xDSL線路測(cè)試

沙 峰 劉勝光

　�。ū本┖愎饪萍及l(fā)展公司）


　　1 引言



　　市話電纜用戶線最早是為傳輸電話而建設(shè)的。隨著頻帶MODEM、基帶MODEM、HDSL、SDSL、ADSL、SHDSL的廣泛應(yīng)用，市話電纜傳輸速率越來(lái)越高，占用的頻帶也越來(lái)越寬了，同時(shí)對(duì)線路特性提出了更高的要求。傳統(tǒng)的針對(duì)電話開通和維護(hù)的簡(jiǎn)單測(cè)試已經(jīng)無(wú)法滿足這些業(yè)務(wù)了，裝備適應(yīng)xDSL業(yè)務(wù)的線路測(cè)試儀表已經(jīng)顯得非常重要。


　　xDSL（IDSL、HSDL、SDSL、ADSL、SHDSL等）儀表有兩種類型：


　�。�1）用于局端或用戶端xDSL設(shè)備仿真和服務(wù)功能測(cè)試的儀表，主要用于開通測(cè)試；


　　（2）用于分析傳輸損傷參數(shù)的線路特性測(cè)試儀表，在開通測(cè)試和運(yùn)行維護(hù)中處理用戶線路各種障礙時(shí)，是非常得力的工具。


　　本文對(duì)影響xDSL等非話業(yè)務(wù)傳輸?shù)木�路特性參數(shù)、傳輸標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)儀表的要求等進(jìn)行探討，并推薦一款易操作、性能全面的DSL線路測(cè)試儀-ALT2000。



　　2 主要線路特性概述



　　2.1 回波損耗（Return Loss）


　　現(xiàn)在xDSL幾乎都采用二線全雙工傳輸。線路上可能存在各種阻抗不匹配的情況，例如：


　�。�1）由于設(shè)備線路端的阻抗不可能在整個(gè)傳輸頻帶內(nèi)完全與線路阻抗相匹配；


　�。�2）由于線路中可能存在混合線徑，不同線徑的線段阻抗的差別，在接續(xù)點(diǎn)上也會(huì)出現(xiàn)阻抗不匹配；


　�。�3）橋接抽頭將破壞均勻線路的阻抗匹配，等等。


　　發(fā)送的信號(hào)在這些不匹配點(diǎn)上將產(chǎn)生反射，也就是回波，這些回波將對(duì)接收信號(hào)產(chǎn)生干擾。


　　用回波損耗Lret表征回波：


　　Lret=10lg（Pi /Pr)=20log（1 /ρ）


　　ρ＝│ZX│/│ZN + ZX│


　　式中：Pi -發(fā)送功率；Pr-回波功率；ρ－反射系數(shù)；ZN -標(biāo)稱阻抗；ZX-輸入阻抗


　　2.2 插入損耗（Insertion Loss）


　　也稱為衰減（Attenuation），表征發(fā)送到線路上去的功率與線路另一端接收功率之比。


　　市話電纜的衰減近似與頻率的開方成正比，頻率越高，衰減越大，線路反射還會(huì)引起衰減/頻率特性波動(dòng)。衰減越大則接收信號(hào)電平越低，在一定噪聲的條件下，信噪比（S/N）越低，抵御各種干擾的能力也就越差（信噪比容限降低，電路的可靠性降低）；在信噪比低于一定程度時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生誤碼，甚至xDSL電路無(wú)法開通。


　　2.3 縱向平衡（Longitudinal Balance）


　　市話電纜是平衡傳輸，理想情況下每根線對(duì)地的阻抗應(yīng)是一致（平衡）的。但是由于線對(duì)在電纜中的位置、制造誤差、接頭電阻和絕緣電阻的變化等因素都會(huì)破壞這種平衡。線路的不平衡將降低該線對(duì)抵御外界干擾和其他線對(duì)信號(hào)串?dāng)_的能力，對(duì)于占用較寬頻帶的xDSL尤為重要。我們用縱向平衡衰減來(lái)表征：


　　ＬＣＬ = 20log（|ＶＴ1 / ＶＬ1|）


　　2.4 噪聲（Noise）


　　產(chǎn)生噪聲的原因很多：電子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的白噪聲；無(wú)線電信號(hào)的感應(yīng)；電力系統(tǒng)和電氣感應(yīng)等。正如在插入衰減中所敘述的那樣，噪聲對(duì)xDSL傳輸產(chǎn)生直接的影響。


　　2.5 脈沖噪聲（Impulse Noise）和瞬斷（Interruptions）


　　脈沖噪聲就是我們電話里有時(shí)會(huì)聽到的“喀喇”聲，雷電、電火花、工業(yè)電氣、強(qiáng)電的瞬變等干擾和電話振鈴信號(hào)串?dāng)_等都可能引起脈沖噪聲。


　　瞬斷就是電平的跌落超過(guò)了指定的門限。線路接續(xù)的接觸不良，接頭氧化，線路受外力的震動(dòng)等都可能產(chǎn)生瞬斷。


　　脈沖噪聲和瞬斷都屬于瞬態(tài)參數(shù)，都會(huì)引起突發(fā)性的連續(xù)差錯(cuò)。


　　脈沖噪聲和瞬斷都用在指定測(cè)試時(shí)間內(nèi)的的計(jì)數(shù)數(shù)量來(lái)衡量。


　　2.6 串音-近端串音Near end crosstalk（NEXT）和遠(yuǎn)端串音Far End Crosstalk（FEXT）


　　市話電纜線對(duì)采用扭絞和每組內(nèi)的線對(duì)采用不同紐絞節(jié)距的結(jié)構(gòu)，就是為了盡量減少線對(duì)之間的串音和抗拒外界干擾而設(shè)計(jì)的。但是由于線路絕緣能力的下降，平衡度的下降，不規(guī)范的用戶引入線等，特別是隨著電纜內(nèi)開通xDSL線對(duì)的數(shù)量不斷地增加，各種高頻頻譜的串?dāng)_就不能忽視了，往往串?dāng)_是影響開通和運(yùn)行穩(wěn)定的重要因素。


　　應(yīng)該說(shuō)明的是，通信系統(tǒng)是一個(gè)整體，我們不但要重視傳輸xDSL線對(duì)的質(zhì)量，也不能忽視其他線對(duì)的質(zhì)量。實(shí)際中會(huì)遇到絕緣不好的電話線對(duì)振鈴時(shí)對(duì)xDSL線對(duì)產(chǎn)生強(qiáng)大的干擾而導(dǎo)致xDSL掉線的情況。


　　線路的近端串音要比遠(yuǎn)端串音嚴(yán)重。



　　3 頻率特性測(cè)試和頻譜分析



　　對(duì)回?fù)p、衰減、縱向平衡、串音的測(cè)試有兩種方法：一是用指定測(cè)試頻率測(cè)量，這種方法簡(jiǎn)單快捷；最好的方法是測(cè)試指定頻帶（與xDSL信號(hào)頻帶相應(yīng)）內(nèi)的回?fù)p、衰減、縱向平衡、串音頻率特性，這種方法測(cè)試全面，便于分析。


　　頻譜特性的測(cè)試很有價(jià)值，通常用于測(cè)試傳輸頻帶內(nèi)的噪聲功率譜密度。通過(guò)噪聲頻譜特性可以分析噪聲的性質(zhì)，例如白噪聲的頻譜是平直的；如果是無(wú)線頻率的干擾，在該無(wú)線頻率上功率譜密度突然增大；如果是其他線對(duì)上xDSL的串?dāng)_，那么功率譜密度的形狀與主串xDSL信號(hào)的頻譜形狀相像。


　　也可以用套用濾波器（D、E、F、G濾波器）的辦法，測(cè)試落入傳輸頻帶內(nèi)的噪聲功率總電平，這是一種宏觀的測(cè)試噪聲的辦法。


　　可以用高阻跨接的辦法在不中斷業(yè)務(wù)的情況下測(cè)試xDSL信號(hào)的頻譜。



　　4 DDM和TDR測(cè)試



　　數(shù)字萬(wàn)用表（DDM）功能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的線路環(huán)阻、電容和絕緣測(cè)試。一般使用RLC電橋用1KHz交流信號(hào)測(cè)試環(huán)阻和電容。絕緣電阻宜采用較高電壓測(cè)試。


　　時(shí)域反射計(jì)(Time Domain Reflectometer)是查找故障（或缺欠）了解線路結(jié)構(gòu)的有力工具。可以查找線路短路、開路、亂對(duì)、受潮、劈開等障礙并判斷其位置，測(cè)試線路中是否存在加感線圈、橋接抽頭及其位置，觀察因結(jié)構(gòu)變化（如不同線徑電纜連接）制造和施工缺欠引起的阻抗變化。


　　4.1 兩個(gè)很實(shí)用的測(cè)試功能


　�。�1）噪聲免疫性（Noise immunity）測(cè)試


　　將一個(gè)具有高阻抗輸出的白噪聲發(fā)生器橋接到已經(jīng)建立xDSL連接線路上，逐漸增加注入的噪聲電平直至出現(xiàn)錯(cuò)碼或差錯(cuò)告警。注入的額外噪聲越大，說(shuō)明該信道的噪聲免疫性越好，也就是說(shuō)抵御干擾的能力越強(qiáng)，該信道運(yùn)行的可靠性越高。


　　電信運(yùn)營(yíng)部門也可以用這個(gè)方法檢查xDSL設(shè)備和選擇不同型號(hào)的xDSL設(shè)備。


　�。�2）傳輸速率評(píng)估


　　根據(jù)衰減頻率特性和噪聲功率譜密度計(jì)算出每個(gè)子載頻的S/N，根據(jù)ADSL的數(shù)學(xué)模型估算出上行和下行傳輸速率。


　　4.2 用戶使用所關(guān)心的功能


　　●便攜手持式，可電池供電，適于在現(xiàn)場(chǎng)使用。


　　●具有直觀和易操作圖形、文字界面。


　　●能夠存儲(chǔ)多條線路的各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)。


　　●能夠與PC連接輸出測(cè)試數(shù)據(jù)以便存檔和分析。


　　●具有各種xDSL線路標(biāo)準(zhǔn)模框，能及時(shí)判斷被測(cè)線路特性是否合格。



　　ALT2000線路測(cè)試儀簡(jiǎn)介



　　ALT2000是一款全面的模擬線路測(cè)試儀表。不僅可以對(duì)銅線線纜的物理參數(shù)質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量，而且對(duì)于xDSL、ISDN、POTs等各項(xiàng)業(yè)務(wù)提供全面、專業(yè)的維護(hù)手段，精確的TDR功能很方便的為線路維護(hù)人員提供及時(shí)、準(zhǔn)確的故障定位依據(jù)。


　　ALT2000可以針對(duì)多種線路類型進(jìn)行測(cè)試：語(yǔ)音、MODEM、ISDN、HDSL 1P、HDSL 2P、E1、T1 ADSL、ADSL 2兆、ADSL 8兆、SDSL、G.SHDSL


　　對(duì)DSL線路的各項(xiàng)參數(shù)提供全面測(cè)試：


　　噪聲、回波損耗、插入損耗、長(zhǎng)度平衡、比特率評(píng)估（ADSL）、近端串?dāng)_（NEXT）、遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT）、脈沖噪聲、微中斷、相位跳變、群延遲、線上噪聲的頻譜分析和功率譜密度PSD、TDR測(cè)試鑒別故障探測(cè)、基帶（POTS）功能性分析、頻譜分析Spectrum analyser 、網(wǎng)絡(luò)分析Network analyser、DMM測(cè)試（電壓，電阻，電容，絕緣和通過(guò)兩個(gè)連接器間的電流和連接器與接地間的電流）。






----《中國(guó)數(shù)據(jù)通信》