传输损伤和传输质量解读

传输损伤

数据信号在数据通信系统的端到端连接的每个环节都可能受到伤害，ITU称之为传输损伤。并推荐用误码、抖动、漂移、滑动和时延来表示。

• 误码(Error)。指信号在传输过程中码元发生的差错，即接收与发送数字信号的单个数字之间的差异。
• 抖动(Jitter)。指码元出现的时刻随时间频繁地变化，也就是各有效瞬间相对于理想时间位置的短时间偏移。
• 漂移(Wander)。指码元各有效瞬间相对于理想时间位置的长期缓慢偏移。
• 滑动(Slip)。指一个信号序列在传输过程中，不可恢复地丢失或增加若干码元。
• 时延(Delay)。指信号的各有效瞬间相对于理想时间位置的滞后或推迟。

传输损伤的成因：

• 源于外界环境干扰(温、湿度，电气和机械突发干扰)和设备内部的技术缺陷(时钟提取、复接等，设备反常和调节不佳等)。
• 来自传输损伤之间的相互影响或转化

传输质量

衰减：当信号沿传输媒体传播时，其部分能量转换成热能或被传输媒体所吸收，而导致信号强度不断减弱的现象。

注意：

• 分贝是相对差别的度量。
• 系统中某些点的功率电平可用绝对功率来表示，其单位是dBm。m表示以1mW为参考的功率单位。
• 信号功率电平也可用相对于某个基准点的电平来表示，其单位是dBr。r表示相对的意思。

失真：信号通过传输系统时，其波形可能发生畸变的现象称为失真。

• 衰减失真(或振幅失真)由衰减随频率的变化而引起的失真。衰减失真来源于电缆及系统中的滤波器。
• 相位失真(或群延时失真)由线路的相位-频率特性的非线性或不同频率分量的传播速度不一致所引起的失真。

上述失真对数据传输的主要影响是使得码元信号波形展宽，从而引起码间串扰现象。

畸变：衰减和失真是引起信号波形畸变的主因。

数据信号畸变有两种：规则畸变和不规则畸变。

规则畸变 信号波形按一定的法则有规律地发生代码畸变。

偏畸变

• 正偏—使“1”时间伸长，而“0”时间缩短。
• 负偏—使“1”时间缩短，而“0”时间伸长。

特性畸变

• 正特性畸变—使短“1”和短“0”两者都伸长。
• 负特性畸变—使短“1”和短“0”两者都缩短。

不规则畸变 信号波形无规律地发生代码畸变。

噪声和干扰

噪声在数据信号的传输过程中，所引入的一些额外的非期望信号。

噪声有四种类型：

• 热噪声 由带电粒子在导电媒体中的布朗运 动引起的噪声。在１Hz带宽内，从热噪声源所得的噪声功率称为噪声密度。

若认为噪声与频率无关，在系统带宽(Hz)内，热噪声功率可表示为

• 交调噪声 由多个不同频率的输入信号共用同一传输媒体，而引起输入信号的频率和或差，以及这些频率的多倍数的组合的信号。交调噪声源于通信系统的非线性。
• 串音 一条信号通路中的信号在另一条信号通路上产生的干扰信号。串音是由通信线路之间存在耦合现象所致。
• 脉冲噪声 一种突发的振幅很大且持续时间很短，被耦合到信号通路中的非连续的尖峰脉冲引起的干扰信号。脉冲噪声来源于各种自然的和人为的电火花。脉冲噪声对话音通信的危害并不十分显著，然而它却是数据通信差错的主要根源

数字信号通过实际信道的情况

有失真，但可识别

失真大，无法识别

干扰

• 环境干扰 指大气干扰(如雷电、电离层闪烁等)、城区人为干扰(如工业干扰、汽车干扰等)和非恶意的邻道干扰等；
• 人为恶意干扰 指带有恶意或敌意的人为干扰。

信噪比

信噪比SNR 指信号通路某一点上的信号功率Ps与混在信号中的噪声功率PN之比值（常用对数表示）。SNR用来描述信号在传输过程中受到噪声影响的度量。

此式也可以换算成电压幅值的关系，即20lg(Vs/Vn)，其中Vs和Vn分别代表信号和噪声电压的“有效值”。

信噪比一般是在接收端测量。

误码率

平均误码率指单位时间内接收到的出错码元数占总码元数的比例。

平均误码率与所选择的测量时间的分布和长短有关。在日常维护测试中，ITU规定测试时间为15min。

对于二进制传输而言，因码元与比特等价，所以误码率又称误比特率。但多进制传输时，两者不等

误码za秒平均时间百分数 ITU-T建议用一个相当长的时间(TL)内确定的平均误码率超过某一误码阈值(BERth)和各个时间间隔(T0) 的平均百分数来度量误码损伤的严重程度。其中，TL的建议值为一个月。

• 若取T0=1s，BERth=0，当BER＞BERth时，则称为误码秒。ITU要求误码秒平均时间百分数不得超过8%。
• 若取T0=1s，BERth=1×10-3，当BER＞BERth时，则称为严重误码秒。ITU要求严重误码秒平均时间百分数低于0.2%。

通信编码

通信编码 指数据通信系统的内部信息(二进制数)与各种图形字符、操作控制字符以及识别报文组成和格式控制字符等的外部信息之间的对应关系所作的统一规定。

• 常用的通信编码：国际5号码IA5(即ASCII码) 、EBCDIC码和国际电报2号码ITA2。
• 我国汉字编码的国家标准是“信息交换用汉字编码字符集(GB2312-80)”。汉字转换成二进制编码分“外码”和“内码” 。汉字的内码一般由两个字节表示，把两个字节的最高位b8置成1，以便区别于ASCⅡ码。