误码率在线测试电路设计
SDH误码测试
SDH误码测试一、误码特性1、基本概念：差错（Error误码）：在数字通信中，发送和接收序列的任何不一致都叫差错，在我国习惯上把差错称为误码。
比特差错(Bit Error)：发送和接收序列中对应的单个数字不一致就是比特差错，G.821建议中所用的术语"误码"就是指比特差错。
块差错(Block Error)：将一组码看成是一个整体，在其中有一个或多个比特差错，则称块差错。
G.826建议中所用的术语"误块"就是指块差错。
误码秒(ES)：在一秒时间周期有一个或多个比特差错，称为误码秒。
误块秒(ES)：在一秒时间周期有一个或多个误块，称为误块秒。
差错秒(ES)：误码秒和误块秒的统称。
严重误码秒、严重误块秒或严重差错秒(SES)：在误码秒、误块秒或差错秒中，有一部分差错量特别多，定义为SES。
2、误码机理：（1）造成误码的主要内部机理有：*各种内部噪声源*色散引起的码间干扰*定位抖动产生的误码（2）外部机理：主要是由一些具有突发性质的外部脉冲干扰源所引起，诸如外部电磁干扰、静电放电、设备故障、电源瞬态干扰和人为活动等。
这些脉冲干扰有可能超过系统固有的高信噪比门限造成突发误码。
二、误码性能指标：1、低于基群速率的数字连接的误码性能ITU-T G.821建议规范了用于语音业务或用作数据型业务载体信道的N′64kbit/s电路交换数字连接（1￡N￡24或32）的误码性能事件、参数和指标。
G.821定义以下事件：*误码秒（ES）：在一秒时间周期有1个或更多差错比特。
*严重误码秒（SES）：在一秒时间周期的差错比特比3 10-3。
G.821定义的误码性能参数有：*误码秒比（ESR）：在一个固定测试时间间隔上的可用时间内，ES与总秒数之比。
*严重误码秒比（SESR）：在一个固定测试时间间隔上的可用时间内，SES与总秒数之比。
G.821对64kbit/s全程27500km假设参考通道（HRP）端到端连接的性能指标见表1。
通信测试方案
3.确保通信系统在各类环境下具有良好的稳定性和可靠性；
4.评估通信系统的安全性能，确保用户信息安全；
5.为通信系统的后续升级和扩容提供技术支持。
三、测试内容
1.信号质量测试：
-测试通信系统在不同频段、不同环境下的信号覆盖范围；
-评估信号强度、信噪比等指标，确保通信质量。
5.稳定性测试：
-对通信系统进行长时间运行测试，观察系统稳定性；
-在极端环境下进行测试，确保系统在恶劣条件下的可靠性。
6.安全性测试：
-对通信系统进行安全漏洞扫描，确保无安全风险；
-模拟攻击场景，测试系统的安全防护能力。
四、测试方法与步骤
1.信号质量测试：
-使用专业测试设备，如信号分析仪、场强测试仪等；
-模拟攻击场景，测试系统安全防护能力；
-评估系统安全性能。
五、测试团队与职责
1.项目经理：
-负责整体测试工作的组织与协调；
-监督测试进度，确保按时完成测试任务；
-负责与相关单位沟通，解决测试过程中的问题。
2.测试工程师：
-负责具体测试工作的实施，包括测试环境来自建、测试脚本编写、测试数据收集等；
-参与测试数据分析，协助优化系统性能；
-在不同网络环境下进行测试，记录传输速率；
-对比测试数据，评估系统性能。
3.误码率测试：
-使用误码率测试仪，模拟不同信噪比、传输速率；
-记录测试数据，分析误码率；
-确保误码率满足技术要求。
4.系统容量测试：
-使用网络性能测试软件，模拟大量用户在线；
-观察系统运行情况，记录关键指标；
-评估系统容量。
5.稳定性测试：
PDH接口的在线监测原理
PDH接口的在线监测原理一、仪表在线监测的种类：1、在线跨接测试在线跨接误码测试是将仪表的接收端连接到DDF（数字配线架）上的发送或接收端口的测试方式。
这种方式一般以并联的方式将仪表的接收端接入DDF架的三通头上，与此会造成同时线路的阻抗下降。
为了保持线路的阻抗，一般选用至少十倍的阻抗接入即所谓的以“高阻跨接接入”（如采用75欧姆的同轴电缆，高阻的要求至少为750欧姆），一般高阻都会大于2000欧姆。
2、在线桥接测试在线桥接测试方式是将2Mb/s信号直接通过仪表进行传输。
这种方式在仪表接入时会造成在用业务中断。
二、2M数据结构的种类1、非成帧类型信号传送过程中只进行连续的比特传送，不进行帧结构的划分。
这种结构多用于工程测试和日常维护中环回测试。
需要特别提醒注意的是：（1）大多数SDH设备厂家默认的PDH接口都设置为非成帧结构，这种设置最大的好处是数据可以“透明”通过SDH设备。
无论进入SDH设备的PDH信号是带帧结构还是没有帧结构都可以进行传输。
如果我们将端口设置为带帧结构，而输入的信号不带帧结构，那么传送过程中一部分时隙就会错误当作帧同步码或者校验位，造成业务中断。
（2）G.826分析是以块为基础进行误码性能分析，不提供比特误码测试。
2、成帧类型成帧类型又可以分为PCM31、PCM30、PCM31+CRC和PCM30+CRC。
具体的帧结构比较复杂，这里不再阐述。
在测试过程中，需要根据不同的帧结构类型设置仪表，否则仪表上无法进行正常测试。
可喜的是，现在的仪表大多数都可以完成帧结构的自动识别。
三、PDH端口在线监测的内容因为用户的话音数据是随机的、不可预知的，因而仪表无法实现对两个码组逐帧、逐位的比较，不可能测试出真正的比特误码率。
1、非成帧信号的测试：由于信号中没有帧头，也就是说没有任何开销字节，所有字节都是业务信号。
仪表是无法“智能”判断业务信号是否有误码或正确与否，但能够监测：（1）LOSS（因为没有帧定位码，所以没有帧失步告警）（2）AIS（3）编码错误：ITU-T详细规定了信号的编码规则，仪表可以完成对信号编码的检测。
E1数据误码测试仪补充说明
7 应用层6 表示层5 会话层4 传输层3 网络层2 数据链路层1 物理层其中高层，既7、6、5、4层定义了应用程序的功能，下面3层，既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。
下面我给大家介绍一下这7层的功能：（1）应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应用程序的通信服务的。
例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。
但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。
示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。
（2）表示层：这一层的主要功能是定义数据格式及加密。
例如，FTP 允许你选择以二进制或ASII格式传输。
如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。
如果选择ASII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据。
在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集。
示例：加密，ASII等。
（3）会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向小时的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。
示例：RPC，SQL等。
（4）传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。
示例：TCP，UDP，SPX。
（5）网络层：这层对端到端的包传输进行定义，他定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。
为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。
示例：IP,IPX等。
（6）数据链路层：他定义了在单个链路上如何传输数据。
这些协议与被讨论的歌种介质有关。
示例：ATM，FDDI等。
LITE3000常见功能使用流程
LITE3000常见功能使用流程运维中心漕溪维护部杨坚多用途手持式2M传输测试仪LITE3000是日本安立ANRITSU公司生产的一款功能强大的传输及信令测试仪表，它能够完成从快速故障定位到全面深入分析传输和信令问题等任务。
在中继测试仪的基础上，配备不同的功能选件还可完成SS7信令、随路信令、ISDN协议、ISDN仿真、A-bis接口、A接口，MAP协议、V5接口、数据接口及多音频信令等测试工作。
作为交换专业的维护人员，在日常工作中经常用到的LITE3000的功能包括：传输质量在线监测、传输误码率测试、在线语音信号监听和在线Abis信令解析。
下面就对上述功能的简单使用流程做一介绍：一、传输质量在线监测在介绍该功能前首先需要明确一些基本的原则：常见的传输2M级别PCM告警主要有：OK（正常）、NO SIGNAL（无信号）、AIS（业务不可用全“1”告警）、DISTANT ALARM（业务远端告警，即本端收对端不可用）、NO SYNC（帧失去同步）五种，其中NO SIGNAL、NO SYNC为客观性告警，不是设备产生；而交换类设备（MSC、BSC、BTS、SGSN等）仅可能发出OK、DISTANT ALARM告警；传输类设备（SDH、WDM等）仅可能发出OK、AIS告警。
LITE3000监测传输质量的流程为：1、按左上角ON/OFF开关，打开仪表。
2、待出现主界面后发现左上角“NO SIGNAL”红色灯亮起，即可开始使用3、将连接线接口插入欲检测的DDF架2M速率LINK监测口4、仪表左侧面板上相应告警说明边的红色告警灯亮起，即表示为该告警，如最上方绿色灯亮起，则表示线路“OK ”，如果想知道具体的告警时间，可将Measurement 设为log 方式，Signalling Reception 设为Off 。
5、如果该传输链路上存在误码，Signal Impaired 灯会闪烁，如想了解误码情况，可参看下节。
星间异步通信链路的误码率测试技术
误码率测试分为数据直传模式下的单程误码率
万方数据
２０１０年第１期
刘磊等：星间异步通信链路的误码率测试技术
１２５
图４发送数据帧格式设置框图
图５误码率统计框图
图６发送数据格式框图
上位机每收到一帧，将该帧与发送的数据相比 较，检测到错误后，将总误码数加ｌ。由于ＬＮＡ接１３ 为有线接口，且ＴＣＰ协议中本身含有校验和重传机 制。故由ＬＮＡ接口带来的误码可以忽略不计。待测 试完成（发送的帧数达到要求）后，上位机应用软件 自动完成误码率计算。
参考文献
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ｎｉｃａｔｉｏｎｓ：Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｈａｋｅ ｏｆ ａ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ７ ｓ ｐｌａｔｆｏｒｍ
ｏｎ ｔｈｅ ｂｉｔ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ『Ｃ Ｊ．Ａｅｒｏ Ｓｅｎｓｅ９８，Ｏｒｌａｎｄｏ，１９９８：
智慧家庭考试题库
1. [单选题] 在确定了光缆的路由走向后，沿光缆路由，在墙面上安装螺钉扣。
螺钉扣用Φ6mm膨胀管及螺丝钉固定。
两个螺钉扣之间的间距为( )。
(1分)1. 20cm2. 40cm3. 60cm4. 80cm正确答案: C2. [单选题] 客户需要在电信室内布线服务，电信按照4米内（）元/点收取费用(1分)1. 152. 203. 254. 30正确答案: B3. [单选题] 以下ONU接收光信号中，哪一种会引发用户掉线（）(1分)1. -6dbm2. -13dbm3. -23dbm4. -25dbm正确答案: A4. [单选题] EPON上下行数据分别采用不同的波长进行传输，其中CATV信号采用的波长为（）(1分)1. 1300nmB2. 1310nm3. 1490nm4. 1550nm正确答案: D5. [单选题] 将本地计算机上的文件拷贝到远程计算机上称为(1分)1. 上传2. 下载3. 复制4. 剪切正确答案: A6. [单选题] 在光通信中，ODN1：16光分路器的损耗最大不超：（）(1分)1. 9db2. 12db3. 14db4. 16db正确答案: C7. [单选题] 光信号能够在光纤中以极低的损耗传输，是利用了光纤的( )原理(1分)1. 反射2. 折射3. 全反射4. 透射正确答案: C8. [单选题] E8-C可以支持几个SSID？（）(1分)1. 12. 23. 34. 4正确答案: D9. [单选题] 制作直连网线时，通常工程中用的比较多的是（）标准(1分)1. T569A2. T568A3. T569B4. T568B正确答案: D10. [单选题] 误码率是衡量哪项传输性能的指标( ) (1分)1. 可靠性2. 速率3. 容量4. 吞吐量正确答案: A11. [单选题] EPON传输上行采用是（）(1分)1. 竞争方式2. 广播方式3. 空分方式4. 时分方式正确答案: D12. [单选题] “智宽生活“的含义是( ) (1分)1. 智慧家庭、智慧生活2. 智能光宽带、智慧新生活3. 智慧光宽带、智能新生活4. 智慧家庭、带宽生活正确答案: B13. [单选题] Internet中采用的交换技术是( ) (1分)1. 电路交换2. 报文交换3. 分组交换4. 信元交换正确答案: C14. [单选题] 架空自承式光缆与电力线交越时，交越距离保持( )以上(1分)1. 0.6m2. 0.8m3. 1m4. 1.2m正确答案: C15. [单选题] 监控摄像头无线网络接入方式为(1分)1. wifi2. Zigebb3. 蓝牙4. DNFC正确答案: A16. [单选题] 选用螺钉固定方式时，应根据线槽及其配件上标注的螺钉固定位置，将线槽及其配件固定在墙面上，一般1米直线槽需用( )螺钉进行固定。
测试误码率的简单装置
测试误码率的简单装置测试误码率的简单装置按照传统，数字接收机的接收质量是用BER（误码率）来表示的。
这一数值与在给定的周期内接收到的错误码成比例。
一般来说，你可在实验室里测量BER，方法是把一个被伪随机码调制的RF 信号加到被测接收机。
本文设计实例提出一种使用单纯方波的代替方法。
这种方法也许并不优于常用技术，但由于它不需要复杂的同步，实现起来简便，测量结果可靠。
不可否认的是，方波信号并不能真正代表正常使用中接收机收到的数据（图1）。
调制射频载波的方波被移相，为的是把接收机的延迟考虑在内。
一个“异或”门在每个位转移处――一般在数据位宽度10% 的地方产生一个采样脉冲。
这个采样脉冲对接收器产生的原始数据进行采样，从而提供干净的数据。
图1，这一时序图说明了一个种简单的BER 测试仪的工作原理。
理解这一技术的关键是要记住：一个由两个连续的“1”或“0”组成的位串表示一个错误。
实现一个1 位延迟的D 触发器能检测到这种错误。
图2 ，BER 测试仪使用一个采用OOK（通/断键控）调制的信号发生器。
你可以将错误脉冲显示在示波器上，或者用一个频率计数器来进行计数。
图 2 示出了一个典型的测试设置。
你要按规定的数据速率对RF 发生器进行调制。
要注意的是，一个500Hz 方波等效于1kbps 波特率。
调制信号和接收到的数据都送入BER 测试板。
你可调整采样信号，使之靠近数据脉冲接收末端。
在许多数字接收机中，这种安排相当好地近似于一个相关接收机。
错误脉冲显示在示波器上。
举例来说，如果你希望调节RF 电平，以获得1/100 的BER，那你就要降低加到接收机的RF 电平，在一次100 ms 的扫描中平均看到每次扫描有一个错误脉冲。
图3，简单BER 测试仪使用了一个可调移相器和一个差分器。
在图 3 中，IC1 和电位器P1 构成一个基本的可调移相器。
R2 提供滞后，R1、C1 和IC2 构成一。
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大连民族学院本科毕业设计（论文）误码率在线测试电路设计学院（系）：机电信息工程学院专业：电子信息工程学生姓名：佟贵滨学号：04021618指导教师：李春杰评阅教师：完成日期：2008年6月15号大连民族学院摘要由于种种原因数字信号在传输过程中不可避免地会产生差错，本文设计一误码率在线测试电路。
它可以有效的检测通信系统的可靠性。
本文介绍了通信系统中帧同步的相关概念及其捕捉的方法，对误码率测试系统的基本原理进行了分析，提出了误码率测试系统的设计方案。
本系统主要有FPGA和单片机两部分。
用FPGA芯片实现了误码率测试的检测电路，用AT89S52单片机实现了误码率在线测试电路的主控部分，将FPGA的高可靠、高速的特点与单片机良好的数据处理和控制管理能力结合起来，使整个系统具有了良好的性能。
FPGA主要用MAX+plusⅡ为软件平台,基于FLEX10K芯片,通过硬件描述语言VHDL,采用自顶向下的设计流程完成误码的检测，并进行了时序仿真及调试，结果正确。
这部分是本系统的核心。
单片机主要完成误码率测试系统的数据的算法处理和实时显示的功能。
其次单片机还起主控的作用，将误码率测试系统的其他模块连接起来。
关键词：误码率;现场可编程逻辑门阵列；帧同步AbstractDue to various reasons digital signal transmission in the process inevitably will produce errors, the paper design of a bit-error rate online test circuit. It can effectively test the reliability of communications systems.This paper describes the communication system in the frame synchronization of related concepts and methods of capture, the bit error rate testing system for the basic principles of the analysis, the bit-error rate test system design. This system is mainly a FPGA and Single Chip Microcomputer in two parts. FPGA chip with a bit error rate testing of the detection circuit, with AT89S52 Single Chip Microcomputer the bit-error rate online test circuit main section, the FPGA will be highly reliable, high-speed MCU and the characteristics of a good data-processing and control Ability to integrate the management, so that the whole system is a good performance.FPGA main MAX + plus Ⅱfor the software platform, based on FLEX10K chips, hardware description language VHDL, a top-down design process to complete the error detection, and the timing simulation and debugging, the results correct. This part is the core of the system. Single Chip Microcomputer to complete the main test system bit error rate of data processing algorithms and real-time display functions. This was followed by Single Chip Microcomputer also has the role of control, the bit-error rate testing system linking the other modules.Key Words：bit-error; FPGA; frame synchronization目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题介绍 (1)1.2 FLEX10K芯片 (1)1.3 VHDL语言 (2)1.4课题的主要内容 (3)2 误码率测试的原理 (4)2.1误码率的概念 (4)2.2 帧的概念 (4)2.3 帧同步码插入和捕捉的方法 (5)2.4 同步状态保护和搜捕过程校核 (6)2.4.1同步状态的保护 (6)2.4.2 搜捕过程校核 (6)3 误码率测试系统的硬件实现 (8)3.1系统的总体设计方案 (8)3.2误码率检测电路的设计 (8)3.2.1 FPGA芯片介绍 (8)3.2.2 FPGA电路的具体实现 (9)3.3 CPU模块的设计 (10)3.3.1 AT89S52功能简介 (10)3.3.2 单片机最小系统的实现 (13)3.4 8255扩展模块的设计 (14)3.4.1 8255芯片的结构 (14)3.4.28255的端口选择和控制字 (16)3.4.3 扩展电路的电路的具体实现 (17)3.5数码管显示模块的设计 (17)4 软件设计 (19)4.1 FPGA部分的设计 (19)4.1.1 误码检测电路的设计 (19)4.1.2 误码率测试电路的仿真和调试 (20)4.2 单片机部分的设计 (22)4.2.1数据处理模块 (22)4.2.2显示模块 (23)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 绪论1.1 课题介绍在一些电磁环境比较恶劣的情况下，一些大规模集成电路常常会受到干扰，导致不能正常工作。
特别是像RAM这种利用双稳态进行存储的器件，往往会在强干扰下发生翻转，使原来存储的"0"变为"1"，或者"1"变为"0"，造成的后果往往是很严重的。
例如导致一些控制程序跑飞，存储的关键数据出错等等。
现在，随着芯片集成度的增加，发生错误的可能性也在增大。
在通信系统的设计实现过程中，都需要测试系统的误码性能。
而常见的误码率测试仪多数专用于测试各种标准高速信道，不便于测试实际应用中大量的专用信道，并且价格昂贵，搭建测试平台复杂。
随着大规模集成电路的迅速发展，FPGA 在保持其集成度高，体积小，功耗低，性价比高特性的同时能够实现越来越复杂设计功能，日益广泛的应用于通信设各的设计实现。
FPGA (Field Programmable Gate Array)技术是近几年发展起来的新型电路实现技术。
它是一种将门阵列的通用结构与PLD的现场可编程特性结合于一体的新型器件，具有集成度高、通用性好、设计灵活、编程方便等多方而的优点。
用FPGA实现专用电路，不仅可以实现某些特殊功能，而且还可以简化接口和控制，有利于提高系统的整体性能和工作可靠性，并为进一步实现系统集成创造条件。
[1]1.2 FLEX10K芯片Altera的PLD器件包括APEX20K、Excalibur、Mercury、Stratix、 ACEX1K、FLEX10K、FLEX8000、FLEX6000、MAX9000、MAX7000、MAX3000、Classic等系列。
根据各种器件的比较和实际的应用情况，在本设计中选用FLEX10K系列中的FLEX10KE器件。
FLEX10K是工业界第一个嵌入式的可编程逻辑器件，采用可重构的CMOS SRAM工艺，把连续的快速通道互连与独特的嵌入式阵列相结合，同时也结合了众多可编程器件的优点来完成普通门阵列的宏功能。
由于其具有高密度、低成本、低功率等特点，所以脱颖而出称为当今Altera PLD中应用最好的器件系列,其集成度己达到25万门。
它能让设计人员轻松开发出集存储器、数字信号处理器及特殊逻辑包含32位多总线系统等强大功能于一身的芯片。
FLEX10K系列器件主要由嵌入式阵列块、逻辑阵列块、快速通道互连和I/O单元四部分组成，如图1.1所示。
由图可以看出，一组LE构成一个LAB, LAB是排成行和列的，每一行也包含一个EAB。
LAB和EAB是由快速通道连接的。
IOE位于快速通道连线的行列的两端。
图1.1 FLEX10K元器件内的总线总体结构嵌入式阵列由一系列嵌入式阵列块(EAB)构成。
当用来实现有关存储功能时，每个EAB提供2048位用来构造RAM, ROM, FIFO或双口RAM等功能。
当用来实现乘法器、微控制器、状态机以及DSP等复杂逻辑时，每个EAB可以贡献100到600个门，EAB可以单独使用，也可以组合起来使用。
逻辑阵列由一系列逻辑阵列块(LAB)构成。
每个LAB包含八个LE和一些局部互连。
每个LE含有一个四输入查找表(LUT)、一个可编程触发器、进位链和级联链。
八个LE 可以构成一个中规模的逻辑块，如八位计算器、地址译码器和状态机。
多个LAB组合起来可以构成更大的逻辑块。
每个LAB代表大约96个可用逻辑门。
器件内部信号的互连和器件引脚之间的信号互连由快速通道连线提供，快速通道互连是一系列贯通器件长、宽的快速连续通道。
[2]1.3 VHDL语言VHDL是随着可编辑逻辑器件(CPLD)的发展而发展起来的一种硬件描述语言。
现在，VHDL作为IEEE的工业标准硬件描述语言，得到了众多EDA公司的支持，在电子工程领域，己成为事实上的通用硬件描述语言。
VHDL主要用于描述数字系统的结构、行为、功能和接口。
除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法和一般的计算机高级语言十分相似。
应用VHDL进行工程设计的优点是多方面的。
1、与其他语言相比，VHDL具有强大的行为描述能力，在EDA上具和VHDL综合器的支持下，可以避开具体的器件结构，从逻辑行为上描述和设计大规模电子系统；2、VHDL中丰富的仿真语句和库函数，使得在任何大系统的设计早期(设计尚未完成)，就能查验设计系统的功能可行性，随时可对设计进行仿真模拟；3、VHDL语句的行为描述能力和程序结构决定了它具有支持大规模设计的分解和己有设计的再利用功能；4、对于用VHDL完成的一个确定的设计，可以利用EDA上进行逻辑综合和优化，并自动地把VHDL描述设计转变为门级网表(根据不同的实现芯片)。