在电信行业中，通常需要设计与旧的、现有的电信系统接口的设备。为了确保设备在遗留系统中正常工作，定义了几个与应用程序相关的规范供制造商遵循。这些规范涉及数据传输、信号时序要求以及在检测到数据传输错误时必须执行的功能。

传输信号质量规格尤为重要。传输信号应该如何出现的规格取决于系统的类型。被测量的信号应符合称为脉冲掩模的预定义模板。

本文研究了T1、T3、E1和E3脉冲掩码的规范，并测试了传输信号是否符合脉冲掩码的要求。它讨论了测试多端口传输设备时可能出现的一些问题。

Devices有一系列用于T1/E1系统和T3/E3系统的多端口收发器，以及支持硬件，使测试多端口设备的脉冲掩码更容易。以下是T1/E1/T3/E3网络的接口和脉冲掩码规范。

数字网络的规范取自国际电信联盟(ITU) 1998年10月的G.703号文件和美国电信国家标准(ANSI)文件ANSI T1.102-1993。

T1脉冲掩码模板

北美第一个也是最常见的数字传输系统是T1网络(1.544Mbps)。这种传输数字数据的系统是在20世纪60年代中期为公共电话供应商开发的。从那时起，T1网络将其功能从传输严格的数字语音会话转变为传输大数据包，这是广域网(WAN)和互联网等应用的核心技术。

对于每条T1线，客户看到的物理连接始终是两条双绞线:一条用于发送数据，一条用于接收数据。两者都是端接100欧姆阻性负载的差分对。

为了测量脉冲掩码，在传输线的末端选择并测量传输数据路径。许多T1收发器提供通过调整T1脉冲的幅度来补偿传输线的电阻和电容损耗的选项。设备具有T1收发器，可以配置为短距离(DSX-1)线路和长途(CSU)线路，其额定最大信号损失为-36dB。DSX-1线路可以使用22 AWG电缆长达655ft。这通常被称为传输线的线路扩建(LBO)。在短途(DSX-1)线路和长途(CSU)线路中，Devices的T1收发器可以设置为适当的LBO。脉冲掩码的T1接口规格见表1。

无论T1设备如何配置，在传输隔离脉冲时，T1信号必须符合线路末端的脉冲掩码。一个孤立脉冲通常是一个正脉冲，其前后都有一定数量的零。所需的零的数量由ANSI T1.102-1993规范确定。

T1脉冲掩模以图形形式显示时归一化，掩模内标称脉冲幅度为1.0。在图1中位于时间T0的脉冲中心测量脉冲幅度。如果T0处的幅度在2.4V和3.6V之间，则对信号进行线性缩放以确定其是否符合脉冲掩模。

E1脉冲掩码模板

除了T1网络，还有其他数字传输系统。在欧洲和亚洲广泛使用的一个常见系统是E1 (2.048Mbps)。从总体上看，E1网络与T1网络相似，只是在线路速率和每帧的通道数上有一些细微的区别。E1网络仍然需要两个连接器(一个用于传输数据，另一个用于接收数据)和线路末端的电阻终端;信号要求脉冲满足指定的模板。然而，E1的规范要求所有脉冲都符合模板，而不仅仅是一个孤立的脉冲(图2)。

E1在0英尺或E1脉冲源处测试，而T1脉冲必须满足整个线路长度的模板。E1模式采用两种线缆:75欧姆同轴线缆和120欧姆双绞线。两根电缆有不同的相关标称振幅。对于75欧姆同轴电缆，在T0时的幅值必须为2.37V±10%。对于120欧姆双绞线，幅值要求为3.0V±10%。这个脉冲必须符合这个模板，不能缩放。表2显示了脉冲掩码的E1接口规格。

T3和E3脉冲掩模模板

当需要更高的数据速率时，通常使用T3和E3线。一条T3线路(44.736Mbps)最多可处理28条T1线路或21条E1线路;一条E3线路(34.368Mbps)最多可以容纳16条E1线路。与T1和E1网络一样，T3和E3脉冲也必须满足指定的模板。图3和图4显示了每个模板的图形化表示。

T3和E3脉冲都端接75欧姆阻性负载。T3脉冲必须满足整个线路长度的模板，最长可达450英尺。E3信号在信号源处测量。脉冲掩模的T3和E3接口规格分别如表3和表4所示。

Pulse-Mask测试

测试传输设备的脉冲掩模不仅是制造商的标准做法，也是电信设备的最终用户的标准做法。要执行此测试，请将设备置于不断传输已知数据模式的模式中。T1和T3网络有一个规范来确保产生隔离脉冲。对于T1信号，一个孤立脉冲是前面有四个零，后面有一个或多个零。T3信号的隔离脉冲是前面有两个零，后面有一个或多个零的脉冲。为了减少测量脉冲掩模时的反射，强烈建议在发射1之前最大限度地增加0的数量。E1和E3信号要求所有脉冲满足指定的模板，因此没有隔离脉冲的规范。

然后将传输线装入适当的电阻值，并连接到示波器进行测量。图5显示了两种常见的终止方案。上图说明了差动传输线的正确接线方式。示波器必须设置为接收差分信号才能正常工作。T1网络需要100欧姆±5%的电阻端作为负载;因此，在TTIP和TRING上使用50欧姆±5%的电阻。E1为120欧姆端接，使用两个60欧姆±5%电阻。

查看传输信号的脉冲掩模，同时使用示波器的剩余通道用于其他目的，通常是推荐的。这需要使用有源差动探头，市场上有几种。使用一个具有所需的阻抗终端，并为所使用的示波器额定。Tektronix, LeCroy和HP都生产具有终端的差分探头，可用于T1或E1传输信号。

图5中的下端方案为单端传输线。要测量这个脉冲掩模，只需将终端电阻尽可能靠近示波器的高阻抗输入。这将使在进行脉冲掩模测量时示波器检测到的反射和噪声最小化。

当需要不同的lbo时，如T1和T3网络，通常会添加一个线路模拟器，以在传输线上提供适当的容性长(图6)。

测试脉冲掩模的问题

多端口传输设备可能会出现问题。虽然市场上有许多多通道示波器可以同时测量多个脉冲，但许多线路模拟器只有单端口。需要一个N × 1的开关矩阵来充分利用线路模拟器和示波器，而不需要不断移动电缆进行测量。Devices/Dallas Semiconductor开发了两种矩阵卡，解决了这个问题，并提供了一个GPIB接口，用于远程与电路板通信。两个矩阵板都设计成阻抗控制，以减少测量信号中的反射。此外，每个矩阵板对于每个信号路径都有单独的发送和接收路径。这在测试接收器灵敏度时很有用。

图6表示了一个多端口T1/E1单芯片收发器(DS21Q55)和一个T3/E3线接口单元(DS3154)，以及进行脉冲掩模测量所需的相关硬件。

在上面的模块中，请注意DS21Q55和线路模拟器之间的DSMAT110X8以及DS21Q55和示波器之间的DSMAT75X12。DSMAT110X8是一款8 × 1矩阵卡，专为需要100欧姆到120欧姆阻抗匹配的差分电信信号设计。DSMAT75X12是一个12 × 1矩阵，具有75欧姆阻抗匹配，专为单端信号而设计。DS21Q55可以在T1和E1模式下工作，具有多种终端配置:75欧姆/100欧姆/120欧姆。由于配置如此之多，检查设备是否在每个端口的所有可能应用中满足脉冲掩码很快变得困难。两个矩阵卡允许用户通过指定路径隔离某个端口上的信号，从而使这更容易。例如，在T1模式下，需要100欧姆的差分信号，并且设备必须满足高达655ft的模板。通过使用DSMAT110X8卡和线路模拟器，可以测量所有可能的lbo的脉冲掩模。在E1模式下，根据实际应用，可以选择差分信号120欧姆或单端信号75欧姆。因此，必须使用合适的矩阵，以防止E1双绞线的差分信号短路。E1的脉冲掩模测试仅在0英尺处完成，因此线路模拟器设置为直通模式。这仅仅取决于设备的配置方式。

图6中较低的块显示了另一个多端口设备DS3154。该设备类似于DS21Q55，因为它可以在两种不同的传输模式之间切换，在这种情况下是T3和E3。T3和E3的规格要求75欧姆终止，因此只需要DSMAT75X12卡。但是，对于T3模式，设备必须满足整个LBO的模板，因此线路模拟器是必要的。对于E3模式，线路模拟器设置为直通模式。

随着数据传输设备上端口数量的增加，对传输信号进行快速、可靠的符合性测试的需求也在增加。Devices开发了满足T1/E1和T3/E3应用需求的解决方案。