光通信测量：电接口的指标和测试

电接口的指标和测试 基本指标 n比特率及容差、接口码型 n阻抗及反射衰减 n过压保护要求 比特率及容差、接口码型n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 n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n电接口的标称比特率及容差（见下页）n1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）接口名称标称比特率(kbit/s)容差(或频率容差Hz)接口码型10-6bit/s一 次 群（基群）204850102.4HDB3二次群844830253.4HDB3三次群3436820687.4HDB3四次群139264152089CMI比特率及容差的测试比特率及容差的测试n分为检验性测试和测量性测试 n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 n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 n1按图接好电路。n2在比特率近似为标称值的条件下，证明被测系统已被连通，且正常工作。n3减少测试信号的比特率，直到被测系统刚好不出现误码的临界点，记下此时的比特率B1。n4增加测试信号的比特率，直到被测系统刚好不出现误码的临界点，记下此时的比特率B2。n5 B1、B2分别于标称比特率之差值就是正、负方向的容差。数字式频率计时钟源图案发生器输入口被测误码仪输人口允许的比特率最大偏差测试图阻抗及反射衰减 n当光端机输入口或输出口的实际阻抗EX与标称阻抗EN有差异时，则在接口引起反射，造成能量损失，使输入或输出波形产生失真，影响通信质量 n反射衰减bp的定义：n输入口或输出口越接近匹配，反射衰减越大，反射信号的影响就越小 20logXNpXNEEbEE电接口阻抗和反射衰减指标 接口比特率(kbit/s)测试频率范围(kHz)标称阻抗()反射衰减(dB)2048输入口51.2102.4102.420482048307275或12075或12075或1201218148448输入口221.1422.4442.4844884481267275757512181434368输入口859.21718.41718.4343683436851552757575121814139264输入口和输出口70002100007515阻抗及反射衰减的测试阻抗及反射衰减的测试 待测口输入(输入口测试)待测阻抗接入点选频电平表ZN=120标称值平衡电阻120阻抗反射测试电桥120对称射频电缆振荡器标称值平衡电阻接入点注：振荡器输出阻抗R0及输出形式应按阻抗反射测试电桥要求选定(a)平衡输入口Rin1 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。n2 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)。n3 将待测阻抗EX接在反射桥上，电平表的指示电平为L2(dB)。n4 反射衰减bp=L1-L2。n5 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。n注意：n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 n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 n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 n国标GB/T13997-92规定：n1 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)。n2 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。UDC1mF760.03mF2513 1.2/50ms差模电压脉冲发生器地UDC1mF760.03mF2513对称接口1.2/50ms共模电压脉冲发生器25ab地过压保护的测试过压保护的测试 n1 按图连接好电路。n2 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。n3 改为负脉冲，在冲击同一被测输入口5次。n4 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 标准闪电脉冲发生器输入口光端机过压保护测试图输出口 n输出口脉冲波形 n无输入抖动时的最大输出抖动 输出口脉冲波形n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 nTU-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 2048kb/s脉冲样板图标称脉冲V对应于表称峰值8448kb/s脉冲样板图标称脉冲输出口脉冲波形的测试输出口脉冲波形的测试 误码仪光端机SR发送计数误码检测发送接收可变光衰减器光功率计阻抗变换衰减器50射频电缆CH50输入端50侧75侧待测输出口(输出口测试点)示波器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n1 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。n2 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。n3 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。n4 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 n抖动是数字信号各有效瞬间相对于标准时间位置的偏移 n详见第六章系统性能测试 n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 n允许衰减和抗干扰能力 n最大允许输入抖动的下限 允许衰减和抗干扰能力n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n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 比特率允许衰减抗干扰能力表称值(kbit/s)容差(kbit/s)测试频率(kHz)衰减范围(dB)信号/干扰(dB)干扰源(PRBS)2048102.410240618215-18448253.442240620215-134368687.41714801220215-1139264208970000012 允许衰减和抗干扰能力的测试允许衰减和抗干扰能力的测试外时钟源图案发生器输入口被测误码仪 输人口允许衰减和抗干扰能力测试图图案发生器混合网络衰减器连接电缆线传输衰减0dB干扰n1 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。n2 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。n3 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 n光端机输入口 n不同速率的数字复用设备输入口 n测试方法与第六章抖动容限的测试相同 第5章 SDH的测试 内容SDHSDH的定义的定义光传送网络的发展光传送网络的发展SDHSDH的工作方式的工作方式SDHSDH的特点的特点目标掌握掌握SDHSDH体制的整体概念体制的整体概念 lSDHSDH：Synchronous Digital Hierarchy Synchronous Digital Hierarchy l是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构。连接的标准化数字信号的等级结构。l通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综通信网传输、交换、处理大量信息，向数字化、综合化、智能化、个人化发展。合化、智能化、个人化发展。l作为通信网的承载体传输网要求：作为通信网的承载体传输网要求：p宽带化宽带化信息高速公路信息高速公路p规范化规范化世界性统一的标准接口世界性统一的标准接口DWDM 开始建设开始建设SDH逐步成为逐步成为传输主力设备传输主力设备WDM规模建规模建设，全光网试验设，全光网试验 SDH标准完善，标准完善，PDH仍为主力仍为主力PDH产品开始产品开始规模使用规模使用实用化实用化产品出现产品出现高锟提出高锟提出光传输理论光传输理论196680年代年代94年年99年年90年代初年代初98年年1976Metro城域网兴起、城域网兴起、OADM、OXC、ION将会逐渐使用将会逐渐使用2002年以后年以后PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；WDM：波分复用系统；OADM：光分插复用系统；OXC：光交叉连接系统；ION：智能光网络光传送网络的发展SDH的工作方式信息包信息包STM-NSTM-N信息包信息包PDH/FDDI/ATM/IP信号PDH/FDDI/ATM/IP信号打包打包拆包拆包SDH网络复用解复用传输传输u接口方面接口方面SDH的特点n光接口nSTM-1STM-1是是SDHSDH的第一个等级，又叫基本同的第一个等级，又叫基本同步传送模块，比特率为步传送模块，比特率为155.520Mb/s 155.520Mb/s。nSTM-NSTM-N是是SDHSDH第第N N个等级的同步传送模块个等级的同步传送模块，比特率是，比特率是STM-1STM-1的的N N倍倍(N=4n=1(N=4n=1，4 4，1616，6464，256)256)。n电接口n仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的仅对电信号扰码。光口信号码型是加扰的NRZNRZ码，采用世界统一的标准扰码。码，采用世界统一的标准扰码。例如：例如：STM-1STM-4。采用字节间插复用方式，。采用字节间插复用方式，4x xSTM-1STM-4。SDH的特点B1 B2 B3C1 C2 C3A1 A2 A3C2A2D2B1 C1 D1B2A3A1D1 D2 D3D3B3 C3n复用方式同步复用和灵活的映射结构n低阶SDH高阶SDH。SDHSDH的特点的特点nPDHSDH通过指针定位预见低速信号在帧中位置，使收端可直接下低速信号。SDH的特点nOAM功能n用于OAM的开销多nOAM功能强这也是线路编码不用加冗余码的原因n兼容性决定成本n老体制设备是否还可发挥作用n对新体制能否接入帧结构和复用步骤n内容：nSTM-N的帧结构和帧各部分的作用nPDH信号复用进STM-N帧的方式n140M复用进STM-N帧n34M复用进STM-N帧n2M复用进STM-N帧41359以 字 节 为 单 位(8bit)的块状帧帧 频 8000 帧/s，帧周期125us先先行行后后列列9 270 N字 节RSOHAU-PTRMSOHSTM-N净 负 荷(含 POH)261 N9 N帧结构信息净负荷(9行261列)nSTM-N帧中放置各种业务信息的地方。n2M/34M/140M等PDH信号、ATM信号、IP信息包等打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信号承载，在SDH网上传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车，其净负荷区即为该货车的车厢。n在将低速信号打包装箱时，在每一个信息包中加入通道开销POH，以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。净负荷STM-N信息包信息包信息包信息包信息包帧结构段开销n段开销完成对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。n再生段开销(RSOH)完成对STM-N整体信息结构进行监控n复用段开销(MSOH)完成对STM-N中的复用段层信息结构进行监控nRSOH、MSOH、和POH组成SDH层层细化的监控体制n二者区别：宏观（RSOH）微观（MSOH）管理单元指针AU-PTRn定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置，使低速信号在高速信号中的位置可预知。n发端在将信号包装入STM-N净负荷时，加入AU-PTR，指示信号包在净负荷中的位置，即将装入“车厢”的“货物包”，赋予一个位置坐标值。n收端根据AU指针值，从STM-N帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号；即依据“货物包”位置坐标，从“车厢”中直接所需要的那一个“货包”。n由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的字节间插复用方式；所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本键键入入文文本本AU-PTR定位车厢中第一个信息包根根据据收收到到的的A AU U-P PT TR R值值找找到到此此信信息息包包，通通过过字字节节间间插插的的规规律律性性，进进而而定定位位到到其其他他信信息息包包收端：发端：帧结构帧结构n若复用的低速信号速率较低，即打包后信息包太小，例：2M、34M。n需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包，通过支路单元指针TU-PTR定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包，通过AU-PTR指示相应中信息包的位置.帧结构复用步骤(复用方式、复用结构)n低阶SDH高阶SDH：同步字节间插复用方式nPDH信号STM-N：同步复用和灵活的映射n140MSTM-Nn34MSTM-Nn2MSTM-Nn复用是依复用路线图进行的，ITU-T规定的路线图有多种，但通常一个国家或地区仅使用一种。STM-256STM-64AUG-256AUG-64STM-16AUG-16STM-4AUG-4STM-1AUG-1STM-0AU-3AU-4AU-4-4cAU-4-16cAU-4-64cAU-4-256cVC-4-256cVC-4-64cVC-4-16cVC-4-4cVC-4VC-3TUG-3TUG-2TU-2VC-2C-2TU-12VC-12C-12TU-11VC-11C-11TU-3VC-3C-3C-4C-4-4cC-4-16cC-4-64cC-4-256cx1x1x4x4x1x3x7x7x3x4T1540590-00(108449)Pointer processingMultiplexingAligningMappingx4x4x1x1x1x1x1x1x1x1x1x1x3G.707新的SDH复用路径图中国的SDH基本复用映射结构STM-NAUG-1AU-4 VC-4TU-3 VC-3C-3C-4TUG-2TU-12VC-12 C-12TUG-3N139264kbit/s34268kbit/s2048kbit/s指针指针处理处理映射映射定位定位复用复用AUG-N137311140M速率适配/打包C-412609125us加入POH监控/打包VC-4POH119125us1261转下页140M复用步骤nC-4容器4；与140M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。nVC-4虚容器4；与C-4相对应的标准信息结构，完成对装载的140M信号进行实时的性能监控。指针定位1270AU-PTRAU-41910270加入段开销RSOHMSOH净负荷AU-PTR19140M复用步骤nAU-4管理单元4，与VC-4相对应的信息结构n复用路线140MC-4VC-4AU-4STM-1，所以STM-1仅能复用进一路140M信号1134M速率适配/打包C-31849125us加入POH监控/打包VC-3POH9125us185转下页34M复用步骤nC-3容器3；与34M相对应的标准信息结构，完成速率适配功能。nVC-3虚容器3；与C-3相对应的标准信息结构，完成对装载的34M信号进行实时的性能监控。一 级指 针定 位18 68 6补 齐缺 口T U-31H 1H 2H 319H 1H 2H 3RT U G-3字节间插 P O H R R V C-4199112 6 1 334M复用步骤nTU-3支路单元3；与VC-3相对应的标准信息结构，完成一级指针定位。nTUG-3支路单元组3；与TU-3相对应的标准信息结构。n复用路线34MC-3VC-3TU-3TUG-3；3TUG-3VC-4STM-1；所以STM-1仅能复用进3路34M。2M125us 基帧POH速率适配14C-1219加POH监控一级指针定位VC-12TU-1211441199接下页速率适配2M2M复用步骤nC-12容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成2M信号速率适配，4个基帧组成一复帧。nVC-12虚容器12；与2M相对应的标准信息结构，完成对某路2M信号实时监控。nTU-12支路单元12；与VC-12相对应的标准信息结构，完成对VC-12的一级指针定位。字节间插 3112TUG-219字节间插 7 R RTUG-31862M复用步骤nTUG-2支路单元组2；TUG-3支路单元组3。n2MC-12VC-12TU-12；3TU-12TUG-2；7TUG-2TUG-3；3TUG-3VC-4STM-1。nSTM-1可装入373=63个2M信号。2M复用结构是3-7-3结构。SDH测试的概述测试的概述 n1 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。n2 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。n3 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。n4 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 n虚容器虚容器BER测试测试 n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 n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。虚容器BER测试图STM-NOHVCPRBS带测实体STM-NOHVCPRBSSTM-NSTM-NSDH测试仪（发送侧）SDH测试仪（发送侧）映射测试映射测试 n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。虚容器BER测试图带测实体STM-NOHVCPRBS支路测试仪支路测试仪STM-NSDH测试仪（接收侧）去映射测试去映射测试 n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 n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n测试的目的就是检验带测实体中支路去映射过程的性能 n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。去映射测试图带测实体支路测试仪支路测试仪STM-NSTM-NOHVCPRBSSDH测试仪（发送侧）5.3 指针测试 定时偏移测试定时偏移测试n测试的目的是检验待测实体内指针处理的能力 n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 nSDH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 n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。定时偏移测试图STM-NOHVCPRBS带测实体STM-NSTM-NSDH测试仪（发送侧）SDH测试仪（接收侧）STM-NOHVCPRBSPTR异步同步支路输出抖动测试支路输出抖动测试 n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 支路输出抖动测试图带测实体支路测试仪支路测试仪STM-NSDH测试仪（发送侧）STM-NOHPRBSPTRVCn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。nSDH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。n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 n告警测试告警测试 n性能监视测试性能监视测试 n协议测试协议测试 n测试的目的是检验带测实体的告警监视能力 告警测试图上行方向STM-NOHVC带测实体STM-NSTM-NSDH测试仪（发送侧）SDH测试仪（接收侧）STM-NOHVCSTM-NOHVCSDH测试仪（发送侧）STM-N下行方向n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。性能监视测试性能监视测试 n目的是检验待测实体的性能监视能力n 性能监视测试图STM-NOHVC带测实体STM-NSDH测试仪（发送侧）STM-NOHVCSDH测试仪（接收侧）STM-NnSDH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 n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。协议测试图STM-NOHVC带测实体STM-NSDH测试仪（发送侧）STM-NOHVCSDH测试仪（接收侧）STM-N协议分析仪n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 n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。n原因：由于系统的噪声和脉冲抖动 n误码的性能参数n平均误码率n严重误码秒、劣化分、误码秒 平均误码率(BERav)n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 nBERav=误码的码元数/传输码元总数 n传输码速和测试时间 n具体的测试时间 n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受话者的感觉10-610-510-410-310-2510-2觉察不到干扰出现个别“喀喀”声，在低话音电平时，刚可觉察到干扰出现个别“喀喀”声，在低话音电平时，觉察到干扰在各种话音电平时都感到有干扰受到强烈干扰，显著降低可懂度干扰几乎听不到话音的程度n平均误码率不能真实反映突发性大误码、成群的误码n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 n劣化分(DM)n平均误码率低于10-6的分钟称为劣化分 n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%n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)n误码率劣于10-3的秒称为严重误码秒 n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)n凡有误码发生的秒称为误码秒 n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误码性能参数之间的转换关系n1 高速率口与64kbit/s接口转换关系 n(1)对于劣化分(DM)的转换n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%。n(2)对于严重误码秒的转换n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%，n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。n(3)对于误码秒(ES)的转换 n采用成比例估算法，根据下式求64kbit/s接口的误码nn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 11100%jiinjN误码性能参数间的转换方法 n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 n(1)平均误码率(BERav)与劣化分(DM)的转换关系3600601100%!mBPmBPDMem平均误码率(BERav)与严重误码秒(SES)的换算关系 n对64kbit/s传输系统，要求误码个数必须等于或少于64比特 nm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=64 nB为传输速率(64kbit/s)；P为平均误码率6401100%!mBPmBPSESem平均误码率(BERav)与误码秒(ES)的换算关系n误码秒的取样观测时间T0为1秒钟 n EFS=e-BP100%n ES=1-EFS nEFS为误码秒百分数 误码性能参数的指标要求 nITU-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 27500km1250km25000km1250km本地级中级高级本地级中级国际电路等级制分表6.2 误码指标的分配总指标参加分配的总指标高级电路（占40%）中级电路（每端占15%）本地级电路（每端占15%）劣化分（DM）10%10%4%1.5%1.5%误码秒（ES）8%8%3.2%1.2%1.2%严重误码秒（SES）0.2%0.1%0.04%0.015%0.015%表6.3 HRDL和HRDS的误码性能指标的分配 误码性能数字链路长度(km)数字段长度（km）25005000280420劣化分（DM）0.4%0.8%0.045%0.067%严重误码秒（SES）0.004%0.008%0.00045%0.00067%误码秒（ES）0.32%0.64%0.036%0.054%误码性能参数的测试方法 n测试方法测试方法：常采用对端环回、本端测量的方法 误码仪发送检测计数光发送机光发送机光接收机光接收机中继器中继器环回 误码性能参数测试图n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实测结果的统计分析 n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：n1系统的平均误码率n2系统三次群接口的劣划分、严重误码秒和误码秒n3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n4实测结果是否满足国家标准误码性能测试记录 时间误码个数时间误码个数00:00:0008:00:0108:00:0208:00:0308:00:0408:00:05030045070060045008:00:0614:00:0114:00:0214:00:0323:59:590010000n1 求平均误码率BERavn总观测时间24小时，n折合606024=86400秒 n34.36810686400=2.941012比特 nBERav=2600/2.971012=8.7510-10n2 求三次群接口的劣化分、严重误码秒和误码秒 n(1)求劣化分DM n在一分钟内误码个数劣于34.3681066010-6=2063比特时算作一个劣化分 n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/(6024)100%0.069%n(2)求严重误码秒 n在 一 秒 钟 内 出 现 的 误 码 个 数 大 于34.36810610-3=34368比特时算作一个严重误码秒，根据测试记录未出现n(3)求误码秒 n由表6.4可知24小时出现了6个误码秒，则 时 间 百 分 数：E S=（6/8 6 4 0 0）100%6.910-3%n3 将三次群的DM、SES、ES转换到64kbit/s接口n(1)DM的转换 n三次群接口的与64kbit/s接口相同，则64kbit/s接口的DM也为0.069%n(2)SES的转换n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 n(3)ES的转换n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 nN=34.3678103/64=537 nES=(1/(86400537)(300+450+700+600+450+100)100%=5.610-3%11100%jiinESjN表表6.5 实测结果指标对照表实测结果指标对照表 误码性能参数国家标准实测结果DMSESESBERav4.510-2%24.510-4%23.610-2%2110-9%26.910-2%05.610-3%8.7510-106.2 抖动 n抖动的定义抖动的定义 n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。n短时间偏离是指变化频率高于10Hz的相位变化 发送信号定时抖动的图解定义接收信号n相位抖动和定时抖动n相位抖动是指传输过程中所形成的周期性的相位变化。n定时抖动是指脉码传输系统中的同步误差。n用数字周期来表示，即“单位间隔”，用符号UI（Unit Interval），也就是1比特信息所占有的时间间隔。n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 抖动产生的原因抖动产生的原因 n1 PDH与SDH共有的抖动源 n(1)随机性抖动源n(a)各类噪声源n(b)定时滤波器失谐 n(c)完全不相关的图案抖动 n(2)系统性抖动源 n(a)码间干扰 n(b)有限脉宽作用 n(c)限幅器的门限漂移 n(d)激光器的图案效应 n2 SDH设备特有的抖动机理 抖动的性能指标抖动的性能指标 n1 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。f1f2f3f4A1A2UIf20dB/10倍频程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 速率（kbit/s）UIp-p抖动频率伪随机测试序列A1A2f1（Hz）f2（Hz）f3（Hz）f4（Hz）20481.50.2202.4k18k100k215-184481.50.2200.4k3k400k215-1343681.50.151001.0k10k800k223-11392641.50.0752000.5k10k3500k223-1n2 输出抖动容限n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。n3 抖动转移特性 n抖动转移特性表示数字段抖动传递关系nTIU-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 码速（kbit/s）HRDS长度（km）数字段最大抖动测试滤波器带宽A1（f1f4）（UI）A2（f3f4）（UI）低截止频率高截止频率f1（Hz）f2（KHz）f4（KHz）2048500.750.220181008448500.750.220340034368500.750.1510010800343682800.750.15100108001392642800.750.075200103500抖动性能的测试方法抖动性能的测试方法 n（一）输入抖动容限的测试 光发射机光接收机光中继器输入抖动容限测试图抖动检测仪正弦信号发生器误码检测计数器发送误码仪123K1K2光接收机光发射机布线电缆n测试方法n(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。n(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。n(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）。n(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。n(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 n测试原理图与上图相同，只是不接正弦测试原理图与上图相同，只是不接正弦信号发生器。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 n测试方法：n(1)开关K1与3端相连，送相应序列的伪随机码测试信号，将正弦信号发生器的频率置于10Hz，并加大其输出幅度，使此时的抖动值Jinp-p(抖动测试仪的读数，即数字段的输入抖动值)为1UI左右。n(2)将开关K1置1，给数字段输入有抖动测试信号，开关K1的3端与K2的2端相接，测得此时数字段的输出抖动Joutp-p值。则抖动增益G为：G=20log(Joutp-p/Jinp-p)n(3)将正弦信号发生器的频率逐渐提高重复(1)、(2)项测试。找出G最大的正弦信号发生器频率，测量至该频率的10倍频率处（G应按20dB/10倍频往下降）。数字段抖动增益(G/2)的最大支应小于1dB。6.3 漂移特性 n数字信号的特定时刻（例如最佳抽样时刻）相对其理想时间位置的长时间偏移。n所谓长时间是指变化频率低于10Hz的相位慢变化 n原因1：环境温度变化，导致光缆传输特性发生变化，从而引起传输信号延时的缓慢变化 n原因2：由于指针调整与网同步结合产生 漂移机理漂移机理 n首先，基准主时钟系统中的数字锁相环受温度变化影响将引入不小的漂移。同理，时钟也会引入漂移。n其次，传输系统中的传输媒质和再生器中的激光器产生的延时受温度变化影响将引进可观的漂移。n最后，对于SDH系统而言，由于指针调整和网同步的结合也会产生很低频率的抖动和漂移。漂移的性能指标漂移的性能指标 斜率为20dB/10倍频程(UIp-p)A0A1A2A3A4 f0 f12 f11 f10 f9 f8 f1 f2 f3 f4抖动和漂移频率（对数）抖动和漂峰-峰值（对数）SDH设备输入抖动和漂移容限漂移的测试漂移的测试 光发射机光接收机光中继器光接收机光发射机光中继器传输特性测试仪（发送）高精度外时钟示波器触发同步系统漂移测试图n测试方法：n1 受外时钟同步的传输特性测试仪(发送)规定速率、码型和长度的伪随机信号，一路送给同一局的高频双通道示波器作为输入基准参考。另一路送给带测系统的第一个端站，经多个中继器或端站传输后，其传输信号也显示在同一示波器中，此时输入基准参考信号与传输后的输出信号之间有一固定的延时，该延时是由光缆链路引入的固定延时。n2 每个1小时观察一次两者间延时（即相对位置）的变化量并记录下相对延时变化量直至48小时。n3 输入基准参考信号与输出信号之间相对位置的最大移动量即为漂移峰-峰值。传输系统的可靠性n通信系统装备复杂程度增加n传输系统业务容量扩大n要求通信装备准确、连续不间断的工作n对可靠性的要求越来越高可靠性的概念n可靠性-产品在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的能力。n可靠度-产品在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的概率，定性的分析n在规定的时间t内，产品的寿命为T，可定义可靠度R(t)=P(T t)nR(t)=N-n(t)/N;F(t)=1-R(t)可靠度的表示方法和指标n故障率，是指正常工作的产品在规定时间t之后，产品中丧失其规定的功能的产品所占的比例，也称失效率.n是时间的函数，随着时间的增加而越来越小，单位为菲特fit,在109h内,出现一次故障为1fitn在光纤通信系统中主要取决于光电器件的质量n平均无故障时间:两次故障之间的平均时间,和故障率呈反比关系.n可用率:在系统总的工作时间里系统无故障工作时间的百分比,一般要求其在99.8%以上n失效率:在系统总的工作时间内，系统出现故障时间的百分比不同系统的可靠性分析n1、串联系统可靠度n总可靠度等于各器件可靠度的乘积n系统故障率为各串联部件的故障率之和n2、并联系统可靠度n其系统可靠度大于每个元件的可靠度n并联的元件越多，可靠度越大。M:n主备系统的可靠度分析可靠度的估算n1、无备用的情况n设一光缆通信系统420km里有10个中继器