摘要 在ETSI相关标准的基础上，结合实际的测试体会，提供了一种xDSL分离器瞬态响应测试方法。
1、引言
xDSL系统由局端单元、用户端单元、分离器和管理单元组成，其结构如图1所示。
图1 xDSL设备基本配置
由图1可知，分离器可隔离POTS/ISDN频带信号和DSL频带信号，使得在同一双绞线对上可同时传输POTS/ISDN业务和DSL数据业务并使其互不受影响，因而是DSL系统的重要组成部分，其具体功能如下：
●通过内置的低通/高通滤波器，实现POTS/PSTN端口与线路端口，以及DSL端口与线路端口之间的信号双向传输；
●保证DSL端口与POTS/PSTN端口间的隔离度，以防止DSL信号与POTS窄带业务信号之间的相互影响。
其中，隔离度反映的是DSL端口与POTS/PSTN端口之间相互影响的程度，也是本文讨论的重点。一方面，对于POTS话音频段来讲，分离器中的低通滤波器需将话音从高频数据中分离出来，并避免ADSL/VDSL高频信号由于非线性失真产生的交调产物或其他原因造成的对低频信号的干扰；另一方面，分离器需要限制在运行过程中出现在ADSL/VDSL频带上的干扰信号。这些干扰信号通常由电话摘机、电话挂机、脉冲拨号等导致的线路短接、局端线路卡使用极性翻转等所引起，其瞬态响应可能会对xDSL Modem产生两方面的影响：使Modem的接收器进入非线性区域，严重时可能使接收信号削波，从而导致接收信号产生交调效应，破坏正确的解调而引起差错；高电平干扰信号叠加在上行传输频带上，降低了信噪比，从而增加了误码率。因此，分离器必须避免来自POTS端口操作和阻抗变化带来的瞬态干扰。
2、分离器瞬态响应测试
由于隔离度直接关系到话音业务和DSL数据业务的共存，因此需对隔离度进行定量分析与测试，通常包括频域测试和时域测试。其中，频域测试主要是通过在频域中测量正弦信号传输衰减的方法来实现的，其具体测试方法和指标要求在相关行业标准中已有较为详细的规定，这里不再重复。
尽管现有行业标准从频域的角度对分离器隔离度进行了较为严格的规定，但由于时域特性表现不同的干扰信号在频域里可能有相同或相近的功率谱密度，此外分离器的实现方法也可能各不相同，因此只针对分离器隔离度进行频域测试在某些情况下还不够全面。欧洲标准“ETSI TS 101 952-1-1 V1.2.1（2004-12）§6.13”和“ETSI TS 101 952-2.1 V.1.1.1（2002-11）§6.13”基于该问题，提出针对摘挂机等较强的线路干扰，增加时域瞬态响应测试，这也是对分离器隔离度测试的一种良好补充。
2.1 指标要求
标准中给出的瞬态响应测试框图如图2所示，POTS端口与关闭/断开转变时间为2?s的开关相连，电阻Rsource设置为1kΩ，DC直流电源为48V。指标要求是当开关S1状态发生改变（即从断开到关闭或从关闭到断开），测得的信号峰峰值应小于2Vp-p，该瞬态响应信号的傅氏变换的主瓣峰值点的频率应小于15kHz。
图2 瞬态影响的测试配置
2.2 测试方法
（1）测试原理
鉴于瞬态响应测试的目的是检验出现在线路端口瞬时高电平扰动对xDSL端口干扰程度，通常这种干扰的属性具有很宽的连续频谱，因此测试采用图2所示框图，在尽量保持与实际工作状态一致的条件下生成一个具有阶跃函数特征的干扰，同时测试在xDSL端口出现干扰信号的时域特征和该信号的功率谱密度。根据分离器原理和图2中对POTS端口瞬态影响测试配置可以看出，当开关S从闭合状态打开时，是电源DC通过电阻Rsource和内部低通滤波器对连接在线路口上的高通滤波器，ZxDSL之以及测试负载中的储能元件充电的过程，这时的测试结果实际上就是这一过程在测试负载上对上述充电过程的瞬态响应（如果组成分离器含有半导体元件，这一过程可能比较复杂）。由于低通滤波器提供一个完整的直流通路，所以进入稳态时线路端口的直流电压既为电源DC的电压。当充电稳定后，开关S从断开到闭合时，上述储能元件将通过开关放电，测试的结果既放电过程在测试负载上的瞬态响应。
（2）测试电路的设计与配置
由于预期的测试结果是一个瞬态信号，因此本次测试选用一台具有快速傅氏变换（FFT）功能的数字存储示波器（带宽500MHz）作为检测器。为了不影响测试结果，通过高阻抗差分探头（10MegΩ‖10pF）进行信号检测。
在建立测试环境时，为了满足开关S在转换时≤2?s和避免机械开关出现的振颤现象使用了光耦电子开关；为了不影响被测电路的故有的属性，电子开关的开关元件使用电池独立供电；为了测试准确建议开关S最好使用水银开关。此外还应指出电子开关在闭合状态下的电流负载能力必须大于待测电路可能出现的最大放电电流。
每次操作开关S开/闭必须是在待测分离器稳态下进行，为了确保获得完整的信号可利用控制信号电平跳变沿（电平上升/下降）延迟触发示波器，记录时域信号并进行快速傅氏变换加以分析。
对于不同的xDSL分离器，测试时要求终接的值也不相同，在测试时必须注意正确选定。
作为参考，图3和图4分别给出了电话摘机和电话挂机两种情况下的典型的测试结果。
图3 电话摘机瞬态响应测试结果
图4 电话挂机瞬态响应测试结果
3、总结与探讨
●ADSL/VDSL分离器隔离度测试非常重要，不但要重视分离器ADSL/VDSL频带衰减，还要重视与POTS相关的高电平大信号瞬态响应对ADSL/VDSL频带的影响，使分离器真正能够隔离普通话音业务和数据业务；
●现有标准中关于瞬态响应的规定也尚有不够严格的地方，例如：测试用示波器的最低带宽，FFT分析必须的量化级别，以及xDSL设备所必须具备的抗御干扰的能力等，这些都有待进一步研究。
