ADSL業(yè)務(wù)的用戶線測(cè)試及測(cè)試儀表選擇

ADSL業(yè)務(wù)利用現(xiàn)有的銅線資源實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像的傳輸，增強(qiáng)了傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商在數(shù)據(jù)接入方面的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。由于ADSL業(yè)務(wù)的傳輸速率高于老式普通電話，因此它對(duì)用戶線的質(zhì)量提出了更高的要求。現(xiàn)有用戶網(wǎng)絡(luò)中使用的銅線規(guī)格、長(zhǎng)度和質(zhì)量狀態(tài)都比較復(fù)雜，為了保證ADSL業(yè)務(wù)的真正實(shí)現(xiàn)，首先必須對(duì)用戶線進(jìn)行測(cè)試。

　　在這種背景下，北京電信研發(fā)中心承擔(dān)了北京電信用戶線質(zhì)量及ADSL業(yè)務(wù)開(kāi)通率測(cè)試工作，先后在五路居和服裝學(xué)院等地區(qū)進(jìn)行了系統(tǒng)的用戶線和ADSL業(yè)務(wù)開(kāi)通率測(cè)試。并配合望京小區(qū)ADSL試驗(yàn)網(wǎng)開(kāi)展，進(jìn)行了試驗(yàn)用戶的用戶線的測(cè)試工作。現(xiàn)根據(jù)以上實(shí)際工作，概括說(shuō)明ADSL業(yè)務(wù)用戶線測(cè)試的具體事項(xiàng)。

　　2 ADSL技術(shù)簡(jiǎn)介

　　ADSL有兩種不同的調(diào)制技術(shù)：無(wú)載波幅相調(diào)制（CAP）和離散多音調(diào)制（DMT）。CAP基于QAM調(diào)制技術(shù)，相對(duì)于DMT，CAP采用一個(gè)載波，對(duì)噪音干擾較為敏感，需要較大的功率，但實(shí)現(xiàn)技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單。DMT調(diào)制技術(shù)的主要原理是將頻帶（0~1.104 MHz）分割為256個(gè)由頻率指示的正交子信道（每個(gè)子信道占用4 MHz 帶寬），輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)比特分配和緩存，將輸入數(shù)據(jù)劃分為比特塊，經(jīng)TCM編碼后再進(jìn)行512點(diǎn)離散傅利葉反變換（IDFT）將信號(hào)變換到時(shí)域，這時(shí)比特塊將轉(zhuǎn)換成256個(gè)QAM子字符。隨后對(duì)每個(gè)比特塊加上循環(huán)前綴（用于消除碼間干擾），經(jīng)數(shù)據(jù)模變換（DA）和發(fā)送濾波器將信號(hào)送上信道。在接收端則按相反的次序進(jìn)行接收解碼。由于ASNI T1.413標(biāo)準(zhǔn)中推薦使用DMT技術(shù)，而CAP尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)今后ADSL都將采用DMT技術(shù)。

　　3 測(cè)試的目標(biāo)

　　用戶線測(cè)試的主要目標(biāo)在于檢驗(yàn)銅線對(duì)高頻信號(hào)的傳輸能力。只有在符合一定指標(biāo)的用戶線上開(kāi)展ADSL業(yè)務(wù)，才能保障ADSL業(yè)務(wù)質(zhì)量。

　　用戶線測(cè)試的另一個(gè)目標(biāo)是確定ADSL業(yè)務(wù)最終能提供給客戶的服務(wù)質(zhì)量，通常是指最高的上行/下行速率。

　　最后，測(cè)試還應(yīng)能夠?qū)δ承┰斐删€路質(zhì)量不好的故障進(jìn)行定位，以便排除。

　　4 影響ADSL傳輸?shù)囊蛩?br>

　　影響ADSL傳輸?shù)囊蛩刂饕ň€路長(zhǎng)度、橋接抽頭、加感線圈和噪聲等。

　　4.1 線路長(zhǎng)度

　　ADSL技術(shù)利用銅線的高頻特性進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，銅線越長(zhǎng)，高頻部分的衰減越大。能應(yīng)用ADSL傳輸?shù)木€路最長(zhǎng)的典型值為4~6 km，準(zhǔn)確傳輸?shù)淖畲箝L(zhǎng)度根據(jù)銅線規(guī)格、線路狀況而定。

　　4.2 橋接抽頭

　　橋接抽頭是跨接在銅線上的未用的支路線路。靠近ADSL Modem附件的橋接抽頭上的反射信號(hào)具有一定的功率，可能會(huì)抵銷從遠(yuǎn)端傳來(lái)的有用的信號(hào)脈沖。ADSL要求線路上橋接抽頭的總長(zhǎng)度小于800 m，單個(gè)橋接抽頭小于650 m。靠近兩端的橋接抽頭對(duì)傳輸?shù)挠绊懽顬槊黠@。

　　4.3 加感線圈

　　在銅線只用于普通電話業(yè)務(wù)時(shí)，如果線路過(guò)長(zhǎng)，為了保證在3KHz帶寬內(nèi)線路頻譜的平坦度，往往接上一個(gè)或多個(gè)加感線圈。而加感線圈對(duì)高頻信號(hào)有很大的衰減，因此在開(kāi)通ADSL業(yè)務(wù)時(shí)應(yīng)去除加感線圈。

　　4.4 串?dāng)_和背景噪聲

　　來(lái)自在同一線束內(nèi)其他傳輸數(shù)字信號(hào)線對(duì)的串?dāng)_，特別是近端串?dāng)_，可能由于銅線屏蔽不好，信號(hào)功率過(guò)強(qiáng)或線路不平衡會(huì)影響線路上的信噪比，此外，對(duì)于 50Hz的電力線或無(wú)線電的感應(yīng)電壓也會(huì)影響線路的信噪比，從而影響ADSL數(shù)據(jù)的傳輸速率。

　　5 測(cè)試的步驟和內(nèi)容

　　從開(kāi)通ADSL業(yè)務(wù)的不同過(guò)程，測(cè)試可分為：開(kāi)通前線路質(zhì)量測(cè)試，傳輸質(zhì)量測(cè)試和故障定位測(cè)試。

　　5.1 開(kāi)通前線路質(zhì)量測(cè)試

　　為了保證快速有效地開(kāi)通ADSL業(yè)務(wù)，應(yīng)在開(kāi)通前測(cè)試銅線的質(zhì)量。應(yīng)測(cè)試的項(xiàng)目有：線路長(zhǎng)度的測(cè)量，頻率響應(yīng)的測(cè)試,加感線圈和橋接抽頭的檢測(cè)等。

　　5.1.1 線路長(zhǎng)度的測(cè)量

　　· 通過(guò)測(cè)量電容判別線路長(zhǎng)度。在線路上沒(méi)有橋接抽頭并且沒(méi)有浸水情況下，可通過(guò)電容得知線路長(zhǎng)度，在儀表上設(shè)置的線路規(guī)格同被測(cè)線路一致，儀表能給出電容值和線路長(zhǎng)度值；

　　· 通過(guò)時(shí)域反射計(jì)(TDR)判別線路長(zhǎng)度。將線路兩端斷開(kāi)，一端接上儀表;根據(jù)接收到反射信號(hào)情況可知線路長(zhǎng)度；

　　· 通過(guò)測(cè)量電阻，判斷線路長(zhǎng)度。用儀表測(cè)量出環(huán)路端到端電阻。例如:如果電阻值為1 127Ω，對(duì)于規(guī)格為0.4 mm的銅線，每4m電阻為1Ω，這樣線路總長(zhǎng)為4 508 m。

　　如果幾種方法測(cè)試結(jié)果同預(yù)想值有較大差異， 表明線路可能有問(wèn)題。

　　5.1.2 頻率響應(yīng)的測(cè)試

　　由于ADSL使用了從20 kHz到1.1 MHz或1.6 MHz的頻譜，因此必須清楚這段頻譜上信號(hào)衰減是否滿足要求。ANSI T1.413給出了對(duì)各種CSA環(huán)路插入損耗的要求。

　　5.1.3 加感線圈和橋接抽頭的檢測(cè)

　　通過(guò)測(cè)試儀表可以判定線路上是否有加感線圈存在以及所在位置，也可以判定線路上是否存在橋接插頭以及所在位置。

　　5.2 傳輸質(zhì)量測(cè)試

　　利用測(cè)試儀表仿真ADSL Modem，判斷線路是否滿足業(yè)務(wù)傳輸需求。在激活電路后，測(cè)量線路上行、下行速率和每個(gè)子信道上傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，以及噪聲裕量及誤碼率(BERT)。

　　5.3 勘錯(cuò)測(cè)試

　　當(dāng)服務(wù)中的ADSL傳輸出現(xiàn)問(wèn)題，如ADSL Modem不能激活電路或達(dá)不到服務(wù)要求，就需通過(guò)測(cè)量查找故障原因，找出故障位置。

　　(1) 一旦ADSL線路不能激活，用測(cè)試儀表代替ATU-R來(lái)與局端ATU-C激活電路。

　　· 如果這時(shí)可以激活，這時(shí)要檢查網(wǎng)管的最低比特率是否設(shè)置的過(guò)高。如果過(guò)高，則ATU-R不能激活電路；

· 如果最低比特率設(shè)置正確，則用戶端的ATU-R應(yīng)被更換。也可以用帶ATU-C模塊的測(cè)試儀表來(lái)仿真ATU-C，判斷用戶端ATU-R是否有故障；

　　（2）如果這時(shí)儀表也不能激活電路，則檢查是否有撥號(hào)音。判斷電路是否連接到局端。

　　· 如果沒(méi)有撥號(hào)音，則用TDR功能檢查線路是否開(kāi)路；

　　· 如果有撥號(hào)音，則檢查線路上是否有加感線圈，如果有，則排除。

　　（3）如果儀表能夠激活電路，但性能稍差，則用測(cè)試儀表測(cè)量線路背景噪聲﹑信噪比和每個(gè)子信道比特?cái)?shù)分布。

　　如果某個(gè)子信道上比特?cái)?shù)很少，那么在此頻點(diǎn)的噪聲影響大，可能的原因有:

　　· 鄰近數(shù)字線路的交流感應(yīng)或串?dāng)_。如HDSL影響在196 kHz﹑ISDN影響在40 kHz；
　　· 電力線或無(wú)線電干擾；
　　· 線路上有橋接抽頭或部分線路浸濕，用TDR功能能可判斷出其位置。
　　· 也可用儀表的插入損耗功能觀察線路上是否有橋接抽頭，并可估算其長(zhǎng)度。

　　如果所有子信道上比特?cái)?shù)降低，最可能的原因是線路上有直流問(wèn)題，如短路﹑接地等。

　　（4）因?yàn)閺木侄说接脩舳说木€路上存在交接箱或分線盒，為了準(zhǔn)確地將故障定位，可能要求技術(shù)人員在線路各個(gè)點(diǎn)用測(cè)試儀表反復(fù)進(jìn)行以上測(cè)試，直到故障排除。

　　6 對(duì)測(cè)試儀表的要求

　　6.1 測(cè)試儀表的功能要求

　　為了滿足測(cè)試的目標(biāo)，ADSL測(cè)試儀器應(yīng)具有線路質(zhì)量測(cè)試和ADSL業(yè)務(wù)質(zhì)量測(cè)試兩方面功能，
ADSL業(yè)務(wù)質(zhì)量測(cè)試是指在ADSL局端設(shè)備安裝完成后，測(cè)試儀器作為一個(gè)仿真終端測(cè)試實(shí)際業(yè)務(wù)最高的上行/下行速率。因此，ADSL業(yè)務(wù)質(zhì)量測(cè)試與具體的ADSL設(shè)備相關(guān)。目前在ATU-C側(cè)，各廠商大都與ALCATEL兼容，而在ATU-R側(cè)，除了ALCATEL外，還存在其他廠商。

　　線路質(zhì)量測(cè)試包括：

　　（1）頻率響應(yīng)測(cè)試

　　限制ADSL業(yè)務(wù)開(kāi)展的主要因素是本地回路對(duì)高頻信號(hào)的的傳輸能力。頻率響應(yīng)測(cè)試就是確定從2K到2.0 MHz的頻率范圍里，信號(hào)在用戶線上傳輸?shù)乃p變化。

　　（2）噪音測(cè)試

　　噪音是判斷通信線路傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)，是決定ADSL信號(hào)在用戶線中傳輸速度的重要因素。在用戶線中的噪音通常有脈沖噪音，串?dāng)_產(chǎn)生的噪音和感應(yīng)噪音等。在開(kāi)展實(shí)際業(yè)務(wù)之前，首先需要對(duì)線路上的噪音進(jìn)行定量測(cè)量。

　　（3）故障定位

　　利用時(shí)域反射計(jì)確定線路中故障的具體位置。

　　（4）負(fù)載線圈和橋接抽頭的檢測(cè)

　　負(fù)載線圈和橋接抽頭的存在對(duì)高頻信號(hào)的傳輸有很大的破壞，因此首先應(yīng)檢測(cè)線路中的加感線圈和橋接抽頭，以便清除。

　　（5）金屬特性回環(huán)測(cè)試

　　用于測(cè)量線路的金屬特性，包括電壓，電流，電容和阻抗。

　　6.2 測(cè)試儀表的性能指標(biāo)

　　（1）頻率響應(yīng)

　　頻率響應(yīng)測(cè)試應(yīng)包括單端測(cè)試和雙端測(cè)試。單端測(cè)試時(shí)距離范圍應(yīng)到4 000 m，雙端測(cè)試時(shí)到 8 000 m。頻率范圍從0~2 MHz。噪音級(jí)別范圍從0~-90 dBm/Hz。

　　（2） 噪音測(cè)試

　　噪音測(cè)試包括功率譜密度和脈沖噪音測(cè)試。具有IEEE-743/1995 E，F(xiàn)和G濾波器。頻率范圍從0~2 MHz。噪音級(jí)別范圍：0~-156 dBm/Hz。

　　（3）時(shí)域反射計(jì)（TDR）

　　距離范圍應(yīng)到8 000 m。

　　（4）負(fù)載線圈和橋接抽頭的檢測(cè)

　　距離范圍從0 ~ 5 000 m。

　　（5）電氣特性回環(huán)測(cè)試

　　測(cè)試內(nèi)容包括電壓、電流、電容和電阻。 直流電壓最高為400V，交流電壓為250V，50Hz，電阻從0~9.9 MΩ， 電容從100 pF到10 μF，最大電流：200 mA。

　　（6）最高速率的測(cè)量

　　距離范圍應(yīng)到8 000 m，頻率范圍為4.3 k ~ 1.104 M。

　　6.3 測(cè)試儀器其它要求

　　· 測(cè)試儀器必須輕巧、便于運(yùn)輸；
　　· 測(cè)試儀器需要與用戶線連接的RJ-45接頭；
　　· 操作手冊(cè)應(yīng)包括對(duì)測(cè)試集操作的描述，以及與時(shí)域反射計(jì)測(cè)量相關(guān)的背景知識(shí)；
　　· 測(cè)試儀器對(duì)有害電壓電流有自我保護(hù)功能，滿足國(guó)際認(rèn)可的電氣安全要求；
　　· 測(cè)試儀器具有LCD圖形顯示；
　　· 測(cè)試設(shè)備必須易于操作，可以獨(dú)立存儲(chǔ)和打印測(cè)量結(jié)果。

　　7 結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)對(duì)實(shí)地測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，可以看出目前的線路大多能滿足ADSL業(yè)務(wù)的傳輸要求，但部分長(zhǎng)度大于3 km的陳舊線路無(wú)法開(kāi)通ADSL業(yè)務(wù)。因此，為了確保有效地提供ADSL業(yè)務(wù)，對(duì)線路質(zhì)量和傳輸速率的測(cè)試工作是不可或缺的。此外，測(cè)試工作也應(yīng)考慮到可能的勘錯(cuò)測(cè)試，而測(cè)試儀表選擇是影響測(cè)試效率的重要因素。