一、傳輸損傷概念

傳輸損傷(Transmission Impairments)是指信號在傳輸過程中出現的差異。簡單說差異就是損傷。傳輸損傷可能引起電信網絡設備工作反常，最終導致電信業務劣化。因此，在電信網絡工程設計中，必須對于各個電信設備的傳輸損傷加以控制。因此，可以說傳輸損傷控制是一條無形的鏈鎖，把各個孤立的電信設備連接成為電信網絡。只有符合傳輸損傷規范，電信設備才可能接入電信網絡。只有符合傳輸損傷規范，電信網絡才可能提供符合規范的連接，以提供符合規范的電信業務。

通信信號在傳輸過程中會出現幅度的衰減和波形的畸變，而且傳輸的距離越長，衰減和畸變的程度越嚴重。無論模擬信號還是數字信號的傳輸都逃脫不了這一基本規律。信號的衰減起因于信道的吸收、散射和反射等因素；信號的畸變起因于信道中的噪聲和干擾。信號的衰減和畸變的程度既取決于信道的質量和長度，又與信號本身的強弱和頻譜結構有關。

數字傳輸和模擬傳輸的本質區別在于：模擬信號一旦發生畸變就沒有辦法使其復原，畸變就意味著失真。其最終傳輸距離取決于用戶對失真的認可程度。數字信號本身只表示“傳號”和“空號”兩種邏輯狀態，因此其波形的細節并不重要，只要接收機能夠正確識別數字信號原來表示的是哪種邏輯狀態，就可以通過再生機制，將已經畸變的數字信號完全復原。從這個意義上講，數字傳輸的最終距離是沒有限制的。由于傳輸網絡有模擬傳輸網絡和數字傳輸網絡之分，因此傳輸損傷也應分為模擬傳輸損傷和數字傳輸損傷。

二、模擬傳輸損傷表示方法

ITU-T建議的模擬傳輸網絡傳輸損傷的表示方法詳見下表2，表中給出了表示名稱及相應的ITU-T建議編號。由表中看出，ITU-T建議的模擬傳輸網絡傳輸損傷的表示方法類型較多，而且為此制定了一系列的建議標準。

表2：ITU-T建議的模擬傳輸網絡傳輸損傷的表示方法

三、數字傳輸損傷表示方法

數字端--端連接的每個環節（數字傳輸系統、數字復接器及數字交換等）都可能給被傳輸的數字信號帶來傷害。這種傷害有多種多樣，統稱數字傳輸損傷（Digital Transmission Impairment）。數字傳輸損傷是一個相當復雜的物理現象。究竟如何表達這種物理現象，至今仍是研究課題。目前，ITU-T推薦用誤碼、抖動、漂移、滑動、延時和幀失步等來表示數字傳輸損傷。它們的定義及相應的ITU-T主要建議詳見下表3。

表3：ITU-T推薦數字傳輸損傷的表示方法

四、數字傳輸損傷度量方法

一個數字連接的傳輸損傷是由多種隨機因素決定的，因而測得的傳輸損傷數值也具有隨機性質。從概率論角度嚴格說來，用損傷概率密度分布作為傳輸損傷的度量才是比較完善的。但是在工程應用當中，用這種方法有時不夠簡明方便。通常采用由此導出的損傷均值、方差以及超越某個門限值的概率等統計量。有時甚至只用損傷平均值來表示損傷的大小。ITU-T對于各種傳輸損傷的度量方法，近年來傾向于采用幾種規定的門限數值以及超越這幾種門限的概率（或時間百分數），來具體表示一種傳輸損傷的性能指標（參見圖4-1），如誤碼性能參數就是一個例子。

圖4-1：傳輸損傷度量方式

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在數字通信網中，不同的應用場合采用不同的損傷指標。具體地說，可以分別采用下列四種不同的指標：用于各種網絡和用于各種鏈路的性能指標；用于傳輸和交換設備的設計指標；用于電路、傳輸和交換設備的交工驗收指標；以及用于電路、傳輸和交換設備的維護和業務極限指標。參見圖4-2。

圖4-2：數字傳輸損傷度量分類

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網絡性能指標的數值通常是由技術可能與業務需要折中確定的。首先損傷指標與技術制式是密切相關的，先進的技術制式固然能提供更低的損傷，而這種技術只有在經濟代價不過分高時才可能選用；其次損傷指標與業務要求也是密切相關的，較高的業務要求固然能提供更為完善的服務，但是只有為此付出的費用能被用戶普遍接受時，才能成為可取的業務要求。因此確定網絡性能指標的數值要在技術體制與業務要求之間反復衡量。因為業務要求和技術制式都與經濟代價密切相關，而且技術水準與人們對業務質量的要求都在不斷演變。

五、數字傳輸損傷傳遞

上述數字傳輸損傷的一部分起源于外界環境干擾和內部的技術缺陷，另一部分則來自傳輸損傷之間的相互影響或轉化。外界環境干擾包括諸如噪聲及溫度、濕度變化等平穩因素，以及諸如電氣或機械等突發干擾。設備內部缺陷，包括諸如時鐘提取及復接接入等技術機理缺陷，還包括設備工作反常或調整不佳等技術操作性缺陷。各項傳輸損傷之間幾乎都存在相互影響。參見圖5。

圖5：數字傳輸損傷傳遞

傳輸系統將產生誤碼，傳輸系統和復接設備將產生抖動，傳輸系統、復接設備和交換設備將產生延時和漂移。誤碼可能引起滑動和幀失步，抖動可能引起誤碼和滑動，漂移可以轉變為受控滑動。最終誤碼和抖動損傷使得業務信號產生失真，滑動損傷使得業務信號產生采樣丟失，幀失步損傷使得業務信號產生中斷，延時損傷使得業務信號產生延時。

數字傳輸系統最根本的技術特性是誤碼特性。因為惟有無誤碼的傳輸才是有效傳輸，系統的其它特性，如抖動性、漂移特性等最終都將反映為對誤碼特性的影響。ITU-T在假定隨機誤碼分布的前提下給出了不同通信業務需滿足的誤碼率參考值，詳見下表5。ITU-T建議高速光纖傳輸系統的BER為10^-10，而10Gbit/s以上的系統或者帶光放大器的高速系統的BER為10^-12。

表5：ITU-T建議的誤碼質量要求

六、數字傳輸模型

數字傳輸模型是用于研究數字傳輸損傷的假想實體，它具有規定的長度和結構。由于實際網絡的多樣性，規定任何一種網絡模型都不可能代表大量的典型的實際實體。所以只能根據大量實際實體所共有的某些主要特性，并結合數字傳輸損傷研究的需要，構造出幾種抽象的模型。假想參考模型的重要用途是簡化把網絡性能指標分配到設備設計指標的過程。ITU建議G.801中提出了在數字傳輸損傷及其性能參數的研究中應該使用下述的網絡模型：假想參考連接(HRX)、假想參考數字鏈路(HRDL)和假想參考數字段(HRDS)。

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