[硕士论文精品]vdsl测试系统的实现

摘要DSLDIGITALSERVICELINE作为一种双绞线上应用的宽带接入技术，能够周时满足低成本酃蕊带宽的要求，最近几年褥到了广泛的应用。本文结合VDSL、ADSL和ADSL2最新的国际标准，并以在信产部电信传输研究所的研发经验为背景，详细论述了符合中国线路标准的噪声仿真生成器的分橱、夏舅究与实褒。善先分毒厅了DSL霹终絮构、技术体系，然后对影响DSL信号传输因素进行了阐述分析，并由此提出了DSL测试指标和用于进行DSL设备测试的仿真测试系统的构成，紧接羞重点讨论了测试系统中豹重要组成部分噪声发生器以及相关软件的设计彝实现过程，最后对未来的工作和系统实现过程中的其他可行性进行了简要的讨论。关键词DSLI耍J试VDSL测试噪声文件噪声发生器控制芯片ABST甏ACTTHEPAPERDISCUSSESAMEMODOFDESIGNINGTHENOISEGENERATOR。AT衙STBASEDONBRIEFLYINTRODUCINGTHEARCHITECTUREOFCOMMUNICATIONNETWORKTHEOVERALLPRODUCFIONOFTHEBROADBANDACCESSTECHNOLOGIESISALSOPRESENTEDINTHEPAPERTHENAFTERSUMMARIZINGANDANALYZINGTHETHEORYINTHESTANDARDANDTHECURRENTRESEARCHONNOISESIMULATION，THEDESIGNOFNOISEGENERATORANDTHESOFTWAREFORNOISEFILEMODELINGAREDISCUSSEDANDTHETESTRESULTSANALYSISISPRESENTEDKEYWORDSDSLVDSLPRODUCTTESTNOISEGENERATORNOISEFILEMICROPROCESSORDAC独创憔或创新性声明本人声明所量交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致澍中所罗列的内容以外，论文中不龟含冀经太己弪发寝或撰写过豹磷究成暴，毽不包含为获褥JT寨部毫大学藏萁蹙教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的嗣悫对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。窜请学盈本人签名楚，本入承担一韬稳关责任。关予论文傻麓授权鹣漉疆举位论文作者究全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即研究嫩在校攻读学位期间论文工作的知识产权举位属北京邮电大学。学校有权保窝并囱国家有关部门或机掏送交论文酶菱帮箨季蟊磁盘，允诲学位论文被森阕察借阅；学校可以公布举位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇缡学位论文。保密的学位论文在解密詹遵守此规定缣密论文注释本学谴论文藕于保密在年解密后适瘸本授权书。非保密论文注释本学位论文不属于保密范围，本人签名起里乏隆捣副谧鲁避适用本授权书。目鞭二鲫汐、3。3驴固麓二竺。曼二三兰翻期垒6主望致谢首先要深深地感谢我的导师周继成老师，他在我攻读硕士学位期间在学习和生活上始终无微不至地关怀着我。本篇论文的选题、研究工作及论文的撰写过程都是在周继成老师的悉心指导下完成的。周继成老师严谨的治学态度和深入独到的学术见解令我终身受益。感谢原电信传输研究所的牛中允老师，以稳重踏实的学风和扎实系统的知识帮助我完成了课题和论文，同时还教会了我如何学习知识和运用知识的好方法和好习惯，令我有了长足的进步。还要感谢曾志民老师、冯春艳老师，他们在课题研究期间给予我细致入微的指导和关心。曾老师和冯老师从我进入实验室以来一直在学习中、项目工作中和生活中给予我无微不至的关怀和指导，我的每一点一滴的成长都离不开二位老师的言传身教和辛勤劳动，谢谢你们感谢杜玉芳、王先进，郭昕、王欣、王永杰、田锐、夏海轮、姚火烈等各位同学两年来对我的帮助，我从他们身上学到了很多，将会使我在今后的工作生活中受益匪浅，同样重要的是，与他们相处的时光非常难忘。在即将完成本论文、即将告别母校之际，我要深深地感谢北京邮电大学对我多年的教育和培养。蔻亲|F毡入学DSL测试螽装翁蛮疆第一章概述。宽带接入技术的亏L入随着计算机网络的高速发展，用户对网络带宽的需求日盏增加，原商网络带宽已缀不残漾罡鼹户戆嚣要，其中最典型豹润戆裁是上穗遮菠漫，薮数残月无法推广与实现。在这种背景下，全丽提高网络的带宽和传输速度就成了追切解决的问题。具体说来，这些问题包括提离传输速率和接入速率。出于DWDM豁光传输技术鲍应嗣，传输技术褥到很大熊提高。目前，国内网络宽带纯的主要魏颈在于接入技术。另舞，攘入网市场酶残状是多释薪L辑技术共存，多辞传输手段裙多种传输体制共存竞争。对于电信网络运营商而言，嫩关注的是如何利用现有的撇绞线来提供宽带接入。对予有线逛鬟逶彗囊两言，簸关注夔是黧褥毒效零L焉魂煮懿线缆系绞来提供宽带按入。有线电视在我国起步熙然较晚，假发展迅速。我国目前已缀有8000万有线电视用户，嚣提供交互式数据通信，有线网络面临藏双向改造问题。人群居住密嶷戳及电缆老化等因素傻回传系统出联了戆手豹噪声闯题，双向改造不易迸荦亍，蠲户群只能妫限于较小的范围内。另外，无线接入技术在低密度鹣分散小用户群领域、急需电话用户线的地区以及有地理障碍的地区，占有重要的地位。对于藏在建设的固怒有线接入网的地区，无线接八也可作为过渡手段提供掰用户线，一整有线接入瓣建成后，无线接入系统霹以移茬爱楚经蔫。在农村燃嚣凌，无线一点多址技术凝有经济性和瑟活性的优越性。接入网的共同趋势都是逐渐将光纤化推向用户。FTTC将逐渐向FTRF方向发震，嚣HFC将逐澎跌较大的节点内较小的节点发震，然曩逐澎将光纤携遴至分支点，麓至实现FT豫。光纤至4户磁，就消除了FTTC中酶金属引入线和HFC中的同轴电缆，避免了金属腐蚀等问题，接入网的瓶颈也随之消失。然而，光纤到户是一个漫长的过程，懿耍投入大量躺资金和人力。就嚣耱褥言，鲡侮潮爝瑷畜懿网络资源是当虢簸遥凌稳诺务。作为孛重最大静逶信网络电信网络_蔺言，已经发展了几十年，舆备了庞大的双绞线网络，但双绞线是为语音通信设计的。如何有效利用现存的双绞线网络，提高其传输速率，是宽蒂发震戆至关重瑟翳环节。基予双绞线豹宽豢接入怨决懿方式主要是数字雳户线DSL一DIGITALSUBSCRIBERLINE技术。DSL测试系统的寓啦。2XDSL技术的发展现状DSI。的飞速发聪，最大动力不是来自于技术的驱动，丽建业务需求的强大驱动，越来源于运营商向追求投资阐报效益的转变。我们记忆犹新的是，在2000年下拳年，ADSL在众多数宽带搂入手段中还不楚那么夸强，茳经历T2001年鄹络泡沫的洗礼、，COM公司的纷纷蒌缩后，以ADSL为主的DSL宽带接入反而后来居上，枝独秀，成为”最后一公里”接入的首选方案，展示了其强大的生命力和技术燃力。DSL壹予是承裁在普逶电话双绞线上，獒监务静实穗瑟备普及往纛穗捷注，特别怒对有丰富双绞线资源的传统运营商来说，利用DSL技术，不需要重新布线，就能够快速有效的部署宽带业务。同时，由J二DSLAM特有的体系结构，在宽带业务开矮戆拐载，燹游一次淫大魏攘投资，可以疆蓑宽豢业务懿普及送一步扩展ADSL设备容量，大大降低业务卒刀期高投资低网报的风险。ADSL业务，针对接入型业务的特点，撮供不对称的宽带数据业务，使用户搭乘”阙络快车”，尽享高速网上串浪的乐趣；VDSL业务，博积薄发，可以提供对称LOG的高带蠢，尽管萁L，5KM鼢覆盖范灏，不足以替代ADSL5KM瓣城域覆盖重任，但是其将以太网技术和DSL技术的成功结合，无疑在园区级的宽带接入中星光闪烁；SHDSL业务，23MI勺对称带宽，远不如ADSL、VDSL的高带宽炫目，堡是焚跨有兹对豫餐窝安全淫，以及努莺戆大慧应爰背景，镬萁在专线按入领域格外突出。牧绞线，是目前传统运营商的最重要的入户资源，也是最大的物理承载媒质，建设投资和维护成本郄J常高，DSL业务的开展，也是对双绞线资源的充分利用。对予邋求网络投资效益的今天，遂点尤为突蠢。因丽，娩赛有专家维断基于双绞线的技术将具锯50年以上的生命期为了使DSL产懿更好地适应网络的发展，也是为了真正能挑起电信缴运营网络竟豢接入建设黪灌壬，设冬皋L逶亵嚣运蘩囊紧密合誊，徽了大萋夔鼗务挖摇、需求分干厅、研发和改进工作，这也是DSL能够在中国获得长足发展的重爱因素之1。3必要的测试要求和溅试指标作为一种传输数据的手段，DSL系统也会受到其传输线路和外器干扰的影响，影L囊XDSL线爨覆繁戆主要嚣素哥戮羟缡为DSL接入线爨援掇_窝长度、在奔久过程中的存在的桥接抽头BRIDGEDTAPS、线路上的加感线圈LOADCOLIS、在DDSL灏试系缝懿蜜蝇所有的通信系统中必然存在的噪声干扰以及自身或外界造成的电缆故障或损伤等，这些内容将在下瑟熬襁应部分进行详细分缓。因此，对一个XDSL系统产黼盼主要指标酾溅试是狠必臻髂，以鲠对浚系统有个定量的认识，并对下一步的改进打好撼础。目前对XDSL系统的测试主要是仿真测试，即通过对传输电缆线路和外部嗓声干扰的仿真来达到测试的目的。这样，麓要骰两佟褰渣一、仿真电缆的传输特性，以代替实际的线路，这时，桥接抽头、搬感线圈等跟传输电缆线路有关的因素应该被考虑到，以便最大限度她逼近真实电缆的特睦。、仿真加到电缆上的嗓声干扰，色括激为重要的率街噪声，多加些菲串音噪声，如背景噪声、射频入馁噪声和脉冲噪声等。这一部分也是下丽溪讲到的课题的核心内容。上嚣诱餮了对於L。系统速行涮试静蒙嚣，下嚣提一下鬻簧进行溅试瓣猎标，简单来浇，测试指标包括三个方面，即传输遮率、传输距离和误码率，丽三个指标是相互制约的，例如误码率是在固定的传输速率和距离下的比较。关予测试指檬，憋在程应章节黧详壤攒述。14开发测试系统的背景和意义隧着数据监务蓟漉媒体等赢繁竟盗务赘浃速发震，ADSL控拳龟在不断舞绥。其中ADSL2和ADSL2的优势明恩。相对于第一代ADSL，ADSL2的传输性能有一定增强，其改进主要液现在长距离、抗线路损伤、抗噪声等方面。ADSL2通应较差线终骂缓熬爱力，姆爱是在锺离骏长、有撬谈鑫鑫头、受射频予挽等臻况”F，煮了进步改善。ADSL2标准G9925在ADSL2标准G9923的基础上进一步扩展，毫要是将频避范围从11MHZ扩展至22MHZ，相应她，最大子载波数目也由256增加至512。它支芬斡净数据速率下行逮率竣小LS潲ITS，上行逮率可这800KBITS，且16MBITS以上的下行速率、800KBITS以上的上行速率也可选支持下行最大传输速率可达25MBITS。戆蕾DSL接入在全国各城市熬接广泰普及，生产DSL设鍪熬厂家越来越多。其中熊龙混杂，良药不齐。因此DSL设备性能指标测试非常重要。而在设备芯片研发和测试过程中，必须要有完备的性能分析环境。而且，运营商在采购设备和对设器避行维护时，也嚣要对设蛰进行性能分孝厅蟊测试。VDSL技术可在对称或菲对称速率下运行，每个方自上激嵩对称速率楚26,IBITS，其他典烈速率是13MBITS的对称速率，52MBITS的下行遵攀和6，4DSL测试聂统鼓赛巍MBICS上行速率。最大传输距离为15KM左右。目前绝大多数VDSL，ADSL,ADSL2没器厂商和圈家信产部标准入网测试环境中鼹的都是美国SPRJANC公司的DSL线鼹仿真生戒嵇裙噪声发生器|三I及穗关软箨。首先，这黧瑷各蒎慧美鬻的线路参数值、线路实际环境和噪声干扰情况研发，显然不符合中国传输线路环境。其次，VDSL和ADSL2的频率最大为12MHZ和22MHZ，因此这些设备还不能直接羁奁VDSL窝ADSL2设冬竣溅试环境中。最后，至今还束煮厂懑秀发这些设冬。所以开发符合中国线路的DSL测试仿真器裁非常必要。市场现有的双绞线环路发生器美是依据其本国的电缆特性而制作的，而噪声发生器则是依攒本国接入技术应嗣情况建立的噪声模型褥开发。所以，菇不适宜中瀑使J薅J。丽璐在中国荠浚有类叛静测试仪器，开发适合本罄其体环境豹性能分析设备非常必要。以上的论述可归结为如下两个方面L、圆DSL菝零懿技术疆标懿不霹，磅发与溪试当中霉簧建立完蛋懿灏试环境；2、营商进行设备的评估与维护时同样需鼹有环境；DSL是在双绞线审传埝的，驻爨二窟道环境熊仿真过程，戴是双绞线信邀躲建模过瑕；丽各种传输干扰，包捂自噪声、色嗓声、串撬、射频干挠、繇冲干扰等，也可以利用各种理论分析或实际测量的结果进行建模。课题就是在这样的背景和可行性的条件下进行的，而其意义电很明鼹，就是霉要开发出逶合中漤线臻耳境熬测试系统。1。5论文的组织结构本文的结构菲常清渐，在接下来的一章，郧第二章中对DSL技术的种类、各自的技术特点以及DSL技术所采用的调制技术进行了详细介绍，第三章首先介绍了DSL系统的缌成，接着从影响DSL系统性能的因索出发，对DSL设备溅试懿方法、测试系统缀藏、嚣试搔稼等遗学了淹述。第嚣豢是本文熬核心疼吝，在对DSL测试系统的介绍的基础上，这一章擞对设计和实现DSL测试系统，从软件和硬件的角度I拽行了详细的描述同时，在这一章里，对使用的软硬件平台和工具也遴荐了适当媳分绍。在第聂搴，也就是在最后一章爨，鼹在DSL溅试系统的调试的基础上，对今后的工作以及系统升级方案等避行了简要的讲解。6DSL测试系统的实脱第二章XDSL技术21XDSL技术简介XDS。是各种类型DSL的总称，包括ADSL、RADSL、VDSL、IDSL和HDSL等。它是一种新的传输技术，在现有的铜质电话线路上采用较高的频率及相应的调制技术，即利用在模拟线路中加入或获取更多的数字数据的信号处理技术来获得高传输速率理论值可以达52MBPS。各种DSL技术最大的区别体现在信号传输速率和距离的不同，以及上行信道和下行信道的对称性不同两个方面。XDSL具有以下特征与话音工作于不同频段，基本不影响电话的正常使用，话音所占频带为O4KHZ，XDSL调制频带为44KHZ一1MHZ。在以办公室和家庭为中心一定距离范围内可以提供较高的数据传输率。铜线的具体条件、天气和片断对话可能会影响传输性能。22XDSL技术种类XDSL中“X”表示任意字符或字符串，根据所采取的调制方式，获得的信号传输速率和距离的不同以及按上行和下行速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。1ADSL技术ADSL技术是指从服务提供商到用户端下行方向和从用户端到服务提供商上行方向的数据速率不一样。上行速率一般为100800KBITS，下行速率一般为18MBITS。下行方向的数据速率通常是上行方向数据速率的十倍。全速率时最大传输距离为36公里左右。ADSL设计目的有两个功能高速数据通信和交互视频。数据通信功能可为因特网访问、公司远程计算或专用的网络应用。交互视频包括需要高速网络视频通信的视频点播VOD、电影、游戏等。ADSL使用了压缩方法来获取取惊人的速率。它使用很先进的DSP和算法在电话线双绞线中压缩尽可能多的信息。ADSL用频分复用FDM或回馈抑制在电话线中创建多个信道。FDM使用一条下传数据管道和一条上传数据管道，并用时分复用TDM将下传管道分割，上传管道也被分成多个低速信道。回馈抑制将下传管道和上传管道重叠，并用本地回馈抑制如V34规范将二者区分。ADSL复用下传信道，双工化，将信道分块，给每块加上错误码，然后发送数据，接收端根据误码和块长纠错。北京|LLIIU人学DSL删试系统的实现L2VDSLVDSL技术可在对称或非对称速率下运行。每个方向上最高对称速率是26ITS，其他典型速率是13MBITS的对称速率，52MBITS的下行速率和6洲BITS上行速率。最大传输距离为15公里左右。VDSL与POTS可在同一对双绞线上运行。VDSL环路允许的最大长度比ADSL环路要小的多。VDSL计划用于光纤用户环路FTL和光纤到路边FTTC网络的“最后一公里”链接，向用户提供全面服务的多媒体网络传送语音、视频及数据。3HDSLHDSL技术提供的是对称的比特率。通常，HDSLMODEM被设计成以固定速率运行，常见的速率有768KBITS，1544MBITS，2048MBITS。后两种速率分别对应T1和EL线路。HDSL通常需要两对分开的双绞线，而且这两对线必须是全双工的。HDSL应用越来越广泛，多用于TLEL专线、无线机站的互连以及高速的LAN互连、INTERNET接入，视频会议等等。但HDSL使用的是2BIQ调制方式所以无法在同一条双绞线上与POTS共存。最大传输距离为5KM，如果使用放大器可达12KM。HDSL2是继HDSL后的技术，本质上是在一对双绞线上传送TL和E1速率信号。目前，HDSL2的标准正在制定中。HDSL2与POTS无法在同一对双绞线上运行。与HDSL的应用相似，多用于高速的LAN互连、INTERNET接入，以及视频会议等等。最大传输距离为5KM左右且与采用的编码方式和线路质量有关。4SDSLSDSL技术，是HDSL的单线版本，可提供双向高速可变比特率连接。可支持最高达E1速率的多种连接速率，其典型速率是384KBITS和768KBITSSDSL可以根据距离不同而降低传输速度的。全速率时最大传输距离为2到3公里左右。SDSL可用来提供部分TL业务及INTERNET接入和LAN互连。与HDSL相比，SDSL可节省一对双绞线，因而部署更为简单方便。目前SDSL没有现成的标准。5ADSL2与第一代ADSL相比ADSL2的突出特点和主要改进有1传输能力有一定增强。ADSL的下行速率由6MBS至少升为8MBS上行速率由640KBS至少升级为800KBS速率。2应用范围进一步拓展。ADSL的传送模式在ATM异步传送模式和STM同步传送模式的基础上增加了PTM分组传送模式，从而更好地适应日益增长的以太网业务ETHERNETOVEFADSL的传送需求，ADSL2支持的主要应用环境在DATAPSTN，DATAISDN的基础上，增加了对VOICEOVERDATA即VOADSLDSL测试系统静安耀的定义，实现上既可采用分组话音方式也可采用信道化方式即TOM话音通过ADSL透明传送。另方面，ADSL2增抽了全数字模式，即在没有POTS业务薅采蠲话带传送数攥，这样可增掇上行带宽256KBS。同时ADSL2定义了受最活的赖结构以支持4种延迟通道、4个承载信道，支持对误码和时延的配置。3线路诊断能力、节能特性以及系统的互通性均得到明显改善。无分离器ADSL2G，9924楚黠G。LIRES992，2瓣增强，主娶毯括两丈方蘸一是与G9923相似的改进，如增加了全数字模式，增加了PTM模式，可支持4种延迟通道、4个承载信道，以及传输能力、线路渗断、在线羹配置、功率掇制、频谱控翻、溅，I、功强等；二是与无分璃器特蛙鞠关豹改进，磐惫含茯速重训练匏更强大酶激活过程、自适应长度快速启动等。由于G1IRE的应糟很少，制订G9924主要为了标准上的完整性，应用前景有限6ADSL2ADSL2G。992S标准在ADSL2G，992。3酶基磋上避一步扩震，主要是将频谱范围从11MHZ扩展至22MHZ相应地，最大子载波数目也出256增加至512。幽于ADSL2使用的频段与ADSL相同。因此，传输性能的改进主要表现在长疆褒、撬线路擐伤、蒎噪声等方嚣，最大黄簸速率与穗露条争下兹ADSL耀比著无明鼹提高。而ADSL2由于将使粥的频谱作了扩展，传输髋能将有明显掇高下行最大传输速率可达25MBS。2。3XDSL技术相关按术XDSL技术也可以说是是一种调制技术，在双绞铜线的两端分别接入XDSL调刳薅溪臻，瑟可嚣麓其毫频宽繁褥瞧传送毫遮数据。XDSL采用的调制解调方式肖281Q、CAT和DMT三种。它们都要利用筒频频带，商频信号损耗大并易受噪声干扰，因此遮率越高，传输距离越近，此外传输速率逐与双绞线径帮质量有关。L、281Q方式L281Q是通过改变矩形波振幅来传送数据的调制方式。熊幅值分成4缀，能一次传送2比特的数据。IDSL、HDSL和SDSL等速率对称烈的XDSL采用此种调嗣方式。2、CAP方式CAP是基于正交幅度调制的调制方式。上、下行信号调制在不同的载波上，速率对称型和J对稼受的XDSL均可爱焉。V34等摸拟MODEM也采用QAM，它和CAP的夔掰在于其所秘用的频带。V。34MODEM哭用到4KHZ，褥ADSL方式中豹CAP要利用30KHZ一1MHZ的频带。频率越高，其波形周期越小，故可提高调制信号的9DSL溺试系统翁安耀速率即数据传输遽率。CAI，中的“CARTIERTESS无载波”是指生成载波的郝分电路郛DSP黪爱羚摸块不独立，宅与调裁解润豁分含为一洛，缓结籀更加精蘸。3、DMT方式DMT采用256Q心调制，通鬻用于ADSL等速率非对称型豹MODERA。在ADSL中一个载渡调麓占麓4KHZ带宽，对256令载波逐行激鹾调潮翥作薅曩交换。0疆对各4KHZ带宽分配调制的数据爨，这样能减少分配到有噪频带内的数据量，所以DMT方式具有很强的抗噪声性能。DMT又可分为频分复用方式FDM和回波援澄方式。F醐接、下行售遴划分颁萤。嚣波援滇方式熬上、下行频豢整叠，其效率比FDM高，德处理复杂。第三章XDSL系统组成及测试在这一章里，主要介绍了DSL系统的组成以及DSL产品的测试，其中测试中包括了浏试指标、测试方法等痨雾。31DSL系统组成DSL系统熬缝艘难踅蟊下网LDSL系统组成嚣中虚线部分蔻DSL系统，它是由远麓豹谖垂L簿溪爨，分褰器霸霭溃设备DSLAM组成，各个的部分的功能简述如下1、调制解调器嬲强I可知，数字终端，热K枫豹接到了璃剑群溺器，也藏是说，调豢8解谲器负责将数字终端输出靛数字信号调钢成模锻信号后送入分离嚣帮将分离器输出的模拟信号解调成数字信号浇出到数字终端。O北京挪泡大学DSL测试系鲢豁黛税2、分离器SDAL、ADSL窥VDSL等DSL技术旋嗣G寸提供电话襄裹遮数爨业务，为垂乏应在已谢的双绞线的两瞒接入分离嚣，分离承载音频信号的4KIIZ以下的低频带和DSLMODEM调制用的高频带。分离器实际上遐由低通滤波器和高通滤波器合成豹设嚣，负责在上行方淘将低频的语音信号和现对高频的数掘信号频分复髑到一条宅缆线上，在下行方彝上将毫缓线簧来兹结号解复耀裂魄话露DSL溺麓解谣器上。3、局端设备DSL焉爨设鎏一般豁蠹数字矮户局蓑设备DSLAM，蠢DSLA；|接入乎台、DSL两端卡、语音分离器和IPC数据汇聚设备等组成，蒸中IPC为可选的设备。32DSI_系统豹测试321影响DSL系统性能的因素作为一种传输数据的手段，DSL系统也会鼹到其传输线路和外界于扰的影响，归纳来说，影响XDSL线路质量的主要因素如下L、线路蕊格霸长度信号在线路的传送过程中，频率越离，衰减越大；线径越继，衰减越大；线路越长，衰减越大。因此，DSL的传输速率和带宽频段，与线路的质量和传输距离密切糖关。2、耩接接头BRIDGEDTAPS作为跨接在铜线上的未用支路线路，没有使用的一根电话线的开路限抗并联在DSL传输线路上，形成一个阻抗不匹配的殿射点，反射傣号将抵消部分正常传羧兹壤号，妻接影响到DSL豹馋辕性髭。3、加感线圈LEADCOILS为了提高语音储号的传输质澄，有的线路上加入了加感线圈，与线路的分布电容构成低通滤波嚣特性，这极大地削弱丁爨带信号的传输性能，因就在开通DSL激务时，必矮羧黉粕感线黧麓位置，荠将萁拆除。4、噪声干扰包括线路上的黼斯分布的囟噪声、电缆中的线对间的信号串扰以及与电力线、王泣毫器、燹线邀售号懿感应噪声，这黧鄂会对DSL绩号豹黄输产生子撬。噪声怒判断通信线路传输质量的麓要指标，也蹙决定DSL信号传输速度的重要因北京瞎E夫学DSL测试摹缝的窦避素。S、电缆故漳或擐爨电话线自身的障碍对DSL传输瞧能的影响也很大，包搔断路、短路、漫水、分翁、断裂、接头、老化、阻抗不平衡等，这些因素都会使线路阻抗产生变化，有些仅仅影确性能，丽有些对予DSL的传输柬说则是致命的。322测试方法嶷土一节豹套绥可知，鼹一个XDSL系绞产瑟豹主要指掇浆测试是缀必要豹，默便对该系统有一个定量的认谈，并对下一步的改进打好纂础。考虑到测试的方便性、可行性的方酾，目前对XDSL系统的测试主要是仿崴测试，即通过对传输电缆线路和外部噪声干扰的仿真来达到测试的目的。这样，就要做两件枣情、电缆懿佼浚特缝逶嚣傍粪，设诗出筏台要求懿线黪仿囊器，激代替实际的线路，这时，桥接抽头、加感线圈等跟传输电缆线路有关的因素应该被考虑到，以便最大限度地逼近真实电缆的特性。二、怼热型纛缓上的臻声予羧遴行彷囊，这里戆噪声予捷毽括事啻臻声巍婺串音噪声，如背景噪声、射频入侵噪声和脉冲噪声等。在逮攫，串音噪声将是最重要的噪声，噪声仿真中最重要的任务就是对串音噪声进行最好的逼近。这部分也是下嚣要讲到的漾题的核心内骞。323测试指标对DSL系绞兹犍韪可殴扶三令角度避芎亍测试L、相同线路祭件和相同误璃率上限下，所能达到的最离数据速率将噪声发生器和线路仿真器的值固定，并限定一个最简误码率，测试这时候不同厂家的同类DSL设备所能达到豹数据速率值。2、裙丽线路条俸帮数据速率下，联达到翡诶鹚率这是指同样将噪声发生器和线路仿真器的值固定，测试不同厂家的同类DSL设备在要求的同样传输速率下能达到的误码率，也即能反映出在相同线路长度和弱群熬传辕速率下一个DSL设签翡获噪声麓力。3、相同数据速率和误码率限制下，所能传输的距离当数据速率固定相同时，制定一个误码率上限，此时测试各个DSL设备所能传输鲢最远距离，发过来可以认为，蹙输的最远的设备在棚鼹线路长度共彝传输速率上能达到最静斡性能。2DSL灏试系缝魏蜜趱324测试系统在上面的凡节霹，胰影响DSL系统的困索、DSL测试方法幂恻试L栎的角度进行了介绍，并由此提出丁用于DSL设备测试的测试系统，其组成框图如下图2DSL测试系统缀成框图魏鬻2所示，爆予DSL设备测试的系统包括翅下几个部分DSL调帚解调嚣稻DSLAM是主安静被颈4设务，当需要溅抗于撬等捂标时，需要加上分离器和电话机，使得电话信号和DSL信号共享同一个电缆，以便测试在打电话的情况下的DSL设备的性熊。秘议分板纹笺发送弱接受FP毽，并戆对蘼发送熬霹接竣裂麴FP包送行缓嚣，该设备可用来产生IP包，并通过统计对整个系统作出评价。DSL测试仪器鼹主要用于测试的设备，包括线路发生器、噪声发生器和控制嚣三拿灏分，这个设备也是整个测试系统中浆羧心部分，茭组成框图如下叫绒踊发生器LL控制器H噪声发生器图3瞒L灏试设备缀成框匿如图3所示，DSL测试设备包括了线路仿真器、噪声发生器和控制器，对各个部分黥蔺分如下线路发生器，帮捂线路傍囊舔，透过元器件和仿寞工爨进行开发，稻子仿真不同长度的电缆线路。因这个部分由另一个人负责开发，不属于本人的谍题范匿为，这璺不再进一步介绍。嚷声发生器，巍栽蘧臻声仿爨器，羯予爨粪鞠应长凄魄缆上戆实际嗓声，瑟控制器用于根据测试的要求对遮两个仿真器滋行控制。噪声发生器和掇制器虽DSL溺试系统抟炎巍然是独立的实体，悒可以放到一个物理实体中实现。俦为DSL测试设鍪熬主要缀藏部分，噪声发生器弱控制嚣也是本久漯题豹垓心内容。第四章DSL测试系统核心部分设计实现本章是论文的核心内容，对在课题中所作的工作进行了详细的介绍。本章以对DSL测试系统黝设计豹概括性介绍为开始，并杰按下去灼见节中对各个组成部分的功能、设诗、实现逶行了摇述。41综述融前几章可知，DSL测试设备是由线路仿真器、嗓声发生器以及上僚机上的相应软件组成的，线路仿真器用于生成满足测试要求的不间长度电缆线的仿真体，聪噪声发生器受责对对应糍成长度电缆上敬各静单一噪声或不同噪声的组合透嚣横拟，而上佼梳的较俘包撬瑙于产生实际噪声的数值侬撵一噪声文锌隧及对噪声缴生器各个部件的控制命令一用于对线路仿真器和噪声发生器J携行配置和管理。焚缝成疆蚕查下图4ISL没各测试系统组成本人在深透中受责了噪声笈生爨帮土谴橇中豹相应较謦繇分，将数据传竣鞠控制功能集成于一个微处理器中实现，并归入噪声发生器。前面提到过，尚未机上的软件用于生成噪声文件，并负贵跟噪声发生器之间懿数撰传辕帮对噪声发生器豹袈个模块进行羧铡。嗓声发生器的组成如图5所示，其各个部分静功能简述如下14DSL捌试系统的实现控制器是噪声发生器重的核心部件，负责跟上位机进行通信，即与上位机进行噪声文件爱数据传输和接受上位卡几的命令，并执行同时也负责反馕噪声黢生爨蠢个熬馋懿状态。由于簧注入到线路发生器的是模拟量，因此，噪声发生器飘有一个DA变换负责将控潮器臻滋翡数字抟噪声文件数据转挟藏横按信号，纛挟羧信号孬经过藏大器模块放大后便注入划线路发生器，因测试系统中的线路发，主器是另一个人负责究成，豳此开发控制器的时候暂时不考虑对线路发生嚣的控铺，当需要时对控制器的软传进行舞级即可。42设计思路噪声发生器胬5所开笈的DS乙设备漠L试系统组成框匿根据相应的测试规范和对以前的相关设备的研究所定的最初的设计思路可戬簿单描述为戳模瓠褶葫菇藿穑，由控截器对上链辊产生静瓣释基本翡噪声文件进行读敷，并将其通过数横转换质进行棚加，组合出满足不同要求的噪声，如图6所示。壹曩可知，褒最初瓣设计中，不阉噪声是由双种最熬本的蜞声模拟摺热疆辛县出的，这样做的结果是最后的精确皮下降，不方便对噪声幅值进行控制。丽且实瑗上蠢有整一定戆复杂浚，嚣为实褒辩要考虑主袋褪帮PC撬羁控篱L器或DA变换器之间的传输量是很大的，如果先有控制器负责接受数据，则需薅有复杂的软件来支持这就要求更为高襁静徽处理器米支撑，系统成本裔然增加，蟊暴辔上位枧垮噪声文件数据童接传输到DA变换器，在审口线路上的计算机内部噪声很有可能将大量的影响到数据的正确性。毙哀L|L|FLL大学DSL测试系装熬蜜现根据对开发需求和相关资料的重新分析，认为对噪声文件的生成，即对晒种基本类型噪声数据的处理可以进行改进，再毒对嗓声发生器的组成也是需要改进。圈6豢秘煞设诗愚鼯16北京邮1U人学DSL测试系统的实现的，以便尽量避开模拟相加的处理，提高精度和成本的比例。最后从精确度和复杂度这两个方面考虑，对最初的设计思路作出的改进如图6所示。图7改进后的设计思路改进后，对噪声的组合由软件实现，对精确度的实现和控制上有了很大的进步，同时去掉了模拟相加电路，减轻了实现上的复杂度。同时对今后的系统升级靶衷辩LB灭学DSL测试系薤鳆蜜聪也提供了方便。由上鎏可知，溃是不圈测试爨求豹噪声濑上位瓤如PC投提要求褥密并进行存储，然后噪声模块中的控制器读取这臻数据，经过一系列变换之籍输出到线路仿真器上。对图6和图7进行比较可发域，测试系统的整体组成依|目没有变，同榉是由上位橇、嗓声发玺嚣稿线路蘩囊嚣梅戒，毽受羧迸蓐，上使橇翁软孛受蜜麓霾穗基本焱型噪声进行组合，生成噪声文件，虽然表面上软件的复杂度有所增加，但这种增加是可以接受的，而带来的对噪声发生器的简化更为可贵。瓣惫上垃援受爨尘藏噪声文拳，嚣I连在噪声发生器中蠡控铡器全毅受费数据传输任务，并承担控制的任务，掰此噪声发生器的内部变褥很清晰，实璐起来也简单了。4。3噪声文译凼前面的讲述可知，噪声文件属于噪声模裂中的“纯软件”部分，它不涉及嚣硬份实理，主要鼹壤器荟秘DSL技术测试簧求中豹嚣I始数撵、溅试环缓簧求窝实际线路上的嗓声横型而得出的，用于噪声发生器实际输出的值。噪声文件产生后放税上位机中，瓣待控制单元读取。对噪声文件敬简单的理解就是，根据已经蠢了的一些焱以频率和功警为横坐标秘缀坐标静平露上豹足蕴不娥粥的羧据一一稼之瓷器戆数据，经遵一系剜的交换和处理而得到的个数值序列，同样是以频率和功率为横坐标和纵坐标的，而且这个数据序列是对应一种基本噪声类型的，再将用相同方法得到的不同类型的基本啜声躲鼗瑟痔刭送行叠热，瓣露褥裂最纛戆嗓声文搏。首先根据VDSL噪声文件生成要求，编写了专用于VDSL测试的VDSL噪声文件生成软件，可根据该软件用户界面上输入提不同要求，嫩成相应的噪声文件。其次，在VDSL噪声文件模型的熬础上，根掇不同DSL技术酌测试共性，对VDSL嗓声文件生成软伟避行秀级，驮褥实现了遥麓碟声文宰垒戒较停，帮运掰骥声文件模飘。531VDSL噪声文终模嫠VDSL的原始数据都是在0到12MHZ的范围内的数据，所以整个处理过程都在这个范围内进行，换句话说，不用对频率的起始点和终止点进行变动，我们在少后将看蚕，这蔻嚣通霜噪声文件模型的嚣翔之一。用于合成最后的噪声文件的原始数据包括串音噪声、背景噪声、射频噪声和悲哀辩B丈掌DSL测试系统戆嶷凝脉冲嗓声四部分，麒中，对串音噪声原始数据的合成相对复杂，除了下丽提到的一系列变换之辨，述要激其链的一些处理，农必要的对候会绘出浼明。程这墨爱图示的方法简单说晴噪声合成藤黧和对各粪臻声处理之闻的区秘。I黑H躐1副圆，回圈图8噪声合成图搬据，以上的讨论，将VDSL噪声文件横溅分为数据输入、数据输出、数据建爨三部分来实瑷。1、输入部分从各种噪声原始数据文件读取相应数据；用于测试的最原始的数据位于相应的文件中，并存储予指定目录之下，输入都分数任务裁是在缀定量录下读敬渍是条传瓣文终，为下一步的运算徽好准备。除串静噪声外的三种基本类型嗓声都对应一缀原始数据，假楚串音嗓声瀚原始数据却分近端和远端数据，因此在读取串音噪声的原始数据时，需要对几个文件进行读敬操作。2、输出部分；褥鬟后嗣予礤声生残豹数攥篷存A稳纛文俘孛逸一部分的作用是将最后的结果按要求的频率间隔值抽样，将得到的数据存入指定文件或输出到用于传输的空间当中。戮羧窭数搽这多露，掰蠢戆数撂豢已经缀会竞藏，艨以这里不髯蠢霆凌入数据部分中碰到的难题一一分别对待不同的灏本类型噪声。19DSL颡试系统静旗蜣3、数据处理部分这个部分是噪声文件中的核心部分，它又被分成内插函鼗部分、摇撂函数部分襄数据爱热都分蓬9VDSL噪声文磐滚程强DSL测试系统翁实糖1、线性内插瀚数部分根销输入的每一种噪声的原始数据得出相应的几条线性内援函数。噪声的原始数擒是以频率为骥辅、以功率为缓轴的平蘸上酶不惩潮数据，因此对这然数据的处理的第一步是根据这些数据褥出一条曲线，以备进行下一步的函数抽样，困采用了线性内插方式，且数据量楣对少，所以使用了如下的方法先对藤始鼗据中耱辇一稻第二令鼗疆进行砉卡葵，德窭麓搴壤，驭蘑蘑出这令这嚣个数据的X坐标值的频率范围内的直线，紧接蒋用第二个数攒和下一个读进来的数据的拦标求出相应斜率，一次淡推，知道算出全部数据的斜率为止。爨为基本噪声类型不止一个，襞强走捶操譬要紧毒亍多次，簸瑟会簿感数条分别对廒不同噪声类型的曲线。2、抽样函数部分对在第1步中得出的内插函数进行同频间隔的抽样；遮一步招对简蕊，其任务是对内插得出的几个函数分别进行同频间隔的抽群，从嚣得窭几个矮有相囤鞭率下於数篷序捌来。这个功能除了计算量相对大以外，实现山而言较为简单，采用循环襁序即可完成。3、数据叠热滋数部分貉撼洋丞鼗褥囊熬忍秘噪声数撼进行叠热在篇2步得到几组相同频率点和频率间隔的数值序列之后，在这一步进行线性藏加，得到的数值即为最后臻通过串口传到噪声发生器的控制器，进行一系列变化鹣数值序列，横坐标亵级坐标依强是频率和功率。对率音噪声蔼富，在弦襻醢数之前，还甍多俸两个处瑾，分鬟是对远滞稻运端内捅函数的频率频率加权合成和滤波处理。532逶霜噪声文件模型通过上一节的方法，可以得出专门用于VDSL测试的噪声文件，但为TN试其缝熊DSL设备，必须要有穗或静噪声文件，攫于各种DSL设备所使用的技术、线路环境等因素，霹以对上面静专门针对VDSL豹噪声文得模鳖进行改避，褥舅尽可能的通用噪声文件模型。遄用噪声文件模型是根据VDSL噪声文件模型得出的，即以VDSL噪声文件模型蠹熬疆，主要改遽位予数据处瑷蘩分，因为逡令蘩努受嚣技零熬不弱嚣导蘩戆参数炎动的影响愚主要的，输入部分和输出部分在所完成的功能上没有受至0各种参数的影响。对主要豹改进瓣擒述如下L、对应予不阉予DSL技术髓原始数据静频率范嚣是不间的，铡如上西捷至L的VDS。是从O到12MHZ，而有的可能只是从O到4MHZ，这就决定了线性内插函DSL测试曩统德饔穗数疆擞榴瘦的变动，以遥应这种动森爨参数。鍪10蘧露蝾声文转溅疆嚣DSL溺试系笼静蜜巍2、同样对应于不同的DSL技术，对串音噪声的原始数据的频率JJU投处理和滤波她理豹参数可憝会有矮不同，嚣梵对这整参数我凋用溆是动态鹣。对通用嗓声文件的流程圈可参照图10。4。4蹲口通信程序在WIDOWS系统中为实现串口通信，LVIDOWS系统的SDK提供了完备的API函数和以中断方式驱动的通信驱动程序，使编程变得较为容易。WIDOWS系统提供的标准逶信API嚣数缀多。VISUALET墩子功能强大酾应爱灵嚣，嗣时褥弱MICROSOFT系统黔最好支持，因此VISUALE。媳是串口通傣开发的常餍工鳆，加上噪声文件模块也是使用了该开发平台，因此帛口通信也使用了同样开发工具，也避免了程序不兼容的麻烦。利麓睨运覃亍霹瘁兹标准逶僖爨鼗实褒搴瓣编程1初始化串行通讯口通过计算机串阴进行通讯之前，必须根据监控设备的肖关通讯参数，约定双方靛邋谶方式，包糕波特率靛设甏、毒疆位援骏及谆立建静设立。确定数摄黄输帧格式，确定UART操作方式。逐个对线路控制舒存器、渡特率因子寄存器和MODEM寄存器写入操作。2查询发送瀛程只需CPU箍溅至LUA瓣发送嚣保簿寄存器为窳，攀毒UART输疆一个字镑。发送方首先输出RTS平NDTR有效，检澳JMODEM寄存器，只祷收到DEC输入的CTS、DSR有效，CPU才向UART输出一发送字符。3查逡接故滚稷只需CPU检测到UART接收器数据准备就绪，即可从接收嚣数据寄存器中读一字符。接收方首先输出数据终端就绪有效DTR1，然厝检测MODEM状态寄存器，只商DSRL，CPU才接收一字符。45主程序45。I对应S毛的主摄序这里的主程序是指面向用户的界面程序，包括了对测试距离和环境条件的选择等全髑环境变量熬设置，亟包据了对噪声文件模型的调弼秘对溺于鞭曝声发生器的撩制芯片交换嗓声文停数据鞠控制数据的审日程序酶调用。DSL测试系统静蜜毵图11对应VDSL的J；C程图测渡踅蹇是撂这个DSL设镑强是臻翡线路长度，两强缝条件表硬敬设鍪掰连的嘏缆现所处的线路环境，如是否周围有其他类型DSL电缆或TSDN线路电24J豪潍I毡天学DSL溺谴系统静实斑缆等，这个参数主鼷会影响到对串音噪声原始数据的处理。蓠先贫缨针对VDSL兹测试盼主程序静糖援。当主程序开始运行后，要求稻户输入对测试距离的逸铎，并指定测试娩线路环境，在这之后就念调用VDSL噪声文件模型部分，生成相应的噪声文件。对应于主程序的流程图如图LL和12所示圈12对应VDSL的主程序流程图续警生成噪声文件后，将避行予噪声发生器静控制芯片之闻静命令传赣和数据传输过程，如开始传输数据，停止传输或暂停传输等。4。5。2遥耀主程序如前所述，以上的主程序的结构是针对VDSL噪声文件模型而写的，可用于对VDSL设荟送行测试，焉对遥髑测试程序两言掰，会寄DSL类型选择这一顼。针对通用DSL噪声文孛的主程序流程丽魏蘑13帮1毒所示，在开始霹主程序要浓多输入一个选项一DSL类型，同时需要指出的是，在通用模型中对DSLDSL测试系统的实吼图13对应通用模型的主程序流程图DSL测试系统辩安裁技术类裂的选择放别了主程序当中，使其成为全局变量，达到简化对噪声文件模型兹实现鹣强豹。小U圈14对应溥用模型的主程序流程图续霭瑟浚胡瓣跫，不警是赞对VDSL模型，逐是逶爱模嫠，主程彦罄蠢嶷善豹出错处理功能，比如对用户输入的DSL类型戏测试距离等数据都会进行界限判断，糟不在允许范阐内，将会给嬲提示，并要求重新输入。这些在流程圈中没有垂出，主要是为了避免漉程匿过予复杂嚣难以理鳃。46噪声发生器46I概述通过上两节的讲解，可知道用于测试的数据已经在上做机中准备妥强，下一步裁楚对这些数据遴行变拯，馒蕊或为真正G注入裂线路发生器蕊模拟偿号，噪声发生器就是完成邀个任务的。DSL测试最缝游离聪噪声发生器的内部结构已经在图5中给出，这里将进行洋细的既明。唆声发生器申，茳割器受责瓿上霪援读取熬噪声文传敬数据，其链比分在控制器的调度下，将这些数据转抉成用于注入引线路仿真器上的实际波形。用户操作平面位于上位机中，根据用户要求产生噪声文件并存出。后跟据要求，出控制单元谈取这些数据，劳通过DA变换和放大器模块，将最翳豹模拟噪声输入嗣线路仿囊器中。丽时，控裁蕈元缀攥上位梳兹癸求，对DA窝换、放大器和线路仿真器进行控制，以满足不同的测试要求。实现噪声发生嚣的主要工作是对核心控制芯片的开发和完成包含周围功能芯冀印捌邀薅扳兹鸯缓。462核心控制器的开发愆予开发的核心控蠲芯片楚ADD公鼋麓16位敷控制嚣AMESL88，野发平台是基于WINDOWS98的嵌入式实时操作系统VRTX，因开发平台相关的内容在前一章里详细介绍了，这里不再赘述，下面先简单介绍所使用的微处理器的特点，然后重点凌簿开发遥壤。462。1AMESL88作为基于X86俸系结梅酶微楚遴器一AMD公司E86系歹滔一员，AMESL88是恩有8位外部数据总线的微处避器，其主要特征如下；1支持20、2J、33和40MHZ的工作频率2支持零等德竣态运行葶嚣在40IHZXI终频率下懿70NS黪卷存麓；3具有1M字节的存储地址警间；4具有64K字节的IO空间；5具有独立戆缝蛙郛数据憨线；6可直接工作在输入频率下；732个可编獠的IO引脚8具有两个独立的可知持7位、8位和9饭数据传输的异步串口；9翼毒支骜8令蠹罄中錾秘8个舞部孛酝戆霉编程中凝控寒L器；10具有3个可编程定时器；11具有可编程的存储与外豳片选逻辑12具有支持密电模式豹时钟分频器；以上的芯片特征决定了这个芯片将会很好鲍适应系统的要求，丽盛其有一定盼拜缀盼空间，熊够适应因需求的改进而带来的软件的升级及芯片功能和外围电路的扩充。28DSL测试系统的实胜4622芯片开发过程46221针对VDSL的核心芯片开发控制器所实现的功能是读取上位机的数据，同时控制噪声发生器的其他部分和线路仿真器，因此对控制器功能的详细描述如下I、读取上位几数据到缓冲这个数据包括上位几传下来的噪声文件数据和用于控制的控制数据。噪声文件数据已经详细介绍了，这里要说的是控制数据，控制数据包括对其他硬件设备的设嚣和对传输的噪声文件数据进度的控制，如开始发送、停止发送或暂停等。2、执行相应动作根据缓冲中的内容进行相应的动作，即对缓冲区的内容进行判断，若是用于控制的指定字符，则进行相应的控制动作，若不是则一律当作噪声文件数据输出。而附加的要求是要保证实时性和健壮性，基于这些，核心芯片的软件的流程图15和16所示，其中图16为对图15中串KI中断的可能性的补充。根据软件流程图，整个软件被分成如下的进程1、15KHZ的定时器进程每隔15KHZ时间就触发一次，使得控制器在接受到噪声文件数据后以这样的频率间隔将数据传给DA变换模块，同时也以这令速度跟上位几保持同步。之所以选择15KHZ，是因为一般情况下DSL测试数据以这样的频率输出即可满足DA变换后的要求。这个进程的优先级是相对高的，只要控制判断出缓冲中的是要求开始接受数据的“开始”字符，该进程便被触发，从而对接下来的对噪声文