T1 傳輸基本原理

T1傳輸基本原理

◎1962年在美國開始使用T1

�把24個音頻通路的訊號，分時多工於兩對絞線上。

�PCM channel bank以每秒取樣8000次的速度對類比(Analog)信號

進行取樣編碼，每個DS0通路取樣所得以8個數據比次(Data bit)

作編碼。

�8×24=192，再加上一個訊框比次(Framing bit)作同步用，所以一

個訊框格式 (Frame Format)有193個比次。

�193bits/frame×8000frame/sec=1,544,000bits per sec=1.5444Mbps

�8×8000=64,000bps(DS0通路之速率)。

�請參考圖一。

◎線路碼化方式(Line Coding)

○AMI(Alternate Mark Inversion)，如圖二

(1)雙極性歸零(Bipolar return to zero)，半週期(50% duty cycle)

�信號無直流成份，可以用變壓器作電路交鏈，這樣就允許傳輸線

對線路幫電器供電( 300V)。

�所需的傳輸頻寬減半，傳輸距離更遠。

�不允許有連續15個「0」出現，以免幫電器無法重新定時。

�每秒鐘數據串中「1」的平均密度必須高於12.5%。

(2)違反雙極性編碼準則(Bipolar Violation)，以下簡稱極性違規

�由於雜訊、串音等因素，在脈衝串中可能會少掉或多一個脈衝，

經由幫電器再生或T1終端設備接收後，即形成極性違規的現象

，如圖三

○B8ZS(Bipolar with 8zero substitution)

�當數據流(Data stream)中出現連續8個「0」時，以一個特定的

B8ZS碼代替，此特定碼為000VB0VB，如圖四。

�接收終端設備將此特定之B8ZS碼再還原為連續8個「0」。

�此B8ZS碼中之極性違規不計。

�若T1 line 上原設之Line Coding是AMI，但有極性違規發生，可

能碰巧成與B8ZS碼同樣的形狀，此時測試儀器的B8ZS燈會亮。

DATA 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0

AMI

SIGNAL

圖二 Alternate Mark Inversion Signal Format

DATA 0 │ 1 │ 1 │ 0 │ 0 │ 1 │ 0 │ 0 │ 1 │ 1 │ 1 │ 0

AMI

SIGNAL

NOISE

ADDED PULSE DELETED PULSE

REGENRATED

SIGNAL

圖三 Bipolar Violations

BIT

POSITION │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │

LAST PULSE

IS POSITIVE

LAST PULSE

IS NEGATIVE

B8ZS CODES

圖四 B8ZS Coding Format

◎訊框格式(Frame Format)的演進

　�D1→D2→D3→D4/SF(Super Frame)→ESF(Extended Super Frame)

○D4/SF訊框格式，如圖五

�由12個訊框格式組成，其中6個訊框之訊框比次為Terminal

framing bit (ft bit，終端同步比次)，另6個為Signal Framing bit

(fs bit，信號同步比次)。

�當一個DS0通路被用來作語音傳輸時，第6及第12個Frame

　中，該通路的第8個Data bit會被奪取作A、B信號比次。

�A=1、B=1時，即是OFF-HOOK。

A=0、B=0時，即是ON-HOOK。

�當一個DS0通路被用來作數據傳輸時，A、B信號比次不再作

用，以免造成誤錯。

○ESF訊框格式，如圖六

_{�由24個訊框組成，其24個訊框比次分別是：
(1)FPS(Framing Pattern Sequence)6個，佔2kbps，取得同步用。
_{(2)FDL(Facility Data Link) M bits 12個，佔4kbps，控制及維護用。
(3)CRC(Cyclic Redundancy Check) C bits 6個，佔2kps，錯誤校
　　　對，顯示傳輸品質用。

�當一個DS0通路被用來作語音傳輸時，第6、12、18、24個
　Frame中，該DS0通路的第8個Data bit 將被奪取作為A、B、
C、D信號比次。
�A=1、B=1、C=1、D=1時，即是OFF-HOOK。
A=0、B=0、C=0、D=0時，即是ON-HOOK。
�當一DS0通路被用來作數據傳輸時，A、B、C、D信號比次不
再作用，以免造成誤錯。
○D4/SF訊框格式的缺點
�請參考訓練所ESF講義P2~P7。
○ESF訊框格式的優點
�CRC-6的使用
T1終端設備在發送數據串時，會把CRC-bits加入其中，另一端
的T1終端設備接收數據串後，會對CRC bits加以計算及比對，
算出CRC-6的錯誤情況，維護人員可利用儀器上的CRC-6的功
能作使用中(In Service)的T1品質分析。}}

Frame

Name
F-bit

Ft
F-bit

Fs
Sig

Bits

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12
1

-

0

-

1

-

0

-

1

-

0

-
-

0

-

0

-

1

-

1

-

1

-

0

　

　

　

　

　

A

　

　

　

　

B

圖五 D4 Framing Format

　

Frame Number	F-bit FPS	F-bit FDL	F-bit CRC	Sig Bits	Frame Number	F-bit FPS	F-bit FDL	F-bit CRC	Sig Bits
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	- - - 0- - - - 0 - - - 1	M - M - M - M - M - M -	- C1 - - - C2 - - - C3 - -	- - - - - A - - - - - B	13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24	- - - 0 - - - 1 - - - 1	M - M - M - M - M - M -	- C4 - - - C5 - - - C6 - -	- - - - - C - - - - - D

圖六ESF Framing Format

�FDL的使用，ANSI T1.403 Performance Monitoring

PRM(Performance Report Message)

*是常態性訊息(scheduled message)，每1秒鐘發送一次。

*將過往連續4秒鐘所收到的T1訊號品質送出訊息予對方端。

*所送出之訊息種類包含:

˙CRC-6錯誤情況

˙Payload loopback activated

˙Frame synchronization bit error event

˙Out Of Frame (OFF) error event

˙Bipolar Violation (BPV) error event

˙Controlled slip

(2)BOM (Bit Oriented Message)

�是非常態性訊息，(unscheduled message)，發送之優先性高

於PRM。

�由16-Bits組成如下:0xxxxxx0 11111111，其中6個x bit可

組合成64個codewords，各有其所代表之意義，如圖七

�發送方式

(1)Priority Message : 重覆發送至少1秒鐘。

(2)Command Response Message : 至少重覆發送10次。

�如果FDL未被用來作傳送PRM 或BOM，則會設定成

01111110的idle code。

◎T1的告警

○藍色告警(Blue Alarm) : 又稱為本地告警(Local Alarm)，當T1 Line

上的中介設備(通常是M13)收不到正常的T1訊號時，即送出一個

不加訊框(unframe)的全1碼(All�ls)訊號於 T1 Line上，稱之為藍

色告警。

�不正常的T1訊號定義如下:

(1)失去T1訊號超過150ms。

(2)失去訊框同步(Frame Sync Loss)超過2.5s 。

�通常T1測試儀器上都會有一AIS(Alarm Indicator Signal)的LED

燈號，收到此Unframed All�ls 時AIS燈亮。

Function	Code word
Yellow Alarm Reserved for network use Reserved for network use Reserved for network use	0 000000 0 11111111 0 001110 0 11111111 0 010110 0 11111111 0 011010 0 11111111

T 1.403 Priority Message

Function

Code word

Line Loopback Activate

Line Loopback Deactivate

Payload Loopback Activate

Payload Loopback Deactivate

Network Loopback Activate

Network Loopback Deactivate

Protection Switch Line 1

Protection Switch Line 2

Protection Switch Line 26

Protection Switch Line 27

Protection Switch Acknowledge

Protection Switch Release

Reserved for network use

0 000111 0 11111111

0 011100 0 11111111

0 001010 0 11111111

0 011001 0 11111111

0 001001 0 11111111

0 100001 0 11111111

0 111110 0 11111111

0 100010 0 11111111

0 111010 0 11111111

0 111011 0 11111111

0 001100 0 11111111

0 010011 0 11111111

0 001101 0 11111111

0 001011 0 11111111

0 001111 0 11111111

0 011101 0 11111111

0 010101 0 11111111

圖七 T1.403 Command Response Message

○黃色告警(Yellow Alarm) : 又稱為遠端告警(Remote Alarm)，當T1

終端設備收到藍色告警或訊框落失(Loss Of Frame)時，會送出

一個Yellow Alarm給產生問題的對方端，此Yellow Alarm之格

式如下:

(1)訊框格式為D4或SLC 96時，所有DS0通路的第2個Data bit

強迫為「0」。

(2)訊框格式為ESF時，在前述FDL中會產生00000000 11111111

的BOM訊息。

○利用T1儀器的監測功能，針對黃色及藍色告警可協助判斷T1

故障之區間，請參考圖八

(A) (B)

T1 T3 T1

(D)M13 M13(C)

圖八

利用T1儀器在(A) (B) (C) (D)各點作In-Service Monitor，其指示燈

狀況如下:

(A)點: (C)點:

Pulse:紅燈 Pulse:綠燈

Framing sync:紅燈 Framing Sync:綠燈

Yellow Alarm:紅燈

(B)點: (D)點:

Pulse:綠燈 Pulse:綠燈

Framing Sync:紅燈 Framing Sync:綠燈

AIS:紅燈 Yellow Alarm:紅燈

◎T1波形分析(Pulse Shape Analysis)

�以實際的測試經驗而言，常常有某路經T1用戶申告，以比次錯

誤率測試得到的結果是沒有比次錯誤，此時就應進行T1波形分

析。

�此種T1故障通常是因為阻抗不匹配而引起，如:

半斷

線路有T接現象

○T1波形分析相關參數

�最好在非使用(out of service)狀態下，由測試儀器產生1 in 8 (1:7)

測試碼型來測試。

�波罩的選擇(Pulse Mask)

(1)如果測試點在DSX，選擇ANSI T1.102(CB119)波罩。

(2)如果測試點在Network Interface (NI)，選擇ANSI T1.403波罩。

○測試儀器會自行將測得之T1波形與所選擇的波罩作比對，判定

此T1波形是否合格。

○若用戶仍在使用此T1，利用監測方式，在使用中(In Service)

狀態下進行監測此T1波形。

○ANSI T1.102及ANSI T1.403之相關參數規定，請參考圖九

○國內通常使用ITU G.703波罩(同ANS T1.403波罩)

Parameter	Mask
Parameter	DSX(CB119)	NI(ANSI)
Pulse Width Rise Time Fall Time % of Overshoot % of UnderShoot	352±52 ns < 133 ns < 104 ns < 15% > 7% , < 45%	356±56 ns < 148 ns < 120 ns < 20% < 45%

圖九 Pulse Sharp Mask Limits

◎儀器接續方式的選擇

○端接(Termination) : 抗阻100Ω，非使用中(Out Of Service)狀態

時，這時應利用儀器發送測試碼型(Pattern)，通常是QRSS(Quasi

Random Signal Source)準隨機信號源，另一端應有儀器接收作

比對作比次錯誤率測試或提供迴路。

○DSX 監測(DSX-Monitor) : 阻抗100Ω，使用中(In Service)狀態

時，且是在DSX-1Patching Panel的「M」插孔接取T1訊號來

查看其品質，因為「M」插孔具有高阻抗。(北管局、南管局)

○橋接監測(Bridge) : 阻抗> 1000Ω，使用中(in service)狀態時，沒

有DSX-1 Patching Panel可供接續之測試點。(長途局、中管局)

◎傳輸測試碼型(Test Pattern)的應用

○固定碼型(Fixed Pattern)

All�l ¾ 不加訊框比次時，以測試T1信號衰減，或模擬藍

色告警

1/0交替 ¾ 很少用。

1 in 8 ¾ 用以測試T1 波形分析

1 in 16 ¾ 用以測試訊框格式為SF之T1網路，其中介設備

(M13)之B8ZS設定是否正常

3 in 24 ¾ 同1in 16

All�0 ¾ 同以測試訊框格式為ESF之T1網路，其中介設備

(M13)之B8ZS設定是否正常

註:利用T1儀器產生1 in 16或All�0測試碼來測試M13的B8ZS 功

能時，必須以端對端(End to End )方式行之 ; 不能一端測試，另

一端人工迴接，否則會誤判斷。

○虛擬隨機比次列(Pseudo Random Bit Sequence , PRBS)

2n- 1 , n=6 , 7 , 9 , 11 , 15 , 20 , 23

較常用者:

29- 1 , 又稱511 Pattern，用以作數據專線(Modem)之比次錯誤

率測試

211- 1 , 又稱2047Pattern，用以作56k/64k數據專線、ISDN BRI

、ISDN PRI之B通路、FT1 DTE界面之比次錯誤率測試

220- 1 , 最適合用在T1網路之測試碼，但其中的連續15~19個0

須先作壓縮，則稱之為QRSS Pattern

◎錯誤(Error)的種類

○格式錯誤(Format Error)

In-Service狀態下即可監測，例如:

極性違規(BPV)、訊框比次錯誤(Framing Bit Error, FBE)、CRC-6

錯誤等

○邏輯錯誤(Logic Error)

Out of Service狀態下才能測試，此時應使用T1儀器，產生測試

碼型(通常是QRSS)，作端對端之比次錯誤率測試，目的在模擬

兩端T1終端設備作全雙工傳輸，確認傳輸路由之品質(由此次

錯誤率Bit Error Rate、無錯誤秒百分比% Error Free Second等測

試結果來判斷)。

◎ITU G.281錯誤級數分析

名項參數之分級及定義請參考Sunset T1，Sunset T10，Sunset E1

，Sunset T3之中/英文操作手冊。

Frame Name	F-bit Ft	F-bit Fs	Sig Bits
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	1 - 0 - 1 - 0 - 1 - 0 -	- 0 - 0 - 1 - 1 - 1 - 0	A 　　　　 B