ADSL業務的用戶線測試及測試儀表選擇

ADSL業務利用現有的銅線資源實現高速數據、語音和圖像的傳輸，增強了傳統運營商在數據接入方面的優勢，但同時也帶來新的挑戰。由于ADSL業務的傳輸速率高于老式普通電話，因此它對用戶線的質量提出了更高的要求。現有用戶網絡中使用的銅線規格、長度和質量狀態都比較復雜，為了保證ADSL業務的真正實現，首先必須對用戶線進行測試。

　　在這種背景下，北京電信研發中心承擔了北京電信用戶線質量及ADSL業務開通率測試工作，先后在五路居和服裝學院等地區進行了系統的用戶線和ADSL業務開通率測試。并配合望京小區ADSL試驗網開展，進行了試驗用戶的用戶線的測試工作。現根據以上實際工作，概括說明ADSL業務用戶線測試的具體事項。

　　2 ADSL技術簡介

　　ADSL有兩種不同的調制技術：無載波幅相調制（CAP）和離散多音調制（DMT）。CAP基于QAM調制技術，相對于DMT，CAP采用一個載波，對噪音干擾較為敏感，需要較大的功率，但實現技術相對簡單。DMT調制技術的主要原理是將頻帶（0~1.104 MHz）分割為256個由頻率指示的正交子信道（每個子信道占用4 MHz 帶寬），輸入信號經過比特分配和緩存，將輸入數據劃分為比特塊，經TCM編碼后再進行512點離散傅利葉反變換（IDFT）將信號變換到時域，這時比特塊將轉換成256個QAM子字符。隨后對每個比特塊加上循環前綴（用于消除碼間干擾），經數據模變換（DA）和發送濾波器將信號送上信道。在接收端則按相反的次序進行接收解碼。由于ASNI T1.413標準中推薦使用DMT技術，而CAP尚無標準，預計今后ADSL都將采用DMT技術。

　　3 測試的目標

　　用戶線測試的主要目標在于檢驗銅線對高頻信號的傳輸能力。只有在符合一定指標的用戶線上開展ADSL業務，才能保障ADSL業務質量。

　　用戶線測試的另一個目標是確定ADSL業務最終能提供給客戶的服務質量，通常是指最高的上行/下行速率。

　　最后，測試還應能夠對某些造成線路質量不好的故障進行定位，以便排除。

　　4 影響ADSL傳輸的因素

　　影響ADSL傳輸的因素主要包括線路長度、橋接抽頭、加感線圈和噪聲等。

　　4.1 線路長度

　　ADSL技術利用銅線的高頻特性進行數據傳輸，銅線越長，高頻部分的衰減越大。能應用ADSL傳輸的線路最長的典型值為4~6 km，準確傳輸的最大長度根據銅線規格、線路狀況而定。

　　4.2 橋接抽頭

　　橋接抽頭是跨接在銅線上的未用的支路線路。靠近ADSL Modem附件的橋接抽頭上的反射信號具有一定的功率，可能會抵銷從遠端傳來的有用的信號脈沖。ADSL要求線路上橋接抽頭的總長度小于800 m，單個橋接抽頭小于650 m。靠近兩端的橋接抽頭對傳輸的影響最為明顯。

　　4.3 加感線圈

　　在銅線只用于普通電話業務時，如果線路過長，為了保證在3KHz帶寬內線路頻譜的平坦度，往往接上一個或多個加感線圈。而加感線圈對高頻信號有很大的衰減，因此在開通ADSL業務時應去除加感線圈。

　　4.4 串擾和背景噪聲

　　來自在同一線束內其他傳輸數字信號線對的串擾，特別是近端串擾，可能由于銅線屏蔽不好，信號功率過強或線路不平衡會影響線路上的信噪比，此外，對于 50Hz的電力線或無線電的感應電壓也會影響線路的信噪比，從而影響ADSL數據的傳輸速率。

　　5 測試的步驟和內容

　　從開通ADSL業務的不同過程，測試可分為：開通前線路質量測試，傳輸質量測試和故障定位測試。

　　5.1 開通前線路質量測試

　　為了保證快速有效地開通ADSL業務，應在開通前測試銅線的質量。應測試的項目有：線路長度的測量，頻率響應的測試,加感線圈和橋接抽頭的檢測等。

　　5.1.1 線路長度的測量

　　· 通過測量電容判別線路長度。在線路上沒有橋接抽頭并且沒有浸水情況下，可通過電容得知線路長度，在儀表上設置的線路規格同被測線路一致，儀表能給出電容值和線路長度值；

　　· 通過時域反射計(TDR)判別線路長度。將線路兩端斷開，一端接上儀表;根據接收到反射信號情況可知線路長度；

　　· 通過測量電阻，判斷線路長度。用儀表測量出環路端到端電阻。例如:如果電阻值為1 127Ω，對于規格為0.4 mm的銅線，每4m電阻為1Ω，這樣線路總長為4 508 m。

　　如果幾種方法測試結果同預想值有較大差異， 表明線路可能有問題。

　　5.1.2 頻率響應的測試

　　由于ADSL使用了從20 kHz到1.1 MHz或1.6 MHz的頻譜，因此必須清楚這段頻譜上信號衰減是否滿足要求。ANSI T1.413給出了對各種CSA環路插入損耗的要求。

　　5.1.3 加感線圈和橋接抽頭的檢測

　　通過測試儀表可以判定線路上是否有加感線圈存在以及所在位置，也可以判定線路上是否存在橋接插頭以及所在位置。

　　5.2 傳輸質量測試

　　利用測試儀表仿真ADSL Modem，判斷線路是否滿足業務傳輸需求。在激活電路后，測量線路上行、下行速率和每個子信道上傳輸的比特數，以及噪聲裕量及誤碼率(BERT)。

　　5.3 勘錯測試

　　當服務中的ADSL傳輸出現問題，如ADSL Modem不能激活電路或達不到服務要求，就需通過測量查找故障原因，找出故障位置。

　　(1) 一旦ADSL線路不能激活，用測試儀表代替ATU-R來與局端ATU-C激活電路。

　　· 如果這時可以激活，這時要檢查網管的最低比特率是否設置的過高。如果過高，則ATU-R不能激活電路；

· 如果最低比特率設置正確，則用戶端的ATU-R應被更換。也可以用帶ATU-C模塊的測試儀表來仿真ATU-C，判斷用戶端ATU-R是否有故障；

　　（2）如果這時儀表也不能激活電路，則檢查是否有撥號音。判斷電路是否連接到局端。

　　· 如果沒有撥號音，則用TDR功能檢查線路是否開路；

　　· 如果有撥號音，則檢查線路上是否有加感線圈，如果有，則排除。

　　（3）如果儀表能夠激活電路，但性能稍差，則用測試儀表測量線路背景噪聲﹑信噪比和每個子信道比特數分布。

　　如果某個子信道上比特數很少，那么在此頻點的噪聲影響大，可能的原因有:

　　· 鄰近數字線路的交流感應或串擾。如HDSL影響在196 kHz﹑ISDN影響在40 kHz；
　　· 電力線或無線電干擾；
　　· 線路上有橋接抽頭或部分線路浸濕，用TDR功能能可判斷出其位置。
　　· 也可用儀表的插入損耗功能觀察線路上是否有橋接抽頭，并可估算其長度。

　　如果所有子信道上比特數降低，最可能的原因是線路上有直流問題，如短路﹑接地等。

　　（4）因為從局端到用戶端的線路上存在交接箱或分線盒，為了準確地將故障定位，可能要求技術人員在線路各個點用測試儀表反復進行以上測試，直到故障排除。

　　6 對測試儀表的要求

　　6.1 測試儀表的功能要求

　　為了滿足測試的目標，ADSL測試儀器應具有線路質量測試和ADSL業務質量測試兩方面功能，
ADSL業務質量測試是指在ADSL局端設備安裝完成后，測試儀器作為一個仿真終端測試實際業務最高的上行/下行速率。因此，ADSL業務質量測試與具體的ADSL設備相關。目前在ATU-C側，各廠商大都與ALCATEL兼容，而在ATU-R側，除了ALCATEL外，還存在其他廠商。

　　線路質量測試包括：

　　（1）頻率響應測試

　　限制ADSL業務開展的主要因素是本地回路對高頻信號的的傳輸能力。頻率響應測試就是確定從2K到2.0 MHz的頻率范圍里，信號在用戶線上傳輸的衰減變化。

　　（2）噪音測試

　　噪音是判斷通信線路傳輸質量的重要指標，是決定ADSL信號在用戶線中傳輸速度的重要因素。在用戶線中的噪音通常有脈沖噪音，串擾產生的噪音和感應噪音等。在開展實際業務之前，首先需要對線路上的噪音進行定量測量。

　　（3）故障定位

　　利用時域反射計確定線路中故障的具體位置。

　　（4）負載線圈和橋接抽頭的檢測

　　負載線圈和橋接抽頭的存在對高頻信號的傳輸有很大的破壞，因此首先應檢測線路中的加感線圈和橋接抽頭，以便清除。

　　（5）金屬特性回環測試

　　用于測量線路的金屬特性，包括電壓，電流，電容和阻抗。

　　6.2 測試儀表的性能指標

　　（1）頻率響應

　　頻率響應測試應包括單端測試和雙端測試。單端測試時距離范圍應到4 000 m，雙端測試時到 8 000 m。頻率范圍從0~2 MHz。噪音級別范圍從0~-90 dBm/Hz。

　　（2） 噪音測試

　　噪音測試包括功率譜密度和脈沖噪音測試。具有IEEE-743/1995 E，F和G濾波器。頻率范圍從0~2 MHz。噪音級別范圍：0~-156 dBm/Hz。

　　（3）時域反射計（TDR）

　　距離范圍應到8 000 m。

　　（4）負載線圈和橋接抽頭的檢測

　　距離范圍從0 ~ 5 000 m。

　　（5）電氣特性回環測試

　　測試內容包括電壓、電流、電容和電阻。 直流電壓最高為400V，交流電壓為250V，50Hz，電阻從0~9.9 MΩ， 電容從100 pF到10 μF，最大電流：200 mA。

　　（6）最高速率的測量

　　距離范圍應到8 000 m，頻率范圍為4.3 k ~ 1.104 M。

　　6.3 測試儀器其它要求

　　· 測試儀器必須輕巧、便于運輸；
　　· 測試儀器需要與用戶線連接的RJ-45接頭；
　　· 操作手冊應包括對測試集操作的描述，以及與時域反射計測量相關的背景知識；
　　· 測試儀器對有害電壓電流有自我保護功能，滿足國際認可的電氣安全要求；
　　· 測試儀器具有LCD圖形顯示；
　　· 測試設備必須易于操作，可以獨立存儲和打印測量結果。

　　7 結束語

　　通過對實地測試數據的分析，可以看出目前的線路大多能滿足ADSL業務的傳輸要求，但部分長度大于3 km的陳舊線路無法開通ADSL業務。因此，為了確保有效地提供ADSL業務，對線路質量和傳輸速率的測試工作是不可或缺的。此外，測試工作也應考慮到可能的勘錯測試，而測試儀表選擇是影響測試效率的重要因素。