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宽带通信系统与网络测量技术 课件 (10)

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通信工程光缆测量教学课件PPT

通信工程光缆测量教学课件PPT


（六）、光时域反射仪（OTDR）

光时域反射仪（OTDR）：测量光纤的插入损耗 、反射损耗、光纤链路损耗、光纤长度、光纤故
障点的位臵及光功率沿路由长度的分布情况（即
P-L曲线）等。

1、OTDR原理框图

2、OTDR的用途
用OTDR可测量 ⑴测纤长和事件点的位臵； ⑵测光纤的衰减和衰减分布情况； ⑶测光纤的接头损耗； ⑷光纤全回损的测量；

（三）、光 功 率 计

光功率计是用来测量光功率大小、线路损耗、系统富裕 度及接收机灵敏度等的仪表。 根据可接收光功率大小的不同，可分成高光平型（测量 范围为＋10～40dBm）、中光平型（范围为0～55dBm）和 低光平型（范围为：0～90dBm）三类； 根据光波长的不同，可分为长波长型（范围为1.0～1.7m ）、短波长型（范围为0.4～1.1m）和全波长型（范围为 0.7～1.6m）三类；

4、OTDR测试事件类型及显示

5、OTDR的性能参数
（1）、动态范围：
① 定义：把初始背向散射电平与噪声电平的差值（dB）定义为动态范围。
② 动态范围的作用：动态范围可决定最大测量长度 。
③ 动态范围的表示方法：有峰-峰值（又称峰值动态范围）和信噪比（SNR＝ 1）两种表示方法。

光功率计的使用
按光功率计上“λ ”，选择1310nm，按“dBm”选择屏幕上出现dBm将原
接处
（或则ODF）的尾纤取下连接至光功率计，等待光功率稳定后，
读出测试值。一般在-10dBm到-25dBm之间。
注意：一定要注意光纤的清洁。
（四）、光纤识别器

1、剪断法
剪断法是一种测量精度最好的办法，但是其缺点是 要截断光纤，有破坏性。

宽带通信系统与网络测量技术 课件 (1)

宽带通信系统与网络测量技术 课件 (1)
9
1.2数字通信系统组成
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 ， 其模型如下图所示：
信
信 源
源 编 码
器
信数
数信
道 编 码
字 调 制
信 道
字 解 调
道 译 码
器器
器器
信
源 译 码
信 宿
器
噪声源
10
（1）信源编码与译码
当信源给出的是模拟语音信号时，信源编码器将其转换 成数字信号，实现模拟信号的数字化传输，对于数字信号进 行数据压缩，提高通信效率。
15
数字通信的主要特点 ：
➢ 抗干扰能力强 ➢ 差错可控 ➢ 易于与各种数字终端接口 ➢ 易于集成化 ➢ 易于加密处理，且保密强度高。 数字通信的许多优点都是用比模拟通信占据更宽的系
统频带为代价而换取的。（4KHZ ，20－60KHZ） 设备比较复杂
16
数字通信系统传输指标
1．传输速率
有效性指通信系统传输消息的快慢，即“速率”问题 。数字通信系统的有效性可用传输速率来衡量，速率 越高，系统的有效性越好。传输速率可分为码元传输 速率和信息传输速率，二者具有一定的转换关系。
理图，在这种系统中双方都必须具备收信设备和发信
设备，彼此作为信源和信宿。
3
信息源 发送设备 信道 接收设备 收信者
发送端
噪声源
接收端
（b）点对点单工通信系统组成
在有些情况下，通信系统只有单向通信功能，这类系 统称为单工通信系统，如图（b）所示。
4
信源是消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信 号，称之为消息信号或基带信号。
2．差错率
可靠性指通信系统传输消息的“质量”，即好坏

宽带通信系统与网络测量技术 课件 (4)

宽带通信系统与网络测量技术 课件 (4)

5
XiDian
1. 吞吐率 -测试方法
以指定速率给被测设备发送一定数量的帧，记录被该设备 转发的帧的数目。如果测试设备发送的帧数等于被测设备 接收到的帧数，测试设备接收到的帧数小于发送的帧数， 则降低发送速率，重新测试。当测试设备发送的和被测设 备转发的测试帧数相同时，最大的转发速率即为吞吐率。
6
❖ The latency is timestamp B minus timestamp A。RFC 1242
❖ The test MUST be repeated at least 20 times with the reported value being the average of the recorded values.
Devices) 。
❖ RFC2889：IETF制定的局域网交换设备的基准测试方法 （Benchmarking Methodology for LAN Switching Devices）。
2
XiDian
6个性能参数
吞吐率（Throughput） 时延（Latency） 丢帧率（Frame loss rate） 背靠背（Back-to-back）性能
XiDian
2 时延
❖ For store and forward devices（存储转发设备）:
▪ The time interval starting when the last bit of the input frame reaches the input port and ending when the first bit of the output frame is seen on the output port.
❖ An identifying tag SHOULD be included in one frame after 60 seconds with the type of tag being implementation dependent. The time at which this frame is fully transmitted is recorded (timestamp A). The receiver logic in the test equipment MUST recognize the tag information in the frame stream and record the time at which the tagged frame was received (timestamp B).

光纤传输及宽带网络技术课件

光纤传输及宽带网络技术课件
色散对数字传输的影响：限制了光信号一 次传输的距离；减少了传输的信息容量；与光 源的调制特性一起产生组合二次失真（CSO）
色散常数 D=dτ/( L ·dλ)
（2.2）
2．2 光纤的特性
3. 不同的单模光纤：
G.652光纤：对1.31μm光的色散为零，性能最佳； 也可用于1.55μm光
G.653光纤：零色散波长在1.55μm附近，适于长距 离、大容量的信息传输，但价格较贵。
现象。
光电效应的性质：光电流的强度与入射光成正比；
当入射光的频率低于红限频率时，不会产生光电效 应。入射光的频率太高，半导体材料对光的吸收系 数将变大。
波长响应范围：硅为0.5～1.0μm，锗和InGaAs为
1.1～1.6μm。
第2章 光纤与光缆
2．1 光纤的结构和原理
n2
n1
n1
n2
n2
光纤素线 光纤芯线 光纤软线（单芯、双芯） 单模光纤（SM）和多模光纤（MM）
1．3 激光
泵浦过程（激励过程，即通过外界不断供给能量， 促使低能态粒子尽快跃迁的过程）
谐振腔（使受激辐射光在两个反射镜之间来回反射， 不断引起新的受激辐射，使其不断被放大）。
3 .产生激光的三个条件：实现粒子数反转，满 足阈值条件（受激辐射放大的增益大于激光器内的各 种损耗）和谐振条件(直射光与反射光位相相同）。
网络管理、操作和维护比特缺乏。
4.2 SDH传输技术简介
PDH传输速率等级
PCM24系列
系 列
数码率（Mb/s）
话路数
日本 北美 日本 北美
一次群
1.544
24
二次群
6.312
96
三次群 32.064 44.736 480 672

《现代通信技术基础》第8章-宽带网络通信PPT课件

《现代通信技术基础》第8章-宽带网络通信PPT课件
返回主目录
.
8.1 宽带网络通信概述
❖ 宽带通信依托综合化、数字化、宽带化、智能化、多样化的 光通信网，向用户提供语音、数据、图像、视频的交互式多 媒体信息服务。宽带的通信质量和能力都远远超越了窄带通 信系统，表现于数据通信能力和图像通信能力等。
返回
.
8.1.1 宽带通信网的发展
1. 数据宽带网络的发展
▪ 8.2.1 接入网概述
▪ 8.2.2 数字用户线（DSL）技术
▪ 8.2.3 光纤接入
▪ 8.2.4 混合光纤／同轴（HFC）接入
▪ 8.2.5 以太网接入
▪ 8.2.6 无线局域网（WLAN）
▪ 8.2.7 宽带无线接入
返回主目录
.
内容简介
❖8.3 宽带核心网技术 ▪ 8.3.1 宽带IP网络组网技术 ▪ 8.3.2 MPLS网络 ▪ 8.3.3 宽带IP城域网 ▪ 8.3.4 IP RAN技术
返回
.
8.2.2 数字用户线技术
❖ 铜线接入技术是利用电话网铜线实现宽带传输的技术，称为 数字用户线技术（DSL），而各种数字用户线技术（xDSL） 则是这些传输技术的组合。
❖ xDSL 采用先进的数字信号自适应均衡技术、回波技术和高 效的编码调制技术，在不同程度上提高了双绞铜线对的传输 能力。
.
❖ 上行信道：是640 kbit/s ~ 1 Mbit/s的中速传输通道（占据10 ~ 50 kHz的频带），主要用于传送控制信息。
❖ 下行信道：是速率为1.5 ~ 9 Mbit/s的高速数字传输通道（占 据50 kHz以上的频带）。
.
数字用户线技术
2. 高比特率数字用户线（HDSL）
❖ HDSL技术是在两对或多对铜线上实现E1速率（2 Mbit/s）全 双工通信的技术。

《带宽测量综述》PPT课件

《带宽测量综述》PPT课件

个，假如在很小的间隔时间内(
t
1 0
-
t
0 0
≦
，n s 1
b min( n 1 )
是路径上最小带宽链路的下一hop)发出两个大小
相同 ( s 0 = s 1 )的包，则这两个包到达n的时间间
隔 将是 t1n tn0
s1
。
b min( n 1 )
2021/8/17
19
Packet Pair模型(3)
理论上，packet tailgating可以侦察到多通道的链接， 能够在多播树上运行。
2021/8/17
34
包延迟的确定性模型(3)
此模型融合了两种技术的优点：
FIFO排队网络的packet pair特性 主动测量链路层带宽的packet tailgating技术
Packet tailgating技术相比于之前的其他技术：
测量一条路径上所有链接的带宽
pathchar、clink、pchar、tailgater 缺点:耗时,对只需测量瓶颈带宽的应用来说是没有必要的 还有，这些工具加上bprobe，都只能在单向上测量带宽
主动发送探测包
tcpanaly、pathrate 比被动测量更加精确，但是负载重
nettimer
有些结果不支持统计学的规律 灵活性差
很难有一种方法对所有的网络情况(网络类型、路径长短、数据 流向等)都适用
有的需要在测量的两端都配置测量软件 加大网络拥塞
因为需要多次测量进行统计，所以发数据包多
2021/8/17
10
nettimer
用于测量瓶颈连接带宽 在如下的环境下测试过
19.2Kb/s~100Mb/s的带宽 有线网络、无线网络 对称带宽、非对称带宽 局域网、广域网

宽带无线通信系统信道测量


P/S
1
增加
S/P
IFFT
CP
D/A
成型
P/S
2
增加
S/P
IFFT
CP
D/A
成型
P/S
M
增加
S/P
IFFT
CP
D/A
成型
1
S/P
A/D
去除
IFFT
解调
CP
2
S/P
A/D
去除
IFFT
解调
CP
N
S/P
A/D
去除
IFFT
解调
CP
基于MIMO-OFDM的原理，也可构造信道测试系统， 如图下所示。图中基带数据做串并变换后分别送给M个 OFDM调制器和M个天线，接收端N个天线收到后进行 信道传输矩阵的估计，并进行计算得到信道参数。
通常采用功率/电平与时延的关系来描述，即PDP （Power Delay Profile）。
3
3.1.3多普勒频移
当发射端与接收机之间存在相对运动时，会产 生多普勒效应，导致接收机接收到的频率与发射信 号的频率不相同。由于相对运动导致的接收频率与 发射频率之差称为多普勒频移。
3.1.4 离开角和到达角
， 为第n条路径的幅度，是时间t的函数。
（2）路径损耗模型 3GPP的技术报告“MIMO系统的空间信道模型”（
TR 25.996 V6.1.0，2003-09）中建议宏小区的 路径损耗采用修正的COST231 Hata模型。
3.2.2 MIMO信道模型
设发端M个天线，收端N个天线，则信道矩阵
L
H CNM 可写为 H Hl l l 1
1
100Mbps BPSK

网络工程测试技术PPT(完整版)


第9章 网络测试技术
9.2 测试仪表
（5）光故障定位仪 内藏波长650nm的激光器，在光纤断裂或弯曲处有可见红光， 可准确、快速地找到故障位置。跳线、尾纤及光缆的故障检查； 多芯缆或带状光纤的对号。
第9章 网络测试技术
9.3 测试要求
UTP五类线测试不合格的原因
测量结果 可能产生的原因 最大不超过75dB是，同时满足
• NEXT的测试要在两端测试。NEXT并不是测 量在近端点产生的串扰值，它只是在近端点所 测量的串扰数值。这个量值会随着电缆长度的 衰减而变小，同时远端的信号也会衰减，对其 它线对的串扰也相对变小。
第9章 网络测试技术
9.1 测试内容
• 实验证明:只有在40米内量得的NEXT是较真实 的，如果另一端是远于40米的信息插座而它会 产生一定程度的串扰，但测量仪器可能就无法 测到这个串扰值，因此必须进行双向测试。
第9章 网络测试技术
9.2 测试仪表
（故障诊断仪
第9章 网络测试技术
第9章 网络测试技术
9.2 测试仪表 （3）长度测量仪
第9章 网络测试技术
9.2 测试仪表
（4）光功率计 FFlluukkee用6687XX于系局列域测企网业测量级试局仪超域网低测试直仪 接损耗和高反射损耗的 PC、SPC、APC接头和融接头。还可测 布线系统水平电缆超过规定长度，或现场高温影响，或电缆与接插件卡接不良，或接插件性能不良或没达到5类产品技术指标。
65-15×log（f/100）dB
量光纤及接头损耗随温度的微弱飘移、 测试仪的NVP（额定传播速度）会影响测量精度。
最大不超过75dB是，同时满足
暂时的微小变化、以及光传感器上轻微 根据TSB67的定义,现场测试一般包括:接线图、链路长度、衰减和近端串扰(NEXT)等几部分。

《光纤通信》课件第9章 光纤通信常用仪表及测试


系统标准是指链路和网络的测试方法。 负责系统 标准的主要组织是美国国家标准协会（ANSI）、 电子 电气工程师协会（IEEE）和ITU T。 对光纤系统的测 试应特别注重的是来自ITU T的测试标准和建议。 目前 已公布的和即将公布的ITU T建议适合于光网络的各个 方面， 包括以下内容：
(1) G.ons建议： “光传送网的网络节点接口”， 包括光层功能开销的定义， 例如传输波长的管理等。
(2) G.872建议: “光传送网的结构”， 公布于1999 年2月。
(3) G.798建议: 给出光网络单元的功能特性。 (4) G.onc建议: “光网络器件和子系统”， 提出了 器件和子系统传输方面的问题， 例如分插复用器和光 交叉连接。
(5) G.983建议: “基于无源光网络的高速光接入系 统”， 公布于1998年10月。
使多模光纤达到稳态分布的注入方式有两种， 分 别是满注入和限制注入。 满注入就是要均匀地激励起 所有的传导模式； 限制注入就是只激励起较低损耗的 低阶模， 而适当抑制损耗较大的高阶模。
当测试光纤的损耗时， 采用限制注入方式， 因为 损耗较大的高阶模的注入， 会由于被测光纤长度的不 同而使输出光功率不同， 从而产生测试误差； 当测试 光纤色散时， 则采用满注入方式， 因为色散的测试是 由光脉冲通过传输后的脉冲时间展宽来确定的， 如果 采用限制注入， 会使功率在不同模式上的分布产生较 大变化， 致使光脉冲的展宽程度不同， 测试结果就不 准确。
(1) 时域法: 测试框图如图9.4所示。
测试步骤为：先用脉冲发生器调制光源，使光源发 出窄脉冲信号，且使其波形尽量接近高斯分布，注入方 式采用满注入方式； 接着用一根短光纤将连接点1和2相 连，此时在输出示波器中得到的是Pin（t），并测试它的 宽度Δτ1；然后把待测光纤从接头1和2之间接入，同样的 输入条件下，在示波器中得到的波形相当于Pout（t），测 试它的宽度Δτ2；将这两个值带入式（9.7）， 则得到此 光纤的脉冲展宽Δτ； 最后利用式（9.9）可计算光纤带宽 B。
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ITU-T建议的HRDL长度为2500 km, 但由于各国国土面积不同，采用 的HRDL长度也不同。
我国(960.1 )采用5000km，美国(936.4 )和加拿大(997.1 )采用6400km，而日 本(37.8 )采用2500km。
3
HRDS
HRDL由许多假设参考数字段 (HRDS， Hypothetical Reference Digital Section)组成。
抖动单位为UI，表示单位时隙。当脉冲信号为二电平NRZ时， 1UI等于1bit信息所占时间， 数值上等于传输速率fb的倒数。 抖动对于数字信号相当于进行了相位调制， 1UI相当于3600 。
第四章 光纤通信系统测量
1
4.1数字光纤通信系统测量
ITU-T(原CCITT)建议中提出了一个数字传输参考模型，称为假 设参考连接 (HRX，Hypothetical Reference Connection)。
国内 本地
27500km
国际
国内 本地
LE PC SC TC ISC ISC ISC ISC ISC TC SC PC LE
在低话音电平范围内 有个别“喀喀”干扰 在各种话音电平范围内
都察觉到有干扰 强烈干扰
听懂程度明显下降
几乎听不懂
误码率对话音影响程度
5
误码率随时间的变化关系
由于误码率随时间变化，用长时间内的平均误码率来衡量系统 性能的优劣，显然不够准确。在实际监测和评定中，可采用误 码时间百分数和误码率超过某一门限的百分数来衡量。
数字信号在各有效瞬时间对标准时间位置的偏差来定义。 偏差时间范围称为抖动幅度(JP-P)，偏差时间间隔对时间的变化
率称为抖动频率(F)。
输入信号
输入脉冲信号在某一平均位置左右变化
提取时钟
提取时钟信号在中心位置左右变化
13
4.1.2 系统对性能指标的要求
抖动现象相当于对数字信号进行相位调制，表现为在稳定的脉 冲图样中，前沿和后沿出现某些低频干扰，其频率一般为0～2 kHz。
T 参考点
LE 本地交换 PC 一级中心
SC 二级中心 TC 三级中心 ISC 国际交换中心
数字链路 数字交换
T 参考点
2
HRDL
最长的标准数字HRX为27500 km,是根据综合业务数字网(ISDN)的性 能要求和64 kb/s信号的全数字连接来考虑的。它由各级交换中心和 许多假设参考数字链路(HRDL，Hypothetical Reference Data Link) 组成。
4
4.1.2 系统对性能指标的要求
系统总指标对误码率(BER) 要求
误码率反映了在数字传输过程 中信息受到损害的程度，是衡 量数字光纤通信系统传输质量 优劣的一个非常重要的指标。
误码率
受话者的感受
10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 5×10-2
感觉不到干扰
在低话音电平范围内 刚察觉到有干扰
6
4.1.2 系统对性能指标的要求
不可用时间：
在连续10s时间内，BER劣于1×10-3，也可称系统处于故障状态。
可用时间：
在故障排除后，如果连续10s时间内，BER优于1×10-3。
7
4.1.2 系统对性能指标的要求
劣化分(DM，Degraded Minute)
严重误码秒(SES) 误码秒(ES) 无误码秒(EFS)
4 (64 *103 * 60 * r)n e64*103*60*r 0.9
n0
n!
R= 6.2×10-7
9
1250 km
本 T参考点 地
交 换
本地 级
中级
27500 km 25000 km
高级
1250 km
本 地 T参考点
交 换
中级
本地 级
最长HRX的电路质量等级划 分
误码率指标 DM<10% SES <0.1% ES <8%
误码率 参数
劣化分 （DM）
定义
BER劣于 10-6的分数
严重误码 BER劣于 秒(SES) 10-3的秒数
误码秒 (ES)
BER ≠0的 秒数
指标 <10％ <0.2% <8%
长期平均 误码
<6.2×10-7
<3×10-6
<1.3×10-6
电话业务误码率参数和HRX的误码率指标
8
指标换算
DM（ BER劣于10-6的分数）－－长期平均误码的换算 64×103×60× 10-6＝3.84（每分钟最大误码数） 设误码率为r，则平均每分钟的误码数为： 64×103×60×r （服从poisson分布）
长度长于420 km时，先按长度比例进行折算，再按长度累计附 加进去。 设计值应比实际要求高 1 个数量级，即短于420 km数字段按 BERav=1×10-10设计，50 km中继段按BERav=1×10-11设计 。
12
4.1.2 系统对性能指标的要求
抖动对系统的影响 抖动是数字信号传输过程中产生的一种瞬时不稳定现象，可用
高级电路 4%
0.04% 3.2%
中级电路 2×1.5％ 2×0.015％ 2×1.2％
本地级电路 2×1.5％
2×0.015％ 2×1.2％
SES剩余的0.1%用于高级或中级系统遇到最不利时使用
HRX误码率总指标按等级分配
10
HRDБайду номын сангаас高级电路误码率指标
误码率 DM SES ES
1km 1.6×10－4％ 1.6×10－6％ 1.28×10－4％
280km 4.5×10－2％ 4.5×10－4％ 3.6×10－2％
420km 6.7×10－2％ 6.7×10－4％ 5.4×10－2％
HRDS高级电路误码率指标
上表的误码率三项指标监测时间为1个月，在工程验收时执行存在 一定困难，通常采用长期平均误码率来衡量，监测时间为24h。
11
高级链路数字段设计指标
根据原CCITT的建议，对于25000 km高级电路长期平均误码率 BERav至多为1×10-7;
则每公里BERav=4×10-12/km; 280 km数字段的BERav为1.12×10-9 420 km数字段的BERav为1.68×10-9 取 1×10-9作为标准。长度短于420 km时，按 1×10-9计算；
在ITU-T建议中用于长途传输的HRDS长度为280 km, 用于市话中继的 HRDS长度为50 km。我国用于长途传输的HRDS长度为420 km(一级 干线)和280 km(二级干线)两种。
X b/s
X b/s
终端设备
终端设备
Y km
“Y”的合适值取决于网的应用 目前，50km和280km被认定是必需的