宽带语音网络测试

宽带语音网络测试

目前对高速数据服务的急切需求使得宽带连接离用户越来越近，宽带语音传输(VoB)和分组语音传输(VoP)成为语音/数据网络的下一步发展目标。随着宽带网络不断涌现，以及光纤、xDSL、同轴电缆和无线连接相继运用到环路中，测试接入和金属环路测试也变得越来越困难。本文介绍如何对传统机械环路测试进行改动以满足宽带网络测试的需要。

为了解决宽带语音网络测试问题，在VoB网络中可将测试功能集成到线路单元上以简化测试接入，如利用线路单元特性尽量减少所占空间并降低服务提供商总投资成本。除此以外，通过线路单元微处理器接口或数字语音信道控制远程线路单元和测试端，以及与测试结果进行通信，可以做到同时测试多条线路单元，并提供完整的结果数据报告，不会受因直流信号要求所造成的限制。但在进行这种集成之前，设计者必须密切关注有效测试与测试能力，以便实现以最低的成本取得最大回报。

一些电话公司很早就已意识到系统测试对于改善语音传送服务质量的重要性，而且它还能降低简易老式电话业务(POTS)的维护和维修成本。随着政府对经济的干预程度降低，竞争越来越激烈，对传统或现代语音供应商来说，及时有效获知及预测维护所需费用对于其今后的成功至关重要。

现代电话公司采用机械环路测试(MLT)系统进行自动信道和引出线测试，并控制、存储和分析结果，监测传输和环路质量(图1)。通过MLT，局端可以很方便地利用集中测试节点连接到成千上万用户线卡及其铜质环路上。

相比之下，VoB网络的远程用户线单元分布更为广泛，其金属引出线更短(图2)。在VoB架构下，用户线卡和电话线与本地引出线的接口位于客户终端设备上，如网络接口设备、集成接入设备、线缆调制解调器、机顶盒和多线单元等，这些设备一般放置在路边、屋檐下或者房间里面。 VoB金属测试接入节点的分布式特性使得维护时必须要把技术人员派到大片陌生区域，所以人工维护很麻烦；而要对客户房屋内部的设备进行人工测试维修则更加复杂，因为这还需要得到房屋或业主的合作。

一个可能的解决方案是用自动测试，以减少人员派遣并缩短维修平均耗时，因为这两者均对服务质量和维护成本有负面影响。但由于用户线卡和金属引出线与RTU是完全绝缘的，所以VoB网络自动测试需要和传统机械环路测试全然不同的方法。

每个测试接入节点用户线数相对较少意味着要用一对专用旁路铜线实现远程测试接入，类似于综合数字环路载波系统，但这样做并不合算。另一个自动远程测试实现方法是在客户终端设备上将测试端和用户线单元共置一处，然而不幸的是，将专用远程信道和引出线测试端与每个分布式接入节点放在一起非常昂贵，并会引发测试管理和控制方面的问题。以典型机械环路测试为例，这部分需要价值数千美金的精密测试设备，当该费用由成千上万的用户线分摊时就很划算，因此要避免在每个接入节点只有四个用户线的结构上运用。

尽管有这些困难，VoB网络的分支语音引出线相对于典型POTS用户线还是具有一定的优势，因为它们更短且不易受到环境条件如水浸和电力线路感应的影响，所以测试要求不如传统MLT要求那么严格，使VoB测试系统在测试能力和测试成本之间可以找到一个最佳折衷点。仔细考虑这些短环路测试要求和测试应用策略可以减少自动测试成本并改善服务质量，对语音信道测试进行重新评估很可能得到客户网关处MLT性能已改进的测试端，由常规数字语音信道或编解码器控制链接进行控制。当客户端网关处的用户卡和测试端放在一起时，即可在典型VoB用户单元设计里包括尽可能多测试端功能。

光纤语音信道测试

20世纪80年代出现的光纤环路系统(FITL)网络增加了带宽，并使模拟/数字接口离家庭更近，所以遇到和目前VoB构架所面临类似的困难。为了控制自动测试成本并用与传统MLT系统兼容的方式管理测试结果，Telcordia的GR-909标准定义了一个修改的测试要求。针对VoB系统的模拟测试问题，FITL的测试要求据称可广泛适用于多种VoB应用。

FITL标准建议信道测试采用为IDLC定义的GR-303标准，并对金属引出线测试能力进行了描述。这些引出线测试是传统MLT测试的子集，特别针对短环路应用。其中接收器摘机测试尤其有用，因为几乎三分之一的故障都是用户住所某个地方摘机而引起的，这个问题也很可能发生在局端FITL 或VoB应用中，如果不能通过自动方式找出对于服务提供商来说将耗资巨大。其它可能由GR-909检测到的短环路错误包括接头、电话线短路以及接地或交流线短路等。

GR-909标准允许引出线测试结果以通过/失败格式或具体测量值两种方式给出，仅使用通过/失败标准对测试端的要求较低，同时关于引出线的信息也少。GR-909是以IDLC为中心的，它要求测试结果采用“直流信号”通过金属旁路，经过远程主机数字端或远程数字终端进行上行传送，直流信号对不同电话线作特定阻抗组合传到旁路线远端，从而传出各项测试的简单通过/失败信息，这样就使得引出线位置对于RTU透明，不管测试环路是源自主数字终端还是ONU。GR-909和GR-303常认为需要在两秒钟内完成整组信道和引出线测试，并通过直流信号进行结果传输，之所以有这个时间要求部分原因是在一对铜线上要对多条线路进行测量，另外部分原因则是考虑到外部有害电压应尽快消失。

对于希望进行自动信道和引出线测试的FITL系统，可将测试单元移到客户终端设备(图3a)。目前的趋势是把测试单元和用户线单元放在一起，并且对短环路测试能力与每项测试使用更少用户线非常关注，这些都使技术朝向一个共同的目标发展，即将用户线单元和测试单元逐渐合并。图3b显示了这种测试结构，它不仅仅是重新分配功能那么简单，还牵涉到利用和设计用户线卡以实现多重功能。

测试集成的平衡

事实表明，用户线卡已具备了一定的质量和功能，可以进行自动测试。例如用户线卡可直接与金属引出线连接在一起，减少或免去了在测试设备或试验负载之间转换所需的额外中继开关。由于用户线卡可以产生振铃信号，所以它能提供用于测试信号的大电压；用户线卡还能检测环路电流以判断开关挂机情况，因此也可用来检测环路对测试信号的电流响应。

用户线卡编解码器上的A/D转换器可用于对测试信号或外部电压进行取样，通过正常的数字语音信道或编解码器控制链接传送该数字信息。线单元本身的性能可设计为实现基本GR-909环路测试，无需专用测试单元和测试中继，这样的结构可以减少客户终端设备对空间的需求，并提高测试可升级性。

把用户线卡当做测试端使用还有一项优点，即它允许进行某些线单元自测以及在实际通话中完成某些类型测试。这种集成测试能力能检测出多种错误，并在实际操作正在进行时作测量，而这些功能在图3a结构里是不可能实现的。如既可在电话实际振铃时测量振铃电压而不是在测试负载上测量，也可以在摘机时测量实际环路阻抗或检测直流和交流错误而无需中断通话服务。

总而言之，利用线卡本身功能执行线路测量可以降低测试成本，它省掉了中继和重复的功能。有的还可以做成控制编解码器，用以控制测试顺序以及传送测量值。
GR-909解决方案为窄带测试提供了一个合理的方法，但是许多GR-909的量程和精度要求还是基于过去的MLT而不是基于VoB应用中最可能出现的错误。短环路目标的量程/精度要求和增加线单元自测使测试端与线单元可以经济有效的形式集成到一起，同时将测试范围拓展到超出GR-909通过/失败方案所规定的量程。