传输性能分析仪1BT培训讲义

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1、陕西硅谷通信设备有限公司 中国通信测试仪器的专业制造商 陕西硅谷通信设备有限公司，为 您提供先进的技术、优质的产品和全 面的服务。 1.概述 通信的目的是传递或交换信息，信息有语言、文 字、数据、图文等多种形式。这些不同形式的信息 必须变换成适合于在信道中传送的信号。从时域特 性看，基本上可分为模拟信号和数字信号两种形式 ，而通信通常按传输信道中所传输的信号类别分为 模拟通信和数字通信两大类。由于数字通信与模拟 通信相比具有信息传输噪声不积累等显著优越性， 所以自60年代以来得到了迅速发展。近20年来随着 大规模集成电路技术和计算机技术的发展，数字通 信已成为主要的通信方式，所以我们主要讨论数

2、字 通信系统传输特性的测量。 衡量数字传输系统可靠性的主要指标是误码和 抖动，这两个指标直接与通路系统和信道质量有关 。 误码是指在传输过程中接收与发送数字信号之间 单个数字的差异。根据误码的定义，误码测量必须逐 位比较发送端的输入信号和接收端的接收信号。由于 在系统运行时，发送端发送的业务信号是随机的二进 制码流，所以作逐位比较是不可能的，据此误码检测 手段分为在线和不带业务的误码测量两种。 带业务的误码检测常用于传输系统本身的监测， 如SDH的开销字节安排中就有强大的误码监测功能， 这种在线误码检测实现简单，能长时间的不中断业务 ，但牺牲了部分传输特性，误码测量的准确度不很高 。而不带业务

3、的误码测量通常在系统安装、验收、故 障修复、定期维护时进行。在测量前必须让系统停止 开放业务。在被测系统发端送入仪表产生的类似在线 运行时的随机脉冲序列，然后在接收端对发送和接收 脉冲进行逐位比较，就能准确地得到误码值。但真正 的随机脉冲数字序列不容易得到，没有重复性，不能 在接收端再现以和接收到的线路传输的信号进行比较 。 为此ITUT Rec.Q.151规定用伪随机序列作为测量 传送信号，当伪随机信号的周期取得较长且占空比 为0.5时，与实际 的PCM线路传输信号非常接近，另 外由于周期性，可以在接收端准确地重新产生参考 模型，以实现精确的误码测量。传输分析仪就是专 门用于测量不带业务的误

4、码测量仪表于测量不带业 务的误码测量仪表。 抖动是指数字信号的各有效瞬间相对于其理想 位置的瞬时偏移。数字信号的抖动包括了信息信号 的抖动和定时信号的抖动。在数字通信系统中为了 接收端和发送端同步，都是从传输信号中提取定时 信息，再根据定时信息恢复信息信号，所以信息信 号的抖动是由定时信号传递的。在实际讨论中通常 讨论定时信号的抖动。 抖动的测试用信号也分为两种，一种是用实际的话 务信号进行测试，这种测试适用于运行情况下的测 试；另一种是采用专用的测试序列进行测试。这种 测量用于中断业务测量，一般在线路安装、工程验 收、排除故障后用这种方法进行测量，或在工厂鉴 定设备时，更改各种测量参数(如码

5、元序列长度、码 型结构、频率组合等)以全面考察设备性能。 2.误码检测原理 2.1误码仪的基本原理（不带业务的误码检测） 误码仪包括两个部分： 发端图案发生器（Pattern Generator），又称序 列发生器或码发生器； 收端误码检测器（Error Detector），是完全一 致的，差别仅在于收端有一个与发端一样的本地伪 随机序列发生器，送出一个替代来自发端的信号与 接收信号比较，从而实现逐比特检测，一个不漏地 检出差错。 2.2检测原理流程框图如下： 3.帧结构知识 3.1帧结构定义： 在PCM基群系统中，利用时隙分割各个支路信 号，1个基本帧有32个时隙，其中30条64Kbit/s

6、的支 路信号各自分配1个时隙；帧同步码和其它业务信 号占用0时隙、信令信号占用16时隙；这种按时隙 分配的重复性图案就是所谓的帧结构；在PCM基群 设备中是按帧结构，将各种信息规律性地相互交插 汇总形成2048kbit/s的高速码流。 由于PCM基群的话路只占用30个路时隙，而帧 同步码及每个话路的信令信号码等非语音信息占用 两个路时隙，因此我们称这种帧结构的基群为 PCM3032路系统。 PCM系统的高次群，如二次群、三次群等均是以 基群系统作为基本单元的，所以也称PCM基群为一 次群。 3.2复帧结构的组成：CCITT G732、G704、G 706建议给出 PCM基群设备有关特性的建议，

7、其 中包括规定复用后的信息码流结构的帧结构。 PCM3032路基群最大的帧结构是复帧，1个复帧 内有16个子帧（编号为F0F1.F15）, F0F2F14 为偶帧，称FlF3F15；为奇帧，每帧有32个路 时隙(TS0TS1TS31)，每个路时隙内有8bit码构 成的码字，当某一时隙用于传语音信号时，这个时 隙通常传送该信号抽样速率为8kHz，每样值编8hit 码的PCM码字。语音信号样值抽样速率为8kHz，样 值周期为125us，帧周期也将是125us。当然，各时 隙也可传非语音编码的数字信号。 3.3 速率的计算： 根据帧结构可得PCM3032路系统总的码速率为： fs8000(帧秒)32

8、(时隙帧) 8(比特时隙) 2.048兆比特秒 每子帧即每帧时隙内含比特数为32(时隙帧) 8(比 特时隙)256比特，由于周期为125us，每时隙时 间为125323.9us，每比特码占用时间为3.9 8=488ns。而复帧周期为125usl6=2ms。 3.4、CRC复帧结构的组成：一个CRC复帧由16个 TS0时隙构成，在连续的基本帧中定义一个有帧同 步信号的帧为第0帧(即FC0)，从第0帧开始，连续16 个基本帧为一个CRC复帧，每个CRC复帧又分为2 个子复帧SMF (Sub Multiframe)，即SMF I和SMF 分别由FC0FC7，和FC8FC15构成，每个SMF包 含8个

9、基本帧，称为一个CRC块，共有比特数为 82562048bit。CRC每个块长为lms，一个CRC复 帧长为2ms。 3.5 帧定位信号（FAS）与复帧定位信号（MFAS） 结构格式如下： FAS帧格式： MFAS复帧格式 ： 4、误码与告警类型 4. 1非帧结构 误码：比特误码（bit）、编码误码(code)、 告警：信号丢失(LOS)、AIS告警、图案失步告警 (Pattern Los) 42帧结构：PCM30/PCM31 误码：编码误码(code)、帧误码(FAS) 告警：信号丢失(LOS)、AIS告警、帧远端告警(RA) 、帧失步(LOF)、图案失步告警(Pattern Los) 对N

10、X64K而言：误码增加了比特误码(bit) 5.3帧结构：PCM30C/PCM31C 误码：编码误码(code)、帧误码(code)、CRC误码、 E比特误码(Ebit) 告警：信号丢失LOS、AIS告警、帧远端告警(FAS RAI)、复帧远端告警(MFAS RAI)、帧失步(LOF)、 图案失步告警(Pattern Loss) 对NX64K而言：误码增加了比特误码(bit) 5.4关于滑码的理解 5.4.1【滑码】：由于本地接收时钟的频率高于或低 于输入时钟的频率导致的传输畸变，使连续若干码 元丢失或者重复，这种畸变叫做滑码。 5.4.2滑码出现的原因及造成结果： 原因： a 传输系统的漂移

11、引起的滑码：正常设计的传输 系统都具有某种吸收或抑制漂移的能力，当漂移幅 度超过这种能力界限时将出现滑动。 b.网络结点时钟频差引起的滑码：两个结点时 钟间的频差，在交换机入口缓冲存储器中，形成读/ 写时差随时间积累，使得缓冲存储器出现周期性溢 出或取空，于是产生滑动。 c. 码速调整准同步复接引入的滑码：传输误码 使得码速调整指示出现错误，因而使得码速恢复操 作发生错误，于是形成滑动。 造成结果： a. 对话音通路，一次滑动将产生一次“喀达”噪声 。 b. 对数据通路，在64Kbit/S的通路中，一次滑动 相当于丢失或重复1个字节，即8个比特，造成误码 秒。 c. 对传真传输使用9600Bi

12、t的模拟调制调解器， 导致2mm的垂直图文丢失。 d. 对数字数据链路则降低数据传送的质量，因 为每次滑动都要求对加密密码重新传递。 e. 对图象，可造成图象长达6秒的定格和声音尖 啸。 f. 对7号信令网，会造成数据错误。 5.相关建议与分析 CCITT G.703建议：物理/电气接口特性、 CCITT G.704建议：帧同步结构。 CCITT G.706建议：帧定位与CRC。 CCITT G.821建议：工作在低于一次群速率的比特 率,并构成综合业务数字网的一部分的国际数字连接 的差错性能。 CCITT G.826建议：一次群速率和一次群速率以上 国际恒定比特率数字通道的差错性能参数和指标

13、。 ITU-T M.2100建议：国际数字通道、段、和传输 系统的投入业务和维护性能限值。 通信行业标准YD/T924-1997：2048kbit/s传输性能 分析仪技术条件。 5.1 G.821数据和指标 G.821建议：工作在低于一次群速率的比特率,并构 成综合业务数字网的一部分的国际数字连接的差错 性能。 【统计时间误码率】：从开始测试至当前时刻这一 时间段内，扣除不可用时间得到的平均误码率。 【1秒周期差错率】：在一个测量周期内统计得到 的平均误码率。这一参数的功能是可在测试过程中 动态地了解当前线路传输的差错情况，每过1秒数 据便重新刷新。 【差错秒（ES）】：在一秒时间间隔内，至少

14、发生 了一个比特差错或至少有一个告警(无信号,帧失步 ,AIS)，则这一秒记为差错秒。 【差错秒比（ES%）】：差错秒在可用时间（以秒 为单位）中占的比率。 【严重差错秒（SES）】：在一秒时间内，其差错 率大于或等于10-3或至少有一个告警(无信号,帧失 步,AIS)，则这一秒记为严重差错秒。 【严重差错秒比（SES）】：严重差错秒在可用时 间（以秒为单位）中占的比率。 【劣化分（DM）】：在一分钟的时间间隔内，其差 错率大于或等于10-6，则这一秒记为劣化分。 【劣化分比（DM%）】：可用时间（以分钟为单位 ）中劣化分所占的比率。 【可用时间AS与不可用时间UAS】：在可用状态时 ，当观察

15、到十个连续的严重误码秒时，则过渡到不 可用状态；这十秒被认为是不可用时间的一部分。 在不可用状态时，当观察到十个连续的非严重误码 秒时，则过渡到可用状态；这十秒被认为是可用时 间的一部分。 【无误码秒（EFS）】：若在1S时间间隔内无误码 出现，即称该间隔为1个无误码秒。 【统计时间】：从测试开始到当前时刻的持续总 时间。 5.2 G.826数据和指标 G.826建议: 一次群速率和一次群速率以上国际恒 定比特率数字通道的差错性能参数和指标。 在G.826统计分析中，所有的统计均以块为最小单 位。在一个块中发生比特差错，则称发生一个误块 （差错块）。由此可统计出一个时间段内的块误码 率（差错块

16、率）。在带CRC-4帧结构的PCM30数字信 道中，通过监测CRC校验码可得到以CRC块为基本单 位的传输误码性。 【统计时间块差错率】：从开始测试至当前时刻这 一时间段内，扣除不可用时间得到的平均块差错率 。 【1秒周期差错率】：在一个测量周期内得到的平 均块差错率。这一参数的功能是可在测试过程中动 态地了解当前线路传输的差错情况，每过1秒测量 周期数据便重新刷新。 【差错块（EB）】:其中一个或多个比特有差错的 一块。 【背景块差错（BBE）】：不作为SES的一部分的一 个差错块 【背景块差错率（BBER）】：在一个固定的测量时 间间隔内，背景块差错（BBE）与可用时间内的总 块数之比。总块数的计数不包括SES期间的所有块 【差错秒（ES）】：在一秒时间间隔内，至少发生 了一个块误码或至少有一个告警(无信号,帧失步 ,AIS)，则这一秒计为差错秒。 【差错秒比（ES%）】：差错秒在可用时间（以秒 为单位）中占的比率。 【严