误 码 性 能

  随着信息化步伐的加速，数字通信正全方位的改变我们传统的通信方式以及通信质量。无论是何种新业务的推出和运营，都离不开强有效并且高可靠的传输来保证。随之而带来的问题就是如何对系统的传输质量进行测量和保证。误码测试仪是一种能够实现此功能，并且通过检测反映数据传输设备及其信道工作质量的误码损伤性能指标，对其进行传输质量分析的有效工具。在日常执勤维护中，误码仪都是必不可少的通信测量和线路维护的最佳辅助工具。

一、误码测试的基本概念

1.误码的概念

误码就是经接收判决再生后，数字码流的某些比特发生了差错，使传输信息的质量产生了损伤。简单地说，在传输系统的发送端发送1码时，在接收端接收的却是0码，而当发送端发送0码时，接收端却接收到1码，这种收发信码不一致就称为误码。误码影响数字传输系统的传输质量，使音频信号发生失真，使数字信号丢失信息等。

2.误码的产生机理

理想的光纤传输系统是十分稳定的，但实际运行中常受突发脉冲干扰。因此，从网络性能角度，可以将产生误码的机理分为两类：

（1）内部机理产生的误码

包括各种噪声源产生的误码：定位抖动产生的误码；复用器、交叉连接设备和交换设备产生的误码；光功率过低、光纤色散产生的误码。

（2）脉冲干扰产生的误码

具有突发性质的脉冲干扰：包括外部电磁干扰、静电放电、设备故障、电源瞬态干扰和人为活动会产生误码 。

3.误码性能指标

对误码性能的规范，ITU-T有两个相关建议：

（1）G.821建议：规范的是用于语声业务、或用于数据型业务“载体信道”的N×64kbit/s电路交换数字连接的误码性能事件、参数和指标。

ITU-TG.821建议是以比特差错（在数字通信中，发送和接收序列的不一致性称为差错）事件为基础的规范，对N×64Kb/s（1≤N﹤32）、27500km的全程端到端假设参考连接（HRX）的误码性能及分配作了规定。

即G.821建议以“比特”差错事件为基础的规范，即面向“比特”的。

①G.821定义的误码性能事件

误码秒（ES）:在 1 秒的时间周期内，有一个或多个差错比特，则称误码秒。

严重误码秒（SES）:在 1 秒时间周期内的比特差错比（BER ）≥ 10-3 ，则称严重误码秒。严重误码秒也是误码秒。

②G.821定义的误码性能参数

误码秒比（ESR）: 在一个固定测试时间间隔的可用时间内，ES与总的可用时间秒的比值。

严重误码秒比（SESR ）: 在一个固定测试时间间隔的可用时间内，SES与总的可用时间秒的比值。

③测试时间的分类

测试误码性能总的观察时间，可分成两个部分，即连接被认定为可用和不可用两个部分。

误码性能只考虑连接可用状态时的事件。

可用时间：在 10个连续秒的时间里，每一秒都不是SES，即处于可用状态，这10秒属于可用时间。

（2）G.826建议：规范的是运行在基群和基群以上速率国际固定比特率数字通道的误码性能事件、参数和指标。

G.826建议是以块差错（将一组比特看成一个整体，即定义成一个块，在其中有一个或多个比特差错，则称块差错。通常通过内部差错检测编码方法对每块都进行监视，例如比特间插奇偶（BIP）校验码或循环冗余校验（CRC）码）事件为基础的规范，它规范的是运行在基群和基群以上速率数字通道的误码性能事件、参数和指标。G.826建议指标规范的对象是数字通道。这些通道的提供者可能是PDH传送网、SDH传送网。

G.826建议提出的误码性能指标具体数值是针对27500km的假设参考通道（HRP）规定的，适用于每一方向。

①G.826定义的误码性能事件

误块秒（ES）：在 1 秒时间周期内，有一个或多个误块，则称为误块秒。

严重误块秒（SES）：在 1 秒时间周期内含有 ≥ 30%的误块，或至少有一个缺陷，则称为严重误块秒。严重误块秒是误块秒。

背景误块（BBE ）:扣除不可用时间和严重误块秒期间出现的误块后，所剩下的误块称为背景误块。

②G.826定义的误码性能参数

误块秒比（ESR）:在一个固定测试时间间隔的可用时间内，ES与总的可用时间秒的比值。

严重误块秒比（SESR）:在一个固定测试时间间隔的可用时间内，SES与总的可用时间秒的比值。

背景误块比（BBER ）:在一个固定测试时间间隔的可用时间内，背景误块与总块数扣除严重误块秒期间的传输的所有块后剩余块数之比。

（3）M.2100建议专门用来明确表示连接质量，以便服务提供者进行长期的测试分析。它是投入业务限值指标，SDH工程验收指标不能低于投入业务限值。

二、误码测试方法

系统的误码性能测试可分为停业务测试和在线测试两种。

在维护工作中，一般对于较低的网络级（低通道速率）较多地采用停业务测试（即离线测试），如在投入业务测试时，需经过严格的误码测试来决定该通道能否投入业务。对于较高网络级（高速率通道或线路系统）由于停业务测试对业务影响太大，较多采用在线测试。

1.离线误码检测

（1）测试原理

误码测试仪由发送和接收两部分组成。发送部分的码型发生器产生一个已知的测试数字序列，编码后送入被测系统的输入端，经过被测系统传输后输出，进入误码测试仪的接收部分解码并从接收信号中得到同步时钟，接收部分的码型发生器产生与发送部分相同的并且同步的数字序列，与接收到的数字信号进行比较，如果不一致便是误码。用计算器对误码的位数进行计数，然后记录、存储，分析、显示测试结果。

（2）测试方法

离线测试可分为：单向测试和环回测试

①环回测试

环回测试：是指远端线路环回，仪表近端串联在电路中，由仪表发送测试信号，经过被测电路返回仪表，再由仪表对返回信号进行分析的一种测试方式。其连接示意图如图所示：

在设备的一端用测试线把仪表的输入输出口与被电路的输入输出相连接（按照发接收，收接发连接好），在对端进行线路环回。

在环回测试中，只需一台测试仪表，并且对端只需在相应的通道支路口环回即可，测试易于实现，在实际的维护过程中，通常采用环回测试方式。

环回测试的实施时机：

a.在数字链路调度时用于检测链路是否调通。

b.用于投入业务测试，对首次投入业务的数字通道必须进行投入业务测试。

c.用于数字通道故障修复后所进行的误码性能恢复业务测试，其测试时间为15分钟。

②单向测试

单向测试:即通常所说的对测法，对测法是将A端站的误码仪和B端站的误码仪，通过被测数字通道相互配合，按照规定的编码规则和伪随机序列码长，发送信号。测试前按下图的方式连接好A、B两站的误码仪，设定好测试时间，A端站接收、校验B端站发送过来的信号，B 端站接收、校验A端站发送过来的信号，便可以确定误码产生方向。

单向测试的实施时机：用于分析判断产生误码方向时的测试。

2.在线误码检测

（1）测试原理

离线测试时仪表自发自收，收发不一致时判断误码产生，而在线测试时只接收设备的信号，如何判断误码的产生？

在实际测试中，主要是利用PCM基群2M数字信号的帧结构信息和循环冗余校验CRC的帧结构了实现在线测试的。

①在2M数字信号进行传输时，为了防止出现连“0”或连“1”过长的现象，需按一定规则对线路信号进行编码，通常采用的是HDB3编码规则。在实际的传输中如出现误码，就有可能破坏HDB3的编码规则，称为编码误码，仪表可以测出传输过程中的编码误码，而编码的测试在一定程度上反映了传输中的误码情况。比如对于HDB3编码信号，如果检测到四个以上的连零串，则除前三个零外，其余均视为误码；如检测到2个以上的同极性V脉冲，则除第一个外其余均视为误码。

②利用帧同步码进行误码检测。在标准2M信号帧结构中，偶帧第0时隙的2-8比特是帧同步码，即0011011。通过在线测试这7比特的情况，也可以对传输过程中的误码情况进行分析。当然这种也有一定的局限性，因为每2个子帧（512比特）才有一组帧同步码（7比特），即这种测试方法是用7比特帧同步码的误码情况来反映512比特的情况，因此很难反映实际的情况，通常只能判定误码率的范围（如10-4、10-3等）。

③利用CRC进行在线误码检测。如果传输的2M信号的帧结构中带有CRC码，即可进行CRC在线测试。利用CRC进行检错的过程可简单描述为：在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码)，附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去。在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。这个规则，在差错控制理论中称为“生成多项式”。循环冗余校验可以较为准确地确定某一复帧是否出现过误码，这种测试方法十分可靠，利用仪表本身循环冗余校验的功能，对实际传输的信号进行校验，从而实现误码检测。

（2）测试方法

在线测试：即带业务测试，是指仪表在近端并联在电路中，由仪表接收被测线路的信号，并进行分析的一种测试方式。其连接示意图如图所示：

在线测试就是把仪表的输入口用测试线与被测线路并联在一起。在线监测时，仪表的输入口应设置为高阻，以防止阻抗不匹配而影响业务的传输质量，离线测试则要求设置为低阻。

在线测试的实施时机:

a.用于运行业务测试，在我们日常值勤中通常每季度对正常运行业务的数字通道进行误码性能在线测试，以检查通道性能。

b.用于用户申告数字通道性能下降时测试。

三、仪表的操作步骤

1.连接地线

 将仪表接地柱通过接地线与接地体可靠连接，仪表安全接地不仅能保护仪表及操作员的安全，更是确保测试数据准确的关键

2.仪表连接电源

将仪表咐带的电源线与电源接口可靠连接，电源接口匹配为：220V/50HZ±10%

3.开机自检

将数字信号输入输出接口用75欧姆高频线连接，打开仪表电源开关，仪表将自动进行自检，在仪表自检过程中，操作员必须注意观察仪表的自检结果，确保下步测试数据的准确性

4.设置参数

仪表参数的设置，操作员应当根据测试任务的内容进行选择性的设置。（下面我们以环测为例进行参数设置）

（1）设置菜单

测试模式（测试模式有三种：环测、在线和直通）把光标移到环测按确认键。

接口方式（接口方式有两种：75同轴和120双绞线）把光标移到75同轴按确认键。

时钟方式（时钟方式有两种：内时钟和线路提取，内时钟用于环测和直通。线路提取用于在线）把光标移到内时钟按确认键。

监测方式（监方式有两种：CRC和帧码，在线模式只能是帧码，环测和直通应是CRC方式）把光标移到CRC按确认键。

码型（2M只有HDB3码）

监听话路（本仪表提供监听功能，可以选择要监听的时隙，只可用于在线模式）。

差错打印（设置当出现差错时自动打印出差错告警的种类和发生的时间）一般不设置

打印报告（测试结束后，仪表会按照用户选定的分析方法打印出测试报告）一般不设置

定时关机设置（当测试时间达到预设的关机时间时，仪表将自动停止测试）

定时开机设置（在开机状态下，当仪表达到预设的时间时，仪表将自动测试）

周期打印（在开机测试状态下，当仪表达到预设的周期时间时，仪表将自动的按照预设的周期时间间隔循环打印）

持续时间（连续的测试时间，当测试时间达到预设的测试持续时间，仪表将自动停止测试）

设置完后按退出键，按确认键保存。

5.连接测试线缆

将仪表咐带的测试线缆一头与仪表75Ω测试接口可靠连接，另一头与DDF架被测端口连接；按照发接发，收接收的原则进行连接

6.测试

当仪表与测试线缆正确连接后，仪表面板指示灯

应没有异常告警出现，此时操作员可按下“开始停止”键进行业务的测试

7.关机

当测试完成后，操作员应及时关闭仪表电源，拆除测试线缆、电源线以及地线，并将仪表放回仪表箱，以备下次测试使用。

滑码：由于时钟频率的偏差引起码元的漏读与重读，相应地导致数码的丢失与增加的现象。

滑动产生的传输损伤对不同的通信业务产生的效果是不同的，信息冗余度越高的系统，滑动的影响就越小。滑动对于话音传输的影响不大，一次滑动相当于丢失1个样值; 对于数据传输，滑动影响较大 ; 对有些数据图象业务，滑动将导致画面冻结