SDH微波网管系统的误码监测与性能评估

摘要: 本文详细说明了数字微波传输系统的日常维护中常用的误码监测原理，并阐述了利用SDH网管进行误码监测与性能评估的方法。　　　

关键词：SDH；误码；评估

一、前　言　　

　　SDH微波传输系统的一大特点就是具有强大的网络管理功能。其网络管理系统结合数字微波传输系统的自身特点，完成对SDH微波设备及复用设备的管理。SDH微波传输系统的维护主要通过微波网管系统进行。误码性能是SDH传输网最重要的维护指标。SDH微波维护人员应掌握网络的运行情况，特别是SDH系统的误码性能。利用微波网管系统对SDH传输网的运行状况进行数据采集，对性能参数进行分析，以便了解系统中各设备的性能变化，预测今后的故障／劣化状况，对SDH微波传输系统进行误码监测与性能评估非常重要。

二、误码监测原理　　

　　在SDH信号的帧结构中，安排了大量用于操作维护与管理的段开销（SOH）和通道开销（POH）字节，各种字节被定义了特定的功能，使网络的运行、管理和维护（OAM）能力大大加强。在不中断业务的情况下（无需用仪表发送测试信号），利用业务信号帧结构中特殊设计的差错检测编码（SDH信号采用比特间插奇偶校验BIP码）字节（B1、B2、B3和V5－b1、b2）检出信号中的误块，并以块为基础评估误码性能参数。在线误码监测主要有两种方式：网管监测和仪表监测，本文仅讨论网管监测。　　
1．再生段误码监测

　　再生段开销（RSOH）中的1个B1字节共8bit用作再生段的误码监测，它使用偶校验的比特间插奇偶校验码（BIP—8）。BIP—8码对扰码后的前一STM－1帧中的所有比特进行计算，结果置于扰码前的B1字节位置。BIP—8码的第一比特为第一监测码组提供偶校验，第二比特为第二监测码组提供偶校验，依此类推．．．．．．。如果B≠10，说明无误码；如果B1≠0，说明再生段在传输中有误码产生。
2．复用段误码监测

　　复用段开销（MSOH）中的3个B2字节共24bit（BIP—24）用作复用段的误码监测。BIP—24对前一STM－1帧中除段开销的前三行（A1－D3）即RSOH以外的所有信号在扰码前进行24比特的比特间插奇偶校验计算，并将计算结果在本帧扰码前置于B2的位置。此校验编码在再生段内不重新计算，因此，它只是用于复用段的误码监测。如果B2＝0，说明无误码；如果B2≠0，说明复用段在传输中有误码产生。
3．高阶通道误码监测　

     高阶通道开销中的1个B3字节共8bit（BIP—8）用作高阶通道的误码监测。BIP—8对前一个虚容器VC－4的全部信号在扰码前进行BIP—8的计算，并将计算结果在本VC－4扰码前置于B3的位置。因此，它只是用于高阶通道的误码监测。如果B3＝0，说明无误码；如果B3≠0，说明高阶通道在传输中有误码产生。
4．低阶通道误码监测

　　低阶通道开销中的V5字节的前两个比特b1，b2（BIP—2）用作低阶通道虚容器VC－12的BIP—2误码监测。b1对前一帧VC－12中的所有字节的全部奇数比特进行奇偶校验，如果"1"的个数为奇数，b1＝1；反之，b1＝0。b2用同样方法对偶数比特进行校验。b1、b2的取值置于本帧的V5字节中。

三、误码监测与性能评估

1．误码监测
　　随着传输系统的速率增高、容量加大，中断业务测试通常仅限于在系统现场安装调测，工程验收及故障查找中使用。为了提高维护水平，及时发现系统中的潜在问题，不中断业务测试被越来越多地应用到维护之中。利用这种测试方法，可以实现系统长期连续观测。进行误码监测时，应在不中断业务即在线的情况下，利用网管系统或LCT（本地用户终端），通过监测与误码有关的开销字节B1，B2，B3和V5－b1，b2来评估线路的误码性能。通过对误码监测结果的统计分析就可以掌握在一段时间内的运行质量，定期地进行测试，还可以掌握网络误码性能的变化趋势，发现一些在短时间内进行中断业务测试无法发现的问题和故障苗头。以便及早采取预防措施，避免故障的发生，做到防患于未然。

2．在线测试的准确性　　
　　在泊松误码模型下，各类BIP码在系统平均误码率P＝10^－4时，对误块的检出概率都在92％以上；在P＞10^－4时，VC－3，VC－4通道和复用段、再生段的误块检出概率虽低于92％，但仍保持很高的误块检出概率；但VC－12通道（BIP－2）的误块检出概率的确下降很多。
　　各类BIP－N码对ES的检测相当准确，检出概率接近于100％。而严重误块秒参数（SES）由于其判据是1秒时间内误块大于等于30％，因此误块漏检可能造成SES漏判。
　　一般来说，SDH系统在线测试是可以信赖的，只是在系统有频繁的突发误码时，其结果才值得怀疑。

3．性能评估　　
   （1）误码特性指标
　　网络性能指标：它是基础标准。ITU－T规范的网络性能误码指标的建议是：G．821和G．826。它们是规范其它误码指标的参考基准。
　　G．821：低于基群速率的国际数字连接的误码性能（小于2 Mbit／s）。它以比特为差错单位。1988年版：误码性能参数有：ES、SES、DM。其附件D提出了高比特率误码性能测试的折算方法（见维护规程）。随后许多实践证明：附件D导出了令人怀疑的结果。
　　1995年版：建议修改为仅适用于低于基群速率的数字系列，删掉DM，删掉附件D。
这样，G．821只定义了两个事件：
　　———误码秒（ES）：在1秒时间周期有1个或更多差错比特。
　　———严重误码秒（SES）：在1秒时间周期的比特差错大于等于10^－3。
    G．821的性能参数如下：
　　误码秒比（ESR）：在1个固定测试时间间隔上的可用时间内，ES与总秒数之比。
　　严重误码秒比（SESR）：在1个固定测试时间间隔上的可用时间内，SES与总秒数之比。
　　G．826：基群及更高速率的国际数字通道的误码性能。适用于PDH、SDH，以块为基础，VC4：9行×261列×8＝18792比特。
    它定义的事件：
    误块（EB）：在1块中有1个或多个差错比特；误块秒（ES）：在1秒中有1个或多个误块；
　　严重误块秒（SES）：在1秒含有＞30％的误块，或者至少有一个缺陷。SES是ES的子集。
    背景误块（BBE）：发生在SES以外的误块。
    G．826的性能参数如下：
　　误码秒比（ESR）：在一个确定的测试期间，在可用时间内的ES和总秒数之比。
　　严重误码秒比（SESR）：在一个确定的测试期间，在可用时间内的SES与总秒数之比。
　　背景误块比（BBER）：在一个确定的测试期间，在可用时间内的背景误块与总块数扣除SES中的所有块后剩余块之比。
    维护指标：
　　它是网络性能指标在维护领域中的应用，ITU－T规范国际数字通道维护误码指标的建议是：
M2100和M2101。M2100用于PDH通道；M2101用于SDH通道。维护指标比网络性能指标严格1倍。维护指标只提出误块秒（ES）和严重误块秒（SES）两个参数。另一参数———背景误块（BBE）能否用于维护工作尚待研究。
    工程验收指标：
　　维护规程规定：工程验收指标应优于维护指标中投入业务的限值乘以0．8。
    系统设计指标：比工程验收指标更严格。
　　在SDH网络中，为了客观地评估网络的误码性能，ITU－T在G．826建议中制定了一些以"块"为基础的误码性能参数。误码性能的评估只有在通道处于可用状态时才有效。我国在进行SDH网络误码性能评估时，使用下列参数：误码秒比（ESR）、严重误码秒比（SESR）、背景误块比（BBER）。
　　对于SDH信号的G．826误码分析，分别对如下信号种类进行分析：RS B1 BIP／MS B2 BIP／PATH B3 BIP／PATH FEBE／，如果选择了2 Mbit／s或34 Mbit／s净负荷，也包括TU PATH BIP和TUPATHFEBE。
   （2）误码监测数据采集

    a．采集类型与选择
　　用LCT的Performance Monitor（性能监控）监测误码性能时，数据采集类型有：15 Min(Current）：15分钟间隔的最后数据、15 Min（8H）：过去8小时的数据、15 Min（24H）：过去24小时的数据、15 Min（TCN）：TCN门限值建立、1Day（Current）：一天间隔的最后数据、1Day（7days）：过去七天的数据、1Day（TCN）：TCN门限值建立。
　　《数字微波通信维护规程》第113条要求：日常维护应通过开销字节B1、B2、B3和V5分别对再生段、复用段和通道的差错性能进行在线监测。每天应提取一次数据并进行分析，如有异常数据应上报主管部门。第114条要求：线路割接或障碍修复后要进行15分钟B1、B2检查，以证实电路已进入正常运行状态。因此，日常维护时，应选择1Day的数据采集类型；而在线路割接或障碍修复后要选择15 Min的数据采集类型。进行选择后，即可采集误码性能数据。包括：BBE（背景差错块）、ES（差错秒）、SES（严重差错秒）、UAS（不可用秒）和FEBBE（远端背景差错块）、FEES（远端差错秒）、FESES（远端严重差错秒）、FE UAS（远端不可用秒）等参数。
    b．设置监测时间
    采集误码数据时，网元监测时间的设定一定要迟于网元的当前时间，否则，设置命令不成功。建议将所有网元的监测时间设置相同。
　　c．将误码性能数据报告打印输出并进行查看分析。
   （3）误码性能评估
　　从误码性能数据报告上可以分别看出B1、B2、B3或TU BIP（相当于V5－b1，b2）的BBE、ES、SES、UAS和FEBBE、FEES、FESES、FE UAS等参数的数据。
　　再生段、复用段、高阶通道、低阶通道或支路单元误码的BBE、ES、SES、UAS等参数可用于判断本端检测到的误码性能。
　　如果B1＝0（监测到的B1的误码性能参数都是0），说明无误码；如果B1≠0，说明再生段在传输中有误码产生。
　　如果B2＝0，说明无误码；如果B2≠0，说明复用段在传输中有误码产生。
　　如果B3＝0，说明无误码；如果B3≠0，说明高阶通道在传输中有误码产生。
　　如果TUBIP（相当于V5－b1，b2）＝0，说明无误码；如果TU BIP≠0，说明低阶通道（或支路单元）在传输中有误码产生。
　　复用段、高阶通道或支路单元误码的FEBBE、FEES、FESES、FEUAS等参数可用于判断远端检测到的误码性能。
　　再生段误码比较容易判断，若B1≠0，B2≠0，B3≠0，TUBIP（相当于V5－b1，b2）≠0，说明再生段在传输中有误码产生，问题可能出在微波再生中继站之间；若B1＝0，B2≠0，B3≠0，TU BIP≠0，说明复用段在传输中有误码产生，问题可能出在微波复用段之间；若B1＝0，B2＝0，B3≠0，TU BIP≠0，说明高阶通道在传输中有误码产生，问题可能出在高阶通道之间。其它误码，尤其是低阶通道误码比较难判断。除再生段以外产生的误码都包括本端和远端误码指示的参数，可据此判断产生误码的区间。一般地说，再生段、复用段、高阶通道和低阶通道误码之间的关系为：排在前面的误码可能会引起排在后面的误码。因此，在处理误码问题时，应首先排除线路传输中产生的误码即再生段误码，再排除复用段误码，最后排除高阶通道和低阶通道或支路单元误码。