GB T 15838-2008 数字网中交换设备时钟性能测试方法.pdf
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1、lCS 3304030M 15 囝雪中华人民共和国国家标准GBT 1 5838-2008代替GBT 15838 1995数字网中交换设备时钟性能测试方法200810-07发布Test methods for the performancesof switching equipment clocks in digital network200904-01实施宰瞀髁鬻瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会19目 次前言1范围2规范性引用文件3缩略语4频率准确度5牵引入牵引出范围6漂移产生7抖动产生8抖动漂移输入容限9抖动漂移传递特性10保持性能11相位瞬变相位不连续性12监测、告警和控制功能检测一
2、附录A(规范性附录) 使用仪表的主要性能要求附录B(资料性附录)测试参数定义GBT 15838-2008111l2哇568O2368刖 昌GBT 15838-2008本标准参照ITu T G810同步网的定义和术语、G812适用于同步网节点从钟的定时要求和G823以2 048 kbits系列等级为基础的数字网内抖动和漂动的控制,对GBT 15838-1995进行修订。本标准代替GBT 15838 1995数字同步网中交换设备时钟性能的测试方法。本标准对GBT 158381995的主要修订内容如下:a) 标准名称修改为“数字网中交换设备时钟性能的测试方法”;b)参照1TUT建议G812和G823
3、,以及YDT1011 1999,对所有测试项目提出了一套完整的新的测试方法,并作为基准测试方法;c)原标准中的测试方法作为替代测试方法保留;d) 原标准中第1章“主要内容与适用范围”修改为第1章“范围”;e)原标准中第2章“引用标准”修改为第2章“规范性引用文件”;f)增加了第3章“缩略语”;g)根据YDN 065 1997,增加了第4章“频率准确度”;h) 原标准中附录A“本标准中各测试配置使用仪表的主要性能要求(补充件)”修改为附录A(规范性附录)“使用仪表的主要性能要求”,并根据所提出的新的测试方法,对附录A作了相应补充;i)根据ITUT建议G810,增加了附录B(资料性附录)“测试参数
4、定义”。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由中国通信标准化协会负责归口。本标准主要起草单位:信息产业部电信研究院。本标准主要起草人:汪建华、徐一军、胡昌军。本标准于1995年首次发布,本次为第一次修订。数字网中交换设备时钟性能测试方法GBT 15838-20081范围本标准规定了数字程控交换设备时钟的频率准确度、牵引范围、抖动漂移产生、抖动漂移输入容限、抖动漂移传递特性、保持特性、相位瞬变相位不连续性等性能的测试方法,以及监测、告警和控制功能的检测方法。本标准适用于数字程控交换设备时钟。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随
5、后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GBT 7611 2001数字网系列比特率电接口特性3缩略语下列缩略语适用于本标准。MTIE Maximum Time Interval Error 最大时间问隔误差STM-N Synchronous Transport Module,Level N N阶同步传送模块TDEV Time Deviation 时间偏差UI Unit Interval 单位时间间隔4频率准确度41指标要求对于二级转接交换设备时钟,其频率准确度
6、应优于40E 7。对于三级本地交换设备时钟,其频率准确度应优于土46E一6。42测试原理图频率准确度测试原理图如图1所示。图1 频率准确度测试原理图43测试方法及结果1) 按图2连接,在被测交换设备重新上电且时钟处于自由运行状态后,开始测量。GBT 15838-2008图2频率准确度测试2)设置通用计数器以0,01 Hz(即i00 s抽样值)的抽样率测量频率。3) 连续测量10 000 5,计算频率偏差的平均值。4)测试结果应满足41规定的要求。5牵引入牵引出范围51指标要求对于二级转接交换设备时钟,其最小牵引人牵引出范围为:140E-7。对于三级本地交换设备时钟,其最小牵引人牵引出范围为:土
7、4617;-6。52测试原理图牵引人牵引出范围测试原理图如图3所示。图3牵引入和牵引出范围测试原理图53测试方法及结果531基准测试方法1)按图4连接,在被测交换设备处于锁定状态至少2 h之后,开始测量,步骤2)6)测量牵引出范围,步骤7)11)测量牵引入范围。2图4牵引入和牵引出范围测试甲2)设置通用计数器以1 Hz(即1 s抽样值)的抽样率测量输出信号的频率。3)将频率综合仪的频偏根据被测时钟类型的不同,可以10E 9或10E一8或10E 7的步长,每隔15 min调一次。每改变一次频率综合仪的频偏,至少连续测量1 000 S,从通用计数器上可读出输出信号频偏已经跟踪上输入信号频偏。当正向
8、调至被测交换设备不再跟踪输入频偏并进人保持工作状态时,记录进入保持工作状态之前从通用计数器上读出的输出信号频偏即为所要求的正向牵引出范围。重复步骤1)5)的方法,可以得到反向牵引出范围。在正向使时钟牵出并进入保持工作状态或人工使时钟进入保持工作状态至少2 h之后,开始测试。设置通用计数器以1 Hz(即1 s抽样值)的抽样率测量输出信号的频率。连续测量l 000 S。一步反向设置频率综合仪输出信号的频偏为正向所牵出的频偏。观察被测交换设备的工作状态和测试数据,在1 000 s内被测设备应跟踪输入信号并进入锁定状态,此时得到反向牵引入范围,否则减小频率综合仪输出信号的频偏,重复8)10)。重复步骤
9、7)lo)的方法,可以得到正向牵引入范围。测试结果应满足51规定的要求。532替代测试方法1)按照图5所示的测试配置组成测试电路。图5牵引入范围测试配置图2) 同步:首先使被测交换设备时钟接受基准时钟源同步。3) 牵引:通过改变频率综合仪的输出频率使输入到被测交换设备时钟的频率变化。在相对输入频率标称值2 048 kHz的正频偏方向改变频率。对于二级转接交换设备时钟,频率变化量为0819 2 Hz;对于三级本地交换设备时钟,频率变化量为9420 8 Hz。被测交换设备时钟仍应处于同步状态。用计数器监测至少2 h。按照上述过程,在相对输入频率标称值2 048 kHz的负频偏方向改变频率。测得牵引
10、入范围是否符合指标要求。将测量过程记人表1。表1 牵引入范围测试记录表正偏差 负偏差时间 厶|HZ 输出频率 时间 fHz 输出频率DD曲”加U化GBT 15838-20086漂移产生61指标要求在跟踪理想输入频率基准的情况下,对任何大于100 s的周期内,转接交换设备时钟、本地交换设备时钟输出端的最大时间间隔误差(MTIE)应不超过l ps;对于时间偏差(TDEV)限值有待进一步研究。MTIE和TDEV限值如表2和表3所示。表2转接交换和本地交换设备时钟漂移产生(MTIE)MTIE限值ns 观察时间rsFFS o05i00FFS(For further study):需进一步研究。表3转接交
11、换和本地交换设备时钟漂移产生(TDEV)TDEV限值ns 观察时问rs IFFS o1r10 ooo lI FFS(F。r further study):需进一步研究。 l图6漂移产生测试原理圉63测试方法及结果631基准测试方法1) 按图7连接,在被测设备处于锁定状态24 h之后,开始测量。2)3)4)午E2048 kbits竺鲨。甲图7漂移产生测试设置漂移分析仪以30 Hz(即0、033 s抽样值)的抽样率测量相位。连续测量400 s。得到0033 s400 s MTIE曲线和0033 s133 s TDEV曲线,取01 s100 s MTIE曲线GBT 15838-2008和01 s30
12、 S TDEV曲线。5)设置漂移分析仪以01 Hz(即10 s抽样值)的抽样率且通过一个等效10 Hz单极点低通滤波器测量相位。6)连续测量120 000 S。7)得到lo s120 000 SMTIE曲线和10 s40 000 STDEV瞌线,取200 s30 000 sMTIE曲线和60 s10 000 s TDEv曲线。8) 由4)、7)可得到01 s30 000 s的MTIE及01 s10 000 S的TDEV曲线。9)测试结果应满足61规定的要求。632替代测试方法此方法应在被测交换设备的监测点进行MTIE测量。1) 按照图8所示测试配置组成测试电路。2)选用调制域分析仪的时间域测量
13、功能进行测量。3) 使被测交换设备时钟接受基准时钟源同步。4)在选择的测量周期内,用调制域分析仪测量在观察时问内的最大时间间隔误差。图8漂移产生测试配置图7抖动产生71指标要求在锁定理想输入参考信号的情况下,当通过一个折角频率分别为20 Hz和100 kHz的单极点带通滤波器进行测量时,以60 S为测量间隔,在2 048 kHz和2 048 kbits同步输出接口产生的固有抖动峰峰值应不超过005 UI。72测试原理图抖动产生测试原理图如图9所示。一如果抖动测量仪表能接收外部同步基准信号,就连接此线图9抖动产生测试原理图73测试方法及结果1)按图10连接,在被测设备处于锁定状态2 h之后,开始
14、测量。GBT 15838-20082 048 kbits I 2 048 kbWs I一 如果抖动测试仪能接收外部同步基准信号,就连接此线图10抖动产生测试2)设置抖动测试仪测量带宽为20 kHz100 kHz,测量时长为60 s,对交换设备的2 048 kbits输出信号进行测量。3)记录下峰一峰抖动值。4)重复步骤2)、3),选择不同的输出接口至少测试3次。5)取3次测试中最大值。8抖动漂移输入容限81指标要求在2 048 kbits接口的输人口,输人数字信号抖动和漂移的最低容限值应符合表4和图11中的规定。当输人数字信号中加入该抖动漂移最低容限限值时,数字交换设备时钟不应引起:任何告警;
15、参考倒换;一 进入到保持工作状态。表4转接交换和本地交换设备时钟抖动漂移最低输入容限限值参数 输人数字信号抖动和 调制数字信号使之产生抖动和漂移的正弦信号频率值 测试用、漂移幅度峰一峰值ui (数字信号抖动和漂移频率)伪随机比特率、心序列Ao Al A2 ,。Hz f。Hz ,2kHz kHz tkHz2 048 kbits 36921 5 115 02 1210 5 20 24 18 100(18 ps)Ao=36 9101Al=1512=O 2103 104 10s|z k|x24ldtz 18 kHz 100 kHz抖动漂移额事,(对教坐标)ttz图11 最大允许输入抖动和漂移的最低容限
16、一j馨剥鞯韶v越罂饕麟稃霭彗学OZ2O5,旷厶n282测试原理图输入抖动漂移容限测试原理图如图12所示。GBT 15838-2008E一一! r日;图13输入抖动漂移容限测试2)按标准要求设置抖动漂移发生器产生的正弦抖动漂移的频率及幅度。3)观察被测交换设备工作状态,在10 rain内,被测交换设备输人口应不产生任何告警或状态变化并处于正常跟踪状态。4)在表4中给出的频率范围内,重复步骤2)、3)12 pHz(369 U1)、20 Hz(15 UI)、24 kHz(15个频率点进行观察。逐点对所要求的频率点进行观察。至少选择5 UI)、18 kHz(020 UI)、100 kHz(020 UI
17、)5)测试结果应满足81规定的要求。832替代测试方法1)按照图14所示的测试配置组成测试电路。2) 使被测交换设备时钟接受基准时钟源同步。在多通道示波器上显示的输入2 048 kHz与输出2 048 kHz波形之间的相对位置不再变化时,表示时钟已同步于基准时钟源。3)使数字信号发生器发送一个伪随机序列(2“一1),并将此序列送入一个64 kbits通路。4)在交换设备中建立一条半永久连接通路。5)在选定通路的输出端测量比特误码,检验已建立的连接是否有误码出现。开始测量时,观测15 min,误码秒应该为0。6) 以正弦信号做抖动漂移调制信号,按照表4所列数值调整输入抖动漂移的频率和幅度,用数字
18、信号接收器观测误码是否出现。7丁GBT 15838-20089抖动漂移传递特性图14输入抖动漂移容限测试配置图91指标要求传递特性规定了交换设备输出端的抖动漂移与输入端的抖动漂移之问的关系,其模板如图15所示。它类似一个低通滤波器的限值范围,其最大增益为02 dB,在01 Hz处有一转折点,斜率为6 dgoct。对其模板的高频(抖动)部分不作规定,但是,在100 Hz以上,应当提供足够的衰减。兽利骜0 2 , ,”V 频靴12钐6。向“图15抖动漂移传递特性模板92测试原理图抖动漂移传递特性测试原理图如图16所示。GBT 15838-2008图16抖动漂移传递特性测试原理图93测试方法及结果9
19、31基准测试方法1)按图17连接,在被测交换设备处于锁定状态2 h之后,开始测量。图17抖动漂移传递特性测试2)按标准要求设置抖动漂移发生器产生的正弦抖动漂移的频率及幅度。3)观察被测交换设备工作状态,在10 rain内,被测交换设备输入口应不产生任何告警或状态变化并处于正常跟踪状态。4)在表4中给出的频率范围内,重复步骤2)、3),逐点对所要求的频率点进行观察。至少选择12”Hz(369 UI)、10 132Hz(86 UI)、100 nlHz(5o UI)、200 mHz(42 UI)、400 InHz(38 UD、1 Hz(29 UI)、2 Hz(25 UI)、20 Hz(15 UI)、
20、100 Hz(15 UI)9个频率点进行观察。5)测试结果应满足81规定的要求。932替代测试方法1)按照图14所示的测试配置组成测试电路。2)选定测试用伪随机序列(2“一1),并使测试序列数字信号工作于待测输人口标称速率2 048 kbits,抖动调制器对其相位调制量为零。3)使被测交换设备接受基准时钟源同步。在多通道示波器上显示的输入2 048 kbits与输出2 048 kbits波形之间的相对位置不再变化时,表示时钟已同步于基准时钟源。4) 以正弦信号做抖动调制信号,使测试数字信号产生相位抖动。在输入抖动大于(等于)1 Hz时,可以直接使用抖动发生器和抖动测试仪进行测量。在输人抖动和漂
21、移小于1 Hz时,由频率综合仪产生的小于1 Hz的正弦信号送往抖动发生器的外调制Q,调整频率综合仪的电平,使加到2 048 kbits信号的抖动和漂移达到表1所列数值。在多通道示波器上读取输入2 048 kbits波形与输出2 048 kbits波形相对于基准信号的最大摆动幅度(uI)。将测量值和计算结果记人表5中。9GBT 15838-2008表5转接交换和本地交换设备时钟抖动漂移传递特性测试结果输入抖动漂移 输人抖动漂移幅度 最大输出抖动漂移幅度增益aB频率HzUI U1001 86 4 19701 5 2 44002 42 2 05004 36 1 757l 29 1 415Z 25 1
22、 22010保持性能101指标要求在保持工作状态,时钟的输出在任何s秒周期内的MTIE不应超过下列限值对于S100MTIE(s)一s+(12)bS2+cns参数n、b、c的取值如表6所示。表6参数a、b、c取值表时钟等级参数二级转接交换设备时钟 三级本地交换设备时钟o50 lOooo11 6E 566 230E 4。580E-6。1 000 1 000a相当于初始频率偏差50E lO。b相当于频率偏移为10E-9:无。c相当于频率偏移为50E一10天。d相当于初始频率偏差10E 8。e相当于频率偏移为20E-8天。102测试原理图保持性能测试原理图如图18所示。lO图18保持性能测试原理图GB
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