YDN 118-1999 同步网节点从钟性能测试方法（内部标准）.pdf

《YDN 118-1999 同步网节点从钟性能测试方法（内部标准）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《YDN 118-1999 同步网节点从钟性能测试方法（内部标准）.pdf（23页珍藏版）》请在麦多课文档分享上搜索。

1、YDN118-19!珍目次前言n1范围12引用标准13测量系统24测试项目3附录A(标准的附录)测试参数及时钟性能定义18附录B(标准的附录)最小二乘法，21YDN 118-19!珍前 1山目一J一一刁.二j本标准是根据(通信楼定时供给设备技术规范，并结合国际电信联盟电信标准化部门(1TU-T)建议G.810,G.812,G.823,G.825,0.171,0.17，和北美Bellcore GR一1244制订的。编写格式和方法采用我国标准化工作导则的有关规定。本标准由信息产业部电信研究院归口。本标准由信息产业部电信传输研究所起草。本标准主要起草人:徐一军汪建华张建柱邮电技术规定同步网节点从钟性

2、能测试方法118-19991范围本标准适用于同步供给单元的人网检测、设备选型和设备厂验。本标准用来衡量同步供给单元是否满足同步网节点从钟性能规范(以下简称规范)中提出的各项要求。本标准制定的目的是为了检验同步供给单元的性能是否满足(规范要求，并为电信部门提供一个测试方法。本标准规定了最低频率准确度、牵引人/保持人/牵引出范围、漂动产生、抖动产生、漂动容限、抖动容限、漂动传递特性、保持性能、保持到跟踪性能和相位瞬变性能的测试方法。其它相关设备的时钟性能的测试，可以参照使用本标准提出的测试方法。2引用标准下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所

3、有标准都有修订的可能，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。TIU-T建议G.810同步网的概貌和术语(1996年)ITU-T建议G.812适用于同步网节点时钟的从钟定时要求(1997年)ITU-T建议G.823以2048kb/s系列为基础的数字网抖动和漂动的控制(1995年)ITU-T建议G.825同步数字系列(SDH)的数字网中的抖动和漂动的控制(1995年)ITU-T建议0.171基于准同步数字系列(PDH)数字系统的定时抖动和漂动测量设备(1996年)ITU-T建议0.17s基于同步数字系列(SDH)数字系统的定时抖动和漂动测量设备(1996年)Bellcore GR-1

4、244同步网时钟通用一般性标准(1995年)中华人民共和国信息产业部1998一11一04批准199!)一;111一01实施YDN 118一19993测量系统测试所需仪表见表1。所有仪表均需经过计量并在有效期内，测试中所用仪表应良好接地。表1测试所需仪表仪表名称功能要求性能要求基准定时源独立的定时基准有2048kf和loMHz输出口准确度:士2 x 10-12频率重现性:土5x1。一13频率稳定度:2x 10-3/天(包括环境影响)温度特性:士1 x 10-3(0一5590 )频率综合仪输出信号频率/波形可调有IOMHz外定时口有1ll Jlz的分辨率可调频率范围: 35MHz通用计数器能测量频

5、率及时间间隔有101NHz外定时口分辨率:200ps抽样率:)3011z数据存储容量:)256k个数据时间间隔分析仪能测量频率及时间间隔能产生漂动噪声模板有lomliz外定时口分辨率:g 200ps抽样率:3 2000H.数据存储容量: _256k个数据抖动/漂动产生器能产生正弦抖动/漂动模板有外调制口(可选)有2048kbit/s输出口有，M-N输出口(可选)对于2048kbit/s输出口:正弦调制幅度:0 - 6UI和。一l000l两档分辨率:0.002UI和0.01UI两档调制频率范围:12 WHz一100kf对于SIM-1输出口:正弦调制幅度:0 - 6UI和0一3000U1两档分辨率

6、:0.002UI和0.1u1两档调制频率范围:12V-Hz一1.3MHz抖动/漂动测试仪能测量抖动/漂动峰一峰值有2048kbit/，或2)旧妇】2输人口有STM-N输人口(可选)对于2048kbit/，或2048kf输人口:测量幅度:0一6UI和0一IOOUI两档分辨率:0.002UI和。01UI两档测量频率范围:121一100kf对于SIM-1输人口:测量幅度:0 - 6U1和0一300001两档分辨率:。002UI和O.lul两档测量频率范围:12,Hz一1.3MHz帧结构发生器有2048kf输人口有2048kbide输出口YDN 118一19994测试项目4.1最低频率准确度4.1.1

7、要求见通信楼定时供给设备技术规范(以下简称规范)要求。4.1.2测试原理图测试设备输出信号的频率，计算每天的频率偏差，按照设备时钟寿命期，推算出最低频率准确度。测试原理见图la测量基准卜基准信号例频率测量卜被测信号州被测设备图14.1.3实际测试框图举例见图2a基准定时源同步供给 单元IOMHZ图24.1.4测试仪表的检验(1)按图3连接。71OMHz2O48kHz图3YDN 118一19的(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以0.Ollh(即loos/抽样值)的抽样率测量频率。(3)连续测量1000s.(4)计算频率偏差的平均值，结果应优于士le-llo4.1.5测试方法及结果(1)按图2连

8、接，在被测设备上电至少30天且处于自由运行状态至少72h之后，开始测量。(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以O.OIHz(即loos/抽样值)的抽样率测量频率。(3)连续测量7天。(4)用最小二乘法(见附录2)计算出每天的频率变化和初始频偏。(5)按照下面公式推算出最低频率准确度。最低频率准确度二初始频偏+每天的频率变化x时钟寿命期4.2牵引入/保持入/牵引出范围4.2.1要求见规范要求。4.2.2测试原理图改变被测设备输人信号的频偏，观察被测设备的工作状态，同时测量被测设备输出信号的频偏，以确认被测设备的工作状态，见图40测量基准卜基偏信号被测设备被测信号图44.2.3实际测试框图举例见图

9、504.2.4测试仪表的检验(1)按图6连接。(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以1Hz(即Is/抽样值)的抽样率测量频率，(3)设置频率综合仪输出信号的频偏为1.6。一80(4)连续测量loso(5)计算频率偏差的平均值，结果应与调偏值相符，误差应优于土5%04.2.5测试方法及结果YDN 118一1999基准定时源卜一IOMHz-频率综合仪8kHz同步供给 单元图5图6(1)按图5连接，在被测设备处于保持状态至少2h之后，开始测量。(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以1Hz(即IS/抽样值)的抽样率测量输出信号的频率。(3)连续测量10008.(4)设置频率综合仪输出信号的频偏为规范的

10、牵引人要求(例如1.6。一8)，并将此信号作为被测设备的定时输人。(5)观察被测设备的工作状态和测试数据，在1000s内被测设备应跟踪输人信号并进人锁定状态。(6)保持人/牵引出范围的测试方法待定。4.3漂动产生4.3.1要求见规范要求。4.3.2测试原理图在输人带有标称频率信号的情况下，测试设备输出信号的漂动，见图7.4.3.3实际测试框图举例见图8.4.3.4测试仪表的检验(1)按图9连接。(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以30Hz(即0.0338/抽样值)的抽样率测量相位。YDN 118一1999图7图8图9(3)连续测量400sa(4)计算MTIE和TDEV，结果应满足:MTIE(

11、1s) 4ns,MTIE(100s)tOns,TDEV(ls) 0.2ns,TDEV(100s)lnsa4.3.5测试方法及结果(1)按图8连接，在被测设备处于锁定状态24h之后，开始测量。(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以30Hz(即0.033s/抽样值)的抽样率测量相位。(3)连续测量400s.(4)得到0.033一400sMTIE曲线和0.033一133sTDEV曲线，取0.1一l00sMTIE曲线和YDN 118一19990.1一30sTDEV曲线。(5)设置通用计数器或时间间隔分析仪以0.1Hz(即los/抽样值)的抽样率测量相位。(6)连续测量120000so(7)得到10 -

12、 120000sMTIE曲线和10一)000slDEV曲线，取200一30000sMTTE曲线和60一10000sTDEV曲线。(8)由(4),(7)可得到0.1一30000s的MTIE及0.1一10000s的TDEV曲线。4.4抖动产生4.4.1要求见规范要求。4.4.2测试原理图在输人带有标称频率信号的情况下，测试设备输出信号的抖动，见图l00测量基准卜基准信号叫被测设备卜被测信ll-抖动ki a图104.4.3实际测试框图举例见图it.基准定时源卜2048kHz2048kHz或2048kb/s抖动测试仪图114.4.4测试仪表的检验(1)按图12连接。基准定时源一2048kHz州抖动测试

13、仪图12(2)设置抖动测试仪测量带宽为20一l00kHz,测量时长为60s.(3)测量结果应满足:抖动峰一峰值小于0.005UIo4.4.5测试方法及结果(1)按图11连接，在被测设备处于锁定状态2h之后，开始测量。(2)设置抖动测试仪测量带宽为20一100kf,测量时长为60s，分别对2048kHz和2048kbids信号进行测量。(3)记录下峰一峰抖动值。4.5输入漂动容限4.5.I要求见规范要求。YDN 118一19994.5.2测试原理图在输人带有漂动模板信号的情况下，观测设备的工作状态，见图13。对输人漂动容限测试可用正弦法和噪声法。测量基准卜基准信号漂动产生侧试信号-I被侧设备图1

14、34.5.3买际测试框图举例见图14(a)和图14(6)o基准定时源图14(a)基准定时源卜2048kHz帧结构发生器厂nlt-n2048kb/s2048kb/s十漂动模板图14(b)4.5.4测试仪表的检验(1)按图15(a)连接。(2)按规范要求设置漂动发生器产生的正弦漂动的频率及幅度。(3)设置漂动测试仪对漂动发生器输出的信号进行测量，结果应与所产生的正弦漂动幅度相符，误差应优于土5%。(4)重复步骤(2),(3),至少选择0. 32mHz,0. 8mHz8逐点对规范所要求的频率点进行恻量。对于2048kb/，信号，,16mHz,43mHz,1Hz 5个频率点进行测量。YDN 118一1

15、999罗基准定时源帧结构发生器2048kb/s十正弦漂动图15(a)(5)按图15(b)连接。基准定时源一2048kHz2048kb/s+漂动模板图15(b)(6)设置时间间隔分析仪产生带有规范要求噪声漂动模板的信号。(7)设置时间间隔分析仪以30Hz(即0.033s/抽样值)的抽样率测量相位。(8)连续测量8100s.(9)得到0.033一2700sIDEV曲线，取0.1 - 1000s1DEV曲线。(10)测量结果应与所产生的噪声漂动模板相符，误差应优于士5%04.5.5测试方法及结果(1)按图14(a)连接，在被测设备处于锁定状态2h之后，开始测量。(2)按规范要求设置漂动发生器产生的正

16、弦漂动的频率及幅度。(3)观察被测设备工作状态，在l0min内，被测设备输人口应不产生任何告警或状态变化。(4)重复步骤(2),(3)，逐点对规范所要求的频率点进行测量。对于2048kbiNs信号，至少选择0.32mHz,0.8mHz,16mHz,43mHz,1Hz 5个频率点进行测量。(5)按图14(b)连接，在被测设备处于锁定状态2h之后，开始测量。(6)设置时间间隔分析仪产生带有规范要求噪声漂动模板的信号。(7)观察被测设备工作状态，在l0min内，被测设备输人口应不产生任何告警或状态变化。(8)根据步骤(3)和(7)中的测试结果，可判断被测设备的输人漂动容限是否满足规范要求。、刃N11

17、8一19994.6漂动传递特性4.6.1要求见规范要求。4.6.2测试原理图在输人带有漂动模板的情况下，测试被测设备的输出信号，见图16。对漂动传递特性的测试可用正弦法和噪声法。测量基准图164.6.3实际测试框图举例见图17(a)和图17(6)a基准定时源图17(a)图17(b)4.6.4测试仪表的检验(I)按图18(a)连接。(2)按规范要求设置漂动发生器产生的正弦漂动的频率及幅度。(3)设置漂动测试仪对漂动发生器输出的信号进行测量，结果应与所产生的正弦漂动幅度相符，误差应优于士5%0(4)重复步骤(2),(3)，逐点对规范所要求的频率点进行测量。对于2048kb/s信号，10YDN 11

18、8一1999基准定时源一2048kHz帧结构发生器2048kb/s 7 1,$c $8kb/s图18(a)至少选择0.32mHz,0. 8mHz,16mHZ,43mHz,1Hz 5个频率点进行测量。(5)按图18(b)连接。基准定时源卜2048kHz帧结构发生器2048kb/s2048kb/s+漂动模板图18(b)(6)设置时间间隔分析仪产生带有规范要求噪声漂动模板的信号。(7)设置时间间隔分析仪以30Hz(即0.33x/抽样值)的抽样率测量相位。(8)连续测量8100sa(9)得到0. 033 - 2700sTDEV曲线，取0.1一1000STDEV曲线。(10)测量结果应与所产生的噪声漂动

19、模板相符，误差应优于士5%ao4.6.5测试方法及结果(1)按图17(a)连接，在被测设备处于锁定状态2h之后，开始测量。(2)按规范要求设置漂动发生器产生的正弦漂动的频率及幅度。(3)设置漂动测试仪对被测设备输出的信号进行测量。(4)重复步骤(2),(3)，逐点对规范所要求的频率点进行测量。对于2048kb/s信号，至少选择0. 32mHz,0.8mHz,16mHz,43mHz,1Hz5个频率点进行测量。(5)由各个频率点的漂动输人/输出幅度计算出被测设备的正弦输入漂动传递特性曲线，并可得到被测设备时钟的带宽。(6)按图17(b)连接。(7)设置时间间隔分析仪产生带有规范要求噪声漂动模板的信

20、号。(8)设置时间间隔分析仪以30Hz(即0.033s/抽样值)的抽样率测量相位。(9)连续测量8100s0YDN 118一1999(10)得到0.033一2700s1DEV曲线，取0.1一1000s1DEV曲线。4.7输入抖动容限4.7.1要求见规范要求。4.7.2测试原理图在输人带有抖动模板信号的情况下，观测设备的工作状态，见图190测量基准卜基准信号川抖动产生卜测试信号祠被测设备益图194.7.3实际测试框图举例见图20基准定时源卜-2048kHz2048kb/s洲抖动发生器2048kb/s图204.7.4测试仪表的检验(1)按图21连接。(2)按规范要求设置抖动发生器产生的正弦抖动的频

21、率及幅度。(3)设置抖动测试仪对抖动发生器输出的信号进行测量，结果应与所产生的正弦抖动幅度相符，误差应优于士5%。(4)重复步骤(2),(3)，对于2048kb/s信号，至少选择1 Hz, 20Hz, 2. 4kHz,18kHz,l00kHz 5个频率点进行测量。4.7.5测试方法及结果(1)按图21连接，在被测设备处于锁定状态2h之后，开始测量。(2)按规范要求设置抖动发生器产生的正弦抖动的频率及幅度。(3)观察被测设备工作状态，在10n in内，被测设备输人口应不产生任何告警或状态变化。YDN 118一1999基准定时源卜2048kHz2048kb/s抖动测试仪2048kb/s+正弦抖动图

22、21(4)重复步骤(2),(3)，逐点对规范所要求的频率点进行测量。对于2048kb/s信号，至少选择1Hz,20Hz,2.4kHz,18kHz,l00kHz 5个频率点进行测量。4.8保持性能4.8.1要求见规范要求。4.8.2测试原理图在设备正常工作的情况下，断掉所有输人信号，测试设备在保持工作状态下输出信号的定时性能，见图220图224.8.3实际测试框图举例见图2304.8.4测试仪表的检验(1)按图24连接。(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以0.1Hz(即log/抽样值)的抽样率测量相位:(3)连续测量3000s.(4)计算MTIE，结果应满足:MTIE(1000s)lOnso4

23、.8.5测试方法及结果(1)按图23连接，在被测设备处于锁定状态24h之后，开始测量。(2)设置通用计数器或时间间隔分析仪以0.1Hz(即10s/抽样值)的抽样率测量相位。13yDN118一1999图23r WIVIN 2Cloltk图24(3)在软件运行至1000S时，断掉被测设备的定时输人信号，使时钟进人保持状态。(4)连续测量7天。4.，保持到跟踪性能4.9.1要求见规范要求。4.9.2测试原理图当被测设备工作在保持状态下时，恢复定时输人信号，测试被测设备从保持状态到锁定状态过程中输出信号的相位变化，见图250图254.9.3实际测试框图举例见图2&4.9.4测试仪表的检验(1)按图27

24、连接。YDN 118一1999IOMHz频率综合仪基准定时源2048kHz+频偏2048kHz一一丁图26I IMM Rfffl 20r, .Hz图27(2)设置通用计数器以1Hz(即1“抽样值)的抽样率测量相位。(3)连接测量1loos o(4)计算MTIE，结果应满足:MTIE(ls) 4ns,MTIE(1000s)lOnso(5)设置时间间隔分析仪以2000Hz(即0.5ms/抽样值)的抽样率测量相位。(6)连续测量l00so(7)计算MTIE，结果应满足:MTTE(1 s) 4us, MTIE (1000s )lOnso4.9.5测试方法及结果(1)按图26连接，在被测设备处于锁定状态

25、24h之后，开始测量。(2)设置频率综合仪输出信号的频偏为被测设备的牵引人范围(例如，1.6。一8)，此时时钟应一直处于锁定状态。(3)使被测设备跟踪调偏输入信号24ho(4)断掉被测设备的输人信号，使被测设备工作在保持方式。(5)在时钟进人保持2h后(T二Os)进行以下测试。(6)设置通用计数器以1Hz(即Is/抽样值)的抽样率测量相位。(7)在T二Os时开始测量，连续测量1100so(8)设置时间间隔分析仪以2000Hz(即0.5ms/抽样值)的抽样率测量相位。YDN 118一1999(9)在T=Os时开始测量，连续测量loos.(10)在T = 10s时，连接开关K，使时钟重新跟踪于标称

26、的理想输人信号。(11)记录时钟判定输人信号有效的时刻ti,退出保持状态的时刻t:和重新达到锁定的时刻t3-(12)根据(7),(9)测得的相位变化及(11)测得的时刻判断被测设备是否满足规范要求。4.10相位瞬变4.10.1要求见(规范要求。4.10.2测试原理图在设备正常工作的情况下，模拟产生各种重新安排的情况(例如，断掉开关K)，在每种情况下对设备输出信号的相位变化进行测试，见图28.图284.10.3实际测试框图举例见图29.4.10.4图29测试仪表的检验按图30连接。设置通用计数器以1Hz(即is/抽样值)的抽样率测量相位。连接测量11008.计算M1IE，结果应满足:、，J、IJ

27、、尹、月/-，山1甘4了.、了厂、2，、YDN 118一1999图30MTIE(ls) 4ns,MT1E(1000s)lOns,(5)设置时间间隔分析仪以2000Hz(即。.5m/抽样值)的抽样率侧量相位。(6)连续测量loos,(7)计算Mn玉，结果应满足:MTIE(ls) 4ns,MTEE(1000s)lOns,4.10.5测试方法及结果(1)按图29连接，在被测设备处于锁定状态24h之后，开始测量。(2)设置通用计数器以1Hz(即is/抽样值)的抽样率测量相位。(3)在T二0，时开始测量，连续测量1100s,(4)设置时间间隔分析仪以2000Hz(即0. 51m/抽样值)的抽样率测量相位

28、。(5)在T二0，时开始测量，连续测量loos,(6)在T二10，时完成一次系统重新安排的操作(例如，人工切断开关K，使时钟跟踪于频率综合仪产生的定时信号)。(7)在完成一次测量后，设备至少应处于稳定工作状态2h,然后再开始一次侧量。(8)重复(2)一(7)，完成规范要求的各种情况下系统重新安排的相位瞬变测试。4.11相位贡建测试方法待定。、刃N118一1999附录A(标准的附录)测试参数及时钟性能定义AI老化率(Ageing)振荡器随时间变化而产生的系统的频率变化。A2相对频率偏差(Fractional Frequency Deviation)一个实际信号频率和一个标称频率之差，除以标称频率

29、，即刃lfaA3漂动(Wander)数字信号的各个有效瞬时相对其理想时间位置的长期变化(变化的频率小于l OHz) aA4抖动(Jitter)数字信号的各个有效瞬时相对其理想时间位置的短期变化(变化的频率大于10110,AS滑动(Slip)由于数字设备输人/输出信号的频率和/或相位变化而导致在缓冲存储器产生数字信息的重读或漏读。根据滑动控制机制，滑动分为受控滑动和非受控滑动。A6频率准确度(Frequency Accuracy)在规定的时间周期内时钟频率偏离的最大幅度。A7频率稳定度(Frequency Stability)在给定的时间间隔内由于时钟的内在因素或环境影响而导致的频率变化。A8频

30、率漂移(Frequency Drift)由于时钟的老化率或外部影响(辐射、压力、温度、湿度、电源、负载等)而导致相对于标称值的频率偏差的变化率。A9时间间隔误差(Time Interval Error)在特定的时间周期内，一个给定信号相对于理想信号的时延变化。A10最大时间间隔误差(Maximum Time Interval Error)在一个测量周期内，一个给定的窗口内的最大相位变化。MTIF和TIE定义如图AI所示。和参考信号对比的时延变化图Al、勺N118一1999_(、)二、n+j一1 n+j一1max(Xi)一min(Xi)r=j L二I其中:Xi是时延的抽样数据;是抽样数据的总数;

31、是观察时间;是观察时间内的抽样数。刀5几All其中:时间偏差TDEV(Time Deviation)TDEV(r)司6n而I-3n+1)v誉+11 n-1(x Jk=0一2xj一、一”XL是时延的抽样数据;N是抽样数据的总数;:。是相邻样值间的时间间隔;是积分时间，r二二。;n是积分时间内的抽样数。A12保持人范围(Hold-in range)是指从钟参考频率和规定的标称频率间的最大频率偏差范围，在这个范围之内，无论参考频率如何缓慢变化，从钟都工作在锁定状态。A13牵引人范围(Pull-in range)是指从钟参考频率和规定的标称频率间的最大频率偏差范围，在这个范围之内，从钟将达到锁定状态。

32、A14牵引出范围(Pull-out range)是指从钟参考频率和规定的标称频率间的频率偏差范围，在这个范围之内从钟工作在锁定状态，在这个范围之外从钟不能工作在锁定状态，而无论参考频率如何变化。A15保持频率稳定度(Holdover Frequency Stability)在失去全部频率基准的情况下(工作在保持方式)，时钟频率相对于时间的最大变化率。A16相位瞬变(Phase Transients)由于在定时基准之间或者设备主/备用硬件之间的倒换(系统重新安排)而引起在输出口信号相位的瞬时变化。A17从保持到跟踪性能(Transition From Holdover to Nonnal Mod

33、e)此性能是指在给一个已经工作在保持方式的时钟提供定时基准信号时，该时钟需要确认此信号和信号频率，因此需要一定的时间。在确认期间，时钟可以继续以其保持频率工作。在对定时基准已经确认有效之后(例如无LOS, OOF或AIS )，时钟改变其频率以锁定到输人定时基准。A18漂动/抖动产生(Wander/litter Generation)在时钟输人口没有外加输人漂动/抖动(输人理想基准信号)的隋况下，在时钟输出口漂动/抖动出现的过程。YDN 118一1999A19漂动/抖动输人容限(Wander/Jitter Input Tolerance)输人口应具有接受一定幅度的漂动/抖动的能力，在此幅度内，输人口应不产生任何告警和进行输人信号倒换。A20漂动/抖动传递特性(Wander/Jitter Transfer)对于时钟应要求它能产生一个具有低漂动/抖动的输出，甚至于当输人信号具有较高的漂动/抖动时也能如此。这就是对时钟过滤漂动/抖动的要求Vn卜118-1999附录B(标准的附录)最小二乘法假设抽样时刻x和测量值Y存在线性关系，则可用直线夕=a十坛来拟和它们之间的变化关系。其中丛几一工-a二Y一bx式中-17,n,-i二、，二青客二二zx2i=i-n(tx,)2二层二。-1(in ;=i一，(客二猛与