沙 峰 劉勝光（北京恒光科技發(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越高，占用的頻帶也越來越寬了，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)的簡單測試已經(jīng)無法滿足這些業(yè)務(wù)了，裝備適應(yīng)xDSL業(yè)務(wù)的線路測試儀表已經(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)功能測試的儀表，主要用于開通測試；
（2）用于分析傳輸損傷參數(shù)的線路特性測試儀表，在開通測試和運(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表征：
�。蹋茫� = 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試時(shí)間內(nèi)的的計(jì)數(shù)數(shù)量來衡量。
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 頻率特性測試和頻譜分析
對(duì)回?fù)p、衰減、縱向平衡、串音的測試有兩種方法：一是用指定測試頻率測量，這種方法簡單快捷；最好的方法是測試指定頻帶（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，這種方法測試全面，便于分析。
頻譜特性的測試很有價(jià)值，通常用于測試傳輸頻帶內(nèi)的噪聲功率譜密度。通過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；如果是無線頻率的干擾，在該無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)的情況下測試xDSL信號(hào)的頻譜。
4 DDM和TDR測試
數(shù)字萬用表（DDM）功能實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的線路環(huán)阻、電容和絕緣測試。一般使用RLC電橋用1KHz交流信號(hào)測試環(huán)阻和電容。絕緣電阻宜采用較高電壓測試。
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�？梢圆檎揖�路短路、開路、亂對(duì)、受潮、劈開等障礙并判斷其位置，測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)用的測試功能
�。�1）噪聲免疫性（Noise immunity）測試
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，說明該信道的噪聲免疫性越好，也就是說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)測試數(shù)據(jù)。
●能夠與PC連接輸出測試數(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)判斷被測線路特性是否合格。
ALT2000線路測試儀簡介
ALT2000是一款全面的模擬線路測試儀表。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)行測試：語音、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)提供全面測試：
噪聲、回波損耗、插入損耗、長度平衡、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測試鑒別故障探測、基帶（POTS）功能性分析、頻譜分析Spectrum analyser 、網(wǎng)絡(luò)分析Network analyser、DMM測試（電壓，電阻，電容，絕緣和通過兩個(gè)連接器間的電流和連接器與接地間的電流）。
