ADSL业务的用户线测试及测试仪表选择
2019-11-04 22:53:17
供稿：网友
1 引言
ADSL业务利用现有的铜线资源实现高速数据、语音和图像的传输，增强了传统运营商在数据接入方面的优势，但同时也带来新的挑战。由于ADSL业务的传输速率高于老式普通电话，因此它对用户线的质量提出了更高的要求。现有用户网络中使用的铜线规格、长度和质量状态都比较复杂，为了保证ADSL业务的真正实现，首先必须对用户线进行测试。
在这种背景下，北京电信研发中心承担了北京电信用户线质量及ADSL业务开通率测试工作，先后在五路居和服装学院等地区进行了系统的用户线和ADSL业务开通率测试。并配合望京小区ADSL试验网开展，进行了试验用户的用户线的测试工作。现根据以上实际工作，概括说明ADSL业务用户线测试的具体事项。
2 ADSL技术简介
ADSL有两种不同的调制技术：无载波幅相调制（CAP）和离散多音调制（DMT）。CAP基于QAM调制技术，相对于DMT，CAP采用一个载波，对噪音干扰较为敏感，需要较大的功率，但实现技术相对简单。DMT调制技术的主要原理是将频带（0~1.104 MHz）分割为256个由频率指示的正交子信道（每个子信道占用4 MHz 带宽），输入信号经过比特分配和缓存，将输入数据划分为比特块，经TCM编码后再进行512点离散傅利叶反变换（IDFT）将信号变换到时域，这时比特块将转换成256个QAM子字符。随后对每个比特块加上循环前缀（用于消除码间干扰），经数据模变换（DA）和发送滤波器将信号送上信道。在接收端则按相反的次序进行接收解码。由于ASNI T1.413标准中推荐使用DMT技术，而CAP尚无标准，预计今后ADSL都将采用DMT技术。
3 测试的目标
用户线测试的主要目标在于检验铜线对高频信号的传输能力。只有在符合一定指标的用户线上开展ADSL业务，才能保障ADSL业务质量。
用户线测试的另一个目标是确定ADSL业务最终能提供给客户的服务质量，通常是指最高的上行/下行速率。
最后，测试还应能够对某些造成线路质量不好的故障进行定位，以便排除。
4 影响ADSL传输的因素
影响ADSL传输的因素主要包括线路长度、桥接抽头、加感线圈和噪声等。
4.1 线路长度
ADSL技术利用铜线的高频特性进行数据传输，铜线越长，高频部分的衰减越大。能应用ADSL传输的线路最长的典型值为4~6 km，准确传输的最大长度根据铜线规格、线路状况而定。
4.2 桥接抽头
桥接抽头是跨接在铜线上的未用的支路线路。靠近ADSL Modem附件的桥接抽头上的反射信号具有一定的功率，可能会抵销从远端传来的有用的信号脉冲。ADSL要求线路上桥接抽头的总长度小于800 m，单个桥接抽头小于650 m。靠近两端的桥接抽头对传输的影响最为明显。
4.3 加感线圈
在铜线只用于普通电话业务时，假如线路过长，为了保证在3KHz带宽内线路频谱的平坦度，往往接上一个或多个加感线圈。而加感线圈对高频信号有很大的衰减，因此在开通ADSL业务时应去除加感线圈。
4.4 串扰和背景噪声
来安闲同一线束内其他传输数字信号线对的串扰，非凡是近端串扰，可能由于铜线屏蔽不好，信号功率过强或线路不平衡会影响线路上的信噪比，此外，对于 50Hz的电力线或无线电的感应电压也会影响线路的信噪比，从而影响ADSL数据的传输速率。
5 测试的步骤和内容
从开通ADSL业务的不同过程，测试可分为：开通前线路质量测试，传输质量测试和故障定位测试。
5.1 开通前线路质量测试
为了保证快速有效地开通ADSL业务，应在开通前测试铜线的质量。应测试的项目有：线路长度的测量，频率响应的测试,加感线圈和桥接抽头的检测等。
5.1.1 线路长度的测量
• 通过测量电容判别线路长度。在线路上没有桥接抽头并且没有浸水情况下，可通过电容得知线路长度，在仪表上设置的线路规格同被测线路一致，仪表能给出电容值和线路长度值；
• 通过时域反射计(TDR)判别线路长度。将线路两端断开，一端接上仪表;根据接收到反射信号情况可知线路长度；
• 通过测量电阻，判定线路长度。用仪表测量出环路端到端电阻。例如:假如电阻值为1 127Ω，对于规格为0.4 mm的铜线，每4m电阻为1Ω，这样线路总长为4 508 m。
假如几种方法测试结果同预想值有较大差异， 表明线路可能有问题。
5.1.2 频率响应的测试
由于ADSL使用了从20 kHz到1.1 MHz或1.6 MHz的频谱，因此必须清楚这段频谱上信号衰减是否满足要求。ANSI T1.413给出了对各种CSA环路插入损耗的要求。
5.1.3 加感线圈和桥接抽头的检测
通过测试仪表可以判定线路上是否有加感线圈存在以及所在位置，也可以判定线路上是否存在桥接插头以及所在位置。
5.2 传输质量测试
利用测试仪表仿真ADSL Modem，判定线路是否满足业务传输需求。在激活电路后，测量线路上行、下行速率和每个子信道上传输的比特数，以及噪声裕量及误码率(BERT)。
5.3 勘错测试
当服务中的ADSL传输出现问题，如ADSL Modem不能激活电路或达不到服务要求，就需通过测量查找故障原因，找出故障位置。
(1) 一旦ADSL线路不能激活，用测试仪表代替ATU-R来与局端ATU-C激活电路。
• 假如这时可以激活，这时要检查网管的最低比特率是否设置的过高。假如过高，则ATU-R不能激活电路；
• 假如最低比特率设置正确，则用户端的ATU-R应被更换。也可以用带ATU-C模块的测试仪表来仿真ATU-C，判定用户端ATU-R是否有故障；
（2）假如这时仪表也不能激活电路，则检查是否有拨号音。判定电路是否连接到局端。
• 假如没有拨号音，则用TDR功能检查线路是否开路；
• 假如有拨号音，则检查线路上是否有加感线圈，假如有，则排除。
（3）假如仪表能够激活电路，但性能稍差，则用测试仪表测量线路背景噪声﹑信噪比和每个子信道比特数分布。
假如某个子信道上比特数很少，那么在此频点的噪声影响大，可能的原因有:
• 邻近数字线路的交流感应或串扰。如HDSL影响在196 kHz﹑ISDN影响在40 kHz；
• 电力线或无线电干扰；
• 线路上有桥接抽头或部分线路浸湿，用TDR功能能可判定出其位置。
• 也可用仪表的插入损耗功能观察线路上是否有桥接抽头，并可估算其长度。
假如所有子信道上比特数降低，最可能的原因是线路上有直流问题，如短路﹑接地等。
（4）因为从局端到用户端的线路上存在交接箱或分线盒，为了准确地将故障定位，可能要求技术人员在线路各个点用测试仪表反复进行以上测试，直到故障排除。
6 对测试仪表的要求
6.1 测试仪表的功能要求
为了满足测试的目标，ADSL测试仪器应具有线路质量测试和ADSL业务质量测试两方面功能， ADSL业务质量测试是指在ADSL局端设备安装完成后，测试仪器作为一个仿真终端测试实际业务最高的上行/下行速率。因此，ADSL业务质量测试与具体的ADSL设备相关。目前在ATU-C侧，各厂商大都与ALCATEL兼容，而在ATU-R侧，除了ALCATEL外，还存在其他厂商。
线路质量测试包括：
（1）频率响应测试
限制ADSL业务开展的主要因素是本地回路对高频信号的的传输能力。频率响应测试就是确定从2K到2.0 MHz的频率范围里，信号在用户线上传输的衰减变化。
（2）噪音测试
噪音是判定通信线路传输质量的重要指标，是决定ADSL信号在用户线中传输速度的重要因素。在用户线中的噪音通常有脉冲噪音，串扰产生的噪音和感应噪音等。在开展实际业务之前，首先需要对线路上的噪音进行定量测量。
（3）故障定位
利用时域反射计确定线路中故障的具体位置。
（4）负载线圈和桥接抽头的检测
负载线圈和桥接抽头的存在对高频信号的传输有很大的破坏，因此首先应检测线路中的加感线圈和桥接抽头，以便清除。
（5）金属特性回环测试
用于测量线路的金属特性，包括电压，电流，电容和阻抗。
6.2 测试仪表的性能指标
（1）频率响应
频率响应测试应包括单端测试和双端测试。单端测试时距离范围应到4 000 m，双端测试时到 8 000 m。频率范围从0~2 MHz。噪音级别范围从0~-90 dBm/Hz。
（2） 噪音测试
噪音测试包括功率谱密度和脉冲噪音测试。具有IEEE-743/1995 E，F和G滤波器。频率范围从0~2 MHz。噪音级别范围：0~-156 dBm/Hz。
（3）时域反射计（TDR）
距离范围应到8 000 m。
（4）负载线圈和桥接抽头的检测
距离范围从0 ~ 5 000 m。
（5）电气特性回环测试
测试内容包括电压、电流、电容和电阻。 直流电压最高为400V，交流电压为250V，50Hz，电阻从0~9.9 MΩ， 电容从100 pF到10 μF，最大电流：200 mA。
（6）最高速率的测量
距离范围应到8 000 m，频率范围为4.3 k ~ 1.104 M。
6.3 测试仪器其它要求
• 测试仪器必须轻便、便于运输；
• 测试仪器需要与用户线连接的RJ-45接头；
• 操作手册应包括对测试集操作的描述，以及与时域反射计测量相关的背
