ОСТ 45.134-99 | |
Приборы для измерения дрожания и дрейфа фазы в цифровых сигналах электросвязях. |
СТАНДАРТ ОТРАСЛИ
Технические требования. Методы испытаний
МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ
Москва
Предисловие
1 |
РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским институтом связи (ЦНИИС) Минсвязи России |
2 |
УТВЕРЖДЕН Министерством Российской Федерации по связи и информатизации |
3 |
ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ информационным письмом Минсвязи России от 03.12.1999 г. № 7377. |
4 |
Разрабатывается впервые |
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госкомсвязи России.
Содержание
1 |
Область применения ................................................................................. |
1 |
2 |
Нормативные ссылки ................................................................................ |
1 |
3 |
Определения ...................................... ........................................................ |
2 |
4 |
Обозначения и сокращения ...................................................................... |
3 |
5 |
Технические требования ...................................................................... ..... |
4 |
5.1 |
Общие требования ..................................................................................... |
4 |
5.2 |
Требования к входу (выходу) приборов ................................................... |
5 |
5.3 |
Требования к функции генерации ...... ...................................................... |
7 |
5.4 |
Требования к функции измерения дрожания фазы ................................. |
11 |
5.5 |
Требования к функции измерения дрейфа фазы ..................................... |
15 |
6 |
Методы испытаний ... ................................................................................ |
18 |
6.1 |
Общие требования ..................................................................................... |
18 |
6.2 |
Требования к средствам измерений ....................... .................................. |
18 |
6.3 |
Измерение параметров входа и выхода прибора ................................... |
18 |
6.4 |
Проверка частоты сигнала на выходе ГИС ............................................. |
18 |
6.5 |
Проверка вырабатываемых испытательных последовательностей и структуры измерительного сигнала ......................................................... |
18 |
6.6 |
Проверка работы ГИС от внешнего тактового сигнала ......................... |
19 |
6.7 |
Проверка формы импульсов и правильности формирования кодов цифрового сигнала ..................................................................................... |
19 |
6.8 |
Проверка собственного фазового дрожания сигнала на выходе ГИС... |
19 |
6.9 |
Проверка погрешности вводимого фазового дрожания выходного сигнала ........................................................................................................ |
20 |
6.10 |
Определение допустимого отклонения скорости входного сигнала .... |
21 |
6.11 |
Определение характеристик приемной части прибора ....... .................. |
22 |
6.12 |
Определение погрешности измерения параметров дрейфа фазы ......... |
22 |
Приложение А Термины и определения, относящиеся к измерению параметров дрейфа фазы .......................................................................... .......... |
24 |
|
Приложение Б Метод генерации испытательных последовательностей указателя .............................................................................................................. |
26 |
|
Приложение В Перечень основных средств измерения и устройств, рекомендуемых для проверки характеристик приборов для измерения дрожания/дрейфа фазы ....................................................................................... |
28 |
|
Приложение Г Библиография.......................................... ................................... |
30 |
Введение
Настоящий стандарт разработан с учетом Рекомендаций Международного союза электросвязи (МСЭ-Т) G.703, G.810-G.813, G.823, G.825, O.150, О.171, О.172 [1; 4-12] и Европейского стандарта электросвязи ETS 300 462 [14] в части нормирования и измерений характеристик дрожания и дрейфа фазы в сигналах плезиохронной и синхронной цифровой иерархии.
СТАНДАРТ ОТРАСЛИ
_________________________________________________________________________
Приборы для измерения дрожания и дрейфа фазы в цифровых сигналах электросвязи Технические требования. Методы испытаний
_________________________________________________________________________
Дата введения 2000-01-01
1 Область применения Настоящий стандарт устанавливает единые требования и методы их оценки к приборам для измерения характеристик дрожания и дрейфа фазы в сигналах плезиохронной (ПЦИ) и синхронной (СЦИ) цифровой иерархии с целью обеспечения единства измерений и взаимозаменяемости приборов различных производителей, а также возможности применения на Взаимоувязанной сети связи России.
Стандарт распространяется на средства измерения - приборы для измерения параметров дрожания и дрейфа фазы (далее приборы) цифровых сигналов в точках стандартных электрических стыков и предназначенные для использования при настройке, вводе в эксплуатацию, техническом обслуживании в процессе эксплуатации и сертификационных испытаниях цифровых каналов и трактов со скоростью передачи от 64 до 155520 кбит/с, т.е от ОЦК до STM-1, а также аппаратуры цифрового группообразования, тактовой синхронизации и аппаратуры линий передачи.
Стандарт не распространяется на приборы для измерения характеристик дрожания и дрейфа фазы в части измерений на оптических стыках аппаратуры, если эти функции предусмотрены в данных приборах.
2 Нормативные ссылки В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 5237-83 Аппаратура электросвязи. Напряжения питания и методы измерения
ГОСТ 16465-70 Сигналы радиотехнические измерительные
ГОСТ 18145-81 Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с оконечным оборудованием при последовательном вводе-выводе данных. Номенклатура и технические требования
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия
ГОСТ 22348-86 Сеть связи автоматизированная единая. Термины и определения
ГОСТ 22670-77 Сеть связи цифровая интегральная. Термины и определения
ГОСТ 23675-79 Цепи стыка С2-ИС системы передачи данных. Электрические параметры.
ГОСТ 26886-86 Стыки цифровых каналов передачи и групповых трактов первичной сети ЕАСС. Основные параметры
ГОСТ 30428-96 Совместимость технических средств электромагнитная. Радиопомехи индустриальные от аппаратуры проводной связи. Нормы и методы испытаний96 Измерители показателей ошибок в цифровых каналах и трактах передачи. Технические требования методы испытаний.
ГОСТ 26.003-80 Система интерфейса для измерительных устройств с байт-последовательным, бит-параллельным обменом информацией. Требования к совместимости
ОСТ 45.90-96 Стыки цифровых каналов и трактов первичной сети Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации. Методы испытаний основных параметров.
ОСТ 45.91-
3Определения В настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями:
3.6 Синхронная цифровая иерархия (СЦИ, SDH) - иерархическая совокупность цифровых транспортных структур, стандартизованных для транспортирования по физическим сетям передачи соответствующим образом адаптированной нагрузки.
3.7 Указатель - индикатор, значение которого определяет сдвиг цикла виртуального контейнера по отношению к эталонному циклу транспортного объекта, по которому он передается.
3.8 Цифровой канал передачи - комплекс технических средств и среды передачи, обеспечивающий передачу цифрового сигнала электросвязи со скоростью передачи, характерной для данного канала передачи.
3.9 Размах сигнала - разность между максимальным и минимальным значениями сигнала на протяжении заданного интервала времени (ГОСТ 16465).
3.9 Цифровой сигнал электросвязи - сигнал электросвязи, у которого каждый из представляющих параметров (изменения которых отображают изменения передаваемого сообщения) описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений.
3.11 Цифровой тракт -
4 Обозначения и сокращения В настоящем стандарте применяются следующие обозначения и сокращения1:
1Обозначения латинскими или русскими буквами, приведенные в качестве первых или единственных для того или иного понятия, являются общепринятыми и более употребительными в отраслевых нормативных документах, а те, что приведены в скобках, употребляются наряду с ними.
5 Технические требования 5.1 Общие требования5.1.1 Электропитание приборов должно осуществляться от сети переменного тока с частотой (50 ± 2,5)Гц и напряжением 220 (+22 -33) В и содержанием гармоник до 10% в соответствии с ГОСТ 5237 или от встраиваемых источников постоянного тока.
В состав комплекта документации должно входить:
· техническое описание;
· руководство по эксплуатации.
5.1.10Прибор должен состоять из передающей (ГИС) и приемной части (ИФД) и обеспечивать:
· функцию генерации дрожания/дрейфа фазы;
· функцию измерения дрожания фазы;
· функцию измерения дрейфа фазы.
В зависимости от назначения в приборах реализуются функции в любом сочетании.5.1.11 Приборы могут обеспечивать измерение только характеристик дрожания фазы, или характеристик дрейфа фазы по 5.5, или измерение тех и других.
Примечание - Требования к приборам в части измерений показателей ошибок в цифровых каналах и трактах плезиохронной цифровой иерархии должны соответствовать ОСТ 45.91, а синхронной иерархии - ОСТ 45.135.
5.1.13Приборы, предназначенные для работы в автоматизированных измерительных комплексах, должны удовлетворять требованиям по взаимодействию через КОП - систему интерфейса по ГОСТ 26.003-80 или через стык С2 - по ГОСТ 18145 и ГОСТ 23675-79. Тип интерфейса устанавливается в ТЗ.
5.2 Требования к входу (выходу) приборов5.2.1 Сопротивление и затухание несогласованности входа и выхода приборов при согласованном подключении к измеряемому объекту, должно соответствовать значениям, нормируемым для стандартных стыков (для каналов и трактов ПЦИ - по ГОСТ 26886, для стыка на 155,520 Мбит/с трактов СЦИ - по Рекомендации МСЭ-Т G.703 [1]). Эти значения указаны в таблице 1.
5.2.3Приборы должны обеспечивать измерение при использовании (на входе и выходе измеряемого объекта) сигналов в виде импульсов, нормируемых для соответствующих стыков: для ОЦК и трактов ПЦИ - по ГОСТ 26886, для трактов СЦИ на 155,520 Мбит/с - по Рекомендации МСЭ-Т G.703 [1]. Маски импульсов, соответствующих двоичным 0 и 1 для стыка на 155,520 Мбит/с, приведены в ОСТ 45.хх.
ПРИМЕЧАНИЕ - Источник модуляции, служащий для выработки вводимого в испытательный сигнал фазового дрожания, может размещаться внутри тактового генератора и/или генератора испытательных последовательностей или отдельно.
Рисунок 1 - Общая структурная схема прибора для измерения фазового дрожания
Скорость передачи (кбит/с) |
Входное |
Затухание |
|
64 |
|
³ 12 |
от 3 до 6,4 кГц |
2048 |
|
³ 12 |
от 20 кГц до 102 кГц |
|
|
³ 12 |
от 211 до 422 кГц |
|
|
³ 12 |
от 860 до 1720 кГц |
139264 |
75 Ом, активное |
³ 15 |
от 7 до 210 МГц |
155520 |
75 Ом, активное |
³ 15 |
от 8 до 240 МГц |
5.3 Требования к функции генерации
5.3.1Номинальная скорость тактовой частоты измерительного сигнала на выходе прибора должна соответствовать значениям, приведенным в таблице 2. В приборах, предназначенных для измерения фазового дрожания, отклонение частоты от номинального значения должно быть не более ± 1×10-5 f для сигналов ПЦИ и ± 4,6×10-6 f для сигнала со скоростью 155,520 Мбит/с. В качестве дополнительной возможности в ГИС может быть предусмотрено получение сдвига частоты в пределах, указанных в таблице 2 для различных скоростей передачи.
· от внешнего тактового сигнала в виде импульсов прямоугольной формы частотой 5 или 10 МГц с погрешностью частоты не более ±50?10-6?f и амплитудой 50 мВ - 1 В.
5.3.4Измерительный сигнал на выходе ГИС в зависимости от измеряемой характеристики фазового дрожания должен быть с вводимым фазовым дрожанием или без него.
Тип цифрового канала или тракта |
Длина ПСП |
Скорость передачи |
|
Номинальное |
Дополнительный |
||
ОЦК |
2 11 -1 |
64; n ? 64 |
± 100 ? 10-6 |
ПЦТ |
2 15 -1 |
2048 |
± 50 ? 10-6 |
ТЦТ |
2 23 -1 |
34368 |
± 20 ? 10-6 |
5.3.6Вводимые в измерительный сигнал значения фазового дрожания и дрейфа фазы должны предусматриваться в соответствии с Рекомендациями МСЭ-Т О.171 [11] для сигналов ПЦИ и O.172 [12] для сигналов СЦИ. Значения полного размаха генерируемого фазового дрожания в единицах измерения, называемых тактовыми интервалами (ТИ), в зависимости от частоты указаны в таблице 3 (с учетом обозначений рисунка 2).
Рисунок 2 Размах генерируемого дрожания/дрейфа фазы
в зависимости от частоты дрожания/дрейфа фазы
Таблица 3 - Минимальный размах регулируемого по величине генерируемого дрожания/дрейфа фазы в зависимости от их частоты
Скорость передачи (кбит/с) |
Максимально допустимый размах дрожания/дрейфа фазы (ТИ) |
Частота дрожания/дрейфа фазы (Гц) |
|||||||||||||
A0 |
A1 |
A2 |
A3 |
A4 |
f0 |
f12 |
f11 |
f10 |
f9 |
f8 |
f1 |
f2 |
f3 |
f4 |
|
64 |
5 |
0,5 |
2 |
600 |
6 к |
20 к |
|||||||||
2 048 |
40 |
20 |
10 |
0,5 |
12мк |
5 |
10 |
900 |
18 к |
100 к |
|||||
8 448 |
200 |
20 |
10 |
0,5 |
12мк |
10 |
20 |
400 |
8,5 к |
400 к |
|||||
34 368 |
1000 |
20 |
10 |
0,5 |
50 |
100 |
1000 |
20 к |
800 к |
||||||
139 264 |
3000 |
20 |
10 |
0,5 |
50 |
100 |
500 |
10 к |
3500 к |
||||||
155 520 |
3600 |
400 |
50 |
2 |
0,1 |
12мк |
178 мк |
1,6м |
15,6м |
0,125 |
19,3 |
500 |
3,25 к |
65 к |
1,3 M |
5.3.7Для измерения дрожания (дрейфа) фазы приборы должны вырабатывать измерительные сигналы, в которые входят псевдослучайные последовательности импульсов (ПСП), наиболее полно имитирующие реальные сигналы.
Для сигнала со скоростью 155,52 Мбит/с суммарная погрешность вводимого фазового дрожания должна быть не более [12]:
± 5% от показания ± 0,02 ТИ,
Примечание - Значение ± 5% является предварительным и подлежит уточнению.
5.3.11В ГИС, если он предназначен для измерения аппаратуры СЦИ, то для проверки влияния событий цифрового выравнивания указателя (PJE) на оборудование десинхронизатора СЦИ должно обеспечиваться генеририрование испытательных последовательностей цифрового выравнивания указателя в соответствии с Рекомендацией G.783 [3]. В качестве дополнительной возможности в приборе могут быть предусмотрены дополнительные функции управления PJE, чтобы обеспечить измерение фазового дрожания указателя. Требования к данным испытательным последовательностям устанавливаются в ТЗ с учетом 5.3.12.
Таблица 4 - Описание испытательной последовательности указателя
Испытательная последовательность указателя |
Компонентный сигнал |
|||
2 048 TU-12 |
34 368 TU-3 |
139 264 АU-4 |
||
Обозначение |
Описание |
|||
a |
Одиночная чередующаяся |
X |
X |
X |
b |
Регулярная + парная |
X |
X |
X |
c |
Регулярная + пропадающая |
X |
X |
X |
d |
Парная чередующаяся |
X |
X |
|
g1 |
Периодическая 87-3 |
X |
||
g2 |
Периодическая 87-3 с добавл. |
X |
||
g3 |
Периодическая 87-3 с отменой |
X |
Временные интервалы между PJE внутри испытательной последовательности зависят от конкретной последовательности и скорости передачи испытываемого компонентного сигнала СЦИ. В таблице 5 приводятся временные интервалы между PJE, которые должны предусматриваться для конкретных скоростей передачи компонентных сигналов СЦИ и которые в общем виде изображены на рисунке 3. Временные интервалы Т1 и Т2 могут регулироваться до значений, больших чем минимум, приведенный в таблице 5.
Таблица 5 - Временные интервалы между событиями выравнивания указателя (PJE)
Временной интервал |
Скорость передачи (кбит/с) компонентного сигнала СЦИ |
||
2 048 |
34 368 |
139 264 |
|
Т1 (минимум) |
10 с |
10 с |
10 с |
Т2 (минимум) |
750 мс |
34 мс* |
34 мс* |
Т3 |
2 мс |
0,5 мс* |
0,5 мс* |
Примечание - Значения, отмеченные*, являются предварительными.
5.3.13Для целей проверки ряда параметров прибора желательно, чтобы был предусмотрен выход тактового сигнала, соответствующего выходному сигналу прибора.
5.4 Требования к функции измерения дрожания фазы5.4.1 Приемная часть прибора (ИФД) должна работать от собственного тактового генератора с точностью по 5.3.1, а также от внешних сигналов тактовой синхронизации сигнала (по 5.3.3).
5.4.3ИФД должен выполнять измерения для заданного диапазона частот фазового дрожания на различных скоростях передачи с характеристиками полосовых фильтров (или комбинации фильтров верхних частот и фильтра нижних частот), обеспечивающими допустимую погрешность измерения. Ширина полосы пропускания функции измерения должна соответствовать таблице 7.
Рисунок 4 - Измеряемый размах фазового дрожания в зависимости
от частоты фазового дрожания
Таблица 6 - Минимальный размах измеряемого фазового дрожания в зависимости от частоты фазового дрожания
Скорость передачи (кбит/с) |
Минимальный размах фазового дрожания (ТИ) |
Граничные точки фазового дрожания (Гц) |
|||||||
A2 |
A3 |
A4 |
f6 |
f7 |
f1 |
f2 |
f3 |
f4 |
|
64 |
5 |
0,5 |
20 |
600 |
6 к |
20 к |
|||
2 048 |
10 |
0,5 |
20 |
900 |
18 к |
100 к |
|||
8 448 |
10 |
0,5 |
20 |
400 |
8,5 к |
400 к |
|||
34 368 |
10 |
0,5 |
100 |
1000 |
20 к |
800 к |
|||
139 264 |
10 |
0,5 |
200 |
500 |
10 к |
3500 к |
|||
155 520 |
50 |
2 |
0.1 |
10 |
19.3 |
500 |
3.25 k |
65 k |
1.3 M |
ПРИМЕЧАНИЕ 1 – Значения, обозначенные “*” , не определены. ПРИМЕЧАНИЕ 2 – Погрешность прибора задается в пределах частот f |
Скорость передачи, (кбит/с) |
Полосы пропускания при измерении фазового дрожания |
||
f1 (Гц)верхних частот |
f3 (кГц)верхних частот |
f4 (кГц)нижних частот |
|
64 |
20 |
3 |
£ 40 |
2 048 |
20 |
18 |
£ 200 |
8 448 |
20 |
3 |
£ 800 |
34 368 |
100 |
10 |
£ 1 600 |
139 264 |
200 |
10 |
£ 7 000 |
155 520 |
500 |
65 |
1300 |
5.4.4Характеристики всех фильтров в пределах полосы пропускания должны обеспечивать соблюдение требований, предъявляемых к точности функции измерения фазового дрожания. К функции измерения фазового дрожания при использовании измерительных фильтров на частотах f1, f3 и f4 предъявляются следующие требования:
± 5% от показания ± W , ТИ
где W - систематическая погрешность, в которую входят все составляющие, определяемые функцией выделения внутренней тактовой частоты, и которая не должна превышать значений, приведенных в таблице 8.
Таблица 8 - Максимально допустимая систематическая погрешность измерения фазового дрожания
Скорость передачи (кбит/с) |
Полный размах фазового дрожания |
|||
Псевдослучайная |
Входной тактовый сигнал |
|||
f1 - f4 |
f3 - f4 |
f1 - f3 |
f3 - f4 |
|
64 |
0,025 |
0,15 |
0,004 |
- |
2048 |
0,040 |
0,025 |
0,015 |
0,010 |
34 368 |
0,040 |
0,025 |
0,030 |
0,020 |
139 264 |
0,040 |
0,025 |
0,030 |
0,020 |
155 520 |
0,070 |
0,050 |
0,050 |
0,030 |
5.4.6Дополнительная погрешность измерения фазового дрожания на частотах фазового дрожания, отличающихся от 1 кГц (для сигналов ПЦИ) или 100 кГц (для сигналов СЦИ), должна быть не выше значений, приведенных в таблице 9.
Скорость передачи (кбит/с) |
Ширина полосы измерения |
Дополнительная погрешность |
|
f1 |
f4 |
||
64 |
20 |
20 |
± 2 % от 20 до 600 Гц |
2 048 |
20 |
100 |
± 2 % от f 1 до f4 |
8 448 |
20 |
400 |
± 2 % от f 1 до 300 кГц± 3 % от 300 кГц до f4 |
34 368 |
100 |
800 |
± 3 % от 300 кГц до f 4 |
139 264 |
200 |
3500 |
± 3 % от 300 кГц до 1 Мгц |
155 520 |
500 |
1300 |
± 2 % от f 1 до 300 кГц± 3 % от 300 кГц до 1 Мгц ± 5 % от 1 Мгц до f4 |
5.4.7В приборах может предусматриваться также измерение среднеквадратических значений дрожания (дрейфа) фазы.
5.4.9Для обеспечения возможности внешнего измерения фазового дрожания, например, с использованием осциллографа или измерителя среднеквадратических значений может предусматриваться аналоговый выходной сигнал, пропорциональный измеренному значению.
5.5 Требования к функции измерения дрейфа фазы5.5.1 При выполнении функции измерения дрейфа фазы приемная часть прибора (ИФД) должна работать от внешних сигналов тактовой синхронизации сигнала (по 5.3.3).
Примечание: Определение TIE и другие определения, относящиеся к измерению параметров дрейфа фазы, приводятся в справочном приложении А.
5.5.3Максимальное время дискретизации t0 при измерении TIE должно быть равным 1/30 секунды.
±5% от измеряемого значения TIE ± Z0(t),
где Z0(t) приводится в таблице 10, а t является интервалом наблюдения.
Z0 (t) (нс) |
Интервал наблюдения, t (c) |
2.5 + 0.0275 t |
0.05 £ t £ 1000 |
29 + 0.001 t |
t > 1000 |
ПРИМЕЧАНИЕ: Имеется дополнительная частотно-зависимая погрешность свыше 1 Гц за счет характеристики измерительного фильтра - по 5.5.4.
5.5.7Должна быть обеспечена возможность измерения максимальной ошибки временного интервала МTIE - наибольшего размаха TIE в любом интервале наблюдения длительностью t.
ПРИМЕЧАНИЕ: Минимальным периодом измерения Т для МTIE(t) является интервал наблюдения (т.е. Т = t).
5.5.8К автономному алгоритму вычисления МTIE (при функциональном его отделении от измерений TIE) предъявляются следующие требования по точности.
±2% от значения МTIE ± Z1(t),
где Z1(t) приводится в таблице 11, а t является интервалом наблюдения.
Таблица 11 - Систематическая погрешность (Z1) алгоритма
Z1 (t) (нс) |
Интервал наблюдения, t (c) |
0.5 + 0.0055 t |
0.05 £ t £ 1000 |
5.8 + 0.0002 t |
t > 1000 |
5.5.9Суммарная погрешность измерения МTIE (включая погрешность измерения TIE и погрешность алгоритма вычисления МTIE) должна быть менее:
±7% от измеряемого значения TIE ± Z3(t),
где Z3(t) приводится в таблице 12, а t является интервалом наблюдения.
Таблица 12 - Систематическая погрешность (Z3) измерения МTIE
Z3 (t) (нс) |
Интервал наблюдения, t (c) |
3 + 0.033 t |
0.05 £ t £ 1000 |
35 + 0.0012 t |
t > 1000 |
5.5.10
ПРИМЕЧАНИЕ: Минимальным периодом измерения Т для TDEV(t) является интервал, в 12 раз больше интервала наблюдения (т.е. Т = 12t).
5.5.11К автономному алгоритму вычисления TDEV (при функциональном его отделении от измерений TIE) предъявляются следующие требования по точности.
±2% от значения TDEV ± Z2(t),
где Z2(t) приводится в таблице 13, а t является интервалом наблюдения.
Таблица 13 - Систематическая погрешность (Z2) алгоритма вычисления TDEV
Z2 (t) (нс) |
Интервал наблюдения, t (c) |
0.06 |
0.05 £ t £ 100 |
0.0006 t |
100 < t £ 1000 |
0.6 |
1000 < t £ 10 000 |
5.5.13Суммарная погрешность измерения TDEV (включая погрешность измерения TIE и погрешность алгоритма вычисления TDEV) должна быть менее:
±7% от измеряемого значения TIE ± Z4(t),
где Z4(t) приводится в таблице 14, а t является интервалом наблюдения.
Таблица 14 - Систематическая погрешность (Z4) измерения TDEV
Z4 (t) (нс) |
Интервал наблюдения t (c) |
0.36 |
0.05 < t £ 100 |
0.0036 t |
100 < t £ 1000 |
3.6 |
1000 < t £ 10 000 |
5.5.10
ПРИМЕЧАНИЕ: Минимальным периодом измерения Т для TDEV(t) является интервал, в 12 раз больше интервала наблюдения (т.е. Т = 12t).
5.5.11К автономному алгоритму вычисления TDEV (при функциональном его отделении от измерений TIE) предъявляются следующие требования по точности.
±2% от значения TDEV ± Z2(t),
где Z2(t) приводится в таблице 13, а t является интервалом наблюдения.
Таблица 13 - Систематическая погрешность (Z2) алгоритма вычисления TDEV
Z2 (t) (нс) |
Интервал наблюдения, t (c) |
0.06 |
0.05 £ t £ 100 |
0.0006 t |
100 < t £ 1000 |
0.6 |
1000 < t £ 10 000 |
5.5.13Суммарная погрешность измерения TDEV (включая погрешность измерения TIE и погрешность алгоритма вычисления TDEV) должна быть менее:
±7% от измеряемого значения TIE ± Z4(t),
где Z4(t) приводится в таблице 14, а t является интервалом наблюдения.
Таблица 14 - Систематическая погрешность (Z4) измерения TDEV
Z4 (t) (нс) |
Интервал наблюдения t (c) |
0.36 |
0.05 < t £ 100 |
0.0036 t |
100 < t £ 1000 |
3.6 |
1000 < t £ 10 000 |
6.5 Проверка вырабатываемых испытательных последовательностей и структуры измерительного сигнала
Проверка вырабатываемых испытательных последовательностей и правильности структуры измерительного сигнала проводится по методике ОСТ 45.91 в диапазонах частот ПЦИ и ОСТ 45.135-СЦИ.
6.6 Проверка работы ГИС от внешнего тактового сигнала
Проверка работы ГИС от внешнего тактового сигнала (5.3.2) проводится с помощью внешнего генератора синусоидальных сигналов или импульсного генератора, от которого подаются сигналы с необходимой частотой и амплитудой (с допусками согласно технической документации). Частота тактового сигнала контролируется частотомером. Правильная работа ГИС контролируется путем проверки правильности функционирования прибора и при проверке погрешностей вводимого фазового дрожания - по 6.9.
6.7 Проверка формы импульсов и правильности формирования кодов цифрового сигнала
Форма импульса (амплитуда, длительность, время нарастания и спада импульса и правильность формирования кода) выходного цифрового сигнала ГИС (5.2.3) проверяется по методике ОСТ 45.91 для сигналов ПЦИ и ОСТ 45.135- СЦИ.
6.8 Проверка собственного фазового дрожания сигнала на выходе ГИС
Собственное фазовое дрожание сигнала на выходе ГИС в режиме без введения фазового дрожания (5.3.5) проверяется при помощи анализатора спектра, подключаемого к выходу генератора по схеме рисунка 5. Проверка проводится при установлении структуры выходного сигнала в виде последовательности единиц (для сигналов в коде HDB-3) или нулей (для сигналов в коде CMI). На экране анализатора наблюдается спектр исследуемого сигнала вокруг полутактовой частоты сигнала.
Принимая во внимание то, что размах собственного фазового дрожания много меньше тактового интервала (ТИ), его можно определить в ТИ по формуле:
g = 0,32 ? b/a,
где a - амплитуда основной спектральной составляющей;
b - наибольшая амплитуда паразитных составляющих в диапазоне частот, отстоящих от частоты основной спектральной составляющей до ± (5-10)%.
Полоса обзора анализатора спектра устанавливается шириной до 15-20% от частоты основной спектральной составляющей, полоса пропускания 10-30 Гц. При необходимости должна применяться согласующая схема.
Рисунок 5 Схема проверки собственного фазового дрожания
6.9 Проверка погрешности вводимого фазового дрожания выходного сигнала
Ниже рассматривается два возможных метода измерения. Выбор метода и конкретных условий измерения осуществляется в зависимости от параметров и видов выходных сигналов проверяемого ГИС, а также от параметров применяемого осциллографа.
6.9.1Погрешности вводимого фазового дрожания выходного сигнала ГИС (5.3.6) на скоростях передачи 2048 кбит/с и выше проверяются по схеме рисунка 5 с применением настройки на нули Бесселевых функций (минимумы несущей сигнала с угловой модуляцией). Проверка проводится при установлении структуры выходного сигнала в виде последовательности единиц (для сигналов в коде HDB-3) или нулей (для сигналов в коде CMI). Сначала на каждой скорости передачи устанавливается режим без введения фазового дрожания. На экране анализатора наблюдается спектр исследуемого сигнала вокруг полутактовой частоты сигнала. Затем устанавливается скорость передачи и полный размах вводимого фазового дрожания в соответствии с Таблицей 15 (с учетом скоростей передачи и диапазона вводимого фазового дрожания проверяемого ГИС и кода и структуры измерительного сигнала) и выполняется регулировка вокруг этого значения до тех пор, пока амплитуда несущей (центральной частоты спектра) не будет настроена на минимум (нуль Бесселевой функции). Индицируемое на ГИС значение полного размаха должно соответствовать номинальному значению с учетом заданной в технической документации погрешности.
Скорость передачи (кбит/с) |
Рекомендуемая частота фазового дрожания (кГц) |
Номинальные значения полного размаха в ТИ, соответствующие нулям функции Бесселя |
|
для тактовой частоты сигнала |
для сигнала в коде в виде последовательности |
||
2 048 |
2,4 |
0,76; 1,76; 4,75; 7,75 |
Код HDB-3, последовательность единиц: 1,52; 3,52; 9,5; 11,5; 15,5 |
8 448 |
0,4 |
0,76; 1,76; 4,75; 7,75 |
|
34 368 |
1,0 |
0,76; 1,76; 4,75; 7,75 |
|
139 264 |
0,5 |
0,76; 1,76; 4,75; 7,75 |
Код CMI, последовательность единиц: 10,76; 1,76; 4,75; 7,75 |
155 520 |
1,0 |
0,76; 1,76; 4,75; 7,75 |
6.9.2Погрешность размаха вводимого фазового дрожания может быть проверена по схеме рисунка 6 при помощи осциллографа. Осуществляется измерение значения размаха вводимого фазового дрожания путем сравнения длительности импульса тактового сигнала или импульса выходного сигнала без вводимого фазового дрожания с длительностью импульса выходного сигнала с вводимым фазовым дрожанием.. В зависимости от типа применяемого осциллографа измерение длительности тактового интервала выходного сигнала без вводимого фазового дрожания осуществляется или параллельно с длительностью фазового дрожания на двух каналах осциллографа, на которые подаются сигналы с разных выходов ГИС, или последовательно при подаче на один вход.
Способ и сигнал синхронизации при наблюдении сигналов зависят от типа применяемого осциллографа (ждущий режим с внутренним или внешним запуском), а также от типа кода измеряемого сигнала и имеющихся дополнительных выходов ГИС. В некоторых случаях при использовании осциллографа с внешней синхронизацией для подачи синхроимпульсов может потребоваться использование вспомогательного ГИС, показанного на рисунке 6 пунктиром. Последний синхронизируется от проверяемого ГИС, а выходной сигнал в виде импульсного сигнала соответствующей частоты используется для синхронизации осциллографа.проверяемого ГИС с введенным фазовым дрожанием.
Наблюдение фазового дрожания при этом методе рекомендуется при использовании измерительного сигнала без цикла в коде AMI или NRZ (если они предусмотрены в приборе) со структурой в виде единицы с несколькими нулями (не менее 3). На экране осциллографа наблюдается размытый фронт импульса выходного сигнала прибора. Ширина импульса с размытым фронтом сравнивается с шириной импульса тактового сигнала (вычисляется их разность), затем берется отношение этой разности к длительности тактового интервала и проверяется соответствие установленному значению введенного фазового дрожания в ТИ.
Вместо тактового сигнала и сигнала в коде AMI можно подавать на осциллограф два сигнала в коде HDB-3 (на скоростях передачи 2048 - 34368 кбит/с), синхронизованные друг с другом: один без вводимого фазового дрожания от эталонного средства измерения и второй - от
Рисунок 6 Схема проверки вводимого фазового дрожания
6.10Определение допустимого отклонения скорости входного сигнала
Допустимое отклонение скорости входного сигнала (5.4.1) при измерении фазового дрожания проверяется в ходе проверки погрешностей измерения путем изменения тактовой частоты измерительного сигнала в пределах, заданных в технической документации.
6.11 Определение характеристик приемной части прибора
Характеристики измерителя фазового дрожания (ИФД) определяются с помощью калиброванного или эталонного ГИС (в качестве калиброванного ГИС допускается использование предварительно проверенной передающей части проверяемого прибора).
Должны быть проверены характеристики фильтров (5.4.4) ИФД. Это осуществляется путем подачи измерительного сигнала заданной скорости передачи от эталонного ГИС и изменением частоты вводимого фазового дрожания в пределах, заданных в 5.4.3. Показания должны изменяться в зависимости от частоты в соответствии с характеристиками каждого фильтра.
Пределы (5.4.2) и погрешности измерения фазового дрожания (5.4.5), нормируемые для ИФД, проверяются одновременно при подаче измерительного сигнала заданной скорости передачи от эталонного ГИС путем изменения полного размаха в пределах и на частоте, заданных в технической документации, и подтверждения измерения установленных значений испытываемым прибором с допустимыми в технической документации погрешностями. Для определения частотной погрешности измерения (5.4.6) осуществляется изменение частоты вводимого в измерительный сигнал фазового дрожания в пределах значений, заданных в технической документации, и с учетом допустимых пределов, указанных в 5.4.5).
6.12 Определение погрешности измерения параметров дрейфа фазы 6.12.1 Погрешность измерения основной характеристики дрейфа фазы - ошибки временного интервала TIE, на основе которой вычисляются другие характеристики (MTIE, TDEV и др.), определяется с помощью генератора опорной частоты высокой точности и стабильности (которые должны быть на порядок лучше заданного в технической документации на проверяемый прибор значения разрешающей способности).
Вначале определяется инструментальная (систематическая) погрешность, для чего на оба входа проверяемого прибора подается сигнал от одного генератора опорной частоты. Полученное на приборе показание представляет собой искомую систематическую погрешность.
Затем на вход измеряемого сигнала проверяемого прибора подается сигнал от опорного генератора, частота которого может подвергаться регулировке. В качестве второго сигнала используется или внутренний генератор высокой точности, если он есть в приборе, или второй опорный генератор. Последовательно с помощью корректора частоты и с использованием внешнего опорного генератора и компаратора устанавливается более высокое значение отклонения частоты от номинального значения (на два порядка). Проверяемым прибором выполняется измерение TIE для установленных значений отклонения частоты от номинального значения за время измерения t, равное, например, 100 и 1000 с.
Погрешность измерения TIE определяется как разность между измеренным значением и расчетным значением для установленного отклонения частоты и каждого значения времени измерения. Эта разность не должна превышать значения погрешности, заданного в технической документации на испытываемый прибор. Расчетное значение TIE определяется в секундах по формуле:
TIE = Df/f ´ t,
где Df/f - установленное значение отклонения частоты измерительного сигнала.
6.12.2Для определения погрешности измерения МTIE и TDEV, а также других вычисляемых параметров дрейфа фазы рекомендуется использовать сложный сигнал, состоящий из нескольких периодов с известным отклонением частоты. Для данного сигнала по формулам, приведенным в приложении А, а также в [12,] должны определяться расчетные значения проверяемых параметров дрейфа фазы и сравниваться с измеренными значениями.
Приложение А
(справочное)
Термины и определения, относящиеся к измерению параметров дрейфа фазы
Ниже приводятся используемые в настоящем стандарте термины и определения, относящиеся к измерению параметров дрейфа фазы, на основании Рекомендации МСЭ-Т G.810 [4] и стандарта ETS 300 462-1 [14]. Так как параметры дрейфа фазы нормируются в отрасли "Связь", главным образом, для аппаратуры и сигналов сети тактовой синхронизации, в приведенных ниже определениях применяются связанные с этим понятия.
Время (time) Используется для установления момента (времени дня) или как измеренное значение временнoго интервала;
Примечание - Слово "время" при применении в описаниях сетей синхронизации обычно соответствует сигналам с определенной частотой повторения, используемым для синхронизации или измерений.
Время задающего генератора тактовой синхронизации представляет собой измеренное значение идеального времени (временнoго интервала) t, вырабатываемого этим задающим генератором. Математически функция времени Т(t), генерируемая задающим генератором тактовой синхронизации, определяется, как:
где: F(t) суммарная мгновенная фаза сигнала на выходе генератора;nom номинальная частота генератора.
n
Временнoй ошибкой (ошибкой временнoго интервала) задающего генератора тактовой синхронизации по отношению к стандарту частоты является разность между временем (значением длительности временнoго интервала) данного задающего генератора и стандарта частоты. Математически функция временнoй ошибки x(t) между временем задающего генератора Т(t) и эталонным временем опорного задающего генератора Тref(t) определяется как:
x(t )= Т(t) - Тref(t)
Временнaя ошибка является основной функцией, посредством которой могут быть рассчитаны многие параметры стабильности (такие как MTIE, среднеквадратическое значение TIE, TDEV, дисперсия Аллана и т.д.). Так как практически недостижимо, чтобы была непрерывно известна функция x(t), для этой цели используются последовательности равномерно разнесенных отсчетов хi=x(t0 + it0 ).
Функция ошибки временного интервала (Time interval error function)
TIE (ОВИ) - разность между измеренным значением временного интервала, производимого задающим генератором, и измеренным значением того же самого временного интервала, производимого опорным задающим генератором. Математически функция погрешности временного интервала TIE(t; t) может быть выражена, как:
TIE(t; t)= [ T(t + t)- T(t)] - [ Tref(t + t)- Tref(t)] = x (t + t)- x(t),
где: t - интервал времени, обычно называемый интервалом наблюдения.
Максимальная ошибка временного интервала (Maximum Time Interval Error)
MTIE (MОВИ) - максимальное значение размаха изменения задержки данного сигнала тактовой синхронизации по отношению к идеальному сигналу тактовой синхронизации в течение времени наблюдения (t = nt0 ) для всех значений времени наблюдения, длительность которых находится в пределах периода измерения (Т). Она оценивается при помощи следующей формулы:
n = 1, 2, …, (N – 1)
Девиация временного интервала (Time Deviation)
TDEV (ДВИ) - измеренное значение ожидаемого изменения временного интервала сигнала, как функции времени интеграции. TDEV может также давать информацию о спектральных составляющих фазового (или временн?го) шума сигнала. TDEV выражается в единицах времени. На основаниипоследовательности отсчетов ошибки временного интервала TDEV оценивается при помощи следующего выражения:
где xj значения отсчетов ошибки временного интервала;
При этом время интеграции t = nt0.
Приложение Б
(справочное)
Метод генерирования испытательных
последовательностей указателя
Ниже приводится функциональная схема [12], иллюстрирующая в общих чертах метод для генерирования испытательных последовательностей указателя, определенный в Рекомендации G.783 [5] и упомянутый в 5.3.11 настоящего стандарта, и соображения по ее применению. Приведенная на рисунке схема не является изображением конкретной реализации прибора.
Рисунок Б.1 - Функциональная структурная схема генерирования испытательных последовательностей указателя
Для того чтобы генерировать испытательную последовательность указателя по G.783 [5], должны быть приняты во внимание следующие соображения относительно возможностей средства измерений, схемы измерений и пользователя средства измерений:
1) Прибор и измеряемый объект должны синхронизироваться от одного и того же опорного тактового генератора, чтобы ограничить какие-то бы ни было неуправляемые события выравнивания указателя, которые повлияют на результаты.
2) Чтобы измерять комбинированное фазовое дрожание указателя ("pointer") и размещения ("mapping"), необходимо иметь возможность устанавливать скорость измерительного сигнала ПЦИ с ПСП со сдвигом по 5.3.1 настоящего стандарта.
3) Чтобы измерять только фазовое дрожание размещения, необходимо иметь возможность подавлять действия по выравниванию указателя.
4) Чтобы генерировать последовательность бит стаффинга для асинхронного размещения бит, должна генерироваться на регулярных интервалах однополярная последовательность для выравнивания.
5) Чтобы создать испытательные последовательности указателя для TU-m низшего порядка, указатель AU-n высшего порядка должен быть фиксированным.
Приложение В
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ И УСТРОЙСТВ,
РЕКОМЕНДУЕМЫХ ДЛЯ ПРОВЕРКИ ХАРАКТЕРИСТИК
ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ дрожания/дрейфа фазы
Наименование |
Тип |
Нормативно-технические |
Примечание |
1 Осциллограф |
С1-97 |
0-350 МГц; 10 мВ - 5 В; два канала; |
Для приборов |
С1-129 |
0-1000 Гц; время нарастания переходной характеристики 0,4 нс; 0,05-10 В; |
Для приборов |
|
2 Генератор сигналов (для измерения входного сопротивления) |
Г4-153 |
10 Гц -10 МГц; 100 мкВ - 10 В |
Для приборов до |
Г4-154 |
0,1 Гц -50 МГц; 100 мкВ - 10 В |
Для приборов на 8 и 34 Мбит/с |
|
Г4-164 |
0,1 Гц -640 МГц; 0,03 мкВ - 2 В |
Для приборов |
|
3 Частотомер |
Ч3-63/1 |
0,1 Гц - 1500 МГц (синус) |
|
4 Водородный (или рубидиевый) стандарт частоты |
Ч1-76 или |
5 МГц, суточная среднеквадратическая относительная вариация частоты |
Для приборов с внутренним генератором с высокой точности частоты |
5 Компаратор частотный |
Ч7-39 или |
Входные сигналы 1; 5; 10 МГц; 0,5-1,5 В на 100 Ом; вносимая нестабильность в режиме Df/f: 2 × 10 -12× f за 1 с, 3 × 10 -13× f за 10 с; |
- " - |
6 Умножитель частоты |
Ч6-62 или |
Входные сигналы 5 МГц; 0,5-1,5 В; выходные сигналы 10 и 100 МГц; |
- " - |
Наименование |
Тип |
Нормативно-технические |
Примечание |
7 Анализатор спектра |
С4-74 |
300 Гц - 300 МГц; 300 нВ - 3 В; |
|
8 Милливольтметр |
В3-56 |
10 Гц - 15 МГц; 0,1 мВ - 300 В; |
Для приборов до 8 Мбит/с |
В3-48А |
10 Гц - 50 МГц; 0,3 мВ - 300 В; |
Для приборов до 34 Мбит/с |
|
В3-62 |
10 кГц - 1500 МГц; 0,7 мВ -300 В; |
Для приборов для любой скорости |
|
9 Согласующая |
УС-Е1,Е2 |
120 Ом сим. /75 Ом несим.: 1 кГц-3 МГц, внос. затух . £ 0,5 дБ, затух несогласов. на сим.входе ³ 30 дБ |
Изделие ЗАО "Технодалс" |
10 Согласующая |
75 Ом /50 Ом: затухание должно быть фикс. £ 6 дБ с погрешн. ±0,02 дБ, |
Использовать устройства согласования (переходы соглас.) 75 ® 50 Ом к осциллографам |
|
11 Схемы измерения |
Резисторы с точностью не хуже 5 % |
Обеспечивается испытательной лабораторией |
|
12 Аттенюатор |
Д2-32 |
Затухание 26 дБ ± 0,5 дБ; диапазон частот до 1 ГГц |
Приложение Г
(информационное)
БИБЛИОГРАФИЯ
[1] |
Рекомендация МСЭ-Т G.703. Физические/электрические характеристики иерархических цифровых стыков, 10/98. |
[2] |
Рекомендация МСЭ-Т G.772. Цифровые защищенные точки контроля , 03/93. |
[3] |
Рекомендация МСЭ-Т G.783. Характеристики функциональных блоков аппаратуры синхронной цифровой иерархии (SDH), 04/97. |
[4] |
Рекомендация G.810 - Термины и определения для сетей синхронизации (08/96). |
[5] |
Рекомендация G.811 - Временные требования к первичным эталонным генераторам (02/97). |
[6] |
Рекомендация G.812 - Временные требования к ведомым задающим генераторам, пригодным для использования в качестве узловых задающих генераторов в сетях синхронизации, 06/98. |
[7] |
Рекомендация G.813 - Временные требования к ведомым задающим генераторам оборудования SDH (SEC) (08/96). |
[8] |
Рекомендация МСЭ-Т G.823. Управление дрожанием и дрейфом фазы в цифровых сетях, основанных на иерархии 2048 кбит/с (03/93). |
[9] |
Рекомендация МСЭ-Т G.825. Управление дрожанием и дрейфом фазы в цифровых сетях, основанных на синхронной цифровой иерархии (окончательная редакция, 09/97). |
[10] |
Рекомендация МСЭ-Т O.150. Общие требования к средствам измерения качественных показателей цифровой аппаратуры передачи, 05/96. |
[11] |
Рекомендация МСЭ-Т О.171. Аппаратура для измерения дрожания и дрейфа фазы в цифровых системах, основанных на плезиохронной цифровой иерархии (PDH), 04/97. |
[12] |
Рекомендация МСЭ-Т О.172. Аппаратура для измерения дрожания и дрейфа фазы тактовых сигналов в цифровых системах, основанных на синхронной цифровой иерархии (06/98 - окончательная редакция). |
[13] |
Рекомендация МСЭ-Т О.181. Аппаратура для оценки показателей ошибок на стыках STM-N (05/96). |
[14] |
Европейский стандарт электросвязи ETS 300 462-(1-6) Передача и мультиплексирование (ТМ). Общие требования для сетей синхронизации, 1996-1998. |
[15] |
Правила по метрологии. ПР 50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств измерений. Госстандарт России. |
[16] |
Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года. Руководящий документ. Книга 2 и Справочное приложение 2. ГКЭС России. Москва, 1996. |
[17] |
Система сертификации "Электросвязь". Основные положения обязательной сертификации технических средств электросвязи ВСС России. Утверждено Министерством связи Российской Федерации 05.03.97 |
УДК 621.395.663:006.854 Группа П91
Ключевые слова: измерители дрожания и дрейфа фазы, цифровые тракты, плезиохронная и синхронная цифровая иерархия, технические требования, методы испытаний
_________________________________________________________________