ＳＤＨ网络误码性能指标研究新进展

 IＴＵ－Ｔ第１３研究组在１９９８年会议上提出的新建议草案Ｇ．８２８，规范了ＳＤＨ网络误码性能指标。为适应此情况，我们进行了跟踪研究，并在《光同步传送网技术 （修订）》得到采纳。由于网络误码性能指标是导出其它误码指标的基础，所以这一新进展必会对其它与误码有关的指标产生影响。

１ 假设参考通道和数字段

    根据中国电信网发展新情况，例如电话网级数减少，Ｃ１和Ｃ２交换中心合并，Ｃ３和Ｃ４交换中心合并等情况，中国国内标准最长假设参考通道（ＨＲＰ）进行了小的修改。

    根据Ｇ．７０１建议，数字段为在两个相邻的数字配线架或其等效设备之间，对规定速率的数字信号进行数字传输的全部手段＊。

    上述定义是在ＰＤＨ环境下产生的，当ＰＤＨ发展到５６５Ｍｂｉｔ／ｓ（４×１３９ ２６４ｋｂｉｔ／ｓ）系统时，数字段已包括了复接器。可见随着技术发展，当两个相邻的数字配线架或其等效设备之间的实体被新技术取代，并不改变原数字段的属性。因此数字段是一个与传输媒质、传输技术无关的概念，可普遍适用于光纤、微波，适用于ＰＤＨ、ＳＤＨ和ＡＴＭ。

    ＳＤＨ的国际建议中只有再生段和复用段的概念，再生段和再生段的分界、复用段和复用段的分界更偏重于逻辑的划分。目前规范再生段和复用段的性能指标（误码、抖动和漂移）还有一定的困难，需要有更多的实践经验才能制定。

    第一，偏重于逻辑的划分，适用于在线测试，可通过网管来实现。目前在工程验收等工作中广泛使用的停业务测试，只能在物理接口上进行，但这些接口又不是上述逻辑的分界点，即不是再生段和复用段的分界点。

    第二，ＩＴＵ－Ｔ到目前还没有规范再生段和复用段的性能指标，即使规范了单个再生段和复用段的性能指标，也不一定和停业务的测试简单地联系起来。

考虑到在ＳＤＨ网络规划、工程设计和验收中仍然需要沿用数字段的概念，在规范各种误码指标时也需要数字段这样一个实体模型。此外，假设参考数字段（ＨＲＤＳ）模型的建立不仅为ＳＤＨ光缆传输工程设计提供了便利，而且使得不同工程、不同厂商的设备构成的实体——ＨＲＤＳ的性能有可比性，如果能满足ＨＲＤＳ所提供通道的性能指标，则可保证整个网络的性能，所以在中国ＳＤＨ体制和部分ＳＤＨ标准中仍然有“数字段”。

    在ＳＤＨ网络中定义的数字段，仍然是两个相邻的数字配线架或其等效设备之间对规定速率数字信号进行数字传输的全部手段。数字段不可避免地包含了复接器，但数字段一般不包含映射和去映射过程，即从ＳＴＭ－Ｎ入至ＳＴＭ－Ｎ出。

    ＳＴＮ－Ｍ复用段所支持的从ＳＴＭ－Ｎ（Ｎ≤Ｍ）支路输出口至支路输出口间接路径，既不是ＳＴＭ－Ｎ复用段，也不是一个ＶＣ－４或ＶＣ－４－４ｃ通道。为了便于工程规范和测试，对这种情况特引入数字段的概念。在ＳＤＨ传输网中，数字段定义为在相邻的一对ＳＴＭ－Ｎ支路口间对规定速率的数字信号进行数字传输的全部手段。

    ＨＲＤＳ是具有一定长度和性能规范的数字段，是用作指标分配的参考模型。对于ＳＤＨ数字段，仍沿用４２０ｋｍ、２８０ｋｍ和５０ｋｍ这３种长度的假设参考数字段。

    在制定误码性能指标时，首先是规范数字段所提供数字通道的误码性能指标，这是规范其它实用误码指标的基础。至于怎样由该指标导出数字段（ＳＴＭ－Ｎ路径）的误码指标，怎样导出复用段的误码指标尚需进一步研究。

２ 误码性能

    ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．８２６建议主要从业务需要的角度考虑，提出了通道的网络误码性能指标。而这个指标如何应用，Ｇ．８２６只明确了一些原则，由性能指标导出各种实用指标的方法留给了其它建议去规定，由于这一工作没有完成，造成国内在制定各种实用指标时存在一定的困难。尽管在导出各种实用误码指标的方法和具体数值上有不同意见，有一点是一致的，这就是应以Ｇ．８２６建议的误码性能指标为基础来导出各种实用误码指标。

    １９９８年６月ＩＴＵ－Ｔ又提出一个新建议Ｇ．８２８（国际固定比特率同步数字通道的误码性能参数和指标）。它规范了在ＳＤＨ光缆传输环境下的通道误码性能。Ｇ．８２８和Ｇ．８２６的主要不同点如下：

（１）范围

    Ｇ．８２８适用于ＳＤＨ的同步数字通道，而Ｇ．８２６适用于ＰＤＨ和ＳＤＨ的数字通道。

（２）误块秒比（ＥＳＲ）指标

    Ｇ．８２８是Ｇ．８２６在ＳＤＨ网上的具体化，它的ＥＳＲ比Ｇ．８２６严化４倍。ＩＴＵ文稿考虑之一是ＳＤＨ每秒块的数目是固定的（２ ０００或８ ０００块／秒）；考虑之二是企图和Ｍ．２１０１协调。我们知道，Ｍ．２１０１总指标是在Ｇ．８２６指标基础上提高了１／２。Ｍ．２１０１计算投入业务限值时，从分配的性能指标（ＡＰＯ）到开始投入业务的性能指标（ＢＩＳＰＯ）又提高１／２，总共提高４倍。其中只有ＶＣ－３略大于４倍（为４．２８５倍）。

（３）严重误块秒比（ＳＥＳＲ）指标

    Ｇ．８２８和Ｇ．８２６相同，没有严化，这说明网络因素引起的突发误码与ＳＤＨ关系不大。

（４）背景误块秒比（ＢＢＥＲ）指标

    Ｇ．８２８的ＢＢＥＲ比Ｇ．８２６严化４～１０倍。由于ＶＣ－Ｎ采用的比特间插奇偶检验（ＢＩＰ）有固定大小的块，即每秒块的数值是固定的，所以在假定每个误块秒中平均有１０个误块前提下，则可由ＥＳＲ导出ＢＢＥＲ，如下式所示：

    ＢＢＥＲ＝ＥＳＲ×１０／（每秒块数）

    按此公式计算出的ＢＢＥＲ，取一位有效数字，便可得到Ｇ．８２８的指标数值。

    根据以上研究结果，参照Ｇ．８２８建议，新的ＳＤＨ网络误码性能规范很重要，它是制定其它误码指标新的基础。注意，这里所规范的是ＳＤＨ通道层的网络性能指标。

２．１ 度量参数

    ＳＤＨ误码性能事件和参数的定义是基于块的。块是通道中传送的连续比特的集合，每个比特属于且仅属于一个块，连续比特在时间上有可能不相邻。

２．１．１ 误码性能事件

  （１）误块（ＥＢ）：有一个或多个比特差错的块。

  （２）误块秒（ＥＳ）：有一个以上误块或至少一个缺陷的一秒周期。

  （３）严重误块秒（ＳＥＳ）：包含３０％的误块或至少一个缺陷的一秒周期，它是误块秒的子集＊＊。

  （４）背景误块（ＢＢＥ）：在ＳＥＳ之外发生的误块。

２．１．２ 误码性能参数

  （１）误块秒比：在一个确定的测试期间，在可用时间内，ＥＳ和总秒数之比。

  （２）严重误块秒比：在一个确定的测试期间，在可用时间内，ＳＥＳ和总秒数之比。

  （３）背景误块秒比：在一个确定的测试期间，在可用时间内，背景误块与总块数扣除ＳＥＳ中的所有块后剩余块数之比。

２．１．３ 误码性能在线测试的块长

    ＳＤＨ采用ＢＩＰ码进行在线监测。当对ＳＤＨ系统进行停业务测试时，也应基于块进行误码参数评估，应采用与在线测试相应的块长，以使测试结果具有可比性。

２．２ 指标规范

２．２．１ 误码指标分类

    根据应用场合的不同，需要规范以下几类误码指标：误码性能指标、设计指标、工程验收（交付）指标和维护限值。误码性能指标主要用于网络性能规划，是导出其他各类误码指标的基础；设计指标用于ＳＤＨ系统或设备的设计，通常是要求系统或设备在最坏环境条件下应满足的值，可作为研制和定购设备的技术规范基础；工程验收指标一般在ＳＤＨ系统工程竣工验收时使用，由于安装好的设备和系统是处于实际的网络环境中，较设备和系统的假设设计条件可能会有更大的复杂性，因此工程验收指标较设计指标一般留有一定余度；维护指标一般以短期限值的形式给出，是在网络运行情况下与维护行为相关的要求，包括投入业务限值、降质性能限值和不可接受限值。描述了以上各类指标间的关系。

    以上各类指标中，有些是ＩＴＵ－Ｔ建议规定的，如性能指标和维护指标，有些是需要各运营部门或设备制造部门自行规定的。

２．２．２ 通道的误码性能指标

    误码性能指标是导出其它各类指标的基础。误码性能指标是长期指标，测试时间不少于一个月。

２．２．２．１ 全程端到端通道的性能指标

    根据Ｇ．８２６建议和Ｇ．８２８建议草案，ＳＤＨ网络全程端到端２７ ５００ｋｍ假设参考通道的误码性能指标参见表３。只要有任一误码性能参数不满足，就认为该通道不满足性能要求。当整个通道由端到端ＶＣ－Ｎ连接组成时，用ＶＣ－Ｎ的通道指标（即Ｇ．８２８）要求；其它通道，如ＳＤＨ／ＰＤＨ混合连接，可以根据速率用另一个通道指标（即Ｇ．８２６）要求。

２．２．２．２ 全程端到端通道指标的分配策略

    全程端到端通道误码性能指标的分配采用了按复杂性分配结合按距离分配的方法。全程端到端２７ ５００ｋｍ假设参考通道由国内部分和国际部分组成，其分配策略。

（１）国内部分的分配

    国际与国内部分的边界是国际接口局（ＩＧ），国内部分指ＩＧ到通道端点（ＰＥＰ）之间的部分。

    首先，两个终端国不论大小，各分得端到端指标的一固定配额，其值为１７．５％；然后再按每５００ｋｍ距离分给端到端指标的１％配额。ＩＧ到ＰＥＰ之间的距离若知道实际路由长度，则按实际路由长度计算；若不知道实际路由长度，则可用空中路由长度乘以适当的路由系数来计算；若两者皆知，则取较小值作为计算指标分配的路由长度。在计算基于距离的指标分配时，用前面方法得到的路由长度应化整至最接近的５００ｋｍ。路由系数的取值参见表４＊＊＊。

（２）国际部分的分配

国际部分指两个终端国家的ＩＧ之间的部分，因而它实际上包含了两边终端国家的ＩＧ到国际边界之间的段落、中间国家以及国家间部分（例如海缆段）。

首先，国际部分按每个中间国家可分得２％的端到端指标计，最多允许有４个中间国家。两边终端国家（即其ＩＧ到国际边界段）各分得１％的端到端指标值。然后再按每５００ｋｍ距离分给１％的端到端指标值（含国间部分）。国际部分的总距离长度按各段相邻ＩＧ间的路由长度之和求得。相邻ＩＧ间的路由长度，若知道实际的路由长度，则按实际路由长度计算；若不知道实际路由长度，则可用空中路由长度乘以适当的路由系数来计算；若两者皆知，则取较小值作为计算指标分配的路由长度。最后计算出的国际部分总距离长度在计算基于距离的指标分配时应化整至最接近的５００ｋｍ。路由系数的取值亦。

２．２．２．３ 中国ＳＤＨ传送网的通道误码性能指标

（１）国内通道

     中国ＳＤＨ传送网的国内通道指国内端到端通道和国际通道中国国内部分两种情况。国内通道的指标按照Ｇ．８２６建议和Ｇ．８２８建议草案中２７ ５００ｋｍ端到端通道指标国内部分的分配规范。首先，国内标准最长ＨＲＰ为６ ９００ｋｍ，从国际接口局（ＩＧ）到通道终端点ＰＥＰ之间为３ ４５０ｋｍ。按照前述Ｇ．８２６建议和Ｇ．８２８建议草案国内部分的分配策略，国际通道中国国内部分共应分得２４．５％的端到端指标。

    国内网又可分为两部分，即接入网和转接网（又称核心网，由长途网和中继网组成）。接入网环境恶劣、设备数量大、对成本敏感，按区段分给６％的端到端指标；转接网按距离线性分配，相当每公里可以分得０．００５５％。

４２０ｋｍ、２８０ｋｍ和５０ｋｍ只是３种假设参考数字段提供的通道，可看成是假设参考通道，实际的通道长度是随具体工程而异的。实际通道的误码性能指标可用通道长度乘以每公里配额（国内配额为０．００５５％／公里，国际配额为０．００２４％／公里），先算出配额，再用配额与相应的端到端性能指标相乘求得。

（２）国际转接通道

    中国ＳＤＨ传送网中的国际转接通道指国际数字通道经过我国转接的部分，按照Ｇ．８２６建议和Ｇ．８２８建议草案端到端通道国际部分的分配原则，中间国给予２％的配额附加每５００ｋｍ １％的基于距离的配额。考虑中国ＳＤＨ传输网中最长国际转接通道长度为５ ０００ｋｍ，则总共应分得端到端指标的１２％；再按距离进行线性分配，相当于每公里０．００２４％。实际的任意长度国际转接通道的误码性能指标配额为通道长度与０．００２４％的乘积，它应满足的误码性能指标为配额与２７ ５００ｋｍ端到端指标的乘积。

以４２０ｋｍ ＨＲＰ为例，国际和国内的误码性能指标。

（３）环网中通道长度的计算

    对于ＳＤＨ自愈环中的通道，通道长度采用空中路由长度与路由系数的乘积，这样就使得分配的性能指标与通道方向（顺时针或逆时针）无关。

实际应用中，考虑到省际干线可能承载国际转接通道，省际干线原则上可采用国际转接通道误码性能指标。省内干线和中继网采用国内通道每公里０．００５５％的分配。

     应该注意的是，误码性能指标不能直接用于维护和工程验收等场合。误码维护指标和工程验收指标可基于误码性能指标导出，具体指标的制定应保证的指标间关系。

（收稿日期：１９９８－１２－１８）

[摘要] ＩＴＵ－Ｔ的新建议草案Ｇ．８２８规范了ＳＤＨ网络误码性能指标。文章跟踪研究该建议，提出了中国ＳＤＨ传送网误码性能指标及其分配方法。

[关键词] 假设参考通道 数字段 误码

[Abstract] ＩＴＵ－Ｔ＇ｓ ｎｅｗ ｄｒａｆｔ ｒｅｃｏｍｍｅｎ-ｄａｔｉｏｎ Ｇ．８２８ ｈａｓ ｄｅｆｉｎｅｄ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ ｏｆ ＳＤＨ ｎｅｔ-ｗｏｒｋ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｄａｐｔ ｔｏ ｔｈｅ ｎｅｗ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＳＤＨ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ｔｈｅ ｐａ-ｐｅｒ ｐｒｏｐｏｓｅｓ ｒｅｖｉｓｅｄ ｅｒｒｏｒ ｐｅｒｆｏｒ-ｍａｎｃｅ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｌｌｏｃａ-ｔｉｏｎ ｔａｃｔｉｃｓ．

[Keywords] Ｈｙｐｏｔｈｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｐａｔｈ Ｄｉｇｉｔａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ