叶秉堃 华北电力大学(北京)研究生部,100085 北京清河
1 引言
建设高速率的数字同步序列(SDH)网,已是近年来发展光纤通信和更新改造模拟数字序列(PDH)数字微波通信为SDH数字微波通信的主要方向。众所周知,对于数字网和数字传输设备最重要的传输损伤是用误码性能来表征的。国际电信联盟标准部(ITU-T)曾于80年代初通过了关于64kb/s数字连接的误码性能建议G.821[1],我国结合本国实际情况,也相应制定了数字微波和光缆数字传输的标准[2,3]。该标准是建立在长期平均误码率(BER)基础上的以秒为基本度量间隔的指标体系,只规范64kb/s数字连接。为了度量其性能必须将高比特率口的测量按其G.826附录D的方法转换成64kb/s口的性能,因而带来了较大的转换误差。为此,ITU-T第13研究组于1993年7月通过了一个专门规范高速信道误码性能的建议G.826[4]。这是建立在“块”基础上的并以“块”为基本度量间隔的指标体系,适用于基群和基群以上的数字通道,它无需对测试结果作转换。它不仅适用于SDH网,也适用于PDH网和以信元为基础的传输网。G.826性能参数可以进行不停业务监视(G.821难以进行不停业务监视),当然也适用于中断业务测量。总之,G.826和G.821之间有许多原则的不同[5]。 我国根据G.826规范,结合我国实际情况,又制定了适合我国国情的SDH网误码性能规范[6,7]。本文简要介绍G.826规范的要点和我国SDH网误码性能规范的要求。
2 性能指标术语
传统的误码性能通常采用长期平均误码率(BER)度量,其基本度量间隔是用秒表示的。它有两个致命的缺点:①不能反映误码分布的特点,因而仅在泊松分布条件下才有意义:②测量误码需要中断业务。为克服这两个缺点,ITU-T建立了以“块”为基础的性能参数。 (1)块 与通道有关的连续比特的集合叫块,每一比特属于且仅属于一个块。 (2)误块(EB) 当“块”内的任意比特有错误时,就称该“块”为误块。 (3)严重扰动期(SDP) 对于中断业务测试,在连续四个块和1ms两者中较长的一个时间周期内,所有连续块都被大于或等于10-2的高比特差错密度所影响或者观察到信号丢失,则称为发生一个严重扰动期(SDP);对于不中断业务监视,SDP则由所发生的网络缺陷来估计。 (4)误块秒(ES) 有一个或多个的误块的秒。 (5)严重误块秒(SES) 当某1秒内包含有不少于30%的误块或至少出现一个严重扰动期(SDP)时认为该秒为严重误块秒。 (6)可用时间 当数字信号连续10 s期间内每秒都不是严重误块秒时,从这10s期的第1秒起认为转入了可用时间。 (7)不可用时间 当系统任一传输方向的数字信号连续10s期间每秒都是严重误块秒时,从这10s期间的第1秒就认为进入了不可用时间。 (8)不可用性 不可用时间占全部总时间的百分比。 (9)误块秒比(ESR) 在规定的测量时间间隔内,可用时间内的误块秒数与总秒数之比。 (10)严重误块秒比(SESR) 在规定的测量时间间隔内, 可用时间内的严重误块秒数与总秒数之比。 (11)背景误块比(BBER) 在规定的测量时间间隔内,扣除SES期间和不可用时间后,其余时间内的误块数与总块数之比。
3 SDH网误码性能
(1)假设参考通道 在数字通信网中,基群及以上恒定比特率的数字通道由图1所示的假设参数通道组成。其中包括二个终端国和最多四个中间国,每个中间国可具有一或二个国际接口局(入局或出局),假设参考通道的端全长为27500km。

图1 数字通信网的假设参考通道 Fig.1 Hypothetical reference channel of digital communications network
(2)全程误码性能指标 ITU-T G.826制定了全程端到端27500的误码性能要求,如表1所示。
表1 全程误码性能指标
速率/Mb.s-1
1.5~5
>5~15
>15~55
>55~160
>169~3500
>3500
比特数/块
2000~8000
2000~8000
4000~20000
6000~20000
15000~30000
待定
ESR
0.04
0.05
0.075
0.16
待定
待定
SESR
0.002
0.002
0.002
0.002
0.002
待定
BBER
3×10-4
2×10-4
2×10-4
2×10-4
10-4
待定
这个规范要求所有基群或高于基群的国际通道都必须满足这些指标,只要有任一误码参数不满足,就认为该通道没有满足误码性能要求。至于测量评估时间,要求至少1个月。 根据我国实际情况,在“光同步传输网技术体制(暂行)”规范中提出了一个我国国内网最长假设参考通道(HRP)的模型如图2所示。

图2 我国最长HRP的模型 Fig.2 The model of the longest HRP in China
对于图2所示的模型,其中中继网和长途网规划为转接网。它是核心网(或称传送网),用户网则又称接入网(或称本地网)。长途网最长距离为6900km。此距离完全可以覆盖全国95%以上的县城。 对于长途网又可进一步分为一级干线网和二级干线网,其中一级干线网连接主要省会及业务较大的汇节点城市;二级干线网是省内干域;中继网是指长途端局与市话局之间以及市话局与市话局之间的部分,长度为100km。用户网则包括本地端局到用户之间的全部机线设备,考虑到远端模块或集中器等因素,因此距离可长达100km。 为了将网络性能进一步分配给系统和设备,需要经过数字段这一网络实体,而假设参考数字段(HRDS)就表示了具有一定长度和指标规范的数字段。为此,我国一级干线网的HRDS定为420km,足可以覆盖绝大多数省与省中心之间的距离以及75%以上实际工程数字段。我国二级干线网的HRDS定为280km,中继网的HRDS定为50km。 (3)全程误码性能指标分配方法 表1所规定的是全程端到端误码性能指标。将这个指标如何分配到各个组成部分,这涉及一个优化分配方案的问题。G.826采用了一种按区段分配结合按距离分配的混合方案,如图3所示。指标分配只限于分到国际部分和国内部分为止。国内网的进一步细分,则由各国自行规定。国际部分和国内部分的边界在国际接口局(IG),对于一次群以上通道相当于国际传输中心。

图3 高比特率通道全程指标分配 Fig.3 The full distance index distribution of high bit rate channel
按照图3所示的指标分配,两边终结国家的区段分配额为2×17.5%=35%;国际网(包含4个中间国家和IG到实际边界部分)的区段分配额为4×2%+2×1%=10%;全程按距离的分配额为(27500/500)×1%=55%;于是总的全程指标正好为35%+10%+55%=100%。 根据这个分配方法和我国最长假设参考通道HRP的长度(6900km),很容易算出我国国内允许分得的误码性能指标为24.5%。如何将这一指标分配给更小的通信实体,这是在做网络规划和实际应用时需要很好的解决的实际问题。 考虑到我国传输网主要划分为转接网与用户网的事实,因而误码性能也按不同方式处理。一般,用户网距离短,设备量多,电磁环境干扰大,应适当多分一部分指标,因此按区段分给6%的固定指标。对于转接网,由于它是骨干网,质量要求高,数量相对少一些,因而可以适当少分些指标,按此原则转接网3350km应分得18.5%的指标。平均每公里可分到0.0055%的端到端的指标。由于实际误码的出现往往在某几个站,并不均分,因而这种按距离等分的方法,实际上是代表了一种最坏的情况。只要满足这种情况,那么其他任何情况都将满足了。因此,我国“光同步传输网技术体制(暂行)”规定转接网的误码性可按距离均匀分配直至再生中继段为止。 根据上述误码性能的分配方案,我国传输网各类假设参考数字段(HRDS)的误码性能指标如表2、表3和表4。
表2 PEP~IG之间的假设参考通道的误码性能指标
通道速率/kb.s-1
1500~5000
>15000~55000
>55000~160000
>160000~3500000
比特数/块
2000~8000
4000~20000
6000~20000
15000~30000
ESR
0.04×c1
0.075×c1
0.16×c1
(待定)
SESR
0.002×c1
0.002×c1
0.002×c1
0.002×c1
BBER
3×10-4×c1
2×10-4×c1
2×10-4×c1
10-4×c1
注: c1=17.5%+(3450/500)×1%≈24.5%
表3 中继通道和长途通道的误码性能指标
通道速率/kb.s-1
1500~5000
>15000~55000
>55000~160000
>160000~3500000
比特数/块
2000~8000
4000~20000
6000~20000
15000~30000
ESR
0.04×c2
0.075×c2
0.16×c2
(待定)
SESR
0.002×c2
0.002×c2
0.002×c2
0.002×c2
BBER
3×10-4×c2
2×10-4×c2
2×10-4×c2
10-4×c2
注: c2=18.5%
表4 接入通道的误码性能指标
通道速率/kb.s-1
1500~5000
>15000~55000
>55000~160000
>160000~3500000
比特数/块
2000~8000
4000~20000
6000~20000
15000~30000
ESR
0.04×c3
0.075×c3
0.16×c3
(待定)
SESR
0.002×c3
0.002×c3
0.002×c3
0.002×c3
BBER
3×10-4×c3
2×10-4×c3
2×10-4×c3
10-4×c3
注: c3=6%
若要计算中继通道和长途通道的每公里的误码性能指标,则只要把表3中c2的百分数值按下式计算后换成c4即可:
c4=18.5%/3350=0.0055%
同理,也可得出接入通道的每公里的误码性能指标,即把表4中的c3值换为c5=6%÷100=0.06%。 因此,实际中继通道和长途通道、接入通道的误码性能设计指标可按c4、c5值计算,其长度成正比分配。 需要指出的是,上述各类HRDS所规范的性能指标是进网应用的起码指标,即当系统寿命终止并处于所允许的最恶劣的条件下仍能满足的指标。实际上,这是一个参考性能指标。我们一般所说性能指标,就是指参考性能指标。除性能指标外还有设计指标、交付指标和维护性能限值等。这些指标含义和使用场合各不相同,规范方法和测试检验方法也有区别,但又有联系。一般含义的性能指标,是用以规划传输网络和传输系统。制定性能指标的目的是向用户提供满意的服务质量。数字传输系统为误码性能指标是用超过某损伤门限的概念不大于给定值表示。该给定值是一个经过长时间测量的统计量。借助于“假设参考连接”可对通信网的各项性能指标进行分配、核算、进而建立与其它指标的联系。 因此,对于实际设备的设计指标或系统验收指标,原则上要比上述所说的性能指标要严格10倍以上。关于这方面的问题,可参阅文献[8]。
4 [1] [2] 下一页
|