ADSL测试原理培训

1、科赛技术科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialADSL测试原理培训测试原理培训科赛通信科赛通信2004-12-29科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential通信的基本目的通信的基本目的通信的基本目的就是无错误的放大信号通信的基本目的就是无错误的放大信号影响这个目的有两大因素：信号损耗和噪声影响这个目的有两大因素：信号损耗和噪声科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential香农定理香农定理香农定理：香农定理：C = Bw * Log2(1+S/N)上面这个简单的公式清晰地说

2、明了决定信道容上面这个简单的公式清晰地说明了决定信道容量的各个因素之间的关系，在这个公式中，量的各个因素之间的关系，在这个公式中，C是信道容量是信道容量(bits/s)，Bw是带宽是带宽(Hz)，S是信号是信号功率，功率，N是噪声功率。这个公式并没有解释如是噪声功率。这个公式并没有解释如何在工程上实现这个信道的带宽，它只是说明何在工程上实现这个信道的带宽，它只是说明信道容量可以通过采取恰当的技术措施实现。信道容量可以通过采取恰当的技术措施实现。科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential回波损耗（回波损耗（Return Loss）回波损耗（回波损耗（R

3、eturn Loss）现在现在xDSL几乎都采用二线全双工传输。线路上可几乎都采用二线全双工传输。线路上可能存在各种阻抗不匹配的情况，例如：能存在各种阻抗不匹配的情况，例如： （1）由于设备线路端的阻抗不可能在整个传输频）由于设备线路端的阻抗不可能在整个传输频带内完全与线路阻抗相匹配；带内完全与线路阻抗相匹配； （2）由于线路中可能存在混合线径，不同线径的）由于线路中可能存在混合线径，不同线径的线段阻抗的差别，在接续点上也会出现阻抗不匹配；线段阻抗的差别，在接续点上也会出现阻抗不匹配； （3）桥接抽头将破坏均匀线路的阻抗匹配，等等。）桥接抽头将破坏均匀线路的阻抗匹配，等等。 发送的信号在这些不

4、匹配点上将产生反射，也就发送的信号在这些不匹配点上将产生反射，也就是回波，这些回波将对接收信号产生干扰。是回波，这些回波将对接收信号产生干扰。科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential插入损耗（插入损耗（Insertion Loss） 也称为衰减（也称为衰减（Attenuation），表征发送到），表征发送到线路上去的功率与线路另一端接收功率之比。线路上去的功率与线路另一端接收功率之比。 市话电缆的衰减近似与频率的开方成正比，市话电缆的衰减近似与频率的开方成正比，频率越高，衰减越大，线路反射还会引起衰减频率越高，衰减越大，线路反射还会引起衰减/频率特

5、性波动。衰减越大则接收信号电平越低，频率特性波动。衰减越大则接收信号电平越低，在一定噪声的条件下，信噪比（在一定噪声的条件下，信噪比（S/N）越低，）越低，抵御各种干扰的能力也就越差（信噪比容限降抵御各种干扰的能力也就越差（信噪比容限降低，电路的可靠性降低）；在信噪比低于一定低，电路的可靠性降低）；在信噪比低于一定程度时，则会产生误码，甚至程度时，则会产生误码，甚至xDSL电路无法开电路无法开通。通。插入损耗（插入损耗（Insertion Loss）科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential纵向平衡（纵向平衡（Longitudinal Balance

6、）纵向平衡（纵向平衡（Longitudinal Balance）市话电缆是平衡传输，理想情况下每根线市话电缆是平衡传输，理想情况下每根线对地的阻抗应是一致（平衡）的。但是由于线对地的阻抗应是一致（平衡）的。但是由于线对在电缆中的位置、制造误差、接头电阻和绝对在电缆中的位置、制造误差、接头电阻和绝缘电阻的变化等因素都会破坏这种平衡。线路缘电阻的变化等因素都会破坏这种平衡。线路的不平衡将降低该线对抵御外界干扰和其他线的不平衡将降低该线对抵御外界干扰和其他线对信号串扰的能力，对于占用较宽频带的对信号串扰的能力，对于占用较宽频带的xDSL尤为重要。尤为重要。 科赛技术科赛技术Connsis Techn

7、ologies - Confidential噪声（噪声（Noise）噪声（噪声（Noise）产生噪声的原因很多：电子运动产生的白产生噪声的原因很多：电子运动产生的白噪声；无线电信号的感应；电力系统和电气感噪声；无线电信号的感应；电力系统和电气感应等。正如在插入衰减中所叙述的那样，噪声应等。正如在插入衰减中所叙述的那样，噪声对对xDSL传输产生直接的影响。传输产生直接的影响。 科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential脉冲噪声（脉冲噪声（Impulse Noise）和瞬断（）和瞬断（Interruptions） 脉冲噪声就是我们电话里有时会听到的脉冲噪

8、声就是我们电话里有时会听到的“喀喇喀喇”声，雷电、电火花、工业电气、强电的瞬变等干扰和声，雷电、电火花、工业电气、强电的瞬变等干扰和电话振铃信号串扰等都可能引起脉冲噪声。电话振铃信号串扰等都可能引起脉冲噪声。 瞬断就是电平的跌落超过了指定的门限。线路接瞬断就是电平的跌落超过了指定的门限。线路接续的接触不良，接头氧化，线路受外力的震动等都可续的接触不良，接头氧化，线路受外力的震动等都可能产生瞬断。能产生瞬断。 脉冲噪声和瞬断都属于瞬态参数，都会引起突发脉冲噪声和瞬断都属于瞬态参数，都会引起突发性的连续差错。性的连续差错。脉冲噪声和瞬断都用在指定测试时间内的的计数数脉冲噪声和瞬断都用在指定测试时间

9、内的的计数数量来衡量。量来衡量。脉冲噪声（脉冲噪声（Impulse Noise）科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential串扰串扰-近端串扰近端串扰Near end crosstalk（NEXT）和远端串）和远端串扰扰Far End Crosstalk（FEXT）市话电缆线对采用扭绞和每组内的线对采用不同纽市话电缆线对采用扭绞和每组内的线对采用不同纽绞节距的结构，就是为了尽量减少线对之间的串扰和绞节距的结构，就是为了尽量减少线对之间的串扰和抗拒外界干扰而设计的。但是由于线路绝缘能力的下抗拒外界干扰而设计的。但是由于线路绝缘能力的下降，平衡度的下降，不

10、规范的用户引入线等，特别是降，平衡度的下降，不规范的用户引入线等，特别是随着电缆内开通随着电缆内开通xDSL线对的数量不断地增加，各种高线对的数量不断地增加，各种高频频谱的串扰就不能忽视了，往往串扰是影响开通和频频谱的串扰就不能忽视了，往往串扰是影响开通和运行稳定的重要因素。运行稳定的重要因素。应该说明的是，通信系统是一个整体，我们不但要应该说明的是，通信系统是一个整体，我们不但要重视传输重视传输xDSL线对的质量，也不能忽视其他线对的质线对的质量，也不能忽视其他线对的质量。实际中会遇到绝缘不好的电话线对振铃时对量。实际中会遇到绝缘不好的电话线对振铃时对xDSL线对产生强大的干扰而导致线对产生

11、强大的干扰而导致xDSL掉线的情况。掉线的情况。线路的近端串扰要比远端串扰严重。线路的近端串扰要比远端串扰严重。串扰（串扰（ Crosstalk ）科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential衰减是指信号幅度沿链路传输的减弱，是由于衰减是指信号幅度沿链路传输的减弱，是由于电缆的电阻所造成的电能损耗以及电缆绝缘材电缆的电阻所造成的电能损耗以及电缆绝缘材料所造成的电能泄漏。衰减以分贝（料所造成的电能泄漏。衰减以分贝（db）表示，）表示，低的衰减值表示链路的性能好；而链路越长，低的衰减值表示链路的性能好；而链路越长，频率越高，衰减就越大。频率越高，衰减就越大

12、。链路的衰减是由电缆的结构、长度及传输信号链路的衰减是由电缆的结构、长度及传输信号的频率所决定的，在的频率所决定的，在1M至至100MHz频率范围内，频率范围内，衰减主要是由集肤效应所决定的，衰减主要是由集肤效应所决定的， 它与频率的它与频率的平方根成正比，不恰当的端接也会造成过量的平方根成正比，不恰当的端接也会造成过量的衰减。衰减。衰减产生原因衰减产生原因科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential串扰在通讯领域又叫串音，它类似于噪声，是串扰在通讯领域又叫串音，它类似于噪声，是从邻近的一对线传输过来的不期望的信号。这从邻近的一对线传输过来的不期望的信

13、号。这种串扰信号主要是由于临近绕对通过电容或电种串扰信号主要是由于临近绕对通过电容或电感耦合过来的。随着频率的增高，串扰增加，感耦合过来的。随着频率的增高，串扰增加，并且对数据更具破坏性。并且对数据更具破坏性。串扰产生原因串扰产生原因科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential影响传输性能的因素和参数影响传输性能的因素和参数 线路长度：正常情况下环路阻抗线路长度：正常情况下环路阻抗1300欧姆。可以影响传输性能。需要确认是否欧姆。可以影响传输性能。需要确认是否有短路、断路、桥接。有短路、断路、桥接。 桥接抽头：靠近两端桥接抽头：靠近两端MODEM的桥接

14、抽头对传输性能影响显著。最好去掉所用的桥接抽头对传输性能影响显著。最好去掉所用的桥接抽头。的桥接抽头。 分段线径：可以影响传输性能，远比理论值大，线径的规格数目最好不超过两分段线径：可以影响传输性能，远比理论值大，线径的规格数目最好不超过两种。处理办法是：配置系统，降额使用。种。处理办法是：配置系统，降额使用。 加感线圈：严重影响线路性能。应去除所有加感线圈。加感线圈：严重影响线路性能。应去除所有加感线圈。 线路串挠：影响传输性能。处理办法是：配置系统，降额使用。线路串挠：影响传输性能。处理办法是：配置系统，降额使用。 脉冲噪声：脉冲噪声如果超出脉冲噪声：脉冲噪声如果超出ADSL自身的纠错能力

15、，则造成断链。处理办法是：自身的纠错能力，则造成断链。处理办法是：配置系统，降额使用。配置系统，降额使用。 背景噪声：影响传输性能。处理办法是：配置系统，降额使用。背景噪声：影响传输性能。处理办法是：配置系统，降额使用。 线路衰减：影响性能。处理办法是：配置系统，降额使用。线路衰减：影响性能。处理办法是：配置系统，降额使用。 用户终端并接了电话机：严重影响性能。用户终端并接了电话机：严重影响性能。ADSL用户端应该在所有的用户电话机用户端应该在所有的用户电话机的前端。的前端。 线对平衡性：影响传输性能。如果长度不一样，表明线路有分岔或损坏，也有线对平衡性：影响传输性能。如果长度不一样，表明线路

16、有分岔或损坏，也有可能一根接到邻近的线对上。可能一根接到邻近的线对上。 线路电压（线路电压（AV）：正常值）：正常值Transceiver training-Channel analysis-Exchange初始化：激活与应答初始化：激活与应答 - 收发器训练收发器训练 - 信道分析信道分析 - 数据交换数据交换科赛技术科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialATU-C 握手状态图握手状态图NOTES1. Event Sources:- c:_ host controler command- r:_ received from ATU-R2. The ma

17、in sequence of states is shown in bold3. Optional (vendor discretionary) states are shown in italics4. States are defined in Table A.1; terms in clause A.2Figure A.1 - State diagram for the ATU-C科赛技术科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialATU-R 握手状态图握手状态图NOTES1. Event Sources:- r:_ host controler com

18、mand- c:_ received from ATU-C2. The main sequence of states is shown in bold3. Optional (vendor discretionary) states are shown in italics4. States are defined in Table A.2; terms in clause A.2Figure A.2 - State diagram for the ATU-R科赛技术科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialADSL最大功率谱密度图最大功率谱密度图科赛技术

19、科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialADSL发送功率确定发送功率确定在在ADSL稳定传输状态稳定传输状态(steady-state)传输频带的波动不应超过传输频带的波动不应超过3.5dB；在整；在整个传输频带上个传输频带上(25kHz1104kHz)的最大信号功率谱密度的最大信号功率谱密度(PSD)为为“(-40 - 2n + 3.5) dBm/Hz”。25.875kHz1104kHz传输频带的标称信号功率谱密度传输频带的标称信号功率谱密度(nominal PSD)应当应当设为设为-40 dBm/Hz，其总传输功率不大于，其总传输功率不大于20.4 d

20、Bm。当上行功率度量显示。当上行功率度量显示需要减小功率，那么标称信号功率谱密度会被设为需要减小功率，那么标称信号功率谱密度会被设为-42，-44，-46，-48，-50，或者，或者-52 dBm/Hz (也就是，也就是，PSD = -40 -2n dBm/Hz，n = 0 到到 6)。C-REVERB1的标称信号功率谱密度的标称信号功率谱密度(PSD)是是 -40 dBm/Hz（也就是任何已（也就是任何已使用的使用的4.3125 kHz 子载波的总传输功率为子载波的总传输功率为 -3.65 dBm）。然而，当上行）。然而，当上行7-18子载波的功率总和大于子载波的功率总和大于3dBm，C-R

21、EVERB1和下行通道的信号功率谱和下行通道的信号功率谱密度密度(PSD)如下表所示。上行功率的测量精度偏差应该小于如下表所示。上行功率的测量精度偏差应该小于1dB。科赛技术科赛技术Connsis Technologies - Confidential比特交换比特交换(Bit swapping)使使ADSL系统能够改变子载波系统能够改变子载波(subcarrier)携带的比特数携带的比特数(bits)，或者在不影响数据，或者在不影响数据传输的情况下改变子载波的传输功率。传输的情况下改变子载波的传输功率。The ATU-C monitors the changing line condition

22、s. Through the eoc, the SNR margin and the line attenuation from the DS can be retrieved. However, more information may be required in order to decide whether or not a new configuration is proposed, and if so what the new proposal will be. In order to allow the ATU-C to gather more information about

23、 the DS, two new aoc messages are defined.通过通过eoc，ATU-C可以监测到可以监测到SNR margin和和line attenuation。根据这两个参数以及两个。根据这两个参数以及两个aoc参数，参数，ATU-C决定是否进行比特交换。决定是否进行比特交换。在线比特交换（在线比特交换（Bit Swapping）科赛技术科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialDQS例测采集的参数例测采集的参数在监测阶段，监测线路的状态，当线路运行时采集如在监测阶段，监测线路的状态，当线路运行时采集如下参数：下参数： 上下行最大

24、可达比特率上下行最大可达比特率上下行实际比特率上下行实际比特率上下行衰减上下行衰减上下行噪声冗余上下行噪声冗余上下行误码上下行误码比特装载比特装载只有阿尔卡特只有阿尔卡特DSLAM有有除了以上这些参数除了以上这些参数, 还监测线路是否发生了下列事件还监测线路是否发生了下列事件: Modem自发的重新同步自发的重新同步链路丢失，将重新同步链路丢失，将重新同步比特装载的改变比特装载的改变(Bitswap)科赛技术科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialDQS例测可呈现的概要表格例测可呈现的概要表格科赛技术科赛技术Connsis Technologies - ConfidentialDTS5 现有测试结论现有测试结论无历史数据无历史数据测试失败测试失败用户经常不在线用户经常不在线DSLAM障碍障碍DSLAM单板故障单板故障DSLAM端口故障端口故障DSLAM端口一直闭塞端口一直闭塞测试无障测试无障线路太长，速率不稳定线路太长，速率不稳定线路太长，速率稳定线路太长，速率稳定用户经常掉线用户经常掉线受衰减影响，速率不稳定受衰减影