误码测试

第五部分误码测试
5、1 误码特性
一、基本概念：
差错（Error误码）：在数字通信中，发送和接收序列的任何不一致都叫差错，在我国习惯上把差错称为误码。

比特差错(Bit Error)：发送和接收序列中对应的单个数字不一致就是比特差错，G.821建议中所用的术语“误码”就是指比特差错。

块差错(Block Error)：将一组码看成是一个整体，在其中有一个或多个比特差错，则称块差错。

G.826建议中所用的术语“误块”就是指块差错。

误码秒(ES)：在一秒时间周期有一个或多个比特差错，称为误码秒。

误块秒(ES)：在一秒时间周期有一个或多个误块，称为误块秒。

差错秒(ES)：误码秒和误块秒的统称。

严重误码秒、严重误块秒或严重差错秒(SES)：在误码秒、误块秒或差错秒中，有一部分差错量特别多，定义为SES。

二、误码机理：
1、造成误码的主要内部机理有：
●各种内部噪声源
●色散引起的码间干扰
●定位抖动产生的误码
2、外部机理：
主要是由一些具有突发性质的外部脉冲干扰源所引起，诸如外部电磁干扰、静电放电、设备故障、电源瞬态干扰和人为活动等。

这些脉冲干扰有可能超过系统固有的高信噪比门限造成突发误码。

5、2 误码性能指标：
1、低于基群速率的数字连接的误码性能
ITU-T G.821建议规范了用于语音业务或用作数据型业务载体信道的N⨯64kbit/s电路交换数字连接（1≤N≤24或32）的误码性能事件、参数和指标。

G.821定义以下事件：
*误码秒（ES）：在一秒时间周期有1个或更多差错比特。

*严重误码秒（SES）：在一秒时间周期的差错比特比≥ 10-3。

G.821定义的误码性能参数有：
*误码秒比（ESR）：在一个固定测试时间间隔上的可用时间内，ES与总秒数之比。

*严重误码秒比（SESR）：在一个固定测试时间间隔上的可用
时间内，SES与总秒数之比。

G.821对64kbit/s全程27500km假设参考通道（HRP）端到端连接的性能指标见表1。

表1：G.821 全程HRP端到端误码性能指标
各类假设参考数字段（HRDS）的误码性能指标见表2。

表2：G.821 HDRS误码性能指标
2、基群及更高速率的数字通道的误码性能：
ITU-T G.826建议规范了运行在基群及基群以上速率的数字通道的误码性能事件、参数和指标。

G.826定义以下事件：
*误块（EB）：在1块中有1个或多个差错比特。

*误块秒（ES）：在1秒中有1个或多个误块。

*严重误块秒（SES）：在1秒中含≥30%的误块，或者至少有一个缺陷。

*背景误块（BBE）：发生在SES以外的误块。

G.826定义的误码性能参数有：
*误块秒比（ESR）：在一个确定的测试期间，在可用时间内的
ES和总秒数之比。

*严重误块秒比（SESR）：在一个确定的测试期间，在可用时间内的SES和总秒数之比。

*背景误块比（BBER）：在一个确定的测试期间，在可用时间内的背景误块与总块数扣除SES中的所有块后剩余块数之比。

G.826对全程27500 km假设参考通道（HRP）端到端连接的性能指标见表3。

各类假设参考数字段（HRDS）的误码性能指标见表4-表6。

表4：STM-1 HRDS误码性能指标
表5：STM-4 HRDS误码性能指标
表6：STM-16 HRDS误码性能指标
*：表示待定
3、G.821参数与G.826参数的比较：
G.821规范是建立在比特基础上的以秒为基本度量间隔的指标体系，基于服务用户，适用于64kbit/s数字连接。

而G.826是建立在块基础上的并以块为基本度量间隔的指标体系，基于网络提供者，适用于一次群和一次群以上速率的数字通道。

随机性误码分布比较容易产生G.826参数SES，而突发性误码分布容易产生G.821参数SES。

采用G.826建议后，表面上全程误码指标变化不大，但等效的BER指标比原来的G.821严格多了。

5、3 误码的测试：
一、S DH设备的误码测试：
关于传输设备是否分配误码指标，ITU-T目前尚没有相关建议。

我国标准中一般采用连续测试24小时误码为零的要求，但是由于设备的内部噪声总是存在的，实际设备出现误码的概率不可能为零，因此在国标《同步数字体系（SDH）光缆线路系统测试方法》中这样规定：如果第一个24小时的测试出现误码，应查找原因，允许再进行24小时测试，SDH设备的测试采用停业务测试方法。

SDH复用设备误码特性测试基本配置见图1至图3：
图1：SDH复用设备误码特性测试配置
图注1：图中测试设备可以是TM或ADM，测试在设备的支路口进行，将尽可能多的支路串接起来（测试设备从网元的第1条支路输入口输入测试信号，第1条支路输出后输入第2条支路，以此类推，直到从最后一条支路输出到测试设备进行误码测试及分析）。

图注2：对于PDH或SDH支路口对应选择其相应的测试序列。

如果支路口有不同类型或两种以上速率，则测试选择高速率接口进行。

(a)、DXC 4 / 4
(b)、DXC 4 / 1
图2：SDH交叉连接设备误码测试配置
图注：对于DXC 4/4设备，测试在140Mbit/s接口进行，在DXC设备的控制系统上设置140Mbit/s端口与STM-1端口的双向交接，并按图中办法将尽可能多的140Mbit/s支路串接起来。

对于DXC 4/1设备，测试在2Mbit/s接口进行，在DXC设备的控制系统上设置2Mbit/s端口与140Mbit/s端口或STM-1端口双向交接，并按图中办法将尽可能多的2Mbit/s支路串接起来。

图3：SDH再生器的误码测试配置
各类SDH设备误码测试的操作步骤：
1）、按照图1至图3进行配置连接，使系统正常工作，调节光衰减器的衰减量使接收侧收到合适的光功率；
2）、按测试口类型和速率等级，测试设备选择合适的测试信号；
3）、用下面的方法判断设备工作是否正常，第一个测试周期15分钟，在此周期内如无误码和不可用等其它事件，则确认设备已工作正常，在此周期内，若观测到任何误码或其它事件，应重复测试一个周期（15分钟），至多两次。

如果第三次测试周期内，仍然观测到误码或其它事件，则认为设备工作异常，需要查明原因；
4）、在设备正常工作的条件下，进行长期的观测，24小时观测结果应无误码（即误码为零）。

如果第一个24小时的测试出现误码，应查找原因，允许再进行24小时测试。

二、系统误码性能测试：
实际系统投入运行前、维修后甚至于日常的运行维护过程中往往都需要在现场运行条件下对误码性能进行测试，因此系统误码性能测试是最常用也是最重要的误码测试手段，具有非常实际的意义。

系统误码测试配置应与实际运行条件一致，目的是考察系统是否满足G.821或G.826所规定的误码性能要求。

1、在线测试：
在日常的维护过程中，要进行中断业务的长时间误码率测试是不可能的，常常采用在线监测的方式进行，这时候对于STM-N光通道需要用光耦合器（如果SDH网元没有光监测接口），而对于电通道则需采用高阻跨接方式（如果设备上没有高阻监测接口）进行监测。

测试仪表应用高阻隔离器连接后才能接到设备上进行监测，否则将会影响系统正常运行，甚至造成传输中断；此外，设备与高阻隔离器间电缆长度不应超过1m。

SDH系统误码在线测试是基于比特间插奇偶校验码（BIP-N）的原理。

BIP-N的每一个比特实际就是单比特奇偶校验，由于其无法检出码组中有偶数个差错的情况，因此准确性较差。

但是G.826中定义的只要BIP-N的N个比特有1个差错就判定误块的准则，使BIP-N 码的误块检测概率大大提高。

SDH系统误码在线测试配置见图4。

A、光路监测
B、监测接口
图4：SDH系统误码在线测试配置
图注：在线测试时，SDH测试设备应设置为监视（Monitor）模式，因为光耦合器只能将很小能量的光信号耦合到测试设备，设备监测接口的信号也很弱，测试设备设置在监视模式使得测试设备内部信号通路中接入了放大器，信号放大后便可正确判决。

对于SDH承载的PDH支路口的在线误码测试，其基本原理与SDH系统相同，只需在被测支路口进行跨接监测即可，此处不再繁述。

测试步骤：
1）、选择适当的监测口接入SDH测试设备（接收）；
2）、调整SDH测试设备，连续监视相应的参数：B1、B2、B3或V5-b1、b2；
3）、设置测试时间，同时在网管上进行相同的监测，记录测试结果。

2、停业务测试：
在SDH系统投入实际运行前或维修后，一般都要进行停业务测试，此时若在STM-N线路上进行误码测试，则需在所有网元用网元控制计算机设置为内部环回所有支路信号（如不能进行设置则需人工在所有支路上进行环回）。

另外一种方式是在SDH网络单元的PDH支路口进行误码测试（在所有网元环回该支路），这样不仅不会影响整个系统的正常运行（只影响此被测支路），而且可以长时间进行监测。

缺点是只能得到一条支路在系统中的误码性能，其它支路还要再进行测试，而且无法得到整个STM-N线路的误码性能特性。

SDH系统误码停业务测试配置见图5。

A、单向测试
B、环回测试
图5：SDH系统误码停业务测试配置
图注：如果测试以环回方式进行，指标应仍用单项指标。

如果测试失败（测试结果不满足单项指标），则须按两个单项的方式重新测试。

对于PDH支路口误码测试配置图原理同上，这里不再绘出。

测试步骤：
1）、按照图5进行配置连接，使系统正常工作，注意使用光衰减器保护被测设备及SDH测试设备接收口，调节光衰减器的衰减量使接收侧收到合适的光功率；
2）、按被测系统接口速率等级，测试设备选择合适的测试信号；
3）、用下面的方法判断系统工作是否正常，第一个测试周期15分钟，在此周期内如无误码和不可用等其它事件，则确认系统已工作正常，在此周期内，若观测到任何误码或其它事件，应重复测试一个周期（15分钟），至多两次。

如果第三次测试周期内，仍然观测到误码或其它事件，则认为系统工作异常，需要查明原因；
4）、在系统正常工作的条件下，可进行长期的观测，按指标要求设置测试时间（例如24小时），然后开始测试；
5）、测试结束时，在测试仪表上读出测试结果。

若测试结果不合格，则分析原因予以解决，再重新进行一次测试。

3、SDH系统误码测试的实际应用
一般来说停业务测试的测试结果是准确的，在很多场合要用到停业务测试（如通道投入业务测试），但停业务测试一般适于低速率通道，而且通常在PDH口测试（虽然本章介绍了SDH通道停业务测试方法，但实际应用不多）。

而对于高速率通道及线路系统，利用SDH 自身的在线测试能力是非常方便的，而且能得到可信的结果。