引言

通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)的核心部分發(fā)生了巨大的變化，越來(lái)越多的數(shù)字傳輸設(shè)備逐漸取代了原有的模擬設(shè)備。這樣，從用戶(hù)端過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)模/數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)入電信網(wǎng)中傳輸。數(shù)字傳輸設(shè)備具有保密性好，誤碼小，抗干擾能力強(qiáng)等許多優(yōu)點(diǎn)，但是它也存在著一些固有的缺陷，比如抖動(dòng)。抖動(dòng)指標(biāo)超差將會(huì)引起信號(hào)畸變，導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)的誤判，影響通信質(zhì)量。

1抖動(dòng)產(chǎn)生的原因

所謂抖動(dòng)是指一個(gè)數(shù)字信號(hào)的有效瞬間在時(shí)間上偏離其理想位置的短期的、非累計(jì)性的偏離，又稱(chēng)為時(shí)間抖動(dòng)。所謂有效瞬間是指特定的重要時(shí)刻，例如對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別判決的時(shí)刻。所謂短期的、非累計(jì)性的偏離是指偏離隨時(shí)間較快地變化，有正偏，也有負(fù)偏，平均值為零，通常認(rèn)為變化頻率高于10Hz就屬于較快地變化。

抖動(dòng)產(chǎn)生的原因是多方面的，基本可歸結(jié)于以下三個(gè)方面:

1.1線(xiàn)路系統(tǒng)的抖動(dòng)

在光纜系統(tǒng)中，除了一般的熱噪聲外，APD會(huì)產(chǎn)生雪崩噪聲，LD會(huì)產(chǎn)生量子噪聲、紐結(jié)噪聲、模分配噪聲及反射噪聲等。這些噪聲盡管機(jī)理不同，但結(jié)果都會(huì)使信號(hào)脈沖波形產(chǎn)生隨機(jī)畸變，使定時(shí)濾波器的輸出信號(hào)波形產(chǎn)生隨機(jī)的相位寄生調(diào)制，形成抖動(dòng)。

1.2復(fù)用器的抖動(dòng)

SDH網(wǎng)中的復(fù)用器抖動(dòng)機(jī)制與傳統(tǒng)的PDH網(wǎng)中的復(fù)用器有很大的不同。在PDH復(fù)用器中，主要抖動(dòng)來(lái)自碼速調(diào)整引起的塞入抖動(dòng)。由于調(diào)整是按照比特進(jìn)行的，因而影響不是很大。在SDH網(wǎng)中，支路的同步機(jī)理是采用所謂的指針調(diào)整,即利用指針值的增減調(diào)整來(lái)補(bǔ)償?shù)退僦沸盘?hào)的相位變化和頻率變化。由于指針調(diào)整是按照字節(jié)為單位進(jìn)行的，一個(gè)字節(jié)含8比特，因而一次字節(jié)調(diào)整將產(chǎn)生8UI的相位躍變。

1.3SDH/非SDH邊界的準(zhǔn)同步支路輸出抖動(dòng)

準(zhǔn)同步支路的映射抖動(dòng)指原來(lái)準(zhǔn)同步輸入信號(hào)是無(wú)抖動(dòng)而且沒(méi)有指針調(diào)整時(shí)在終端輸出信號(hào)上的抖動(dòng)；指針調(diào)整抖動(dòng)的調(diào)整過(guò)程都最終反映為準(zhǔn)同步支路輸出抖動(dòng)。由于指針調(diào)整是按單字節(jié)或3字節(jié)進(jìn)行的，而映射是按單比特塞入進(jìn)行的，因而指針調(diào)整產(chǎn)生的相位躍變影響要大得多，是SDH/非SDH邊界的主要抖動(dòng)來(lái)源。

因此，對(duì)于SDH傳輸設(shè)備而言，抖動(dòng)是一個(gè)很重要的指標(biāo)。在工程驗(yàn)收中，抖動(dòng)的測(cè)量至關(guān)重要。

2抖動(dòng)的測(cè)試

下面結(jié)合筆者的工作實(shí)際，以某地華為2500+光端機(jī)驗(yàn)收為例，介紹幾項(xiàng)主要抖動(dòng)指標(biāo)的測(cè)量(2.5G單向通道保護(hù)環(huán))方法：

STM-N光口輸出抖動(dòng)

輸出抖動(dòng)的本質(zhì)是相位噪聲，該相位噪聲的高頻成分經(jīng)過(guò)傳輸設(shè)備后將會(huì)較多地被衰減，所以，通常把這種噪聲分為全頻段和高頻段兩個(gè)部分來(lái)規(guī)范抖動(dòng)指標(biāo)。圖1所示是其測(cè)試配置框圖。

圖1STM-N接口輸出抖動(dòng)的測(cè)試配置

其測(cè)試方法如下：

按圖1的配置連接電路，并按圖2所示設(shè)置儀表的映射結(jié)構(gòu)。

按被測(cè)輸出口速率等級(jí)STM-16,并依照測(cè)試表格要求，將圖案發(fā)生器選擇PRBS223-1，然后向與被測(cè)輸出口對(duì)應(yīng)的輸入口送不加抖動(dòng)的測(cè)試信號(hào)。

設(shè)置被測(cè)輸出口速率等級(jí)STM-16,抖動(dòng)分析儀設(shè)置濾波器為f1~f4(5kHz~20MHz)或f3~f4(1MHz~20MHz)。

連續(xù)進(jìn)行不少于60s的測(cè)量，再?gòu)膬x表上讀出最大的抖動(dòng)峰-峰值。

其具體的測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1所列。

表1光口的輸出抖動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)

從以上的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，使用f1~f4濾波器所測(cè)試的結(jié)果稍微偏大，而用f3~f4濾波器所測(cè)試的結(jié)果較小一些。這是因?yàn)?，抖?dòng)的能量大部分集中在低頻段，而采用f3~f4濾波器實(shí)際上已經(jīng)濾掉了一大部分抖動(dòng)的能量。同時(shí)，在實(shí)際的測(cè)試過(guò)程中還可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)：

SDH分析儀的固有抖動(dòng)如果過(guò)大，對(duì)測(cè)試結(jié)果將有很大影響，所以測(cè)試結(jié)果應(yīng)排除固有抖動(dòng)的影響，即從測(cè)試結(jié)果中減掉儀表在被測(cè)速率上的固有抖動(dòng)。

應(yīng)當(dāng)驗(yàn)證一下儀表本身測(cè)試抖動(dòng)的準(zhǔn)確性，可以將儀表通過(guò)自環(huán)，給它加一定的抖動(dòng)，看它是否收到了同樣的抖動(dòng)值。

通常儀表抖動(dòng)測(cè)量范圍有兩種選擇，比如WWG的ANT-20E有16UI和1.6UI兩個(gè)范圍，安立公司的MP1570A有20UI和2UI可供選擇。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇盡可能接近測(cè)試結(jié)果的范圍進(jìn)行測(cè)試，以便得到更精確的結(jié)果。

SDH設(shè)備STM-N輸入口的抖動(dòng)容限

圖3所示是STM-N輸入口的抖動(dòng)容限測(cè)試配置框圖。

SDH分析儀

圖3STM-N輸入口的抖動(dòng)容限測(cè)試配置

圖3所示是一個(gè)比較籠統(tǒng)的框圖，實(shí)際測(cè)試時(shí)可能包括支路STM-16輸入口、線(xiàn)路STM-16輸入口，還有系統(tǒng)輸入口等。圖中的被測(cè)設(shè)備可以是TM、ADM、DXC，此處為ADM，下面主要以線(xiàn)路STM-N輸入口來(lái)介紹。先將測(cè)試步驟簡(jiǎn)單列舉如下：

按圖3連接電路。

在SDH設(shè)備上配置一個(gè)支路上下業(yè)務(wù)，記下此業(yè)務(wù)的支路與光路的時(shí)隙連接關(guān)系，比如該支路是63X16中的哪一個(gè)2M。

按被測(cè)接口速率等級(jí)STM-16,設(shè)定SDH分析儀的光口發(fā)送和接收信號(hào)速率，注意此時(shí)光發(fā)信號(hào)和光收信號(hào)是一對(duì)信號(hào)，即分別是STM-16的發(fā)信號(hào)和收信號(hào)。

在SDH分析儀上，根據(jù)SDH設(shè)備的支路時(shí)隙連接關(guān)系，設(shè)定SDH分析儀的支路業(yè)務(wù)映射關(guān)系(作用等同于在設(shè)備上配置一個(gè)支路上下業(yè)務(wù))，現(xiàn)在該支路業(yè)務(wù)分別在SDH設(shè)備和分析儀內(nèi)部都配置起來(lái)了。

在被測(cè)的SDH設(shè)備和分析儀上，將此支路業(yè)務(wù)在相應(yīng)的電接口上用自環(huán)線(xiàn)環(huán)回，確保業(yè)務(wù)在設(shè)備和SDH分析儀上形成通路。

設(shè)置SDH分析儀光發(fā)光收，啟動(dòng)SDH分析儀的抖動(dòng)容限自動(dòng)測(cè)試。如果儀表所如果采到的各個(gè)采樣點(diǎn)在ITU-T規(guī)定的模板之上，則測(cè)試結(jié)果為合格。

另外，在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)必須將支路口(假設(shè)為2M)用一電纜自環(huán)回或用網(wǎng)管將此2M作軟件遠(yuǎn)端環(huán)回，以確保形成一個(gè)測(cè)試通路。

映射結(jié)構(gòu)一定要正確，即是選擇從VC12還是從VC-4映射到STM-16。具體看設(shè)備上是下2M還是140Mo

系統(tǒng)的輸入口測(cè)試區(qū)別僅在于需要將線(xiàn)路包括進(jìn)去,這樣相當(dāng)于要求更嚴(yán)一些，因?yàn)榫€(xiàn)路有可能引起性能下降，從而使得抖動(dòng)容限測(cè)試結(jié)果更差。

圖4所示是本次測(cè)試的數(shù)據(jù)圖。

圖4輸入抖動(dòng)容限測(cè)試結(jié)果

從圖4可以發(fā)現(xiàn)：

測(cè)試結(jié)果的表示有所不同，這是因?yàn)橛行﹥x表的加抖能力有限，比如HP37717最大只能加10UI的抖動(dòng)，所以可能導(dǎo)致無(wú)法測(cè)量出設(shè)備的實(shí)際抖動(dòng)容限水平。圖中的“△”代表所測(cè)得的數(shù)據(jù)超出了濾波器的范圍，而“+”代表該點(diǎn)測(cè)出的是實(shí)際值，但只要測(cè)出的結(jié)果在ITU-T規(guī)定的模板之上即為合格。

頻率軸的最低頻率是10Hz，因?yàn)镮TU-T規(guī)定10Hz以下為漂移，不屬于本文研究范圍。

測(cè)試結(jié)果的導(dǎo)出。大部分傳輸分析儀都提供了屏幕拷貝功能，可以直接將圖形存下來(lái)；也可以存成電子表格的形式，以數(shù)據(jù)的形式顯示;或直接從打印機(jī)進(jìn)行打印，方便直觀。2.3PDH支路口的結(jié)合抖動(dòng)(映射抖動(dòng)包括在內(nèi))

映射抖動(dòng)與結(jié)合抖動(dòng)的主要區(qū)別在于：前者是指設(shè)備解復(fù)用側(cè)接收沒(méi)有指針活動(dòng)的無(wú)抖STM-1信號(hào)時(shí)，在PDH支路輸出口產(chǎn)生的抖動(dòng)，該指標(biāo)測(cè)試單個(gè)SDH網(wǎng)元；而后者是支路映射和指針調(diào)整結(jié)合作用，在設(shè)備解復(fù)用側(cè)的PDH支路輸出口所產(chǎn)生的抖動(dòng)。所以，結(jié)合抖動(dòng)的測(cè)試實(shí)際上涵蓋了映射抖動(dòng)。下面主要談?wù)劷Y(jié)合抖動(dòng)的測(cè)試(設(shè)PDH速率為2Mb/s),其測(cè)試框圖如圖5所示。

實(shí)際上，在圖5中，SDH分析儀和抖動(dòng)測(cè)試儀也可以是

一臺(tái)儀表。其測(cè)試步驟如下：

按圖5連接電路：將傳輸分析儀的光發(fā)送口與設(shè)備的光接收口相連，2M電接收口與設(shè)備的支路業(yè)務(wù)接口板上的某一個(gè)2M的發(fā)送口相連，至于哪一個(gè)2M，還要看2M業(yè)務(wù)配置上下在哪一個(gè)口。

SDH分析儀發(fā)送相應(yīng)結(jié)構(gòu)的測(cè)試信號(hào)，信號(hào)內(nèi)部的2M支路PRBS比特率首先設(shè)置在標(biāo)稱(chēng)值(不加頻偏)。

選擇ITU-T規(guī)范的四種特定指針調(diào)整序列之一(極性相反的單指針、規(guī)則單指針加一個(gè)雙指針、漏掉一個(gè)指針的規(guī)則單指針、極性相反的雙指針)，同時(shí)按規(guī)范中所規(guī)定的來(lái)設(shè)置指針序列參數(shù)T1,T2,T3。

給SDH凈荷即2M口加頻偏(±50ppm)，可以按如下辦法進(jìn)行：從+1ppm或-1ppm往上加，步長(zhǎng)為1ppm,在某個(gè)特定的頻偏下，抖動(dòng)會(huì)較大，進(jìn)一步在該特定頻偏附近尋找抖動(dòng)值最大的那一點(diǎn)。

然后再改變另外一種指針，重復(fù)步驟(4)，找到最大的結(jié)合抖動(dòng)。

表2所列是該抖動(dòng)的測(cè)試數(shù)據(jù)。

表2PDH支路口結(jié)合抖動(dòng)

在實(shí)際測(cè)試時(shí)，還發(fā)現(xiàn)有以下幾點(diǎn):

測(cè)得的結(jié)合抖動(dòng)同樣存在一個(gè)全頻段和高頻段的問(wèn)題，在這兩個(gè)頻段上的技術(shù)指標(biāo)是不一樣的，應(yīng)該根據(jù)各頻段的具體要求來(lái)判定所測(cè)結(jié)果是否合格。

須將儀表和設(shè)備的時(shí)鐘同步起來(lái)，否則儀表上將會(huì)出現(xiàn)LSS告警，即序列同步丟失。如果從接收信號(hào)中提取時(shí)鐘的辦法，比如萬(wàn)谷的ANT-20E的時(shí)鐘可選擇RX[14],即從序號(hào)為14的輸入口信號(hào)中提取時(shí)鐘，這樣即可消除該告警。

測(cè)試中加的頻偏是指PDH業(yè)務(wù)的頻偏，而不是線(xiàn)路信號(hào)的頻偏；加頻偏時(shí)步長(zhǎng)必須很小，不能一步將頻偏加到±50ppm，因?yàn)榻Y(jié)合抖動(dòng)不一定是在頻偏最大處取得的；當(dāng)頻偏從負(fù)的往正的或者從正的往負(fù)的跳變時(shí)，應(yīng)稍作停頓，讓儀表有一個(gè)緩沖的過(guò)程，以便適應(yīng)極性的變化。

以上主要是針對(duì)SDH復(fù)用設(shè)備抖動(dòng)性能的測(cè)試。對(duì)于再生器的抖動(dòng)轉(zhuǎn)移特性，由于篇幅的關(guān)系，本文不作介紹。

3結(jié)語(yǔ)

總之，這幾個(gè)抖動(dòng)值的好壞將直接影響到傳輸設(shè)備的性能，所以在工程驗(yàn)收中必須嚴(yán)格把關(guān)，這樣做也可以使得以后維護(hù)省去很多麻煩，從而更好地保證通信質(zhì)量。

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