xDSL线路测试

沙 峰 刘胜光

　　（北京恒光科技发展公司）

　　1 引言

　　市话电缆用户线最早是为传输电话而建设的。随着频带MODEM、基带MODEM、HDSL、SDSL、ADSL、SHDSL的广泛应用，市话电缆传输速率越来越高，占用的频带也越来越宽了，同时对线路特性提出了更高的要求。传统的针对电话开通和维护的简单测试已经无法满足这些业务了，装备适应xDSL业务的线路测试仪表已经显得非常重要。

　　xDSL（IDSL、HSDL、SDSL、ADSL、SHDSL等）仪表有两种类型：

　　（1）用于局端或用户端xDSL设备仿真和服务功能测试的仪表，主要用于开通测试；

　　（2）用于分析传输损伤参数的线路特性测试仪表，在开通测试和运行维护中处理用户线路各种障碍时，是非常得力的工具。

　　本文对影响xDSL等非话业务传输的线路特性参数、传输标准以及对仪表的要求等进行探讨，并推荐一款易操作、性能全面的DSL线路测试仪-ALT2000。

　　2 主要线路特性概述

　　2.1 回波损耗（Return Loss）

　　现在xDSL几乎都采用二线全双工传输。线路上可能存在各种阻抗不匹配的情况，例如：

　　（1）由于设备线路端的阻抗不可能在整个传输频带内完全与线路阻抗相匹配；

　　（2）由于线路中可能存在混合线径，不同线径的线段阻抗的差别，在接续点上也会出现阻抗不匹配；

　　（3）桥接抽头将破坏均匀线路的阻抗匹配，等等。

　　发送的信号在这些不匹配点上将产生反射，也就是回波，这些回波将对接收信号产生干扰。

　　用回波损耗Lret表征回波：

　　Lret=10lg（Pi /Pr)=20log（1 /ρ）

　　ρ＝│ZX│/│ZN + ZX│

　　式中：Pi -发送功率；Pr-回波功率；ρ－反射系数；ZN -标称阻抗；ZX-输入阻抗

　　2.2 插入损耗（Insertion Loss）

　　也称为衰减（Attenuation），表征发送到线路上去的功率与线路另一端接收功率之比。

　　市话电缆的衰减近似与频率的开方成正比，频率越高，衰减越大，线路反射还会引起衰减/频率特性波动。衰减越大则接收信号电平越低，在一定噪声的条件下，信噪比（S/N）越低，抵御各种干扰的能力也就越差（信噪比容限降低，电路的可靠性降低）；在信噪比低于一定程度时，则会产生误码，甚至xDSL电路无法开通。

　　2.3 纵向平衡（Longitudinal Balance）

　　市话电缆是平衡传输，理想情况下每根线对地的阻抗应是一致（平衡）的。但是由于线对在电缆中的位置、制造误差、接头电阻和绝缘电阻的变化等因素都会破坏这种平衡。线路的不平衡将降低该线对抵御外界干扰和其他线对信号串扰的能力，对于占用较宽频带的xDSL尤为重要。我们用纵向平衡衰减来表征：

　　ＬＣＬ = 20log（|ＶＴ1 / ＶＬ1|）

　　2.4 噪声（Noise）

　　产生噪声的原因很多：电子运动产生的白噪声；无线电信号的感应；电力系统和电气感应等。正如在插入衰减中所叙述的那样，噪声对xDSL传输产生直接的影响。

　　2.5 脉冲噪声（Impulse Noise）和瞬断（Interruptions）

　　脉冲噪声就是我们电话里有时会听到的“喀喇”声，雷电、电火花、工业电气、强电的瞬变等干扰和电话振铃信号串扰等都可能引起脉冲噪声。

　　瞬断就是电平的跌落超过了指定的门限。线路接续的接触不良，接头氧化，线路受外力的震动等都可能产生瞬断。

　　脉冲噪声和瞬断都属于瞬态参数，都会引起突发性的连续差错。

　　脉冲噪声和瞬断都用在指定测试时间内的的计数数量来衡量。

　　2.6 串音-近端串音Near end crosstalk（NEXT）和远端串音Far End Crosstalk（FEXT）

　　市话电缆线对采用扭绞和每组内的线对采用不同纽绞节距的结构，就是为了尽量减少线对之间的串音和抗拒外界干扰而设计的。但是由于线路绝缘能力的下降，平衡度的下降，不规范的用户引入线等，特别是随着电缆内开通xDSL线对的数量不断地增加，各种高频频谱的串扰就不能忽视了，往往串扰是影响开通和运行稳定的重要因素。

　　应该说明的是，通信系统是一个整体，我们不但要重视传输xDSL线对的质量，也不能忽视其他线对的质量。实际中会遇到绝缘不好的电话线对振铃时对xDSL线对产生强大的干扰而导致xDSL掉线的情况。

　　线路的近端串音要比远端串音严重。

　　3 频率特性测试和频谱分析

　　对回损、衰减、纵向平衡、串音的测试有两种方法：一是用指定测试频率测量，这种方法简单快捷；最好的方法是测试指定频带（与xDSL信号频带相应）内的回损、衰减、纵向平衡、串音频率特性，这种方法测试全面，便于分析。

　　频谱特性的测试很有价值，通常用于测试传输频带内的噪声功率谱密度。通过噪声频谱特性可以分析噪声的性质，例如白噪声的频谱是平直的；如果是无线频率的干扰，在该无线频率上功率谱密度突然增大；如果是其他线对上xDSL的串扰，那么功率谱密度的形状与主串xDSL信号的频谱形状相像。

　　也可以用套用滤波器（D、E、F、G滤波器）的办法，测试落入传输频带内的噪声功率总电平，这是一种宏观的测试噪声的办法。

　　可以用高阻跨接的办法在不中断业务的情况下测试xDSL信号的频谱。

　　4 DDM和TDR测试

　　数字万用表（DDM）功能实现传统的线路环阻、电容和绝缘测试。一般使用RLC电桥用1KHz交流信号测试环阻和电容。绝缘电阻宜采用较高电压测试。

　　时域反射计(Time Domain Reflectometer)是查找故障（或缺欠）了解线路结构的有力工具。可以查找线路短路、开路、乱对、受潮、劈开等障碍并判断其位置，测试线路中是否存在加感线圈、桥接抽头及其位置，观察因结构变化（如不同线径电缆连接）制造和施工缺欠引起的阻抗变化。

　　4.1 两个很实用的测试功能

　　（1）噪声免疫性（Noise immunity）测试

　　将一个具有高阻抗输出的白噪声发生器桥接到已经建立xDSL连接线路上，逐渐增加注入的噪声电平直至出现错码或差错告警。注入的额外噪声越大，说明该信道的噪声免疫性越好，也就是说抵御干扰的能力越强，该信道运行的可靠性越高。

　　电信运营部门也可以用这个方法检查xDSL设备和选择不同型号的xDSL设备。

　　（2）传输速率评估

　　根据衰减频率特性和噪声功率谱密度计算出每个子载频的S/N，根据ADSL的数学模型估算出上行和下行传输速率。

　　4.2 用户使用所关心的功能

　　●便携手持式，可电池供电，适于在现场使用。

　　●具有直观和易操作图形、文字界面。

　　●能够存储多条线路的各项测试数据。

　　●能够与PC连接输出测试数据以便存档和分析。

　　●具有各种xDSL线路标准模框，能及时判断被测线路特性是否合格。

　　ALT2000线路测试仪简介

　　ALT2000是一款全面的模拟线路测试仪表。不仅可以对铜线线缆的物理参数质量进行测量，而且对于xDSL、ISDN、POTs等各项业务提供全面、专业的维护手段，精确的TDR功能很方便的为线路维护人员提供及时、准确的故障定位依据。

　　ALT2000可以针对多种线路类型进行测试：语音、MODEM、ISDN、HDSL 1P、HDSL 2P、E1、T1 ADSL、ADSL 2兆、ADSL 8兆、SDSL、G.SHDSL

　　对DSL线路的各项参数提供全面测试：

　　噪声、回波损耗、插入损耗、长度平衡、比特率评估（ADSL）、近端串扰（NEXT）、远端串扰（FEXT）、脉冲噪声、微中断、相位跳变、群延迟、线上噪声的频谱分析和功率谱密度PSD、TDR测试鉴别故障探测、基带（POTS）功能性分析、频谱分析Spectrum analyser 、网络分析Network analyser、DMM测试（电压，电阻，电容，绝缘和通过两个连接器间的电流和连接器与接地间的电流）。

----《中国数据通信》