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数字传输网络的传输性能指标类型

浏览:7430  来源:通信人在线  日期:2022-06-09

一、引言

在通信数字网中,我们用数字传输损伤来表征数字网与数字连接的传输质量。数字传输损伤包括误码、抖动、漂摆、滑动(也称滑码)、延时和帧失步。为了能反映各种传输损伤,体现传输质量,就要用适当的、可度量的传输指标来衡量。实际上,传输损伤是由多种随机因素决定的,故测量得到的传输损害值也是随机的变量。例如误码的测量,即使在工作环境和设备工作条件未发生明显变化的情况下,每分钟测得的误码数也是不等的,它们常服从某种统计的分布规律。为了简明方便,常采用传输损伤度量的平均值来表示损害的大小。例如用平均误比特率、平均无误码秒的百分数表示误码损害;用平均滑动频次和每次滑动引起的平均信息损失量表示滑动损害;用平均延时间隔表示延时损害等。当然,为了描述一种损害,除去平均值外,还需要用方差或标准偏差,以及超过某一门限值的概率来表示。ITU-T对各种传输损伤的度量方法倾向于用规定的门限值与超过此门限值的概率或时间百分数,以具体表示一种传输损害的性能指标,如误码性能参数就是一个例子。此外,一个端到端数字连接的总的传输质量会受到各种传输损伤的综合影响,各种损伤之间既有相互影响,也有相互转化的制约关系。为简化起见,在考虑某一种传输损伤指标时,常假定其他各项传输损害处于最大值的情况。

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二、分类

数字通信网络传输性能指标系列从指标类型特征来分,我国通信行业标准YD/T 1033《传输性能的指标系列》给出了如下4类指标:

性能指标:网络的性能指标、电路(通道,下同)、传输设备和交换设备的性能指标;

设计指标:传输设备(包括系统,下同)和交换设备等的设计指标;

交付(交工验收)指标:电路、传输设备和交换设备等的交付指标;

维护指标和限值:电路、传输设备和交换设备等的维护指标和限值。

三、含义和用途

1、性能指标(Performance ObjectivePO)

网络性能指标的应用对象是网络中的连接、构成连接的国际、国内终端设备、交换设备和传输系统以及国际连接中的电路等。网络性能指标是规划设计通信网或连接时用以度量网络全程连接的传输损害的,这些损害可用仪表测量结合主客观评定进行分析。制定性能指标的目的是为电信用户提供满意的服务质量。通常多采用平均值、标准偏差或超过规定值的概率等统计量,来描述在传输网络和系统设计中所涉及的性能。我们可以利用ITU-T推荐的三种标准假设参考数字连接(HRX)传输模型,分析和检查通信网络是否达到了规定的性能指标要求。我国通信行业标准YD/T 1033《传输性能的指标系列》给出的PO的含义与用途详见下表3-1

3-1:性能指标的含义和用途

2、设计指标(Deign ObjectiveDO)

设备设计指标的应用对象是设备实体。数字网中采用的传输和交换设备的设计指标是在一定的电气与物理环境下(例如电源电压、信号负载温度和湿度),对某项可测量的特性参数所做的规定。其中有些参数是ITU-T建议的内容,有些参数是由各国电信主管部门在制定各项规范时规定的。此外,在制定设备设计指标时,对设备老化的可能性与程度要适当考虑。制定设计指标的目的是为设计某项设备提供依据,在许多情况下,设计指标可以直接作为设备研制或设备购置的技术规范的基础。由于假定所规定的各项参数或指标是按最坏的可能进行组合的,故常以极限值或最大值给出。表3-2YD/T 1033给出的DO的含义与用途。

3-2:设计指标的含义和用途

3、交付指标(Commissioning ObjectiveCO)

交工验收指标是具体工程验收时用的指标,ITU-T对此指标不作建议。根据ITU-T M.550的注释,交工验收指标应比投入使用限值更严格。典型的交工验收测试时间需要连续数天,各国采用的测试时间不等,通常在3天左右,我国采用的是24小时。交工验收指标应结合具体工程情况,例如数字段长度、实际工作环境等因素确定,要把系统、设备预留的富余度都考虑进去,以保证系统长期可靠地运转。一般地说,系统和设备的设计指标应优于交工验收指标和投入使用限值,这样才能确保系统和设备在不利的环境条件下,在经过长期使用后仍然能满足投入使用限值,纳入正常维护之列。究竟优多少,还决定于技术、经济和生产工艺水平等多种因素。表3-3YD/T 1033给出的CO的含义与用途。

3-3:交付指标的含义和用途

4、维护指标和限值(Maintenance Objective and LimitMO)

ITU-T M.20建议给出数字网维护所需要的各种限值,如投入使用限值、降质性能限值、故障修复后的性能限值、不能接受性能限值等,统称为维护限值。

投入使用限值是各种系统、设备投入通信网使用的指标。投入使用限值的测试要用准随机信号源(QRSS)在数字接口点间严格地测量。由于性能恶化具有统计特征,需要长时间地测试;而为了实用,以及受到实际和经费的限制,必须简化为快速测试,而将长时间测试交给性能监测设备来完成。为此,投入使用限值测试采用S1S2两个限值来判断,如果一个维护实体经测试其性能优于S1,就能毫无疑问地投入使用;若其性能介于S1S2之间,就需要进一步测试;若其性能劣于S2,就需要进行维修调整。S1S2限值的确定同指标分配、测试时间以及研究中的预测模型有关,但必须以参考性能指标为依据。

通过电信管理网(TMN)对网络中的实体进行不停业务的监测时,要求对各维护实体进行异常或缺陷分析和故障检测,以判断实体的性能是否正常、降级或不能接受,所以,还需要降级和不能接受的限值。此外,在故障修复后,也还需要进行快速测试检验,以判断该实体能否恢复使用,继续开放业务。这个性能限值可以和投入使用限值不一样,即可以不同于S1值。表3-4YD/T 1033给出的MO的含义与用途。

3-4:维护指标和限值的含义和用途

数字网主要的传输损伤是差错(Error)性能,因此,欲了解数字传输差错性能指标的请进入PO-HRXPO-HRPDOCOMO

四、4类指标间的相互关系

保持电信网的正常运行就是要保证网内任何两点间的互通,并向用户提供符合主管部门所制定的相应指标的服务质量。服务质量是服务性能的总效果。服务性能是指在用户接入服务的那些点上能够观察和测量的参数,在通信过程的3个功能阶段(接入、用户信息传递、拆线)用3种性能(速度、准确度、可信度)来衡量,它们决定了用户对服务的满意程度。在设备和电路按照这些指标和限值运行时,电信网将达到原定的网络性能指标,从而提供符合要求的服务质量。

从保证达到电信网性能指标出发,维护指标和设计指标、交付指标之间应存在一定的关系,这些关系应保证下述过程的完成:“从由通信质量评定得出的电信网的性能指标出发,确定假设参考模型及假设参考模型的总性能指标以及其构成部分的性能指标,转换成相应构成部分的设计指标,再导出设备的设计指标。考虑到实际工作环境(电路、通道的长度组成及工作条件)确定交付指标,工程设计应保证交付指标能达到并留有余量。该交付指标应略优于根据满足电信网性能指标确定的维护投入业务指标,然后确定允许的提醒限值(降质性能限值)和停业务维护限值(不可接受性能限值)。在设备和电路按照这些指标和维护限值运行时,应该达到原定的电路、连接和电信网的性能指标”。

    当然,单个设备的指标与电路、连接和通道指标之间的关系还需要研究损伤的叠加问题。叠加规律视具体的损伤而不同。这里存在的主要问题是:要使电信网经济合理地运行,一般来说交付指标应允许比设计指标低,而考虑到老化、环境条件(气候、电源干扰等)等因素的影响,维护限值更应允许损伤再有一些增加。但电信网或电路在这种条件下运行时,仍要达到原定的性能指标。这就要使作为电信网基础设备的设计指标应大大优于性能指标。各类指标及限值关系见图4-1。网络性能指标通常位于两个维护限值之间,接近于延迟维护限值。接近的程度要依不同的传输损害和损害分布特性来定。

4-1:各类指标及限值关系

我们知道系统或设备的特性受设计与生产偏差、元器件特性的一致性、生产条件和环境变化等的影响而呈现某种统计的分布,常见的为正态分布,如图4-2所示。

4-2:损害值相对频次的例子

图中曲线1表示系统、设备性能有足够的余量,设备工作环境,如电源电压、信号负荷、温度和湿度等均在限定的范围内,设备在开放业务维护运行期间的性能都优于设计指标的最坏值。如果设备工作环境超出设计规定的范围,例如系统中继距离大于预定长度、元件老化等,就会如曲线2那样,系统设备的性能会以一定的概率超过设计指标。如果在开放业务期间,工作环境比规定的要求恶劣很多,例如元件接近失效、过载等,就会如曲线3所示,系统设备的性能不仅超过设计指标的概率增大,而且会达到维护限值。实际的数字链路、电路、连接等是由多项设备随机组合构成的,这就使各种损害值出现的相对频次,有比曲线13更加离散的分布特征,如曲线1'3'所示。由于工作环境以及电路、交换等诸因素的随机影响,全程连接的损害概率分布通常也会如曲线3'所示,在整个维护运行期间有很宽的变化范围,但超过即时维护限值的概率仍很小,因为超过此值连接就不能用了。设计指标和维护限值之间应有一个合理的宽度,过宽了系统设计不经济,过窄了维护水平与技术要求高、维护费用增大,且因超过维护限值的概率增大,使比较多的连接不能用,同样也不经济。这里需要综合平衡,合理解决。

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附录
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