SDH抖动测试

SDH抖动测试一、抖动特性1、抖动的概念在理想情况下，数字信号在时间域上的位置是确定的，即在预定的时间位置上将回出现数字脉冲（1或0）。然而由于种种非理想的因素会导致数字信号偏离它的理想时间位置。我们将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短时间偏离称为定时抖动，简称抖动。这里所谓短时间偏离是指变化频率高于10H的相位变化，而将低于的相位变化称为漂移。事实上，两者的区分不仅在相位变化的频率不同，而且在产生机理、特性和对网络的影响方面也不尽相同。定时抖动对网络的性能损伤表现在下面几个方面：*对数字编码的模拟信号，解码后数字流的随机相位抖动使恢复后的样值具有不规则的相位，从而造成输出模拟信号的失真，形成所谓抖动噪声，影响业务信号质量，特别是图像信号质量。*在再生器中，定时的不规则性使有效判决点偏离接收眼图的中心，从而降低了再生器的信噪比余度，直至发生误码。*对于需要缓存器和相位比较器的数字设备，过大的抖动会造成缓存器的溢出或取空，从而导致不可控滑动损伤。2、抖动机理（1）、PDH与SDH共有的抖动源A、随机性抖动源*各类噪声源*定时滤波器失谐*完全不相关的图案抖动B、系统性抖动源*码间干扰*有限脉宽作用*限幅器的门限漂移*激光器的图案效应（2）、SDH设备特有的抖动机理A、指针调整抖动SDH设备的支路信号的同步机理采用所谓的指针调整，即利用指针值的增减调整来补偿低速支路信号的相位变化和频率变化，由于指针调整是按字节为单位进行的，调整时将带来很大的相位跃变。带有这些相位跃变的数字信号通过带限电路时将会产生很长的相位过滤过程。处于正常同步工作的SDH网中的指针调整主要是由于同步分配过程中的随机噪声引起的，因而由之引起的相位跃变的出现时刻是不规律的，整个相位调整的时间可能很长。因此，指针调整与网同步的结合将在SDH/PDH边界产生很低频率的抖动或漂移，这种抖动称为指针调整抖动。B、映射抖动SDH利用塞入比特的方法将准同步支路的信号映射进STM-1帧结构并进行传送，在SDH网关处，只要去掉塞入比特和通道开销（留下空隙）后即可恢复支路信号。为了平滑这些带有空隙的信号的相位和减少抖动，一般需要缓存器和相位平滑电路，在SDH中称为解同步器。上述由于纯粹去映射过程引进的抖动称为准同步支路的映射抖动。由于指针调整是按单字节或3字节进行的，而映射时是按单比特塞入进行的，因而指针调整产生的相位跃变影响要大得多，是SDH/PDH边界的主要抖动来源，必须采取特殊技术措施加以限制。二、输入抖动容限1、PDH支路口的输入抖动容限（1）、指标要求：输入抖动和漂移容限定义为使系统产生某一指定的误码性能劣化量的正弦抖动幅度。但判定指定误码性能劣化量的准则却有两种。*准则1（出误码准则）：抖动容限定义为施加在输入信号上恰好使系统在连续30秒测量间隔内产生不多于2个误码秒的最大正弦调制抖动信号峰--峰值。在实际应用中常将抖动容限定义为施加在输入信号上恰好使系统不产生误码的正弦调制抖动信号的峰--峰值，测试等待时间不短于60秒。*准则2（功率代价准则）：抖动容限定义为施加在输入信号上恰好使系统产生1dB功率代价的正弦调制抖动信号的峰--峰值，测试等待时间不短于60秒。目前国内多流行上述简化的出误码准则，将来则必须向功率代价准则过渡。PDH支路输入口输入抖动和漂移特性的指标值见图1及表1。图1：PDH支路口输入抖动和漂移容限指标速率Kbit/s参数值2048844834368139264UIPPA036.9152.0618.62506.6A11.51.51.51.5A20.20.20.150.075A318***频率f01.210-5Hz1.210-5Hz**f104.8810-3Hz***f90.01Hz***f81.667Hz***f120Hz20Hz100Hz200Hzf22.4kHz400Hz1kHz500Hzf318kHz3kHz10kHz10kHzf4100kHz400kHz800kHz3500kHzPRBS215-1215-1223-1223-1（2）、基本测试配置：基本测试配置见图2。图2：SDH设备PDH支路口输入口抖动容限测试配置（3）、测试步骤：A、按图2接好电路，配置网元和SDH测试仪，使系统正常工作，确认SDH测试设备无抖动产生，并且没有检出告警或差错；B、激活测试设备上的抖动产生，按图1和表1抖动模板规定的范围设置抖动调制频率并记录下此时的频率值，设置抖动幅度为0UIPP；C、逐渐增大抖动幅度，直至设备在测试通道中刚好不出现误码的时刻，连续观察60秒，如仍无误码产生则记录下此时的抖动振幅值（出误码准则）；D、改变抖动容限模板范围内的抖动频率，重复以上步骤根据得到的抖动频率值和振幅值，画出抖动容限曲线，画出的抖动容限曲线必须在图1所示的容限模之上。注：对于具有自动容限测试功能的SDH测试设备，按第1步设置好后，可进入测试仪的自动容限测试菜单，仪表即可自动完成测试并绘出输入抖动容限曲线，并与标准模板进行比较。对于功率代价准则，其基本原理与SDH线路口相同，将在SDH抖动容限测试部分进行介绍，此处不再繁述。2、SDH线路口的输入抖动容限（1）、指标要求：SDH线路口的输入抖动容限规范方法与支路口相同，ITU-TG.825规定了其相应的容限模板。具体要求见图3及表2。图3：SDH抖动容限模板（ITU-TG.825）速率参数值STM-1STM-4STM-16UIPPA028001120044790A131112444977A239156622A31.501.501.50A40.150.150.15频率f012uHz12uHz12uHzf12178uHz178uHz178uHzf111.6mHz1.6mHz1.6mHzf1015.6mHz15.6mHz15.6mHzf9125mHz125mHz125mHzf819.3Hz9.65Hz12.1Hzf1500Hz1kHz5kHzf26.5kHz25kHz100kHz*f365kHz250kHz1MHz*f41.3MHz5MHz20MHz表2：SDH抖动容限模板参数注：模板所示为A型网元（宽带）在接口测试的时钟恢复，对B型网元（窄带）的模板可参见ITU-TG.958。作为安装或维护测试，只需按ITU-TG.958模板进行测试即可，而对于设计检验测试，则依据ITU-TG.825全频段模板更为合适。（2）、测试基本配置：测试基本配置见图4。图4：SDH输入口抖动容限测试配置（3）、测试步骤：A、配置网元，选择VC-n测试通道（选择NE支持的最大通道（带宽）作为测试通道，以便节省测试时间）；B、配置SDH测试设备：设置映射类型、VC-n测试通路、净负荷中PRBS测试图案，确认仪表无抖动产生（发送STM-N中无抖动），并且没有检测到无告警或差错；C、利用光衰减器减小NE的输入光功率，直至测试设备在测试通道中检测到BER=10-10为止；注：光接收机的灵敏度定义为误码率=10–10时的最小输入光功率。D、利用光衰减器将网元输入光功率增加1dB（功率代价准则），这将使误码率变为10–10（更好）；E、激活测试设备上的抖动产生：在ITU-TG.958抖动模板规定的范围内设置抖动调制频率并记录下此时的频率值，设置抖动幅度为0UIPP，逐渐增大抖动振幅，直至测试设备在测试通道中检测到BER=10-10为止，记录下此时的抖动振幅值；F、改变抖动容限模板范围内的抖动频率，重复以上步骤，根据得到的抖动频率值和振幅值，画出抖动容限曲线。注1：采用BER=10–10将导致相当长的测试时间，而适当降低BER级别可有效减小测试时间。一般来说，BER为10–7、10–8、10–9数量级时，即可获得有效的抖动容限。注2：对于具有自动容限测试功能的SDH测试设备，仪表可自动完成测试并绘出输入抖动容限曲线，并与标准模板进行比较。注3：对于出误码准则测试方法，其基本原理与PDH支路口相同，可参照PDH抖动容限测试部分，此处不再繁述。三、输出固有抖动1、网络接口的最大允许抖动（1）、指标要求：注：此项测试要求一般针对系统（即整个网络）性能测试进行，对单个设备不作要求。PDH网络接口及设备输出口输出抖动的指标要求及所用测试滤波器的截止频率见表3，SDH网络接口及设备输出口输出抖动的指标要求及所用测试滤波器的截止频率见表4，滤波器的频率响应按20dB/10倍频程滚降。参数值速率kbit/s网络接口限值测试滤波器参数B1(UIPP)B2(UIPP)f1(Hz)f3(kHz)f4(kHz)20481.5(0.75)0.2201810084481.5(0.75)0.2203400343681.5(0.75)0.15100108001392641.5(0.0.07520010350075)注：f1和f3为带通滤波器的低频截止频率，f4为高频截止频率。表3：PDH网络接口的最大允许抖动参数值速率kbit/s网络接口限值测试滤波器参数B1(UIPP)B2(UIPP)f1(Hz)f3(kHz)f4(MHz)1555201.50.15500651.36220801.50.151000250524883201.50.155000待定20注：f1和f3为带通滤波器的低频截止频率，f4为高频截止频率。表4：SDH网络接口的最大允许抖动（2）、基本测试配置：（3）、网络最大允许抖动的测试配置如图5和图6所示，其测试步骤非常简单，只需按图接好系统后在测试仪上采用不同带宽的测试滤波器进行60秒抖动峰—峰值测试即可测出结果。测试中需注意SDH测试设备无论在STM-N线路还是在PDH支路上均不能有抖动产生。2、SDH设备抖动产生（设备输出固有抖动）（1）、指标要求：ITU-T建议G.958规定的网元的SDH光接口输出抖动的最大可接受值为0.01UIrms（在无输入抖动情况下测量，ITU-TG.958称此输出抖动为抖动产生。（2）、基本测试配置：基本测试配置见图7。（3）、测试步骤：A、配置网元：使激光器自动切断无效（如果网元支持此功能），或者将NE本端的光发射机与光接收机环回（注意光功率）。B、配置SDH测试设备：设置STM-N线路速率、映射类型，确保无抖动产生（发送STM-N信号中无抖动），设置接收机测量UIrms抖动（最高灵敏档），选择12kHz高通测量滤波器。C、测量并记录来自网元的输出抖动幅度，与ITU-TG.958规范的0.01UIrms上限值进行比较。3、PDH支路抖动从SDH网络来的PDH输出信号产生抖动的两个基本原因如下：*指针调整-补偿SDH网络中不同节点间的异步运行（网络同步）*比特塞入调整处理-在将异步信号映射到同步传送信号时完成。指针调整所产生的抖动更为严重。ITU-TG.783规定了由以上每一种原因所引起抖动的最大可接受限值。要确认SDH网元符合标准，需要进行以下两个单独测试：*指针调整抖动测试（也称为结合抖动测试）*去映射抖动测试A、指针调整抖动由指针调整产生的抖动与以前PDH网络中的抖动特性完全不同：--这是一个瞬态的特性；--振幅相对而言较高；--大部分能量集中在低频部分。（1）、指标要求：ITU-TG.783建议规定的指针调整抖动指标见表5。净负荷指针序列测量带宽最大抖动2Mb/sTU-12A,B,CA,B,C0.02~100kHz*18~100kHz**0.4UIPP0.075UIPP34Mb/sTU-3A,B,CDA,B,C,D0.1~800kHz*0.1~800kHz*10~800kHz**0.4UIPP0.75UIPP0.075UIPP140Mb/sAU-4A,B,CDA,B,C,D0.2~3500kHz*0.2~3500kHz*10~3500kHz**0.4UIPP0.75UIPP0.075UIPP*相当于测试滤波器LP1+HP1**相当于测试滤波器LP1+HP2注：对于ITU-TG.783引入的指针调整序列E、F、G、H，仅与SONET网有关，这里不再讨论。表5：指针调整抖动指标及相应测试滤波器（2）、