光纤通信测量-电接口的指标和测试4

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）

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）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

1按图接好电路。2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。3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。4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。5B1、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

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

反射衰减bp的定义：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

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(Ω)反射衰减(dB)2048输入口51.2~102.4102.4~20482048~307275或12075或12075或120≥12≥18≥148448输入口221.1~422.4442.4~84488448~12672757575≥12≥18≥1434368输入口859.2~1718.41718.4~3436834368~51552757575≥12≥18≥14139264输入口和输出口7000~21000075≥15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=120Ω标称值平衡电阻120Ω阻抗反射测试电桥120Ω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Ri1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。

UDC1mF76Ω0.03mF25Ω13Ω1.2/50ms差模电压脉冲发生器地UDC1mF76Ω0.03mF25Ω13Ω对称接口1.2/50ms共模电压脉冲发生器25Ωab地过压保护的测试

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

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

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

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

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50Ω射频电缆CH50Ω输入端50Ω侧75Ω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(75Ω或120Ω)或75Ω/50Ω阻抗变换衰减器的75Ω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

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)2048±102.410240~618215-18448±253.442240~620215-134368±687.4171480~1220215-1139264±2089700000~12

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。

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

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

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。

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。

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

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-NOHPRBSPTRVC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

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

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-NSDH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。

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受话者的感觉10-610-510-410-310-25×10-2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-EFS

EFS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

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6.3HRDL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

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

时间误码个数时间误码个数00:00:00┇08:00:0108:00:0208:00:0308:00:0408:00:050┇30045070060045008:00:06┇14