误码性能（共8篇）
误码性能 篇1
一、SDH微波通信系统的传输性能指标概念
这里先介绍几个概念:
1、假设参考数字通道
ITU-T规定假设参考通道, 可以作为电路设计和设备制造的依据。它提供并统一了不相同站距的设计标准。它分为三个质量等级:高级参考电路 (2500公里) , 中级参考电路 (280公里) 和本地级参考电路 (50公里) 。
高级假设参考通道适用于大交换中心之间的干线传输, 全长2500公里线路, 可分为9段等长等质的数字段, 允许2次64kbit/s的转接。每个数字段长度是280公里, 又可分为6个中继段, 每段46.7公里。
2、数字微波通道的差错 (误码) 特性
数字传输最重要的技术指标是差错特性。数字微波系统关于差错指标的依据是ITU-T的两个建议, 一个是G..821建议, 一个是G..826建议。这里只介绍吉林广电数字微波设备采用的G..821建议。
(1) G..821建议及指标分配
G..821建议规定了一个国际连接中64kbit/s数字通道的差错性能及其分配原则。该建议规定:
(a) 一个月中比特差错率大于1×10-3常称为严重误码秒 (SES) , SES的时间率不得大于0.2%。
(b) 一个月中, 有至少一个差错比特的秒的百分数不得多于8%。常称为差错秒 (ES) 。
(2) 关于微波电路的差错性能指标的建议
A、ITU-R F.594建议, 它规定数字连接中高级电路部分的微波电路的差错性能指标, 长度为2500公里之间的数字64kbit/s输出端比特误码率应满足以下标准。
(a) 任何月份0.4以上时间率的1分钟平均比特误码率不大于1×10-6。
(b) 任何月份0.054以上时间率的1秒钟平均比特误码率不大于1×10-3。
(c) 任何月份的误码秒累计时间不大于0.32。
其中 (a) 又称为劣化分; (b) 又称为严重误码秒; (c) 又称为误码秒。
B、ITU-R F.634建议, 它规定数字连接中高级电路部分的实际微波电路的差错性能指标。实际数字微波通道在长度和组成方面很可能与假设参考数字微波通道的高级通道有很大不同, 考虑微波衰落、干扰及其它性能的因素的影响, 长度为280-2500公里之间的数字64kbit/s输出端比特误码率应满足以下标准。
(a) 任何月份0.4×L/2500%以上时间的1分钟平均误码率不大于1×10-6。
(b) 任何月份0.054×L/2500%以上时间的1秒钟平均误码率不大于1×10-3。
(c) 任何月份的误码秒累计时间率不大于0.32×L/2500%。
(d) 残余比特误码率RBER不大于5.0×10-9×L/2500。
当L小于280公里时, 按L=280公里规定其误码性能指标。
C、ITU-R F.696建议, 它规定中级假设参考数字段的长度为280公里中级通道的差错性能指标。省略。
D、ITU-R F.697建议, 它规定用户级假设参考数字段的长度为50公里用户级通道的差错性能指标。省略。
二、关于误码 (差错) 率几个指标说明和电路误码率指标分配
1、误码率指标
(1) 误码率是数字微波通信系统中衡量传输质量的最主要的指标。实际测量中均用式:
实际上在数字微波通信中所说的误码率就是指比特误码率, 记为Peb或BER。比特误码率就是研究二进制码元的误码情况。
(2) 恶化分 (DM) :指在一分钟统计时间内, 误码率超过1×10-6的分, 以及相应时间百分比。这就是低误码指标, 叫小误码, 一般认为是设备不完善性及干扰等因素造成的。
(3) 严重误码秒 (SES) :指在一秒钟内统计, 误码超过1×10-3的秒, 以及相应的百分比。这就是高误码指标, 称之为大误码。影响此指标的主要因素是深衰落。当误码率≥1×10-3说明电路中断。在实际电路上当长度大于280公里, 满足第二条要求, 一般第一条也能满足。所以电路设计时主要以高误码率1×10-3为依据。
(4) 误码秒 (ES) :指在一秒钟内出现一个或多个误码的秒, 以及相应的百分比。此指标主要针对数据传输而规定的, 这个指标是对非深衰落时的误码性能要求的一个补充主要。
(5) 残余误码率 (RBER) :指在一个较长时间 (如15分钟) 进行统计所得到的平易误码率。这实际上是对设备本身性能提出的要求, 即要求得到极小的背景误码。
2、误码率指标在中继段上的分配
在进行误码率指标分配时, 假定下述条件是成立的:
(1) 全线共有m个再生中继段, 各段具有相同的特性;
(2) 深衰落是造成高误码主要原因, 并且各中继段的深衰落是相互独立的; (3) 码间干扰及外来干扰是造成低误码的主要原因, 而且在低误码率的统
计时间内, 这些干扰可近似看成是平稳的。
对于统计时间较长的低误码指标, 如分钟平均误码率、残余误码率, 在各个中继段均匀分配, 但各段的误码的时间概率与全线相同。对于统计时间较短的高误码指示, 如严重误码秒、误码秒、其误码的时间概率 (又称瞬断率) 在各中继段按距离成比例分配, 但各段的误码率与全线相同, 即
Pe底总=mPe低 (各段之和)
K高=K高 (各段之和)
式中:Pe为误码率, K为时间概率。
对于高误码的时间概率分配问题可作如下解释:实际传输证明, 深衰落不会在全线同时发生, 只要在一个短时间内在某一中继段发生, 这个中断端就成为全线的决定因素, 当深衰落使该段误码率不小于1×10-3, 则这个中继段的误码率与全线误码率指标相同, 无需指标再分配。又因为此时该段的瞬断率仅是全线的一部分, 所以总瞬断率指标在全线是按距离分配的。
三、关于可用性的指标及分配方案
可用性是数字微波通信系统的一项质量指标。微波通信系统属于出现事故后可以修复的系统。因此均用可用性来衡量其正常工作时间, 可用性定义为:
不可用定义:下述事件持续10秒钟为系统不可用
(1) 数字信号中断。
(2) 每秒钟比特误码率大于10-3。
可用性与误码性能是两个不同的指标。可用性规定了系统的可用时间百分比。而误码性能规定了可用时间内的性能指标。
ITU-T规定不可用时间在出现10个SES事件后的开始时刻算起, 而且这10秒也算作不可用时间的一部分。当连续出现10个非SES事件时认为不可用时间结束, 可用时间开始, 可用时间从这10秒的开始时刻算起。
2、假设参考数字链路的可用性指标
(1) 高级和中级假设参考数字链路 (双向) 长度L在280和2500公里之间的年可用性目标为99.7%, 即不可用时间不应超过一年的0.3%。一般认为通信设备故障、电源故障、电波传播衰落造成的不可用时间各占0.1%。
(2) 用户级假设参考数字链路 (双向) 的年可用性目标为99.8%。
在前邮电部的“总技术要求”中规定的SDH微波通信系统三种HRDS的双向年可用性指标见下表。设计时应将不可用性指标分配给衰落中断、设备故障和电力故障等多个因素。
表:可用性指标
可用性定义:A=【100- (0.3×L) ÷2500】%
结论
在数字微波运行维护和管理工作中, 我们总结了大量的经验, 也使我们吸取了一些教训, 实践见证了设计, 电路运行是安全可靠的, 它为吉林广播电视的传输工作立下了大功劳。虽然微波的地位不如以往, 但是微波作为一种传输手段, 它将与卫星、光缆长期共存, 优势互补。在当前广播电视发展新阶段充分利用这块宝贵的资源, 在下一步全省数字微波换型, 模拟微波数字化改造方案设计中, 总结经验, 扬长避短, 找出电路存在的问题, 彻底解决。
摘要：模拟微波电路运行已经20多年, 数字微波电路在吉林省也运行十多年。这里就SDH数字微波电路最初设计和十几年运行有关技术要求进行探讨, 为今后的数字微波更新换代, 模拟微波数字化改造提供一些参考。
关键词：误码,可用性
通过实例看误码故障处理 篇2
关键词：单向通道保护环；VC4；误码；打环
中图分类号：TN929.11 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 08-0000-02
Error Fault Dealing By Cases
Tian Yanping
(Xingtai Branch of China Telecom,Xingtai054001,China)
Abstract:The fault in the transmission processing,the error failure is more common,while more difficult kind.This paper describes an example of the method of handling such a failure,and proposed to rely on the signal flow to sort out the transport network,the idea of dealing with failure.
Keywords:Unidirectional path protection ring;VC4;Error;Fighting ring
我们知道传输误码的产生主要包括几类：光功率过高、光功率过低、光纤头不清洁、单板故障、板间配合不好、时钟故障、母版故障以及接地不良、温高等。解决此类故障的方法主要包括：告警性能分析法、逐段环回法和替换法等。下面简要介绍一下最近我部处理的一起数据接入环误码故障，本次故障的处理基本涵盖了大多数此类故障的处理方法。通过对信号流的分析准确定位故障区间，最终排除了故障，其处理过程也为我们今后的工作提供了宝贵的经验。
【拓扑图】
该环（拓扑图）是由华为Optix 155/622光端机组成的单向通道保护环，F为SNCP节点，全环为集中型业务，A为中心站，其他各站分别对A配置了32个2M。业务配置均为“西收东发”，如图中箭头所示。
一、故障现象
我们通过详细的查询告警和性能，发现了大量低阶误码上报：G支路板个别通道上报BIP-EXC（误码过量），所有在用通道均有误码上报；E支路板的8、9、10三个通道上报BIP-EXC；C支路板有远端误码上报；A对应G的相应通道上报远端误码，收C的业务通道上报误码、误码秒，对应E的3条通道有远端误码上报。
此外，我们注意到光板性能正常，没有高阶误码（光缆线路故障可能性小）和指针调整（时钟故障可能性较小）等，其他各站均无异常。
通过查询业务配置，我们发现出现告警的业务均为第2个VC4，通路组织图如下：
通过分析故障现象及业务配置，我们可以初步定位于C、D和F三站之间，交叉板、光板的可能性最大。
二、处理过程
由于本次故障的处理过程比较复杂，也经历了多次定位，以下分四个步骤，力图阐述一个完整的处理过程：
（一）通过更改配置的方式恢复在用业务
由于G收A报误码，且主用接收方向为西向，因此将G的主用接收方向改为收东向，查询性能，误码不再上报；
由于E收A的3个通道报BIP-EXC，该时隙在F（SNCP节点）接收的也是主环西向光板，因此在F将该时隙主用接收方向改为东向。查询性能，误码也不再上报。再加上C收A没有误码，由此可以看出F的东向、C的西向应该都没有问题；
由于A收C的2板位报误码，主用方向为收西向，因此将主用方向改为收取东向。
至此，全环误码消失，业务恢复。
（二）选取2条业务跟踪监测来缩小定位范围
选取第2个VC4的17和38两个时隙（均没有在用业务）分别配置到D和F，另一端仍在AA，其余各站穿通，端站信号方向均为“西收东发”，通道图如下：
通过网管查看这两条电路的性能，D收A报远端误码；F收A报本端误码块、误码秒；A收D报本端误码秒；A收F报远端误码。由此可见，故障定位于D东向光板、F西向光板以及两站交叉板之间。
维护人员首先到D更换了东向光板，无效；从网管硬复位主用交叉板，交叉板倒换后（从网管做交叉板的倒换，并没有引起相应网元支路通道的PS倒换告警），误码仍没有恢复。然后赶到F，同样得，更换单板以及倒换交叉板后均无效。最后检查了机房环境温度和接地情况，未发现异常。
难道是故障定位错误？还是两块交叉板都坏了（可能性很小）？
（三）通过对VC4打环，进行精确定位
由于只选择了两条电路进行测试，我们对结论的可靠性产生了怀疑，于是决定分别在各端站对整个第2个VC4进行打环，具体操作如下：
通过步骤1，我们已经将相应端站的主用接收方向做了更改，A－G、A－E、A－C三端路由的主用方向已经改为了一致路由，即已经“化环为链”了，因此具备了打环的条件（否则如果打环时业务配置仍为“西收东发”，就会中断许多业务，这也是我们开始并没有采用打环操作的原因）
我们首先将G不在用的十条业务主用“收”配回到西向（用作测试），这十条通道的误码重新上报。然后在F的东向光板对第2个VC4打外环（此时A收C的业务已改为东向，不受影响，E的业务因收取备环方向而受到了影响，操作前已经过用户同意），查性能，G的误码不再上涨，观察15分钟后误码完全消失；接着在F的西向光板对第2个VC4打内环，G的误码再次上报。至此，我们认为故障点就在F，由于已经换过西向光板，因此主用交叉板有重大嫌疑。
维护人员携带交叉板到站后，首先拔除了主用交叉板，让备板工作。这时A、G和F的支路板上报了许多PS告警（而在网管上做交叉板倒换操作，支路板是没有PS告警的），等PS告警消失后，查询性能，误码不再上报。
此时我们有了疑问，为什么在网管对交叉板进行复位倒换时，业务并没有恢复，而拔除了主用交叉板后，业务就恢复了呢？是不是由于设备上“坏板”对好的备板产生影响，使得备板也不能正常工作呢？
带着疑问，我们将带去的交叉板插到主用交叉位置上。这时网管马上又出现了大量误码（产生误码的通道并没有变化），可见不是交叉板的问题。接着我们拔出了主用时钟板，误码依旧，看来也不是时钟板的问题。最后拿手电筒查询了母板槽道，“没有倒针现象”。
此时我们还注意到，原主用交叉板为“SS13GTC”，而备用交叉板为“SS12GTC”，这两种单板工作模式出厂默认都设为“12模式”，即支持“时分交叉”，可以完全互为备份。虽然如此，由于原备用交叉为SS12GTC，而我们更换的交叉板均为SS13GTC，会不会出现版本不匹配而不能协调工作呢？我们本地网曾经上过一批交叉板，由于该板电源模块的问题导致一块单板不在位，整个网元单板脱管。
（四）再次更换两块交叉板后，更换母板子架
我们再次携带两块版本一致的交叉板替换了子架的单板，误码仍没有消除。此时，我们认定为母板问题。更换母板子架后，插回原来各单板，业务完全恢复。
三、故障原因及处理建议
我们再次检查了母板的9槽位，发现最下面倒数第二行的几根针确实“歪了”，上次没有看清楚，以为是灰尘。由于某些针的接触不良，导致通过此处的第二个VC4的传输错误。母板故障需要更换子架，所以这是我们最不希望看到的结果。而在传输故障定位中，母板可能会出现的问题又往往是最后考虑的。
通过本次故障我们看到误码故障的产生原因有很多，处理的方法又极为复杂。误码故障的处理集中体现了对传输系统的理解和对信号流走向的把握。以小见大，传输故障的处理乃至传输网络的构建都需要对传输系统有深入的了解，具有“全程全网”的概念，要站在全局的角度来处理个别问题；同时也要把理论吃透，把SDH网络的信号流和基本模块搞清楚，在处理问题时能够定位到模块，而不仅仅是单板。我们在实际的工程建设和维护过程中，一些被忽视的细节往往会导致今后网络的不稳定，甚至造成无法估量的经济损失。比如在工程建设时，不佩戴防静电手镯，身上的静电就有可能击穿单板；在拔插单板时，插入的不牢靠就有可能造成母版倒针和接触不良。还有些不良习惯，当时并没有产生告警，也没有任何性能事件上报，可在几个月后，甚至几年后对网络运行产生严重影响，而在一个环路多个故障的同时发生就有可能是灾难性的故障。这些都要求我们的工程和维护人员在工作中要严格要求自己，严格按照操作规程实施，并不断提高自己的专业理论知识，积累故障处理的经验。
[作者简介]田彦平（1971-），男，1995年7月毕业于河北理工大学，学士学位，中国电信邢台分公司，工程师
误码性能 篇3
OFDMA技术是对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的演进。该技术除了具有OFDM的优点外，还具有较高的频谱效率，但未能克服OFDM对相位噪声与频率偏差敏感的缺陷。OFDMA技术利用快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)进行调制，要求子信道严格正交，若其正交性在传输过程中被改变，则会产生载波间干扰(Inter Carrier Interference,ICI)，系统性能会受到严重的影响[2]。小波基具有良好的正交性，在时频域上也有较好的局部化特性[3]，用在通信系统中，能使不同子信道保持正交，有效地消除ICI，因此小波变换在提高通信系统性能方面具有明显的优势。文献[4,5,6]将小波变换与OFDM技术相结合，来提高系统的误码性能，克服频偏与相位噪声的影响;文献[7]将小波变换应用到多带正交频分复用(Multi-band Orthogonal Frequency Division,MB-OFDM)系统中，使系统的信噪比提升近1 dB。文献[8]仿真分析了不同小波对WiMAX系统性能的影响，从而选择出最适合的小波基。而针对LTE下行链路，国内外这方面的研究相对较少。
为了改善OFDMA系统的性能，本文将小波变换应用到OFDMA系统中，利用滤波器组的多级滤波来实现离散小波变换(Discrete Wavelet Transform,DWT)和离散小波逆变换(Inverse Discrete Wavelet Transform,ID-WT)，并针对不同的小波子载波，对系统进行仿真分析。由于小波基的正交性，基于小波变换的OFDMA(Wavelet Transform based OFDMA,W-OFDMA)系统不需要插入循环前缀(Cyclic Prefix,CP)，并且对于频偏和相位噪声的敏感程度降低，系统性能可在原基础上得到较大的提升。
1 OFDMA系统简介
OFDMA是一种频分多址技术，该技术将OFDM与频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)技术结合。如图1所示，多个用户通过信道复用技术分配到不同的子载波信道上，再采用OFDM调制方式进行处理[9]，再通过数模转换得到模拟信号。该信号经过信道，在接收端先通过模数转换，再进行OFDM解调。此时的信号是多个用户的复用信号，对于用户i，只需从中抽取其对应位置上的信号即可恢复出用户i发射的信号。
在进行OFDM调制解调时，采用快速傅里叶逆变换(Inverse Fast Fourier Transform,IFFT)和快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)进行相应的调制和解调。在形成OFDMA符号后，需要插入CP保证符号内各个子载波的正交性。
OFDMA系统可动态分配子载波数量的多少，同时可在不同子载波上使用不同的调制方式以及发射功率，减少干扰，提高传输效率，从而达到较高的频谱利用率，但是OFDMA对频率偏差和相位噪声非常敏感，对同步和前端放大器的线性要求比OFDM更加严格[10]，这在很大程度上影响了系统的性能。
2 W-OFDMA系统
2.1 DWT基本原理
将信号f(t)用尺度空间的规范正交基函数φj,k(t)和小波空间的规范正交基函数Ψm,k(t)表示为
式中:dm,k为尺度系数;cj,k小波系数。对于任意相邻尺度空间，有二尺度方程[11]
式中:系数h(n)和g(n)为小波滤波系数。对尺度函数φ(t)进行伸缩和平移，并令n=m-2k，则
将式(4)代入系数cj,k中，可得递推公式
同理
式(5)和式(6)为DWT在尺度空间中的递推公式，等效于将序列cj-1(m)通过冲激响应为h(-n)和g(-n)的数字滤波器，再分别进行二抽取。
利用等效滤波器的多级滤波实现DWT，其流程可表示为图2所示的级联形式。将输入信号f经过分解滤波器G0或H0，再通过二抽取，得到细节信号d1和低频信号c1。将c1作为新的输入信号，再进行下一级分解。
IDWT的多级滤波流程可表示为图3所示的级联形式。在输入信号中选取两条支路，作为细节信号dj和低频信号cj，通过二插值和重构滤波器G1或H1的滤波，再合成一路，作为新的低频信号cj-1，同时选取原始信号中的另一条支路作为新的细节信号dj-1，再进行下一级重构。分解滤波器G0、H0和重构滤波器G1、H1的滤波系数都由小波唯一确定。
2.2 小波基分析
在小波系中，不同的小波对应着不同的基函数，也对应着不同的小波滤波系数。本文主要针对4类小波系进行仿真分析。1)Daubechies(db N,N为小波的阶数)小波。该类小波具有正交性和紧支撑性，但不具有对称性。对于N阶小波，其消失矩为N，滤波器长度为2N。2)Symlets(sym N)小波。该类小波是对db N小波的改进，它在db N的基础上还具有近似对称性。对称小波的相位不易产生畸变。理论上，sym N小波的性能优于db N小波。3)Coiflets(coif N)小波。该类小波具有正交性和较好的对称性，其消失矩为2N，滤波器长度为6N，此小波的对称性是在增加滤波器长度的条件下得到的。4)Biorthogonal(bior Nr.Nd,r代表重构，d代表分解)小波。该类小波属于双正交小波，具有线性相位，它利用对偶小波对信号进行分解和重构[12]，其重构和分解小波的消失矩分别为Nr和Nd，滤波器长度与Nr和Nd有关。
2.3 W-OFDMA系统基本原理
为了改善传统OFDMA系统的性能，本文利用离散小波变换取代傅里叶变换，以保持子载波的相互正交性，克服频偏和相位噪声对系统的不良影响，提高系统的误码性能。
在W-OFDMA系统中，将正交小波作为子载波，在发送端通过IDWT的多级重构实现小波调制，在接收端通过DWT的多级分解实现小波解调。若W-OFD-MA系统采用N个子载波进行调制，若每一个子信道输入的数据符号为ak(k=0,1,2，…，N-1)，则经过IDWT后的调制信号为
经过DWT后的解调信号为
利用滤波器组的级联方式来实现小波的调制解调，能降低系统的复杂度和实现难度。N个子载波的调制相当于用h(k)与g(k)的滤波器组进行lb N次迭代。在输入端选取两条支路，当作低频信号cj-1和细节信号dj-1，利用多级重构合成一条支路cj，则有
在接收端对信号进行多级分解，得到低频信号cj-1与不同尺度下的细节信号dj-1，则有
W-OFDMA系统框图如图4所示。发送端，信号经过1/3码率的Turbo信道编码和16QAM，再进行串并转换，采用集中式子载波映射，再经过128点的ID-WT变换形成W-OFDMA基带信号，再将数据流进行数模转换，发送到信道中。接收端为发送端的逆过程。W-OFDMA系统与传统的OFDMA系统相比，主要的改进在于:利用DWT调制方式取代FFT调制方式，使子载波严格正交，提高了系统的抗干扰能力;利用滤波器组的级联方式实现DWT调制，降低系统的复杂度和实现难度;不需要插入CP，降低了系统的额外开销，系统的频谱利用率与信息传输速率都能得到提高。
3 系统仿真与结果分析
3.1 系统参数分析
在MATLAB中对W-OFDMA与OFDMA系统进行仿真，针对前文介绍的4类小波系，选取每个小波系中不同阶数的小波进行对比分析。利用Simulink搭建系统模型，通过设置不同的小波滤波器系数，实现不同的小波调制。系统参数列表如表1所示。
由表1可知，W-OFDMA系统与OFDMA系统相比，信息传输速率由4.03 Mbit/s变为4.32 Mbit/s，提升了7.14%，频谱利用率由2.88 bit/(s·Hz)变为3.09 bit/(s·Hz)，提升了7.29%。IFFT的计算复杂度与Nlb 2N成正比，采用滤波器组级联形式实现的IDWT的计算复杂度也与Nlb N成正比，而由于W-OFDMA系统不需插入CP，因此W-OFDMA系统与OFDMA系统相比更简洁，实现难度更低。
3.2 仿真结果与分析
图5为db N小波的系统误码率。随着SNR的增大，基于db6的系统的误码率始终最低，而基于db2的系统的误码率偏高。当SNR增大到11 dB时，除了db2，其他3个系统的误码率都降到10-5以下。
图6为sym N小波的系统误码率。相同的SNR下，基于sym4的系统的误码率最低，基于sym2的系统的误码率最高。当SNR为11 dB时，基于sym4和sym6的系统的误码率都降到10-5以下。图7为coif N小波的系统误码率。当SNR小于7 dB时，三个系统的误码率基本相等，当SNR大于7 dB时，相同的SNR下，基于coif2的系统的误码率最低。当SNR为11 dB时，基于coif2的系统的误码率降到10-5。
db N小波和sym N小波的滤波器长度都为2N,coif N小波的滤波器长度为6N。这三类小波都属于正交小波。由于小波调制符号在时域上相互重叠，滤波器过长，会增加符号间的干扰，降低系统的性能。滤波的过程相当于卷积运算，滤波器越长，系统的运算复杂度越高。但若滤波器长度过短，则正则性降低，滤波器的带限能力减弱。因此，在正交小波中，滤波器长度适中的小波更适合W-OFDMA系统。
图8为bior Nr.Nd小波的系统误码率，该小波为双正交小波。随着SNR的增大，基于bior3.3和bior3.5的系统的误码率基本保持在0.5，而基于bior1.3和bior4.4的系统的误码率有所降低。bior3.3和bior3.5的小波对相关性差，完全不适合W-OFDMA系统。bior4.4的小波对相关性较好，所以呈现出的误码性能较好。而bior1.3的小波对相关性比bior4.4稍差，因此其系统性能稍差一些。因此，在双正交小波中，小波对相关性好的小波更适合W-OFDMA系统。
图9比较了基于不同小波的W-OFDMA系统和基于FFT的OFDMA系统的误码率。从每个小波系中选取滤波器长度适中并且相近的小波进行比较。db4、sym4的滤波器长度都为8,coif1和bior1.3的滤波器长度都为6。由图9可知，基于sym4和db4的系统的误码率都较低，基于bior1.3的系统的误码率较高。基于sym4的W-OFDMA系统与基于FFT的OFDMA系统相比，SNR能得到1 dB的提升，系统的抗干扰能力更强。
sym N小波是db N小波的改进，因此基于sym4与db4的系统的性能比较接近。coif1不具备紧支撑性，因此其系统的性能不如sym4和db4。bior1.3属于双正交小波，其滤波器的正交性不够好，所以其系统性能不如其他几个正交小波的系统。通过以上分析可知，sym N和db N小波都比较适合W-OFDMA系统，综合考虑小波的自身特性，选取sym4小波作为系统最佳的子载波。
4 结束语
本文将小波变换与LTE下行链路的OFDMA技术相结合，解决系统对频率偏差与相位噪声敏感的问题，提高系统的误码性能。小波基函数具有较好的时频正交性，利用小波变换进行多载波调制，不需要加入CP，节省频谱资源。利用滤波器组实现离散小波正逆变换，减少系统的复杂度。在Simulink中对基于不同小波的W-OFDMA系统进行建模仿真。选取不同小波系中不同阶数的小波进行对比分析，并与基于FFT的OFDMA系统进行比较。结果表明，sym4最适合于W-OFDMA系统，基于sym4的W-OFDMA系统与传统OFDMA系统相比，SNR得到了1 d B的提升。这说明将小波变换应用到OFDMA系统中，能有效地提升系统的性能，这对LTE下行链路的优化具有一定的参考价值，也为其他通信系统的改进提供新思路。
参考文献
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传输误码处理技术研究 篇4
无论市场如何发展,传输系统中的误码问题一直是影响业务质量的主要传输损伤之一,在平时的业务维护中对传输误码的监控维护不容松懈,这就要求维护人员对传输误码有一个精确的认知,从其产生原因着手查找误码产生原因,才能根本上解决误码问题。
1误码的性能指标
在SDH系统中,用于误码监测的字节是B1、B2、M1、B3、G1、V5。其中B1、B2、B3、V5分别用于再生段、复用段、高阶通道和低阶通道的误码监测。他们的级别顺序是B1>B2>B3>V5。
他们之间的关系是如果只有低阶通道误码,则高阶通道、复用段和再生段将监测不到该误码;反之,如果有再生段误码,则复用段、高阶通道、低阶通道都将出现误码。简而言之,有高阶误码,则会有低阶误码。也就是说如果有B1误码,那么多数情况会有B2、B3、V5误码产生(有些设备类型不上报)。反之,如果有低阶误码,则不一定有高阶误码,如有V5误码,则不一定会有B3、B2、B1误码。
那么这个关系也就给我们一个故障处理思路,在误码处理过程中,我们要抓住高阶误码,查找高阶误码产生的区段,哪个区段有高阶误码哪个区段就是故障区段,按照先处理高阶误码再处理低阶误码的思路来处理故障。
2误码产生的常见原因
从大的方面分误码产生的常见原因分为外部原因和设备原因。外部原因又包含了环境因素、光功率异常、电缆性能异常、外部干扰、接地;设备原因包含板件异常和数据配置错误。板间异常表现在线路板收或者发模块故障,时钟单元、交叉单元、支路板故障。数据配置错误主要表现在时钟跟踪配置错误。
(1)B1误码,常见的原因。
(2)B2、B3误码,常见原因主要是:
(3)只出现在支路上的V5误码,常见原因为:
知道了误码产生的原因后,我们遇到误码时就可以归类定位故障的原因,进而有针对性地解决故障。
3误码常见的处理方法及思路
平时我们用到的主要就是三种方法,分析法、环回法、替换法。
所谓分析法就是网管告警、性能分析。由网管的告警查看高级别误码产生的区段,初步对故障有一个简单的范围定位。在网管中能操作的就是查看光功率是否正常,板件是否有无告警,如果这些基本的操作能初步判断,那将为故障处理节约时间。
其次就是环回法。在第一步分析定位后,用环回法来进一步缩小故障范围。当然,若条件允许,环回法可以快速定位出故障范围。链型组网慎用环回法,有可能导致环回点以下链上脱管甚至业务中断。
替换法就是对前面两种方法无效后的补充,也是经验处理方法,用好的板件或者尾纤直接替换原件,进行故障定位处理,有时会达到快速高效的效果。
4维护建议
4.1规范施工
在工程建设过程中,严格按照施工标准施工,对于有隐患的施工应杜绝交维,直至整治达标后才能交维接维,以免出现隐患故障,影响客户感知。
4.2尽好网管监控职责
在日常工作中,充分利用网管实时监控功能,加强网管巡视工作,认真执行计表工作,施工前后比对光功率及性能值有无变化,严格监测异常情况。一旦发现网管监控出现误码性能告警,无论是哪种性能级别告警,或者光功率值出现异常,都应当立即进行查看分析原因。及时发现问题及时处理,消除故障隐患。“勿以善小而不为,勿以恶小而为之”。
5实际故障案例
某本地网采用华为2500+光传输设备组成2.5G复用段保护环,南郊为所有业务汇聚点,东郊为部分业务汇聚点,各站点业务均至接至南郊站通过南郊扩架和南郊扩2架落地。浦发银行、黄管局到东郊站均有业务。
5.1故障现象
某日,网管监控图示所有网元及多条支路均有低阶误码,东站、黄管局、浦发银行部分支路板上上报LP-REI告警,并有LPBBE、LPES性能事件。
系统组网如图1所示:
5.2处理过程
由于网管上几乎所有网元及多个支路都上报了低阶误码,且由于南郊为所有业务的汇聚点,初步怀疑南郊中心局出现故障,但是对南郊设备性能指标及机房现场情况查看无任何问题。故对故障现象进行二次分析,逐条核查告警发现南郊扩2架无误码告警,这样证明了南郊主架是无问题的网元(告警分析法)。
再对业务逐条核查过程中发现业务支路产生告警的业务均为到达东郊落地的业务,同时用户有申告几条业务瞬断核查到东郊端局的,故此判断东郊局出现问题可能性较大。网管维护人员对东郊相应业务通道做外环回,业务对端站点告警依旧。再将东郊的东向光板做外环回,则对应站点的误码告警均消失,将东郊的西向光板做内环回,则东郊站点的误码仍然存在,故此定位故障出在东郊(环回法)。
维护人员携带备板到达东郊机房后,发现机房温度较高,同时发现PQ1板有告警,而且温度很高。仔细察看后发现风扇防尘网堵塞严重,维护人员清洗防尘网并开启机房空调后,15分钟后全环网误码消失。
5.3故障原因分析
此次故障原因为温度过高产生误码,而低阶误码是可以串通的,故而凡是涉及到业务的环网网元均产生了误码告警。该故障也同时反映出环境温度在日常维护中的重要性。日常维护中我们要经常清洗风扇并做好日常网管监控,PMU板的温度告警门限设置要在0~40度,这样设备温度过高网管会上报告警,从而及时采取降温措施。
6结语
在日常的设备维护中,误码是对传输系统性能影响的主要损伤之原因之一,对于业务质量好坏的影响不言而喻。我们要加强日常维护,及时发现误码隐患及时处理。严格执行计表工作检查误码性能、检查网络同步情况和时钟质量;记录光板接收光功率值,关注机房环境和温度。发现问题及时处理,达到防范于未然的目的。
对于误码的处理遵循先高级后低级的原则,先分析后环回再替换的方法,做到查找定位误码原因心中有数,有条不紊的逻辑,及时发现及时处理。
若遇见比较复杂的误码问题,按照先通后故的原则,先保证业务畅通再查找故障原因,冷静沉着分析,准确定位。
参考文献
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[4]王利群,李云山.光网络技术[M].北京:北方交通大学出版社,2003.
立体图像的误码掩盖 篇5
一、实验目的
找到一种误码修正方法, 对缺损图片进行修正。并且能通过实验验证, 这种方法具有一定的可行性和实用性。
二、验证方法
实验中主要通过对图片的峰值信噪比进行计算从而对误码掩盖的效果进行判定, 计算公式如下:
其中, M、N代表图像的宽和高, f (i, j) 代表原图像的像素值, f' (i, j) 代表重建图像的像素值。
三、破损块生成方法
破损块由matlab程序生成, 经过相关程序原图上会生成有规律排列正方形破损块。
四、算法结果
根据我们的研究, 我们得出了2种误码掩盖方法:
(一) 利用相关性替换。
人眼在观察同一幅图片时, 左右眼所观察到的图像可能出现一定的偏差, 分别形成左右眼图像。如果找到与破损图像对应无破损的左/右眼图, 那么我们就可以利用这一特性进行修补。由于左右眼图主要区别就在于两幅图中所存在的水平偏差, 所以我们就将对水平偏差的检测和修正填补作为算法的核心, 根据两幅图中相似部位出现位置差异确定水平偏差。
经过我们的分析研究, 最终得出了相关算法。具体代码如下:
先确定offset, max等形参值, 建立A1、A2两个数组, 然后依次将两幅图每列像素值之和进行计算, 以被修改图为例:
然后将两幅图的各列像素和进行比较, 找出差异最小的两列, 以此确定水平偏差offset。
最后按照上式计算出的offset值进行误码掩盖。
效果如图1所示。
可以看出, 该算法效果虽然也在一定程度上实现了误码掩盖, 但是仍有一定的不尽如人意之处。对此, 我们试图找出出现这种情况的原因。
在对比左右眼图时发现, 除水平位移外两图间其实还存在有细微的形变, 这样就导致计算偏差。
为验证上述想法, 我们设法找到了一组新的左右眼图, 对其形变进行了修改, 修改后右眼图得出的效果如图2。
由此看出在修改后掩盖效果得到明显提高, 进一步验证了之前的观点。
(二) 线性内插法。
在利用左右眼图像的相关性进行误码掩盖的同时, 我们也在利用图像本身的一些性质进行修改。
在一幅图片中, 往往图像中相邻区域的色彩存在有一定的相似性, 故而利用这种相似性对图像进行修补, 这就是线性内插法基本思想。
在使用线性内插法时, 先对整幅图片进行检测, 当发现破损时, 利用相邻像素点进行计算, 完成破损处像素点的填补。填补时从破损块四角开始算起, 利用周围3个有效点 (包括完好点以及经过误码掩盖后的点) 进行计算, 然后向中心推进, 直至填补完成。
核心代码如下:
由此可以看出, 该算法计算简单、运行效率高, 可以在一定程度上满足误码掩盖的需求。但我们也应该注意到, 在修补后的图像边缘过渡不够平滑。
五、结论
在我们得出的2种方法当中, 利用相关性替代可以在较大程度上还原原图破损部位, 但是受制于左右眼图像自身不同, 可能在边缘会出现块效应。
线性内插法能够完成一般性的误码掩盖, 但由于仅考虑了图像内部像素的约束关系, 继续提高掩盖效果存在明显瓶颈。
参考文献
[1] .吕瑞兰, 朱秀昌.基于模糊推理的彩色图像帧内误码掩盖方法[J].南京邮电学院学报 (自然科学版) , 2009
[2] .吕瑞兰, 朱秀昌.一种基于模糊推理的块编码图像帧内误码恢复方法[J].南京邮电学院学报 (自然科学版) , 2005
光传输设备误码问题分析 篇6
(一) 误码检测。
SDH光传输系统对误码的检测, 是以“块”为单位的, 所谓“块”, 是指一系列与通道有关的连续比特。当同一块内的任意比特发生差错时, 就称该块为误码块。
SDH光传输设备中按分段分层的思想对误码进行全面系统的检测。具体有再生段误码B1、复用段误码B2、高阶通道误码B3、低阶通道误码V5。它们之间的关系可以用图1表示。 (图1) 图1中, RST、MST、HPT、LPT分别表示再生段终端、复用段终端、高阶通道终端和低阶通道终端;B1、B2、B3以及V5误码分别在这些终端间进行监测。由图1可以看出, 如果只是低阶通道有误码, 则高阶通道、复用段和再生段将监测不到该误码;如果再生段有误码, 则将导致复用段、高阶通道、低阶通道出现误码。所以, 一般来说, 有高阶误码则会有低阶误码。例如, 如果有B1误码, 一般就会有B2、B3和V5误码;反之, 有低阶误码则不一定有高阶误码。如有V5误码, 则不一定会有B3、B2和B1误码。
由于高阶误码会导致低阶误码, 因此在处理误码问题时, 我们应按照先处理高阶误码后处理低阶误码的顺序来进行处理。
(二) 误码相关的性能和告警事件。
光传输系统本端检测到误码时, 除本端上报误码性能或告警事件外, 本端还将误码检测情况通过开销字节通知对端。根据本端和对端上报的这些性能和告警事件, 可以方便地定位是哪一段通道或哪一个方向出现误码。表1给出了与误码相关的性能和告警事件列表。 (表1)
二、误码问题常见原因
误码产生的原因很多, 但归结起来有两大类, 外部原因和设备原因。
(一) 外部原因。
(1) 光纤性能劣化、损耗过高。接收光功率低于接收灵敏度; (2) 传输距离过短、未加衰减器, 导致接受光功率过载; (3) 光纤接头不清洁或连接不正确; (4) 设备附近有强烈干扰源; (5) 设备接地不好; (6) 设备散热不良、工作温度过高。
(二) 设备原因。
(1) 线路板接收侧信号衰减过大、对端发送电路故障、本端接收电路故障; (2) 时钟同步性能不好; (3) 交叉板与线路板、支路板配合不好; (4) 支路板故障; (5) 风扇故障, 导致设备散热不良。
三、误码问题处理方法
(一) 常用方法。对于误码问题的处理, 常用的方法是先分析、二环回、三替换等, 重点是告警性能分析法。
1、告警性能分析法。
处理误码问题时, 通过对表1列出的误码性能、告警事件仔细分析, 定位出故障点, 再通过环回或替换法进行验证和排除故障。分析内容包括:性能/告警事件的名称:通过网管查询BBE、FEBBE、指针调整性能事件, REI、B1OVER、B2OVER、B3OVER、BIP-EXC、SD、SF等告警事件, 告警/性能信息之间是否存在对告关系。产生性能/告警时间的网元/单板/通道:检查告警/性能事件发生在哪些网元、哪些单板、哪些通道上, 最好能给出受误码影响的业务通道路径图, 尤其是那些运行质量极不稳定 (出现过业务中断现象) 的业务通道业务路径图。性能/告警事件发生的时间:对网管上报的性能/告警事件, 要查询是何时上报的, 尤其是对由于瞬间误码过大而引起的业务瞬断, 要查询告警/性能事件的产生时间, 由于北方凌晨、午夜、中午、傍晚这4个时间点是气温变化比较大的时间点, 对于架空或裸露的光纤影响比较大, 如果光纤质量不好或敷设不好, 在光纤的接头处, 受气温变化影响比较大, 会发生短暂的突发性大误码, 导致有规律性的业务瞬断。性能/告警事件发生的频度:通过查询15分钟和24小时的寄存器, 可以看出性能/告警事件发生的频度, 是否有大致规律, 这样也有利于下一步的故障处理操作。如果是大误码频繁出现, 导致业务不可用, 将不得不采取紧急措施进行环回、倒换、换板处理。如果是偶发性大误码, 则需要摸清规律, 在大误码出现时才能进行相关故障的定位处理。
2、逐段环回法。
由于环回法尤其是对VC4和STM-N接口进行环回, 会造成VC4和STM-N通道内其他业务的中断, 一般比较少用。但若条件允许, 可使用环回法快速定位出故障站点。但环回的时间不能太长, 以免造成通道内其他正常业务长时间中断。在出现误码过量导致业务中断情况时, 可以对出现误码过量的单板通道进行环回, 如果本端做外环回后误码数量有明显变化, 则可以认为本站或后续站点的单板存在问题。如果故障已经定位到单站后, 可以进一步进行光板、支路板或交叉板环回, 定位出故障单板。由于环回法对正常业务有影响, 因此此种方法慎用。
3、替换法。
对于设备器件性能不良或性能劣化的情况, 替换法通常都是故障定位的好方法。通过单板对调、光纤对调、交叉板主备倒换或网络保护倒换, 查看误码是否发生变化, 进而定位和排除故障。替换的对象可以是一段光纤、一个设备、一块单板、一个业务通道或一个光器件等。替换法适用于排除传输外部设备的问题, 如光纤、中继电缆、交换机、供电设备等;或故障定位到单站后, 用于排除单站内单板、通道、模块或纤芯的问题。
4、经验处理法。
在一些特殊的情况下, 通过复位单板、掉电重启等手段可有效排除故障、恢复业务。但因为该方法不利于故障原因的彻底查清, 所以除非情况紧急, 一般尽量少用。
(二) 处理步骤
第一步:首先排除外部的故障因素, 如接地不好、工作温度过高、线路板接收光功率过低或过高等问题。
第二步:分析线路板误码性能事件, 排除线路误码。
观察线路板误码情况, 若某站所有线路板都有误码, 则可能是该站时钟板问题, 更换时钟板;若只是某块线路板报误码, 则可能是本站线路板问题, 也可能是对端站或光纤的问题。若定位出是单板的故障, 可通过更换相应单板解决;若定位出是光纤的故障, 可通过更换相应单板光纤解决。
如果允许的话, 可以使用环回法定位故障, 包括VC4通道的环回、电口环回和通过尾纤光口环回。
第三步:分析支路误码性能事件, 排除支路误码。若只有支路误码, 则可能是本站交叉板或支路板有问题, 更换相应支路板或交叉板即可。
四、典型案例
下面举几个典型的案例说明误码问题分析与处理的方法。
(一) 线路故障导致的误码。
组网图如图2所示, 为一条无保护链。#1站为网管中心站, 业务方式为集中型业务, 即每个站均与#1站有2M业务。 (图2)
故障现象:#1站2M支路板有LPBBE误码, #3站的东向光板有RS-BBE、MS-BBE、HP-BBE性能数据, #4站西向光板有MS-FEBBE、HPFEBBE性能数据, 2M支路板有LPFEBBE性能数据。
处理步骤:
第一步:通过对上报的性能事件分析, 可以判断出问题可能出在#3站东向光板的接收端、光路 (包括光纤和光接头) 、#4站西向光板的发送端。
第二步:在#3站通过尾纤自环东向光板, #3站东向光板误码和#1站2M支路板误码消失。说明是#4站西向光板问题或光路问题。
第三步:使用替换法, 将#3站和#4站之间的两根光纤对调, 观察误码情况, 若误码情况发生变化, #3站和#4站上报的数据与调换前的数据相反, 则说明是光纤有问题, 检查光路情况。若调换后故障现象不变, 说明故障点在4号站。
第四步:更换#4站西向光板后, 误码消失。说明4站西向光板有故障。
(二) 时钟板故障导致的误码问题。
组网如图3所示:四个OptiX622站组成的一个单向通道环, #1站为中心站, 业务为集中型业务, 即每个站均与#1站有2M业务, 全网时钟跟踪方向为4→3→2→1。 (图3)
故障现象:#1站、#3站、#4站相应的2M业务通道报误码性能LP-BBE、LPFEBBE;#2站2M业务通道上报LPFEBBE;#2站东向光板、#3站东西向光板、#4站西向光板报大量误码性能RS-BBE、MS-BBE、HP-BBE以及MS-FEBBE、HPFEBBE, 其中#1站、#3站、#4站还存在大量TU指针调整。
处理步骤:
第一步:从误码性能事件分析, 可能是#2站的东向光板故障, 或是#3站的时钟板或交叉板故障。具体分析思路如下:通常情况下, 误码不会引起指针调整, 而大量的指针调整却会导致误码。因此, 当故障中误码和指针调整同时出现时, 我们应先从分析指针调整的原因着手。该故障现象中从#3站开始出现了支路指针调整, 则说明#3站时钟源的锁定存在问题。由于其提取的时钟源是线路时钟源, 则可能是上游站或本站的线路板提供参考时钟源有问题, 也可能是本站的时钟板锁定参考时钟源有问题。
第二步:更改#3站、#4站的时钟跟踪方向, 发现故障现象依旧。说明#3站时钟板可能有问题。因为如果是#2站东向线路或#3站西向线路提供的参考时钟不好的话, 更改时钟跟踪方向后, 误码应该消失。
第三步:更换#3站的时钟板后, 误码消失, 故障排除。
(三) 接地不好导致误码。
组网配置如下:整个网络由5个622M网元组成, 构成一条无保护链, 网络结构如图4所示。#1站为网关网元连接网管终端, 其他各站均只与#1站有2M业务, #1站时钟设为自由振荡, 其他各站均跟踪西向线路时钟。 (图4)
故障现象:
某一天, 从网管系统查询告警和性能情况时发现#1站、#2站、#3站的低阶通道出现大量误码, 同时有低阶通道性能参数越限告警, #4站、#5站低阶通道有少量误码。
故障分析定位:各站都出现了低阶通道误码, 由于其他站点只与#1站有业务, 所以#1站有问题很可能是故障产生的原因。如果#1站有问题, 4块支路板PL1出故障的可能性比较小, 有可能是线路板SL4本身故障, 或者是风扇防尘网罩被灰尘阻塞, 系统散热不好, 引起线路板SL4产生高阶通道误码, 进而产生低阶通道误码。#1站中继电缆或电源接地不好导致误码。
处理步骤:
第一步:由于查到的是历史性能数据, 为明确故障现象是否依然存在, 复位各站性能数据, 查询当前性能, 发现误码仍在产生。
第二步:查询#1站和其他各站线路板性能, 没有发现高阶通道误码, 接着清除风扇网罩灰尘, 系统性能没有改善。
第三步:随后仔细检查设备工作环境, 发现电源线的工作地和保护地比较松, 接触不好, 将两根地线接好后, 再观察性能, 已无误码产生, 故障排除。后经确认, 可能是在布放中继电缆时将其拽松了。
总之, 在实际维护过程中, 误码的表现形式多种多样, 在实际处理误码问题时, 一定要沉着、冷静, 不要被太多的告警和性能所迷惑干扰, 按照先高阶、后低阶的顺序来处理, 先采用告警性能分析法, 关注误码发生的时间、发生的频度、误码数量, 然后通过逐段环回, 找出发生故障的单站甚至单板, 最后使用替换法来解决故障。
摘要：误码问题是传输设备维护中经常碰到的问题。本文首先介绍一些光传输设备误码检测原理, 以及误码产生的原因等原理知识, 然后结合案例讲述光传输设备误码问题的处理思路和方法。
关键词：SDH,光传输,误码检测,误码处理
参考文献
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传输设备误码分析处理 篇7
1 误码知识
光同步传输设备中按分段分层的原理对误码进行检测。具体有B1再生段误码、B2复用段误码、B3高阶通道误码、V5低阶通道误码。它们之间的关系可以用图1表示。
误码上报信息, 光同步传输系统本端检测到误码时, 除本端上报误码性能或告警事件外, 本端还将误码检测情况通过开销字节通知对端。根据本端和对端上报的这些性能和告警事件, 可以定位是哪一段通道或哪一个方向出现误码。表1给出了与误码相关的性能和告警事件列表。
2 误码定位分析
2.1 产生误码的常见原因
2.1.1 外部原因
光纤性能劣化、损耗过高。光纤接头不清洁或连接不正确。设备接地不好。设备附近有强烈干扰源。环境温度过高, 导致设备散热不良。传输距离过短、未加衰减器, 导致接收光功率过载。
2.1.2 设备原因
线路板接收侧信号衰减过大、对端发送电路故障、本端接收电路故障。时钟同步性能不好。交叉板与线路板、支路板配合不好。支路板故障。风扇故障, 导致设备散热不良。
2.2 定位分析
以一个单向业务组网模型来分析出现误码的几种情况。注:为了便于阐述, 这里都简化为单向有误码, 而反方向没有误码, 并且只是某一站点出现某一类型的误码的理想情况, 当然实际中要比这复杂得多。组网模型如图2所示
2.2.1 C或D站出现再生段误码
每个站点都对B1字节处理, 考虑出现误码站点和上游站点两RST之间 (接口板、光纤通路) 。常用的有以下几种定位方法:
采用测量法测量光功率, 直接有效地发现线路是否正常。首先测试对端发送光功率是否合乎设备指标, 再测试本端接收光功率, 如果接收光功率过小, 可以逐段测试找出故障点, 如果接收光功率过大, 导致光模块饱和, 此时要适当地加衰减。
用光口环回法进一步测试是否本端光板有问题, 但要注意将光板自环时需要加衰减, 以防止光功率过强损坏光模块。
采用收发尾纤替换法将本端和对端的收发尾纤同时对调, 看误码是否跟着尾纤走, 这样可以快速判断光缆线路的好坏。与环回法结合快速定位故障位置。
2.2.2 D或E站出现复用段误码
对于D站误码来说, 由于C站是REG站点, 它不对B2字节进行处理, 所以很有可能是B站MST出来的信号带过来的, 也可能是D站RST与MST之间有故障。可以采用光纤自环定位是否D站、B站光接口板有问题。对于E站误码来说, 由于D站是ADM站点, 它对B2字节进行处理, 所以很有可能是D站MST出来的信号带过来的, 也可能是E站RST与MST之间有故障。建议用光纤自环的方法定位是否D、E站相连的光接口板有问题。
2.2.3 E站出现高阶通道误码
这时要分两种情况进行讨论。如果D站对相应业务做VC4穿通, 则说明它没有对B3字节做过处理, 也就是说没有终结过通道开销。则问题可能出在B站 (B站对之做过终结) 。也可能是E站MST与HPT之间。如果D站对相应业务VC4开销做过终结, 则问题可能是D站HPT与MST之间或E站MST与HPT之间。
2.2.4 E站出现低阶通道误码
低阶信号复用传输过程经过PPI-LPA-LPT-HPA-交叉板-HPT-MSA-MST-RST, 所经路由都可能引入误码, 所以误码产生也最为复杂和广泛。如果有高阶误码, 我们先处理高阶误码;如果没有高阶误码, 我们可以把范围缩小到"PPI-LPA-LPT-HPA-交叉板"这个部分来分析。分析的关键是要找到处理过此低阶通道的最近站点, 然后可以采用软件环回的办法判断问题出在本端或者对端。最常用的办法还是逐段环回法, 这样可以把问题定位到某一段。如果能定位到设备, 可以采取更换单板的方式来处理。
3 典型案例分析总结
误码问题的一般处理步骤
首先需分析误码的特点:是持续的小误码、突发的大误码、还是零星小误码。对于每l5分钟性能都有Bl、B2误码的情况, 可以马上通过自环光板, 或更换对应板来光板定位问题所在;其它两种情况则可能需要较长时间才能定位。
光功率是个重要的因素, 所以对出现误码的光路需要了解这几点:光板类型、发光功率、收光功率、光纤衰减值、光缆距离、过载点、灵敏度;如果光功率有异常情况, 要进行相应调整 (主票指接近过载点或灵敏度) ;对于光功率正常, 但光缆距离过长的就要考虑色散问题。
确定误码是由光板产生的, 还是由光缆段产生的。
对于怀疑光缆问题, 则需要重点检查环境条件 (包括:机房条件、尾纤是否受压迫、光缆是否受外界影响等) 。设备到ODF这一段尾纤以及光缆出机房这一段比较脆弱, 可以检查一下是否有被压迫的地方、或者检查有没有压痕;室外光缆则需要了解是否架空或地埋, 因为两者会受不同的影响。如地埋光缆易受地面施工的影响, 而架空光缆则受天气因素干扰更大。还有一点需要注意, 线路板上的法兰盘会容易松动, 特别是在多次转动的情况下, 所以在现场不妨检查一下, 说不定它就是罪魁祸首。对于其它外界条件, 如:电源波动、接地电阻大, 也会引起误码。
3.1 误码导致信令信号中断引发业务中断
故障现象:两个155/622设备组成点对点的PP环。运营商A反映互联互通业务中断, 怀疑是传输出问题。A运营商互联互通设备均为集中网管在省公司统一监控, 本地没有网管。用户反映交换侧用误码仪测量2M信号正常, 但信令信号中断。
原因分析:怀疑是光路不正常, 误码影响信令信号导致业务中断。
故障处理:测试主用业务收光光功率为-32dbm, 查询该光板有复用段误码, 但并未越限。向交换侧设备商咨询, 得知交换侧信令对误码比较敏感, 误码门限值为e-10。判断故障原因为收光过低引起误码导致信令信号中断, 引起业务中断。联系B运营商双双清洁光口及尾纤头, 清洁后本端收光恢复到-16dbm的正常值, 误码消失, 信令信号恢复, 业务恢复。本次故障因为2M信号测试正常, 很容易被误认为是交换侧出现问题, 与传输无关。但真正的故障原因还是在传输光路出现误码。
3.2 尾纤松动导致线路误码
故障现象:某局采用SBS2500设备组成两纤双向复用段保护环, 组网图见图3, 1号网元为中心局。所有经过3号网元的业务均有误码, 且误码率都保持在1E-5左右。
原因分析:查看环上各网元的当前和历史性能事件, 发现3号网元东向R16板与ASP板有误码数据。可能原因有以下几点:
1) 3、4号网元设备过热;2) 3、4号网元之间光纤连接有问题;3) 3号网元东向R16板故障;4) 4号网元西向T16板故障。
故障处理:首先从外部着眼, 检查设备是否过热和光纤连接情况。由于4号网元与中心局的距离非常远, 且无人值守, 因此首先清洁3号网元的设备风扇, 并检查光纤连接有无松动。风扇清洁完毕、检查光纤连接正常之后问题依旧, 只好前往4号网元。在4号网元首先检查光纤连接情况, 发现其西向T16板所连尾纤头松动, 尾纤头未与光板法兰盘拧紧。申请网管后, 清洁尾纤头与光板法兰盘后拧紧尾纤固定螺帽, 再长时间观察3号网元性能事件, 结果显示无误码。再进行24小时误码测试, 所有经过3号网元的业务不再出现误码。
3.3 时钟板故障引起误码
故障现象:组网如图4所示。图中A、B、C、D、E网元均为ZXMP S320设备, A、B、C、D网元组成一个155M通道环。网元E是挂在网元B上的支链。网元B及E的ET1板有时会出现少量误码性能值。没有影响业务。
原因分析:查询B网元设备光板的性能值, 有比较大的指针调整。然后查询其ET1板性能值, 有较大的指针调整及少量的误码性能值。查询E网元现象相同。查看B网元的当前时钟状态, 为捕捉状态。改变线路抽时钟的方向, 仍为捕捉状态。通常情况下, 误码不会引起指针调整, 而大量的指针调整则会引起误码。因此先处理指针调整的问题, 指针调整则可能是由于上游站或本站光板提供的参考时钟源有问题, 也可能是本站的时钟板有问题, 而改变抽取方向后, 故障仍没有消除则说明是本站的时钟板的问题。
故障处理:维护人员到达现场后, 发现该设备时钟板RUN灯一直快闪, ALARM灯有时闪亮。说明该板不能正常工作。将其硬复位, 无变化。更换单板, 自检完成后, 误码消失。在网管上进行24小时误码测试, 无误码, 故障排除。由于时钟板故障, 无法锁定时钟, 大量的指针调整导致误码。
3.4 外时钟不稳定导致光路出现误码
故障现象:组网如图5所示。由ZXMP S380设备组成两纤单向通道环。A网元接E网元的输出时钟。在D站点挂表测试一条A站到D站155M光路业务的24小时误码发现每隔几分钟就会报一次误码, 业务没有中断。
原因分析:首先检查仪表的各项设置, 正常。从网管上查询性能发现从A站开始各站OL16板对应的高阶通道15分钟性能有较大的AU指针调整, 查询A站各板各项性能值均正常, 排除单板故障。最后将焦点集中在外时钟源上。外时钟源不稳引起较大的指针调整从而引发小误码。
故障处理:维护工程师在网管将A站时钟源改为内时钟应用后, AU指针调整消失, 误码消失。直接接入BITS设备, 测试正常。
4 结束语
误码问题在平时的维护工作中, 经常遇到。由于其告警点的不确定, 所以在处理的过程中, 必须全盘考虑, 不放过每一个可能引发误码的细节, 扎扎实实的处理才可以使问题顺利解决。
摘要：误码问题是传输设备维护中经常碰到的问题。虽然有时小误码问题并不会对传送业务造成明显影响, 如语音等业务, 但当出现误码时, 说明传输系统中局部已经出现性能劣化, 需要尽快处理, 否则有可能发展成为业务中断等重大事故。本文将结合平时维护中遇到的问题, 对误码作一简单的分析, 以期可以抛砖引玉, 共同提高。
DWDM系统中误码的分析 篇8
DWDM即密集波分复用, 为充分利用单模光纤的带宽资源, 把光纤的低损耗窗口根据光波的频率 (或波长) 划分成若干个信道, 将光波作为信号的载体, 在发信端将不同规定波长的信号光载波送入合波器合并起来在一根光纤中进行传输。在收信端, 用分波器再将将这些承载不同信号的光载波分开。在此系统中不同波长的光载波信号互相独立 (不考虑光纤非线性时) , 这样就可以在一根光纤中实现多路光信号的复用传输。
二、DWDM系统中为什么产生误码原因分析
2.1误码和误码率的概念。误码的基本概念是:在数字通信系统中, 当发送端发送“1"码时, 接收端收到的却是“O”码;而当发送端发送“0”码时, 接收端收到的却是“1”码。这种接收码与发送码不一致的情况, 即为差错, 习惯上把差错称为误码。
2.2为什么会产生误码。光功率不正常、色散、光纤非线性以及机盘的器件性能劣化等原因都会产生误码、人为因素操作不当也会产生误码等。可以这么说, 要么是设备的原因, 要么是光纤线路原因。设备造成误码的原因有:光功率异常和光器件的性能劣化;光纤造成误码的原因有:色散和光纤的非线性。
2.2.1光功不正常会产生误码。如果系统接收的光功率偏离正常值到一定程度会产生误码, 这有两种情况可能发生:一种是光功率下降到收端波长转换器的接收灵敏度以下。波长转换器单盘常采用采用PIN激光器或或APD激光器, 2.5Gb/s速率采用的PIN激光器, 其灵敏度为-18d Bm, 而采用APD激光器的激光器灵敏度可达到-28d Bm。在实际业务开通是, 考虑到光缆距离比较长, 系统的接收光功率一般为高于接收灵敏度2d B, 测试不能以波长转换器上误码指示灯是否闪烁为标准, 应该以测试仪表显示误码为准, 灵敏度的测试时应避免犯此种错误。1OGb/s速率的波长转换器大多使用PIN激光器, 它的接收灵敏度可以达到-17d Bm, 在实际的应用系统中光功率-14d Bm就会出现光功率过低的提示告警, 这样提醒起维护人员注意系统可能发生的故障。另一种可能发生的情况是光功率变化引起接收端信号的信噪比的变化, 光功率下降会直接会引起系统各个信道信噪比的变化, 如果原本信噪比就处于临界状态, 将引起接收端波长转换器出现误码。2.5Gb/s速率的波长转换器没有采用FEC前向纠错功能, 5X33d B和3X33d B组网信噪比指标要求大于22d B, 8X22d B组网国标信噪比指标要求大于20d B, 但光功率低于国标值3 d B时, 波长转换器能正常解码;采用带外前向纠错功能的波长转换器, 其纠错能力可以达到255字节纠正8字节的误码量, 24小时理论的可达到纠错量为:2.5E9×60×60×24× (8/255) =6.7E12, 在24小时的误码量如果不高于这个数值, 波长转换器能正常工作, 不会产生误码, 在网管上会上报纠错的数量, 其数量误码的数量是一样的。10Gb/s速率的波长转换器都是采用前向纠错FEC功能, 信号信噪比要求为大于20 d B。光功率不正常主要指光功率下降, 光功率上升的情况偶尔也会遇见。波分系统在长距离传输时, 在中间也会存在一定的的尾纤跳转, 连接的衰耗器以及光纤连接器。尾纤连接头没连好, 以及外部环境变化的影响都有可能使光纤和尾纤上的光功率衰减变化或反射损耗发生变化。通过波分的网管系统中的性能分析功能, 可定位误码产生的的局站以及网元、单板, 局站维护人员和网管密切配合, 就能定位故障的位置, 快速处理消除故障, 保证通信业务质量。
2.2.2光器件的性能劣化会产生误码。DWDM系统产生误码的重要原因还包括光器件的性能劣化。DWDM系统中合波器、分波器等都是无源的光器件, 产生误码误码的几率较小;产生误码可能性最大的是有源的波长转换器和功率放大器。波长转换器产生误码的主要原因是信号在单盘上经过了光/电/光的转换, 波长转换器接收模块上的激光器将收到的光信号转换成两部分电信号, 一路为数据信号, 另一路提取时钟信号, 通过波长转换器内部电路将数据信号解复用成多路低速率的数据信号, 经过一定的数据处理, 通过复用芯片将多路数据信号复用成高速率数据信号, 时钟信号通过锁相环进行平滑、去抖动处理等处理措施, 得到的时钟信号和数据信号送到光发模块上进行调制转换为光信号。在这些过程中, 可能发生的电路故障、器件性能的降低都可能引起信号的劣化, 这样的结果是产生误码。另外的情况, 如果发端激光器波长不稳定, 偏离中心频率过大会导致合波后信号相互干扰, 这样也会产生误码。光功率放大盘中泵浦激光源会引入很大的ASE自激辐射噪声, 这种噪声会引起系统信噪比下降, 也会产生误码。
2.2.3色散产生误码的原因分析。光纤色散可分为色度色散和偏振模色散。不同频率的光在光纤中的传播速度会有不同的传播速度, 这样的话各各个频率的光到达光纤尾端的时间就有先有后, 引起传输信号的脉冲被展宽, 这样就会产生色度色散, 接收到的相邻脉冲码间相互干扰, 影响接受判决, 到达一定程度接收端的误码就会增加。
在实际中光纤材料和制作工艺不可能是理想化的, 光纤的截面不一定是圆形, 有可能是椭圆, 也可能是不太规则的形状, 两个相互正交偏振模传播过程中经过的距离就会不一样, 到达尾端的时间就不一致, 接收端的脉冲同样也会被展宽, 达到一定程度会产生误码。
用一定长度色散补偿光纤可以补偿色度色散。偏振模色散不是定量, 是一个随机的因素, 无法进行补偿。2.5Gb/s速率的信号码间时间较长, 一般不需要进行补偿。高速率1OGb/s以上的波长转换器由于码间时间变小, 对定时判决提出了较高的要求, 色散容限比较小, 在G.652光纤上, IOGb/s速率信号传输距离超过了30Km就需要进行, 传输距离超过了100Km, 即使在G.655光纤上传输也需要加色散补偿光纤进行补偿。色散补偿中常使用正色散和负色散相互交替以得到较好的补偿效果。色散补偿后需留有10~30 Km余量以免散补偿不够引起系统误码。
2.2.4光纤的非线性可能产生误码。将多个波长信号同时在一根光纤中进行传输是波分系统的特点, 同时传输的波道数越多, 光纤内的光功率就越大。在光信号传输距离远, 高强度的激光会使光纤的参数会发生非线性变化, 光纤的非线性会严重影响系统的性能, 导致接收端误码性能会劣化。
2.2.5人为操作不当引起的误码。光接头清洁不好、光接头连接不好、尾纤弯度过大都会造成尾纤折射率不均匀, 导致接收光功率异常而产生误码。
结束语
现在的DWDM系统已从单波2.5G发展到今天的单波100G, 随着波分复用技术在传输网络上的进一步应用, 在DWDM设备的日常维护中经常会碰上的误码问题, 本文通过对系统中误码原因的分析, 将对DWDM维护的实际工作起到一定的借鉴作用。
参考文献
[1]陈志云.SDH&WDM设备与系统[M].人民邮电出版社.