Измерения параметров частоты линейного сигнала

На рис. 4 представлена схема измерения параметров частоты и пример экрана с результатами измерений.

Основными параметрами измерений частоты линейного сигнала являются непосредственно сама частота линейного сигнала (скорость цифровой передачи) и ее отклонение от стандартной, измеренное в единицах ppm. Максимально допустимым значением отклонения частоты линейного сигнала является 50 ppm. На схеме рис. 4 анализатор Е1 включается в поток Е1 высокоомно, без нарушения связи и производит измерение параметра частоты линейного сигнала и ее отклонения.

На рисунке представлено также соответствующее меню анализа параметров интерфейса анализатора VICTOR, где отображается значение частоты линейного сигнала (Input frequency), выраженное в бит/с, что эквивалентно Гц, а также среднее отклонение частоты линейного сигнала за период измерений (Frequency deviation), выраженное в ppm (в нашем примере - 1 ppm, что эквивалентно 2 Гц отклонения и близко к пределу точности портативного прибора).

Помимо двух перечисленных выше параметров частоты ряд анализаторов обеспечивают измерение параметров максимальной и минимальной частот за время измерения.

Эти два параметра могут помочь при анализе важного эксплуатационного параметра - вандера, отражающего стабильность синхросигнала. При наличии вандера в системе передачи параметр отклонения частоты линейного сигнала будет периодически изменяться. Для точного измерения уровня вандера в системе передачи необходимо применение специальных измерительных средств.

Однако при проведении эксплуатационных измерений оказывается эффективной следующая процедура: анализатор не только фиксирует частоту линейного сигнала, но также максимальную и минимальную частоты за весь период измерений (см. трассу 1). При наличии вандера в системе параметр принимаемой частоты (RCV), максимальной частоты (МАХ) и минимальной частоты (MIN) будут не равны друг другу (в примере трассы 1 вандер в системе отсутствует).

Описанный метод, использующий измерение двух параметров, является удобным при организации эксплуатационных измерений на системах передачи.

4.2 Измерение уровня сигнала и его затухание

Второй группой параметров при измерении физического уровня Е1 являются параметры уровня сигнала и его затухание при передаче. Линейный сигнал должен иметь амплитуду сигнала 3 В (для симметричного интерфейса 120 Ом) или 2,37 В (для коаксиального интерфейса 75 Ом). В реальной практике измерения уровня сигнала выполняются двумя способами: либо непосредственно измеряются уровень сигнала в В или дБм, либо измеряется затухание сигнала в дБ. С точки зрения практики оба метода являются эквивалентными. Для измерения уровня сигнала или затухания анализатор подключается к потоку Е1 высокоомно и производятся измерения.

4.3 Измерение времени задержки передачи линейного сигнала

Измерение задержки распространения сигнала (Round Trip Delay - RTD) является дополнительным параметром измерений физического уровня. Это измерение оказывается важным в случае эксплуатации систем передачи со значительными задержками распространения сигнала, обычно это спутниковые системы передачи. В этом случае необходимо тщательное тестирование участков цифровой системы передачи, поскольку даже незначительный вклад каждого сетевого элемента системы передачи может ухудшить общий параметр задержки сигналов.

Схема организации измерений RTD и пример отображения результатов измерений в мкс представлены на рис. 5.

Как видно из рисунка, измерение параметра RTD делается обычно по шлейфу линейного сигнала Е1. Для измерения используется обычно псевдослучайная последовательность PRBS, анализатор обеспечивает синхронизацию по PRBS, за счет этого становится возможным измерение RTD от единиц мкс до 5-10 с. При измерении RTD необходимо учитывать, что в шлейфовых измерениях сигнал проходит двойной путь, таким образом, результаты RTD с определенной степенью точности необходимо делить на 2, чтобы получить реальную задержку распространения сигнала по линейному тракту.

Для тестирования различных участков по параметру RTD обычно делаются пошаговые измерения с установкой различных шлейфов. Так, в примере рис. 5 можно было бы вначале установить шлейф за линейным оборудованием и измерить RTD1 = 2 Т1 + ТЗ, а затем измерить RTD2 = 2Т1+2Т2+ТЗ. Предполагая малость параметра ТЗ, можно на основании этих двух измерений оценить параметры Т1 и Т2.

4.4 Анализ формы импульса

В нормах на параметры физического уровня интерфейса G.703 большая часть параметров связана с искажениями в форме импульса. Такие параметры, как номинальная ширина импульса, отношение амплитуд положительного и отрицательного импульсов и отношение ширины положительного и отрицательного импульсов непосредственно связаны с формой импульса линейного сигнала. В процессе распространения цифрового сигнала по тракту цифровые импульсы искажаются. Рекомендация G.703 формулирует допустимые нормы на параметры импульса.

С точки зрения эксплуатационных измерений анализ формы импульса чрезвычайно привлекателен. Действительно, все возможные неисправности на физическом уровне, будь то нарушения работы линейных устройств, повреждения кабеля или интерференция с внешними электромагнитными сигналами должны отражаться на форме импульса. Например, плохой контакт в системе передачи приводит к появлению шумовых составляющих в импульсе. Джиттер в системе передачи приводит к размыванию правой границы импульса при измерениях по G.703. Факты замокания кабеля отражаются в появлении пилообразности импульса и т.д.

Анализаторы отображают форму импульса с маской Е1 (рис.6).

В результате отображаются следующие параметры формы импульса: Width -- номинальная ширина импульса, Rise -- ширина фронта нарастания импульса, Fail -- ширина фронта спада импульса, Over -- процент импульса над маской, Undr -- процент импульса под маской, Level -- относительная нестабильность уровня сигнала импульса.

Каждая точка на экране соответствует дискрету в 8 нс. Вся процедура измерений занимает 3-4 с.

Измерения носят довольно случайный характер, т.е. анализатор производит захват нескольких импульсов из цикла и их последующее усреднение. Результаты такого усреднения будут довольно далеки от реального усредненного импульса в цифровой системе передачи.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ КАНАЛЬНОГО УРОВНЯ

Введение

К группе измерений канального уровня можно отнести следующие группы измерений:

- измерения параметров битовых ошибок;

- измерения блоковых ошибок, в том числе ошибок по CRC, непосредственно связанный с паспортизацией каналов систем передачи Е1;

- измерения кодовых ошибок и их влияние на параметры битовых ошибок;

- анализ цикловой и сверхцикловой структуры;

- измерения параметров качества аналоговых сигналов, передаваемых в системе Е1.

Основные стандарты норм на параметры ошибок в цифровых системах передачи

Параметр ошибки, обычно называемый BER (Bit Error Rate), представляет собой основной параметр измерения цифровых систем передачи и коммутации.

Рассмотрим основные стандарты, определяющие параметры и методы измерений ошибок в цифровых системах передачи.

Для отечественных специалистов существенными можно считать три международных стандарта, нашедших отражение в ITU-T G.821, G.826 и М.2100. Рекомендации ITU-T можно условно разделить на долговременные нормы качества цифровых каналов (G.821 и G.826) и оперативные нормы (М.2100). Долговременные нормы ориентированы на анализ качества международных каналов и трактов и требуют долговременного мониторинга параметров качества. Оперативные нормы более ориентированы на решение задач эксплуатации систем передачи и предусматривают кратковременные измерения. Долговременные нормы G.821 и G.826 разделяются по скоростям передачи: G.821 определяет нормы на параметры каналов ОЦК - 64 кбит/с, нормы на параметры качества цифровых систем передачи со скоростями выше 64 кбит/с определены в G.826.

Во-первых, следует отметить, что существуют два метода измерений параметров ошибки: измерение параметров битовой ошибки (BER) и измерение параметров блоковых ошибок (BLER). Измерение параметров битовых ошибок требуют загрузки в канал тестовой последовательности (фиксированной тестовой последовательности или псевдослучайной - ПСП, PRBS) и сравнение последовательности на входе с последовательностью на выходе цифрового канала (синхронизация по тестовой последовательности). В результате измерений получается значение BER. Таким образом, измерение BER всегда делается с отключением цифрового канала от системы передачи. Методы измерения блоковых ошибок связаны с использованием блоков данных. Единичной ошибкой здесь является одна или несколько ошибок в составе блока, таким образом, значения BER и BLER могут не совпадать. Измерения блоковых ошибок возможны в режиме без отключения канала в случае использования различных механизмов применения циклового избыточного кода (CRC) и т.п.

Во-вторых, при измерениях параметров ошибки разделяются на два типа параметров: основные параметры ошибок и производные параметры. Основные параметры непосредственно связаны с фиксированием ошибок и количеством переданной информации (количество переданных битов или блоков, количество ошибочных битов или блоков, BER, BLER). Остальные параметры ошибок являются производными, т.е. они выводятся из основных по определенным алгоритмам. К ним относятся параметры секунд с ошибками, секунд, пораженных ошибками, минут деградации качества, секунд неготовности канала и т.д. Производные параметры не измеряются непосредственно, а вычисляются в процессе измерений по основным параметрам.