本应用说明检查了T1、T3、E1和E3脉冲掩码的规格，测试了传输信号的脉冲掩码合规性，并讨论了测试多端口传输设备时可能出现的一些问题。Dallas Semiconductor为T1/E1系统和T3/E3系统提供一系列多端口收发器，以及支持硬件，以确保多端口设备更容易进行脉冲掩模测试。

T1脉冲掩码模板

以下是T1/E1/T3/E3网络的接口和脉冲掩码规格。数字网络的规范取自国际电信联盟(ITU) 1998年10月G.703号文件和美国电信国家标准(ANSI)文件ANSI T1.102-1993。

北美第一个也是最常见的数字传输系统被称为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网络已经改变了其功能，从传输严格的数字语音会话到传输大数据包，这是广域网(WAN)，当然还有互联网等应用的核心传输技术。

对于每条T1线，客户看到的物理连接总是两条双绞线——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。达拉斯半导体公司的T1收发器可以配置为短程(DSX-1)线路和长途(CSU)线路，前者可以使用22 AWG电缆，最长可达655英尺，而后者的最大额定信号损失为-36dB。这通常被称为输电线路的线路建设(LBO)。在短途(DSX-1)和长途(CSU)线路中，T1收发器可以设置为适当的LBO。

无论T1设备的配置方式如何，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种常见系统称为E1 (2.048 mbit /s)。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。还有其他的差异存在。然而，E1网络仍然需要两个连接器(一个用于发送数据，另一个用于接收数据)，在线路的末端有一个电阻终端，并且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满足模板，而不仅仅是一个孤立的脉冲。另一个区别是E1在0英尺处测试，或者在E1脉冲的源处测试，而T1脉冲必须满足整个线路长度的模板。E1模式有两种电缆:75欧姆的同轴电缆和120欧姆的双绞线。两种电缆都有不同的标称振幅。对于75欧姆的同轴电缆，在T0时的幅值必须为2.37V±10%。对于120欧姆双绞线，幅值必须为3.0V±10%。这个脉冲必须符合这个模板，不能缩放。

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。T3线路(44.736 Mbits/s)最多可容纳28条T1线路或21条E1线路，E3线路(34.368 Mbits/s)最多可容纳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。请参见图3和图4，了解每个模板的图形化表示。T3和E3脉冲都端接一个75欧姆的阻性负载。T3脉冲必须满足整个线路长度的模板，最长可达450英尺，而E3信号则在源头测量。

脉冲掩模测试

测试传输设备的脉冲掩码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，隔离脉冲是一个脉冲，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。第一幅图是差分传输线的正确终止方式示意图。请注意，您的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termination，使用2个60欧姆±5%电阻。

通常需要查看传输信号的脉冲掩模，同时将示波器的剩余通道用于其他目的。这需要使用有源差分探头。市场上有几种不同的探针。建议使用一个具有所需的阻抗终端和一个为您正在使用的示波器额定的示波器。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中的第二种终端方案适用于单端传输线。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看到的反射和噪声最小化。

当需要不同的线路构建(LBO)时，例如在T1和T3网络的情况下，通常会添加线路模拟器以在传输线上提供适当的电容长度。请参见图6。

测试脉冲掩模的问题

当您拥有多端口传输设备时，问题就出现了。市场上有许多可以同时测量多个脉冲的多通道示波器，但许多线路模拟器只有单端口。Nx1开关矩阵需要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。达拉斯半导体公司开发了两种矩阵卡，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。

以下是多端口T1E1单芯片收发器(如DS21Q55)和T3/E3线路接口单元(如DS3154)的框图，以及进行脉冲掩模测量所需的相关硬件。

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是专为需要100欧姆to 120欧姆impedance匹配的差分电信信号而设计的8x1矩阵卡。DSMAT75X12是一个12x1矩阵，具有75ohm阻抗匹配，专为单端信号设计。DS21Q55可以在T1和E1模式下工作，具有各种终端配置:75/100/120欧姆。由于配置如此之多，很难快速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。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655英尺的模板。通过使用DSMAT110X8卡和线路模拟器，可以测量所有可能的线路构建(LBO)的脉冲掩码。但在E1模式下，根据应用情况，可以选择差分信号120欧姆或单端信号75欧姆。因此，只能使用合适的矩阵，以免缩短E1双绞线的差分信号。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中的第二个图显示了另一个多端口设备DS3154。这款设备的相似之处在于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。幸运的是，T3和E3的规范要求75欧姆终止，因此只需要DSMAT75X12卡。但是对于T3模式，该设备必须满足整个线路构建的模板，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，对传输信号的脉冲掩码符合性的快速、可靠测试的需求也在增加。

已经开发了满足T1/E1和T3/E3应用需求的解决方案。