一、引言

在通信數(shù)字網(wǎng)中，我們用數(shù)字傳輸損傷來(lái)表征數(shù)字網(wǎng)與數(shù)字連接的傳輸質(zhì)量。數(shù)字傳輸損傷包括誤碼、抖動(dòng)、漂擺、滑動(dòng)（也稱滑碼）、延時(shí)和幀失步。為了能反映各種傳輸損傷，體現(xiàn)傳輸質(zhì)量，就要用適當(dāng)?shù)摹⒖啥攘康膫鬏斨笜?biāo)來(lái)衡量。實(shí)際上，傳輸損傷是由多種隨機(jī)因素決定的，故測(cè)量得到的傳輸損害值也是隨機(jī)的變量。例如誤碼的測(cè)量，即使在工作環(huán)境和設(shè)備工作條件未發(fā)生明顯變化的情況下，每分鐘測(cè)得的誤碼數(shù)也是不等的，它們常服從某種統(tǒng)計(jì)的分布規(guī)律。為了簡(jiǎn)明方便，常采用傳輸損傷度量的平均值來(lái)表示損害的大小。例如用平均誤比特率、平均無(wú)誤碼秒的百分?jǐn)?shù)表示誤碼損害；用平均滑動(dòng)頻次和每次滑動(dòng)引起的平均信息損失量表示滑動(dòng)損害；用平均延時(shí)間隔表示延時(shí)損害等。當(dāng)然，為了描述一種損害，除去平均值外，還需要用方差或標(biāo)準(zhǔn)偏差，以及超過(guò)某一門(mén)限值的概率來(lái)表示。ITU-T對(duì)各種傳輸損傷的度量方法傾向于用規(guī)定的門(mén)限值與超過(guò)此門(mén)限值的概率或時(shí)間百分?jǐn)?shù)，以具體表示一種傳輸損害的性能指標(biāo)，如誤碼性能參數(shù)就是一個(gè)例子。此外，一個(gè)端到端數(shù)字連接的總的傳輸質(zhì)量會(huì)受到各種傳輸損傷的綜合影響，各種損傷之間既有相互影響，也有相互轉(zhuǎn)化的制約關(guān)系。為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，在考慮某一種傳輸損傷指標(biāo)時(shí)，常假定其他各項(xiàng)傳輸損害處于最大值的情況。

欲進(jìn)一步了解數(shù)字傳輸網(wǎng)傳輸損傷概念的請(qǐng)進(jìn)入。

二、分類

數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)傳輸性能指標(biāo)系列從指標(biāo)類型特征來(lái)分，我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1033《傳輸性能的指標(biāo)系列》給出了如下4類指標(biāo)：

●性能指標(biāo)：網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)、電路（通道，下同）、傳輸設(shè)備和交換設(shè)備的性能指標(biāo)；

●設(shè)計(jì)指標(biāo)：傳輸設(shè)備（包括系統(tǒng)，下同）和交換設(shè)備等的設(shè)計(jì)指標(biāo)；

●交付（交工驗(yàn)收）指標(biāo)：電路、傳輸設(shè)備和交換設(shè)備等的交付指標(biāo)；

●維護(hù)指標(biāo)和限值：電路、傳輸設(shè)備和交換設(shè)備等的維護(hù)指標(biāo)和限值。

三、含義和用途

1、性能指標(biāo)(Performance Objective，PO)

網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)的應(yīng)用對(duì)象是網(wǎng)絡(luò)中的連接、構(gòu)成連接的國(guó)際、國(guó)內(nèi)終端設(shè)備、交換設(shè)備和傳輸系統(tǒng)以及國(guó)際連接中的電路等。網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)是規(guī)劃設(shè)計(jì)通信網(wǎng)或連接時(shí)用以度量網(wǎng)絡(luò)全程連接的傳輸損害的，這些損害可用儀表測(cè)量結(jié)合主客觀評(píng)定進(jìn)行分析。制定性能指標(biāo)的目的是為電信用戶提供滿意的服務(wù)質(zhì)量。通常多采用平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差或超過(guò)規(guī)定值的概率等統(tǒng)計(jì)量，來(lái)描述在傳輸網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所涉及的性能。我們可以利用ITU-T推薦的三種標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)參考數(shù)字連接（HRX）傳輸模型，分析和檢查通信網(wǎng)絡(luò)是否達(dá)到了規(guī)定的性能指標(biāo)要求。我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T 1033《傳輸性能的指標(biāo)系列》給出的PO的含義與用途詳見(jiàn)下表3-1。

表3-1：性能指標(biāo)的含義和用途

2、設(shè)計(jì)指標(biāo)(Deign Objective，DO)

設(shè)備設(shè)計(jì)指標(biāo)的應(yīng)用對(duì)象是設(shè)備實(shí)體。數(shù)字網(wǎng)中采用的傳輸和交換設(shè)備的設(shè)計(jì)指標(biāo)是在一定的電氣與物理環(huán)境下（例如電源電壓、信號(hào)負(fù)載溫度和濕度），對(duì)某項(xiàng)可測(cè)量的特性參數(shù)所做的規(guī)定。其中有些參數(shù)是ITU-T建議的內(nèi)容，有些參數(shù)是由各國(guó)電信主管部門(mén)在制定各項(xiàng)規(guī)范時(shí)規(guī)定的。此外，在制定設(shè)備設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，對(duì)設(shè)備老化的可能性與程度要適當(dāng)考慮。制定設(shè)計(jì)指標(biāo)的目的是為設(shè)計(jì)某項(xiàng)設(shè)備提供依據(jù)，在許多情況下，設(shè)計(jì)指標(biāo)可以直接作為設(shè)備研制或設(shè)備購(gòu)置的技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)。由于假定所規(guī)定的各項(xiàng)參數(shù)或指標(biāo)是按最壞的可能進(jìn)行組合的，故常以極限值或最大值給出。表3-2是YD/T 1033給出的DO的含義與用途。

表3-2：設(shè)計(jì)指標(biāo)的含義和用途

3、交付指標(biāo)(Commissioning Objective，CO)

交工驗(yàn)收指標(biāo)是具體工程驗(yàn)收時(shí)用的指標(biāo)，ITU-T對(duì)此指標(biāo)不作建議。根據(jù)ITU-T M.550的注釋，交工驗(yàn)收指標(biāo)應(yīng)比投入使用限值更嚴(yán)格。典型的交工驗(yàn)收測(cè)試時(shí)間需要連續(xù)數(shù)天，各國(guó)采用的測(cè)試時(shí)間不等，通常在3天左右，我國(guó)采用的是24小時(shí)。交工驗(yàn)收指標(biāo)應(yīng)結(jié)合具體工程情況，例如數(shù)字段長(zhǎng)度、實(shí)際工作環(huán)境等因素確定，要把系統(tǒng)、設(shè)備預(yù)留的富余度都考慮進(jìn)去，以保證系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。一般地說(shuō)，系統(tǒng)和設(shè)備的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于交工驗(yàn)收指標(biāo)和投入使用限值，這樣才能確保系統(tǒng)和設(shè)備在不利的環(huán)境條件下，在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后仍然能滿足投入使用限值，納入正常維護(hù)之列。究竟優(yōu)多少，還決定于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)工藝水平等多種因素。表3-3是YD/T 1033給出的CO的含義與用途。

表3-3：交付指標(biāo)的含義和用途

4、維護(hù)指標(biāo)和限值(Maintenance Objective and Limit，MO)

ITU-T M.20建議給出數(shù)字網(wǎng)維護(hù)所需要的各種限值，如投入使用限值、降質(zhì)性能限值、故障修復(fù)后的性能限值、不能接受性能限值等，統(tǒng)稱為維護(hù)限值。

投入使用限值是各種系統(tǒng)、設(shè)備投入通信網(wǎng)使用的指標(biāo)。投入使用限值的測(cè)試要用準(zhǔn)隨機(jī)信號(hào)源（QRSS）在數(shù)字接口點(diǎn)間嚴(yán)格地測(cè)量。由于性能惡化具有統(tǒng)計(jì)特征，需要長(zhǎng)時(shí)間地測(cè)試；而為了實(shí)用，以及受到實(shí)際和經(jīng)費(fèi)的限制，必須簡(jiǎn)化為快速測(cè)試，而將長(zhǎng)時(shí)間測(cè)試交給性能監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)完成。為此，投入使用限值測(cè)試采用S1、S2兩個(gè)限值來(lái)判斷，如果一個(gè)維護(hù)實(shí)體經(jīng)測(cè)試其性能優(yōu)于S1，就能毫無(wú)疑問(wèn)地投入使用；若其性能介于S1和S2之間，就需要進(jìn)一步測(cè)試；若其性能劣于S2，就需要進(jìn)行維修調(diào)整。S1、S2限值的確定同指標(biāo)分配、測(cè)試時(shí)間以及研究中的預(yù)測(cè)模型有關(guān)，但必須以參考性能指標(biāo)為依據(jù)。

通過(guò)電信管理網(wǎng)（TMN）對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)體進(jìn)行不停業(yè)務(wù)的監(jiān)測(cè)時(shí)，要求對(duì)各維護(hù)實(shí)體進(jìn)行異常或缺陷分析和故障檢測(cè)，以判斷實(shí)體的性能是否正常、降級(jí)或不能接受，所以，還需要降級(jí)和不能接受的限值。此外，在故障修復(fù)后，也還需要進(jìn)行快速測(cè)試檢驗(yàn)，以判斷該實(shí)體能否恢復(fù)使用，繼續(xù)開(kāi)放業(yè)務(wù)。這個(gè)性能限值可以和投入使用限值不一樣，即可以不同于S1值。表3-4是YD/T 1033給出的MO的含義與用途。

表3-4：維護(hù)指標(biāo)和限值的含義和用途

數(shù)字網(wǎng)主要的傳輸損傷是差錯(cuò)(Error)性能，因此，欲了解數(shù)字傳輸差錯(cuò)性能指標(biāo)的請(qǐng)進(jìn)入：PO-HRX、PO-HRP；DO；CO；MO。

四、4類指標(biāo)間的相互關(guān)系

保持電信網(wǎng)的正常運(yùn)行就是要保證網(wǎng)內(nèi)任何兩點(diǎn)間的互通，并向用戶提供符合主管部門(mén)所制定的相應(yīng)指標(biāo)的服務(wù)質(zhì)量。服務(wù)質(zhì)量是服務(wù)性能的總效果。服務(wù)性能是指在用戶接入服務(wù)的那些點(diǎn)上能夠觀察和測(cè)量的參數(shù)，在通信過(guò)程的3個(gè)功能階段（接入、用戶信息傳遞、拆線）用3種性能（速度、準(zhǔn)確度、可信度）來(lái)衡量，它們決定了用戶對(duì)服務(wù)的滿意程度。在設(shè)備和電路按照這些指標(biāo)和限值運(yùn)行時(shí)，電信網(wǎng)將達(dá)到原定的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，從而提供符合要求的服務(wù)質(zhì)量。

從保證達(dá)到電信網(wǎng)性能指標(biāo)出發(fā)，維護(hù)指標(biāo)和設(shè)計(jì)指標(biāo)、交付指標(biāo)之間應(yīng)存在一定的關(guān)系，這些關(guān)系應(yīng)保證下述過(guò)程的完成：“從由通信質(zhì)量評(píng)定得出的電信網(wǎng)的性能指標(biāo)出發(fā)，確定假設(shè)參考模型及假設(shè)參考模型的總性能指標(biāo)以及其構(gòu)成部分的性能指標(biāo)，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)構(gòu)成部分的設(shè)計(jì)指標(biāo)，再導(dǎo)出設(shè)備的設(shè)計(jì)指標(biāo)。考慮到實(shí)際工作環(huán)境（電路、通道的長(zhǎng)度組成及工作條件）確定交付指標(biāo)，工程設(shè)計(jì)應(yīng)保證交付指標(biāo)能達(dá)到并留有余量。該交付指標(biāo)應(yīng)略優(yōu)于根據(jù)滿足電信網(wǎng)性能指標(biāo)確定的維護(hù)投入業(yè)務(wù)指標(biāo)，然后確定允許的提醒限值（降質(zhì)性能限值）和停業(yè)務(wù)維護(hù)限值（不可接受性能限值）。在設(shè)備和電路按照這些指標(biāo)和維護(hù)限值運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該達(dá)到原定的電路、連接和電信網(wǎng)的性能指標(biāo)”。

    當(dāng)然，單個(gè)設(shè)備的指標(biāo)與電路、連接和通道指標(biāo)之間的關(guān)系還需要研究損傷的疊加問(wèn)題。疊加規(guī)律視具體的損傷而不同。這里存在的主要問(wèn)題是：要使電信網(wǎng)經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，一般來(lái)說(shuō)交付指標(biāo)應(yīng)允許比設(shè)計(jì)指標(biāo)低，而考慮到老化、環(huán)境條件（氣候、電源干擾等）等因素的影響，維護(hù)限值更應(yīng)允許損傷再有一些增加。但電信網(wǎng)或電路在這種條件下運(yùn)行時(shí)，仍要達(dá)到原定的性能指標(biāo)。這就要使作為電信網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)大大優(yōu)于性能指標(biāo)。各類指標(biāo)及限值關(guān)系見(jiàn)圖4-1。網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)通常位于兩個(gè)維護(hù)限值之間，接近于延遲維護(hù)限值。接近的程度要依不同的傳輸損害和損害分布特性來(lái)定。

圖4-1：各類指標(biāo)及限值關(guān)系

我們知道系統(tǒng)或設(shè)備的特性受設(shè)計(jì)與生產(chǎn)偏差、元器件特性的一致性、生產(chǎn)條件和環(huán)境變化等的影響而呈現(xiàn)某種統(tǒng)計(jì)的分布，常見(jiàn)的為正態(tài)分布，如圖4-2所示。

圖4-2：損害值相對(duì)頻次的例子

圖中曲線1表示系統(tǒng)、設(shè)備性能有足夠的余量，設(shè)備工作環(huán)境，如電源電壓、信號(hào)負(fù)荷、溫度和濕度等均在限定的范圍內(nèi)，設(shè)備在開(kāi)放業(yè)務(wù)維護(hù)運(yùn)行期間的性能都優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)的最壞值。如果設(shè)備工作環(huán)境超出設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍，例如系統(tǒng)中繼距離大于預(yù)定長(zhǎng)度、元件老化等，就會(huì)如曲線2那樣，系統(tǒng)設(shè)備的性能會(huì)以一定的概率超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)。如果在開(kāi)放業(yè)務(wù)期間，工作環(huán)境比規(guī)定的要求惡劣很多，例如元件接近失效、過(guò)載等，就會(huì)如曲線3所示，系統(tǒng)設(shè)備的性能不僅超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)的概率增大，而且會(huì)達(dá)到維護(hù)限值。實(shí)際的數(shù)字鏈路、電路、連接等是由多項(xiàng)設(shè)備隨機(jī)組合構(gòu)成的，這就使各種損害值出現(xiàn)的相對(duì)頻次，有比曲線1、3更加離散的分布特征，如曲線1'、3'所示。由于工作環(huán)境以及電路、交換等諸因素的隨機(jī)影響，全程連接的損害概率分布通常也會(huì)如曲線3'所示，在整個(gè)維護(hù)運(yùn)行期間有很寬的變化范圍，但超過(guò)即時(shí)維護(hù)限值的概率仍很小，因?yàn)槌^(guò)此值連接就不能用了。設(shè)計(jì)指標(biāo)和維護(hù)限值之間應(yīng)有一個(gè)合理的寬度，過(guò)寬了系統(tǒng)設(shè)計(jì)不經(jīng)濟(jì)，過(guò)窄了維護(hù)水平與技術(shù)要求高、維護(hù)費(fèi)用增大，且因超過(guò)維護(hù)限值的概率增大，使比較多的連接不能用，同樣也不經(jīng)濟(jì)。這里需要綜合平衡，合理解決。

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