽度为50 1 2 50ms 2当输入 输出口与同轴电缆连接时 差模测试脉冲发生器的连接电路如图所示 UDC 20V 过压保护的测试 1按图连接好电路 2启动标准闪电脉冲发生器 用正脉冲冲击被测光端机输入口5次 3改为负脉冲 在冲击同一被测输入口5次 4重新测量其它各项指标 将结果与冲击前测试记录进行比较 正常情况下应无明显下降 输出口 输出口脉冲波形无输入抖动时的最大输出抖动 输出口脉冲波形 为了不同厂家不同型号的设备能够相互连接 ITU T对各种速率的接口波形提出了明确的建议TU T对输出口脉冲波形有严格要求 每种速率信号的脉冲宽度 脉冲幅度 上升下降时间 过冲程度等都有明确规定 输出口脉冲波形的测试 通过阻抗变换衰减器测试不平衡输出口波形输出口与示波器连接方式图 1按图接好电路 码型发送器发送规定比特率 码型和长度的伪随机测试信号 2将测试负载阻抗 75 或120 或75 50 阻抗变换衰减器的75 侧接到被测光端机的输出口上 3校准零基线 方法将示波器输入端短路 即不给示波器送信号 将水平扫描线调到屏幕的适当位置 样板的标称0伏线 处 4再将被测信号送入示波器 从屏幕上读出表4 3数字接口的输出口指标中的各参数 经简单处理 应能满足表内的相应指标要求 无输入抖动时的最大输出抖动 抖动是数字信号各有效瞬间相对于标准时间位置的偏移详见第六章系统性能测试分为最大允许输入抖动的下限和无输入抖动时的最大输出抖动 输出口 允许衰减和抗干扰能力最大允许输入抖动的下限 允许衰减和抗干扰能力 各次群光端机 连接上游设备和输入口的电缆和数字配线架会引入衰减 从而减弱了传输信号功率 此时输入口应能正确接收 输入口的这种特性用允许衰减范围表示由于数字配线架和上游设备输出阻抗的不均匀性 会产生信号反射 形成对有用信号的干扰 为了保证光端机的正常工作 避免因干扰信号进入输入口而引起的误码 要求输入口具有足够的抗干扰能力 输入允许衰减和抗干扰能力指标 允许衰减和抗干扰能力的测试 1外时钟源和图案发生器发送标称比特率 码型和长度的伪随机信号 2调整干扰支路衰减器 是信号 干扰比等于表4 6中要求值 连接电缆的衰减接近0dB时 误码检测器应检测不到任何误码 3在外时钟源速率有偏差 在表4 6的容差范围内 连接电缆衰减增大 在表4 6的允许衰减范围内 的不利条件下 误码检测器仍然应检测不到任何误码 最大允许输入抖动的下限 光端机输入口不同速率的数字复用设备输入口测试方法与第六章抖动容限的测试相同 第5章SDH的测试 5 1SDH原理与测试概述 SDH原理同步数字体系 一种传输体制由一些网络单元 例复用器和数字交叉连接设备等 组成的 在光纤上 或微波 进行同步信息传输 复用和交叉连接的网络 具有全世界统一的网络节点接口 NNI 实现数字传输体制上的世界性标准 标准化的信息结构等级 称为同步传送模块块状帧结构具有丰富的维护管理比特开放的标准化光接口 在光路上实现不同厂家产品的互通 降低了联网成本 同步数字体系信号帧结构复用结构 SDH测试的概述 1传送能力的测试 包括BER测试 映射去映射测试等 用以显示SDH传送净负荷的能力 2指针测试 包括定时偏移 净负荷输出抖动等 用以显示SDH容许异步工作的能力 3嵌入开销测试 包括告警和性能监视功能测试 协议分析等 用以确认开销功能 4线路接口测试 包括一系列电接口和光接口参数的测试 用以保证光路上的横向兼容性 传送能力测试 虚容器BER测试虚容器 VC 重要的信息单元 可在通道中作为独立实体任意传输 复用 交叉连接 完整性是否受损会直接影响SDH的传送性能 在发送侧 伪随机二进制序列 PRBS 作为净负荷装进所要测试的特定VC的包封内 再加上开销并形成标准STM N帧结构 经电 光转换成光线路信号加到带测实体 在接收侧 在经相反的过程将待测VC解复用 并对恢复的PRBS进行BER测量 从而可以确认待测VC是否保持了其完整性 映射测试 在测试支路信号映射进待测实体的SDH帧结构后 SDH测试仪接收端在经去映射处理恢复测试支路信号 进行分析 通过BER测试来检查强制调偏条件下所恢复的支路信号的完整性的方法可对映射过程进行检验 去映射测试 在映射过程中 比特塞入同步将使被映射的支路信号产生带有单比特定时不连续的速率变化去映射后 利用解同步器中窄带锁相环的相位平滑作用可去掉这些定时不连续测试的目的就是检验带测实体中支路去映射过程的性能 首先 SDH测试仪 发送测 将支路测试仪送来的G 703支路信号 或自己产生的支路信号 映射进合适的VC 然后将支路测试信号的比特率有意调偏 以便考察待测实体去映射过程的解同步锁相环的工作效果 待测实体对支路信号进行去映射处理并将去映射后的支路信号送给支路测试仪 于是支路测试仪可以对支路信号上的抖动幅度进行测量 同时也能进行BER测量 检验支路信号的完整性 5 3指针测试 定时偏移测试 测试的目的是检验待测实体内指针处理的能力输入SDH线路信号源于待测实体的定时基准是不同步的 存在定时偏移SDH测试仪发送侧与接收侧是独立的 是异步工作的 而且可以工作在不同SDH线路速率 先让SDH测试仪的发送侧产生一个装有PRBS的测试VC 然后将VC嵌入到SDH线路信号中 该SDH线路信号与待测实体的定时基准是不同步的 由定时偏移 因而测试VC的指针值必须进行调整 以便使测试VC与待测实体同步 结果 在待测实体的输出 测试VC相对SDH信号帧将呈现移动 支路输出抖动测试 测试的目的就是检验由于VC指针调整所引起的支路输出抖动是否仍符合要求 VC 先将支路测试仪产生的测试支路信号映射进SDH测试仪内的合适VC嵌入SDH信号帧 SDH测试仪将指针调整加到测试VC上 可使VC以可控方式相对SDH信号帧移动 具有抖动检测能力的支路测试仪可对输出支路抖动进行测量 同时还能通过BER测量来检验其完整性 嵌入开销测试 告警测试性能监视测试协议测试 测试的目的是检验带测实体的告警监视能力 从SDH测试仪送一告警测试激励信号 它可以嵌入在SOH中 当待测实体接收到这些告警测试激励信号后 可能在上行和下行信号方向产生相应信号 性能监视测试 目的是检验待测实体的性能监视能力 SDH测试仪可将误比特分别插入到B1 B2或B3字节中 然后考察待测实体的响应 在高阶或低阶通道BIP码字出错时 待测实体将产生远端块误码 FEBE 指示 连接在上行方向的SDH测试仪可用来检验给定的误码率是否产生了正确的FEBE计数 协议测试 协议测试实际上是告警和性能监视测试的扩展 焦点是检验各种开销信息条件产生的网络维护管理信息 先是SDH测试仪发送侧送出一测试激励信号 例如告警条件或BIP差错 嵌入在SDH信号的开销中 于是待测实体将在再生段DCCS或复用段DCCS上产生一响应消息 SDH测试仪 接收侧 则使外部协议分析仪可以接入再生段DCC或复用段DCC 使测试响应消息分离出来并进行协议分析 判断是否符合规定 第6章系统传输性能 6 1误码 当承载信息的光脉冲信号被光接收机接收后 由于信号本身的畸变或接收机的噪声影响会使判决再生后的数字流的某些比特发生差错 这就是误码 原因 由于系统的噪声和脉冲抖动误码的性能参数平均误码率严重误码秒 劣化分 误码秒 平均误码率 BERav 平均误码率是指在某段时间内出现误码的码元数与传输码流的总码元数之比BERav 误码的码元数 传输码元总数传输码速和测试时间具体的测试时间数字段内的中继段数 表6 1平均误码率对话音的影响 平均误码率不能真实反映突发性大误码 成群的误码国际建议提出了64kbit s接口处的三项误码性能参数 64kbit s接口处的误码性能参数 劣化分 DM 平均误码率低于10 6的分钟称为劣化分取总观测时间TL为一个月 一个取样观测时间T0为一分钟 从总观测时间TL中扣除不可用时间和严重误码秒后所得的分钟数称为可用分 在TL内累计的劣化分数目 可用分数目 10 若连续10秒平均误码率低于10 3 则成为不可用时间 严重误码秒 SES 误码率劣于10 3的秒称为严重误码秒仍然取总观测时间TL为一个月 取样观测时间T0为1秒 从TL中扣除不可用时间累积的严重误码秒数目 TL中的可用时间秒数目 0 2 即为严重误码秒的指标要求 误码秒 ES 凡有误码发生的秒称为误码秒取总观测时间TL为一个月 取样观测时间T0为1秒 从TL中扣除不可用时间后累积的误码秒数目 TL中的可用时间秒数目 8 即为误码秒的指标要求 误码性能参数之间的转换关系 1高速率口与64kbit s接口转换关系 1 对于劣化分 DM 的转换即在高速率口测出的劣化分若为X 则转换到64kbit s接口的劣化分仍为X 2 对于严重误码秒的转换如果在高速率口实测的严重误码秒为Y 则换算到64kbit s接口的严重误码秒为Y Z 其中Z 为所测比特率上造成改比特一次或多次帧失步的非严重误码秒百分比 在实际工程中的Z 往往视作零 3 对于误码秒 ES 的转换采用成比例估算法 根据下式求64kbit s接口的误码n是所测比特率第I秒的误码数 N是高比特率除以64kbit s的商 J使整个测量期以秒为单位的总时间 不含不可用时间 n N i为第i秒的 n N 值 误码性能参数间的转换方法 对应于劣化分的平均误码率门限值为10 6 容许误码个数为3 84个比特 1 平均误码率 BERav 与劣化分 DM 的转换关系 平均误码率 BERav 与严重误码秒 SES 的换算关系 对64kbit s传输系统 要求误码个数必须等于或少于64比特m为根据误码率门限值 10 3 和传输速率确定的误码比特数 在这里m 64B为传输速率 64kbit s P为平均误码率 平均误码率 BERav 与误码秒 ES 的换算关系 误码秒的取样观测时间T0为1秒钟EFS e BP 100 ES 1 EFSEFS为误码秒百分数 误码性能参数的指标要求 ITU T对27500km假设参考数字连接电路的质量等级进行了划分 是由高级电路 中继电路和本地级电路所组成 表6 2误码指标的分配 表6 3HRDL和HRDS的误码性能指标的分配 误码性能参数的测试方法 测试方法 常采用对端环回 本端测量的方法 误码仪发送部分送规定传输比特率 码型和长度为2N 1的伪随机码 N的取值与测试平均发送光功率时相同 且接收部分自动打印记录测试时间和测试时间内的误码个数 在计算出劣化分 严重误码秒 误码秒和平均误码率 实测结果的统计分析 例题 某三次群光缆通信系统全长280km 当采用在三次群接口环回 本端测量的方法观测全程误码率时 误码仪每秒记录一次误码 其结果如表6 4所示 试求 1系统的平均误码率2系统三次群接口的劣划分 严重误码秒和误码秒3将三次群接口的劣划分 严重误码秒和误码秒转换到64kbit s接口4实测结果是否满足国家标准 误码性能测试记录 1求平均误码率BERav总观测时间24小时 折合60 60 24 86400秒34 368 106 86400 2 94 1012比特BERav 2600 2 97 1012 8 75 10 102求三次群接口的劣化分 严重误码秒和误码秒 1 求劣化分DM在一分钟内误码个数劣于34 368 106 60 10 6 2063比特时算作一个劣化分 根据表6 4记录在24小时测试时间内只有一个劣化分 则占的时间百分数 DM 1 60 24 100 0 069 2 求严重误码秒在一秒钟内出现的误码个数大于34 368 106 10 3 34368比特时算作一个严重误码秒 根据测试记录未出现 3 求误码秒由表6 4可知24小时出现了6个误码秒 则时间百分数 ES 6 86400 100 6 9 10 3 3将三次群的DM SES ES转换到64kbit s接口 1 DM的转换三次群接口的与64kbit s接口相同 则64kbit s接口的DM也为0 069 2 SES的转换由于三次群口的SES等于零 根据转换关系又加上工程中常将Z 视作零 则64kbit s接口的SES亦为零 3 ES的转换式中n为实测速率上第I秒的误码数 N为实测速率等效的64kbit s信道数 j为测量时间内的可用秒数N 34 3678 103 64 537ES 1 86400537 300 450 700 600 450 100 100 5 6 10 3 表6 5实测结果指标对照表 6 2抖动 抖动的定义抖动是数字信号传输中的一种瞬时不稳定现象 即数字信号的各有效瞬间对其理想时间位置的短时间偏离 称为抖动 短时间偏离是指变化频率高于10Hz的相位变化 相位抖动和定时抖动相位抖动是指传输过程中所形成的周期性的相位变化 定时抖动是指脉码传输系统中的同步误差 用数字周期来表示 即 单位间隔 用符号UI UnitInterval 也就是1比特信息所占有的时间间隔 抖动严重时出现误码和信号失真 影响通信质量 而且传输码速率越高 抖动的影响越大 抖动产生的原因 1PDH与SDH共有的抖动源 1 随机性抖动源 a 各类噪声源 b 定时滤波器失谐 c 完全不相关的图案抖动 2 系统性抖动源 a 码间干扰 b 有限脉宽作用 c 限幅器的门限漂移 d 激光器的图案效应 2SDH设备特有的抖动机理 抖动的性能指标 1输入抖动容限 输入抖动容限是指数字段能够容许的输入信号的最低抖动限值 即加大输入信号的抖动值 直到设备由不误码到开始误码的这个分界点 此时输入信号上的误码即为最大允许输入抖动下限 表6 6输入口对输入数字信号抖动的最低容限 2输出抖动容限在数字段输入信号无抖动时 由于数字段内的中继器产生抖动 并按一定规律进行累积 于是在数字段输出端产生抖动 3抖动转移特性抖动转移特性表示数字段抖动传递关系TIU T建议数字段输出口抖动幅度与输入口抖动幅度的比值的对数即为抖动增益 该增益与抖动频率 即调制测试信号的正弦信号频率 的关系称为抖动转移特性 不大于1dB 表6 7输出抖动容限 抖动性能的测试方法 一 输入抖动容限的测试 测试方法 1 开关K1置1 K2至2 由误码仪送出规定传输比特率 码型和长度为2N 1的伪随机码测试信号 N的取值与测试平均发送光功率时相同 误码仪接受部分监视平均误码率 2 正弦信号发生器输出的低频信号加于误码仪发送端 调制伪随机码测试信号 造成数字段输入信号 即为布线电缆 产生抖动 固定低频信号频率后 逐渐加大低频信号的幅度直至出现零星误码 在稍微减小低频信号的幅度使零星误码消失 等待60秒仍不出现误码 3 将开关K1置3 用抖动测试仪测出此时的抖动数值 即为此频率下的输入抖动容限值 峰 峰值 4 改变低频信号频率 即抖动频率 变化范围按表6 6要求 重复 2 3 步骤 逐频率测量 最后得出输入抖动与抖动频率关系 与表6 6和图6 4进行比较 在曲线之上认为合格 5 在规定的允许比特率容差内 选择最大正偏差和最大负偏差时的速率 分别重复 二 输出抖动容限的测试 测试原理图与上图相同 只是不接正弦信号发生器 误码仪发送部分送出无抖动的伪随机码测试信号 将开关K2的2端与开关K1的3端相接 由抖动测试仪就可读出输出抖动峰 峰值 由于是环回测试 数字段的输出抖动为该读数的一半 其值应小于表6 7中的容限才算合格 三 抖动转移特性的测试 测试方法 1 开关K