CN101123482B - 一种数字通信网中测试滑动指标的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字通信网中测试滑动指标的装置，包括：时间间隔分析模块，用于对本端设备的输入信号和参考信号做比较，得到原始时间间隔误差数据TIE，所述时间间隔分析模块使用2048Kbit/s系列体系和/或1544Kbit/s系列体系中各种等级速率的信号作为参考基准，并提供100Ohm、75Ohm和/或120Ohm阻抗类型的接口；数据搜集分析模块，用于对所述原始时间间隔误差数据TIE进一步处理得到最大时间间隔误差MTIE；滑动指标分析模块，用于根据所述最大时间间隔误差MTIE和所述本端设备的弹性缓冲器设置的位长进行处理得到滑动指标。本发明还提供了一种数字通信网中测试滑动指标的装置。

Description

一种数字通信网中测试滑动指标的装置和方法

技术领域

本发明涉及数字通信网中滑动指标的测试，特别涉及数字通信网中2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口设备的滑动指标测试装置及方法。

背景技术

滑动指标是数字通信网中2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口设备的一项重要指标。国标、国内通信行业标准、ITU-T标准等对滑动都做了严格定义和说明。如国标GB15837数字同步网接口要求中定义“由于比特流在弹性缓冲器中的读写时间差导致在同步和准同步网中比特组的重复和丢失称为滑动”；国标GB 12048要求“每24小时产生4次滑动产生一般性告警”；通信行业标准YD1011的附录中定义“由于数字设备输入/输出信号的频率和/或相位变化而导致在缓冲存储器所产生的数字信息的重读或漏读”；而ITU-TG.822则对一定时间内，设备滑动数量的上限做了规定。

在2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系的数字通信网中，造成滑动的原因是因为交换设备受设备读出信号的速率、受所用时钟控制的，读出信号的速率与上游传来信号的差异超出了弹性缓冲器所能承受的范围，是存储器上溢或下溢所致。根本原因主要有两个：一个是传输设备的漂移严重超标，引起的滑动；另一个是设备之间的接口速率偏差(时钟频率偏差)随着时间积累，引起的滑动。同时，设备各自产生的滑动数目，与其自身的弹性缓冲器大小设置有关，如某些E1接口芯片的弹性缓冲器的大小可以调节为512bits、256bits、128bits等，但是通常设置为512bits，即平均超过1帧或者256bits就会产生1次滑动。

实际上，滑动是一种数字通信网的同步损伤，会对通信造成一定影响，比如会引起基于2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口的图像传输出现码赛克，基站闪断，信令丢失等等。但是，国内的各大运营商在采购数字通信网接口设备时，通常都不将滑动指标作为一项验收指标，这导致的结果是，其现网运行的设备在互联过程中，存在大量的滑动。造成这种现状的原因，除了运营商对滑动指标没有引起足够重视外，最主要还是要归咎于目前几乎没有一种专用的仪器或测试方法能直接测量滑动指标，只能依赖于设备内部(接口芯片)的统计功能统计滑移指标，或者只测试设备时钟的频率准确度等指标代替滑动指标以作为参考，但却不能作为评判设备滑动指标的依据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种数字通信网中测试滑动指标的装置和方法，测量数字通信网中2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口设备互联的滑动指标性能。

为达到上述目的，本发明提供的数字通信网中测试滑动指标的装置，包括：

时间间隔分析模块，用于对本端设备的输入信号和参考信号做比较，得到原始时间间隔误差数据TIE，所述原始时间间隔误差数据TIE是指在特定的时间间隔内，一个给定时序信号相对于理想时序信号的时延变化；所述时间间隔分析模块使用2048Kbit/s系列体系和/或1544Kbit/s系列体系中各种等级速率的信号作为参考基准，并提供100Ohm、75Ohm和/或120Ohm阻抗类型的接口；

数据搜集分析模块，用于对所述原始时间间隔误差数据TIE进一步处理得到最大时间间隔误差MTIE；所述最大时间间隔误差MTIE是指在一个测量周期内，所有观察时期的某一个观察间隔，给定时序信号相对于理想时序信号的延迟的最大峰峰值；

滑动指标分析模块，用于根据所述最大时间间隔误差MTIE和所述本端设备的弹性缓冲器设置的位长进行处理得到滑动指标；所述最大时间间隔误差MTIE除以所述弹性缓冲器设置的每次滑动的位长获得所述滑动指标的近似值，再根据所述弹性缓冲器内部的滑动探测界限，对所述滑动指标的近似值进行修正获得所述滑动指标。

上述数字通信网中测试滑动指标的装置，所述本端设备为被测设备。

上述数字通信网中测试滑动指标的装置，所述时间间隔分析模块、数据搜集分析模块、滑动指标分析模块各自独立或集成于一个仪器中。

进一步的，本发明还提供一种数字通信网中测试滑动指标的方法，包括：

步骤一，将本端设备的输入信号和参考信号进行比较，得到原始时间间隔误差数据TIE；所述原始时间间隔误差数据TIE是指在特定的时间间隔内，一个给定时序信号相对于理想时序信号的时延变化；

步骤二，根据所述原始时间间隔误差数据TIE处理得到最大时间间隔误差MTIE；所述最大时间间隔误差MTIE是指在一个测量周期内，所有观察时期的某一个观察间隔，给定时序信号相对于理想时序信号的延迟的最大峰峰值；

步骤三，根据所述最大时间间隔误差MTIE和所述本端设备的弹性缓冲器设置的位长处理得到滑动指标；所述最大时间间隔误差MTIE除以所述弹性缓冲器设置的每次滑动的位长获得所述滑动指标的近似值，再根据所述弹性缓冲器内部的滑动探测界限，对所述滑动指标的近似值进行修正获得所述滑动指标。

上述数字通信网中测试滑动指标的方法，还包括：在所述步骤三之后还包括：统计所述本端设备的滑动数量的步骤，用于与测试得到的滑动指标进行比较，以分析被测设备的滑动统计功能是否完善。

与现有技术相比，本发明测试装置中的时间间隔分析模块对现有的时间间隔分析仪的参考信号支持的速率做了扩充，使其可以使用2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系多种等级速率的信号作为参考基准；并在现有的时间间隔分析仪的基础上，对参考信号增加多种阻抗类型的接口，除了包括常见的75Ohm，还包括120Ohm及100Ohm阻抗的接口，从而适应2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系多种等级速率接口滑动测试的需要。使其能测试数字通信网中2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系接口设备互联的滑动指标，解决了目前没有测试仪器和测试方法直接测试滑动指标的问题。

附图说明

图1是常见的时间间隔分析仪框图；

图2是通信行业标准YD1011中规定的同步供给单元的时钟输出口漂移指标测试装置和完整的测试框图；

图3是本发明实施例以E1设备为例的测试装置及测试框图；

图4是引自ITU-T G.810的时间误差和最大时间间隔误差的图形示意；

图5是本发明数字通信网中测试滑动指标的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的描述，以更进一步了解本发明之目的、方案及功效，但并非作为对本发明所附权利要求保护范围的限制。

本发明的关键之处是对现有的时间间隔测试仪装置和测试方法做改进，并依据设备内部(接口芯片)滑动的产生原理，实现滑动指标测试。通常的时间间隔测试仪结构框图如图1所示，其包括：时间间隔分析模块101、相位检测模块102、定时参考模块103、外部参考时钟接口104、测试信号输入接口105及低通滤波器106，外部参考时钟接口其通常以PRC(基准定时源)或SSU(同步供给单元)基准钟来做参考等，测试设备同步定时接口或业务口的漂移指标，支持的接口速率及阻抗类型有限，且不具备测试滑动指标的能力，如通常只提供75Ohm的2MHz、2MBits、5MHz、10MHz输入，不能满足2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系中各等级速率接口及75Ohm、120Ohm、100Ohm多阻抗接口形式的滑动指标测试要求，而且也不具备根据最大时间间隔误差MTIE计算滑动指标的能力。而本发明以通信行业标准YD1011中描述的“同步供给单元的时钟输出口漂移指标测试装置和方法”(如图2所示，通常的时间间隔分析仪201接基准定时源202与同步供给单元203作为基准钟)为基础，对常规的测试装置和测试方法做了改进，从而提供一种可以测量2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系的数字通信网接口设备的滑移指标的装置和方法。

参考图3，示出了本发明测试滑动指标的装置及其测试方式，如图3所述，该测试滑动指标的装置300包括：时间间隔分析模块301，用于对本端设备200的输入信号和参考信号做比较，得到原始时间间隔误差数据TIE，所述时间间隔分析模块301使用2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系中各种等级速率的信号作为参考基准，并提供100Ohm、75Ohm、120Ohm多种阻抗类型的接口；数据搜集分析模块302，用于对所述原始时间间隔误差数据TIE进一步处理得到最大时间间隔误差MTIE；滑动指标分析模块303，用于根据所述最大时间间隔误差MTIE和所述本端设备300的弹性缓冲器设置的位长处理得到滑动指标。以对E1接口设备进行测试为例，从对端E1设备100引出2条E1信号(E1信号的发送端)，1条接入时间间隔分析模块301做参考基准，另外1条接入本端E1设备(被测设备)200，从本端E1设备(被测设备)200引出1条E1信号(E1信号的发送端)，接入时间间隔分析模块301的测试口进行测试。

本发明测试装置的时间间隔分析模块300和目前的时间间隔分析仪最大区别就在于参考信号的接口速率及阻抗类型。本发明测试装置中的时间间隔分析模块301是对现有的时间间隔分析仪的参考信号支持的速率做了扩充，使其可以使用2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系多种等级速率的信号作为参考基准；并在现有的时间间隔分析仪的基础上，对参考信号增加多种阻抗类型的接口，除了包括常见的75Ohm，还包括120Ohm及100Ohm阻抗的接口，从而适应2048Kbit/s系列体系、1544Kbit/s系列体系多种等级速率接口滑动测试的需要。

本发明测试装置中的数据搜集分析模块302，对原始时间间隔误差数据TIE做进一步处理得到最大时间间隔误差数据MTIE，可以使用软件实现。根据ITU-T G.810定义，最大时间间隔误差MTIE就是在一个测量周期(T)内，所有的观察时期的某一个观察间隔(τ＝nτ0)，给定的时序信号相对于理想时序信号的延迟的最大峰峰值(ITU-T G.810的原文为：“The maximumpeak-to-peak delay variation of a given timing signal with respect to an ideal timingsignal within an observation time(τ＝nτ0)for all observation times of that lengthwithin the measurement period(T)”)。参考图4，可以用如下公式计算得到最大时间间隔误差MTIE的值：

$\mathrm{MTIE}\left(n{\mathrm{\τ}}_0\right)\≅\underset{1\≤k\≤N-n}{\max }(\underset{k\≤i\≤k+n}{\max }x\left(i\right)-\underset{k\≤i\≤k+n}{\min }x\left(i\right)),n=\mathrm{1,2},...,N-1$

其中，

τ0-采样周期；

τ-观察间隔时间；

T-测量周期；

X(i)-第i个time error采样值；

Xppk-在k个观察周期内xi的峰峰值；

MTIE(τ)-整个测量周期T内所有观察间隔τ里的最大xpp。

根据原始时间间隔误差数据TIE计算最大时间间隔误差数据MTIE，软件的实现方法，依据上述公式即可。

本发明测试装置中的滑动指标分析模块303是依据设备内部(接口芯片)滑动的产生原理，实现滑动指标测试。而造成滑动的原因前面也有所描述，就是交换设备受设备读出信号的速率、受所用时钟控制的，读出信号的速率与上游传来信号的差异超出了弹性缓冲器所能承受的范围，导致弹性存储器上溢或下溢。根本原因通常是传输设备的漂移或设备之间的时钟速率偏差随着时间积累导致。同时，设备各自产生的滑动数目，与其自身的接口芯片的弹性缓冲器大小有关，通常各接口芯片的弹性缓冲器设计为2帧，即由漂移或时钟速率偏差导致读出和写入速率偏差到1帧时，产生1次滑动。这里各接口芯片的弹性缓冲器设计为2帧，在具体应用上，可提供多种方法供用户选择，除了使用全部的2帧外，还可能仅使用1帧，甚至不足1帧或屏蔽不使用，即弹性缓冲器的大小可根据需要由用户调节。但是在实际设备中，弹性缓冲器通常都设为2帧，即把1次滑动引起丢失或增加的码元数控制为1帧，从而不打乱帧结构，避免因滑动造成帧同步信号丢失。以2048Kbit/s E1接口为例，1帧的长度为256bit或125us，也就是说，由漂移或时钟速率偏差引起的相位偏差累计到125us时，产生1次滑动。此时就要根据要求的测试时间内的MTIE值除以125us，得到滑动数目。这里的MTIE值除以125us得到的滑动数量是近似值，不能完全等同于设备实际产生的滑动数量，这主要是因为设备内部接口芯片的弹性缓冲器，都有一定范围的滑动探测界限，比如某些接口芯片的滑动探测界限为2字节，也就是说当漂移或时钟速率偏差引起的相位偏差累计到240bits或117us时，就会产生1帧的滑动。因此，此处的“125us”，需要根据设备的标称值加入修正。

按照YD1012附录中TIE、MTIE的定义“原始时间间隔误差TIE是指在特定的时间间隔内，一个给定时序信号相对于理想时序信号的时延变化；最大时间间隔误差MTIE是指在一个测量周期内，一个给定的窗口内的最大相位变化”，所述时间间隔分析模块301测得的TIE和数据搜集分析模块302测得的MTIE值并非真正的TIE、MTIE值，仅仅是以对端设备100为参考的相对TIE、MITE值。

上述时间间隔分析模块301、数据搜集分析模块302、滑动指标分析模块303可以各自独立，也可以集成于一个仪器当中。

下面参考图5，说明本发明滑动指标测试方法的具体流程，该测试方法包括如下步骤：

步骤S501，将本端设备的输入信号和参考信号进行比较，得到原始时间间隔误差数据TIE；

步骤S502，根据所述原始时间间隔误差数据TIE处理得到最大时间间隔误差MTIE；

步骤S503，根据所述最大时间间隔误差MTIE和所述本端设备的弹性缓冲器设置的位长处理得到滑动指标。

下面再次参考图2，以E1接口设备为例详细说明应用本发明测试滑动指标的装置300及方法对E1接口设备进行滑动指标测试的具体步骤：

(1)从对端E1设备100引出2条E1信号，1条接入时间间隔分析模块301做参考基准，另外1条接入本端E1设备200，如果本端和对端设备强制要求必须工作于同步方式，则必须设置本端E1设备200从该条E1信号提取时钟；

(2)从本端E1设备200引出1条E1信号，接入时间间隔分析模块301的测试口；

(3)启动时间间隔分析模块301，按照标准要求测试24小时(或标准要求的其他时间长度)，然后对测试结果做分析，绘出24小时的时间间隔误差TIE；

(4)启动数据搜集分析模块302，根据TIE结果计算得出最大时间间隔误差MTIE值；

(5)启动滑动指标分析模块303，调整修正值，根据被测设备200的弹性缓冲器设置的位长及测试得到的MTIE值，计算滑动指标结果；

(6)统计本端E1设备300统计的滑动数量，和测试装置的测试分析结果做比较，判断二者的结果是否一致，如果不一致，则说明被测设备200的滑动统计功能存在缺陷。

上述步骤(6)为可选步骤，用于测试被测设备的滑动统计功能是否完善。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种数字通信网中测试滑动指标的装置，其特征在于，包括：

时间间隔分析模块，用于对本端设备的输入信号和参考信号做比较，得到原始时间间隔误差数据TIE，所述原始时间间隔误差数据TIE是指在特定的时间间隔内，一个给定时序信号相对于理想时序信号的时延变化；所述时间间隔分析模块使用2048Kbit/s系列体系和/或1544Kbit/s系列体系中各种等级速率的信号作为参考基准，并提供100Ohm、75Ohm和/或120Ohm阻抗类型的接口；

数据搜集分析模块，用于对所述原始时间间隔误差数据TIE进一步处理得到最大时间间隔误差MTIE；所述最大时间间隔误差MTIE是指在一个测量周期内，所有观察时期的某一个观察间隔，给定时序信号相对于理想时序信号的延迟的最大峰峰值；

滑动指标分析模块，用于根据所述最大时间间隔误差MTIE和所述本端设备的弹性缓冲器设置的位长进行处理得到滑动指标；所述最大时间间隔误差MTIE除以所述弹性缓冲器设置的每次滑动的位长获得所述滑动指标的近似值，再根据所述弹性缓冲器内部的滑动探测界限，对所述滑动指标的近似值进行修正获得所述滑动指标。

2.根据权利要求1所述的数字通信网中测试滑动指标的装置，其特征在于，所述本端设备为被测设备。

3.根据权利要求1所述的数字通信网中测试滑动指标的装置，其特征在于，所述时间间隔分析模块、数据搜集分析模块、滑动指标分析模块各自独立或集成于一个仪器中。

4.一种数字通信网中测试滑动指标的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤一，将本端设备的输入信号和参考信号进行比较，得到原始时间间隔误差数据TIE；所述原始时间间隔误差数据TIE是指在特定的时间间隔内，一个给定时序信号相对于理想时序信号的时延变化；

步骤二，根据所述原始时间间隔误差数据TIE处理得到最大时间间隔误差MTIE；所述最大时间间隔误差MTIE是指在一个测量周期内，所有观察时期的某一个观察间隔，给定时序信号相对于理想时序信号的延迟的最大峰峰值；

步骤三，根据所述最大时间间隔误差MTIE和所述本端设备的弹性缓冲器设置的位长处理得到滑动指标；所述最大时间间隔误差MTIE除以所述弹性缓冲器设置的每次滑动的位长获得所述滑动指标的近似值，再根据所述弹性缓冲器内部的滑动探测界限，对所述滑动指标的近似值进行修正获得所述滑动指标。

5.根据权利要求4所述的数字通信网中测试滑动指标的方法，其特征在于，还包括：在所述步骤三之后还包括：统计所述本端设备的滑动数量的步骤，用于与测试得到的滑动指标进行比较，以分析被测设备的滑动统计功能是否完善。

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