home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Standards / CD2.mdf / ccitt / 1992 / q / q553.asc < prev    next >
Text File  |  1991-12-31  |  25KB  |  498 lines

  1.          All drawings appearing in this Recommendation have been done in Autocad.
  2.          Recommendation Q.553
  3.            TRANSMISSION CHARACTERISTICS AT 4-WIRE ANALOGUE INTERFACES OF A 
  4.                                    DIGITAL EXCHANGE
  5.          1      General
  6.                This Recommendation provides characteristics for:
  7.                -   4-wire analogue interfaces (Type C11, C12 and C13),
  8.                -   input and output connections with 4-wire analogue interfaces, and
  9.                -   half connections with 4-wire analogue interfaces,
  10.          in digital transit and combined local and transit exchanges  in  accordance  with
  11.          the definitions given in Recommendation Q.551, particularly  in  Figures  1/Q.551
  12.          and 2/Q.551.
  13.                The characteristics  of  the  input  and  output  connections  of  a  given
  14.          interface are not necessarily the same. The characteristics of  half  connections
  15.          are not necessarily identical for different types of interfaces.
  16.                This Recommendation is intended for switched connections that may  be  part
  17.          of  an  international  long-distance  connection   via   4-wire   line   circuits
  18.          interconnected by 4-wire exchanges. Since 4-wire analogue interfaces  of  digital
  19.          exchanges may connect with circuits which are used  for  both  international  and
  20.          national traffic, the same values recommended for international  connections  may
  21.          also be used for connections entirely within the national network.
  22.          2      Characteristics of interfaces
  23.          2.1    Characteristics common to all 4-wire analogue interfaces
  24.          2.1.1  Exchange impedance
  25.          2.1.1.1   Nominal value
  26.                The nominal impedance at the 4-wire input and output interfaces  should  be
  27.          600 ohms, balanced.
  28.          2.1.1.2   Return loss
  29.                The return loss, measured against the  nominal  impedance,  should  not  be
  30.          less than 20 dB over the frequency range 300 Hz to 3400 Hz.
  31.                Note - For output measurement, the exchange test point Ti  must  be  driven
  32.          by a PCM signal corresponding to the decoder output value number 0 for the  m-law
  33.          or decoder output value number 1 for the  A-law.  (See  Recommendation  Q.551,  S
  34.          1.2.3.1.)
  35.  
  36.  
  37.  
  38.  
  39.  
  40.  
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67.  
  68.  
  69.  
  70.                                                         Fascicle VI.5 - Rec. Q.553   PAGE1
  71.  
  72.                2.1.2  Impedance unbalance about earth
  73.                The  value  for  the  Longitudinal  Conversion  Loss   (LCL)   defined   in
  74.          Recommendation G.117, S 4.1.3, with the circuit under test in the normal  talking
  75.          state, should exceed the minimum values of Figure  1/Q.553,  in  accordance  with
  76.          Recommendations Q.45 bis and K.10.
  77.                                         Figure 1/Q.553 - CCITT 65090
  78.  
  79.                Note 1 - An Administration may adopt other  values  and  in  some  cases  a
  80.          wider bandwidth, depending upon actual conditions in its telephone network.
  81.                Note 2 - A limit may also be required for the  Transverse  Conversion  Loss
  82.          (TCL) as defined in Recommendation G.117, S 4.1.2, if the exchange termination is
  83.          not reciprocal with respect to the transverse  and  longitudinal  connections.  A
  84.          suitable  limit  would  be  40  dB  to  ensure  an  adequate  near-end  crosstalk
  85.          attenuation between interfaces.
  86.                Test method
  87.                LCL  should  be  measured  in  accordance  with  the  principles  given  in
  88.          Recommendation O.9, SS 2.1 and  3.  Figure  2/Q.553  shows  the  basic  measuring
  89.          arrangement.
  90.                Measurements  of  the  longitudinal  and  transverse  voltages  should   be
  91.          performed by means of a frequency-selective level meter.
  92.                                         Figure 2/Q.553 - T1102950-86
  93.  
  94.          2.1.3  Relative levels
  95.                In assigning the  relative  levels  to  the  interfaces,  the  limiting  of
  96.          "difference in transmission loss between the two directions of  transmission"  in
  97.          Recommendation G.121, Annex A has been  taken  into  account.  For  the  national
  98.          extension this is the value "loss (t-b)-loss(a-t)". (See the text  in  the  cited
  99.          Recommendation for guidance.) This difference is limited to ▒ 4 dB.  However,  to
  100.          allow for additional asymmetry of loss in the rest of the national network,  only
  101.          part of this difference can be used by the digital exchange.
  102.          2.1.3.1   Nominal levels
  103.                The nominal relative  levels  at  the  4-wire  analogue  input  and  output
  104.          interfaces of the digital exchange depend on  the  type  of  equipment  which  is
  105.          connected to the exchange. (See Figure 1/Q.551.)
  106.                In practice it may be necessary to compensate  for  the  loss  between  the
  107.          output interfaces of the digital exchange and the input ports  of  the  connected
  108.          equipment to fulfill transmission plan conditions. The definition  of  adjustable
  109.          steps for and the location of this compensation (digital  exchange  or  connected
  110.          equipment) is within national competence.
  111.                Nominal values of relative levels are given in SS 2.2.1,  2.3.1  and  2.4.1
  112.          for the different types of half connections.
  113.          2.1.3.2   Tolerances of relative levels
  114.                The difference between the actual relative level and the  nominal  relative
  115.          level should lie within the following ranges:
  116.                -   input relative level:            -0.3 to +0.7 dB;
  117.                -   output relative level:     -0.7 to +0.3 dB.
  118.                These differences may arise, for example, from design  tolerances,  cabling
  119.          (between analogue equipment ports and the DF) and adjustment increments.
  120.                Note - Adjustment of the relative level should be made in  accordance  with
  121.          Recommendation G.712, S 15.
  122.          2.2    Characteristics of interface C11
  123.                According to Figure 1/Q.551, the interface C11 of  a  digital  exchange  is
  124.          intended to interwork with the channel translating equipment of an FDM system.
  125.          2.2.1  Values of nominal levels
  126.                The nominal values of relative levels at the channel translating  equipment
  127.          are specified in Table 2/G.232 for the two recommended cases. With  the  pads  in
  128.          the channel translating equipment set to zero, these values are:
  129.  
  130.                     Case 1    Case 2
  131.             R     +4.0 dBr  +7.0 dBr
  132.             S      -14.0     -16.0 
  133.                       dBr        dBr
  134.  
  135.                The nominal values of relative levels  at  the  digital  exchange  must  be
  136.          adjusted to compensate for the total loss between the interface  of  the  digital
  137.  
  138.  
  139.  
  140.  
  141.          PAGE4   Fascicle VI.5 - Rec. Q.553
  142.  
  143.          exchange and the channel translating equipment. Therefore:
  144.                                             Li = R - AR
  145.                                             Lo = S + AS
  146.          where
  147.                AR = total loss in the receive path
  148.                AS = total loss in the send path
  149.          2.3    Characteristics of interface C12
  150.                According to Figure 1/Q.551, the interface C12 of  a  digital  exchange  is
  151.          intended to interwork with the incoming and outgoing relay  set  of  an  analogue
  152.          4-wire exchange. (See Figure 1/Q.45 bis.)
  153.          2.3.1  Values of nominal levels
  154.                The nominal values of relative levels at  the  relay  set  of  an  analogue
  155.          exchange are consistent with Table 2/G.232 for the two recommended  cases.  These
  156.          values are:
  157.  
  158.                                             Case 1          Case 2
  159.                                  R        -14.0 dBr        -16.0 dBr
  160.                                  S        +4.0 dBr        +7.0 dBr
  161.  
  162.                The nominal values of relative levels  at  the  digital  exchange  must  be
  163.          adjusted to compensate for the total loss between the interface  of  the  digital
  164.          exchange and the relay sets of the analogue exchange. Therefore:
  165.                                             Li = R - AR
  166.                                             Lo = S + AS
  167.          where
  168.                AR = total loss in the receive path
  169.                AS = total loss in the send path
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175.  
  176.  
  177.  
  178.  
  179.  
  180.  
  181.  
  182.  
  183.  
  184.  
  185.  
  186.  
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191.  
  192.  
  193.  
  194.  
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.                                                         Fascicle VI.5 - Rec. Q.553   PAGE1
  213.  
  214.                2.4    Characteristics of interface C13
  215.                According to Figure 1/Q.551 the interface C13  of  a  digital  exchange  is
  216.          intended to connect to a 4-wire analogue switching stage.  (See  Figure  1/G.142,
  217.          case 5.)
  218.          2.4.1  Values of nominal levels
  219.                The nominal values of  relative  levels  are  determined  by  the  relative
  220.          levels of the analogue 4-wire  switching  stages  in  the  national  transmission
  221.          plans. For example, if these relative  levels  are  identical  with  the  virtual
  222.          analogue switching point of -3.5 dBr in  both  directions  of  transmission,  the
  223.          nominal input and output levels of a C13 interface are:
  224.                                          Li = Lo = -3.5 dBr
  225.                Different levels at the switching  stages  and  transmission  loss  between
  226.          interface C13 and the switching stages can require adjusting these levels.
  227.          3      Characteristics of half connections
  228.          3.1    Characteristics common to all 4-wire analogue interfaces
  229.          3.1.1  Transmission loss
  230.          3.1.1.1   Nominal value
  231.                The  nominal  transmission  loss,  according  to  Recommendation  Q.551   S
  232.          1.2.4.1, is defined for input and output connections of a  half  connection  with
  233.          4-wire analogue interface in SS 3.2.1, 3.3.1 and 3.4.1.
  234.          3.1.1.2   Tolerances of transmission loss
  235.                The difference  between  the  actual  transmission  loss  and  the  nominal
  236.          transmission loss of an input or output connection of the  same  half  connection
  237.          according to S 2.1.3.2 should lie within the following values:
  238.                -0.3 to +0.7 dB.
  239.                These differences may arise for example, from  design  tolerances,  cabling
  240.          (between analogue equipment ports and the DF) or adjustment increments.
  241.          3.1.1.3   Short-term variation of loss with time
  242.                When a sine-wave test signal at the reference frequency of 1020 Hz  and  at
  243.          a level of -10 dBm0 (if preferred, the value 0 dBm0 may be used) is applied to  a
  244.          4-wire analogue interface of any  input  connection,  or  a  digitally  simulated
  245.          sine-wave signal of the same characteristic is applied to the exchange test point
  246.          Ti of any output connection, the level at the corresponding exchange  test  point
  247.          To and the 4-wire analogue interface respectively, should not vary by more than ▒
  248.          0.2 dB during any 10-minute interval of typical operation under the steady  state
  249.          condition permitted variations in the power supply voltage and temperature.
  250.          3.1.1.4   Variation of gain with input level
  251.                With a sine-wave test signal at the reference frequency of 1020 Hz  and  at
  252.          a level between -55 dBm0 and +3 dBm0 applied to the 4-wire analogue interface  of
  253.          any input connection, or with a digitally simulated sine-wave signal of the  same
  254.          characteristic applied to the exchange test point Ti of  any  output  connection,
  255.          the gain variation of that connection, relative to the gain at the input level of
  256.          -10 dBm0, should lie within the limits given in Figure 3/Q.553.
  257.                The measurement should be made with a frequency selective meter  to  reduce
  258.          the effect of the exchange noise. This requires a sinusoidal test signal.
  259.                                         Figure 3/Q.553 - CCITT 67340
  260.  
  261.          3.1.1.5   Loss distortion with frequency
  262.                According to Recommendation  Q.551,  S  1.2.5,  the  loss  distortion  with
  263.          frequency of any input or output connection should lie within the limits shown in
  264.          the mask of Figures 4/Q.553, a) and b), respectively. The preferred  input  level
  265.          is -10 dBm0.
  266.          3.1.2  Group delay
  267.                "Group delay" is defined in the Blue Book, Fascicle I.3.
  268.          3.1.2.1   Absolute group delay
  269.                See Recommendation Q.551, S 3.3.1.
  270.          3.1.2.2   Group delay distortion with frequency
  271.                Taking the minimum group delay, in the frequency range between 500  Hz  and
  272.          2500 Hz, of the input or output connection as  the  reference,  the  group  delay
  273.          distortion of that connection should lie within the limits shown in the  template
  274.          of Figure  5/Q.553.  Group  delay  distortion  is  measured  in  accordance  with
  275.          Recommendation O.81.
  276.          3.1.3  Noise
  277.          3.1.3.1   Weighted noise
  278.                Two components of noise must be considered: noise arising from  the  coding
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283.          PAGE4   Fascicle VI.5 - Rec. Q.553
  284.  
  285.          process and noise from the exchange  power  supply  and  other  analogue  sources
  286.          transmitted through signalling  circuits.  The  first  component  is  limited  by
  287.          Recommendation G.714, SS 9 and 10 to -66 dBm0p for an input  connection;  and  to
  288.          -75  dBm0p  for  an  output  connection.  The  other  component  is  limited   by
  289.          Recommendation G.123, S 3 to -(67+3) dBm0p = -70 dBm0p for  one  4-wire  analogue
  290.          interface.
  291.                                 Figure 4/Q.553, - T1102960-86 AND T1102970-86
  292.  
  293.                                         Figure 5/Q.553 - CCITT 46051
  294.  
  295.                This leads to the following maximum values for the overall  weighted  noise
  296.          at the output interfaces of a half connection of a digital exchange:
  297.                -   Input connection:    -64.5 dBm0p for equipment with signalling on  the
  298.                   speech wires;
  299.                                   -66.0 dBm0p for equipment with signalling  on  separate
  300.                   wires.
  301.                -   Output connection:   -68.8 dBm0p for equipment with signalling on  the
  302.                   speech wires;
  303.                                   -75.0 dBm0p for equipment with signalling  on  separate
  304.                   wires.
  305.          3.1.3.2   Unweighted noise
  306.                This noise will be more dependent on the noise on the power supply  and  on
  307.          the rejection ratio.
  308.                Note - The need for and value of  this  parameter  are  both  under  study.
  309.          Recommendations Q.45bis, S 2.5.2 and G.123, S 3 must also be considered.
  310.          3.1.3.3   Impulsive noise
  311.                Limits should be placed on impulsive noise arising from sources within  the
  312.          exchange; these limits are under  study.  Pending  the  results  of  this  study,
  313.          Recommendation Q.45 bis, S 2.5.3  may  give  some  guidance  on  the  subject  of
  314.          controlling impulsive noise with low frequency content.
  315.                Note 1  -  The  sources  of  impulsive  noise  are  often  associated  with
  316.          signalling functions (or in some cases the power supply) and may  produce  either
  317.          transverse or longitudinal voltage at 4-wire interfaces.
  318.                Note 2 - The disturbances to be considered are those  to  speech  or  modem
  319.          data at audio frequencies, and also those causing bit errors on parallel  digital
  320.          lines carried in the same cable. This latter case, involving impulsive noise with
  321.          high frequency content, is not presently covered by the measurement procedure  of
  322.          Recommendation Q.45 bis.
  323.          3.1.3.4   Single frequency noise
  324.                The level of any single frequency (in  particular  the  sampling  frequency
  325.          and its multiples), measured selectively at the interface of an output connection
  326.          should not exceed -50 dBm0.
  327.                Note - See Recommendation Q.551, S 1.2.3.1.
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.  
  335.  
  336.  
  337.  
  338.  
  339.  
  340.  
  341.  
  342.  
  343.  
  344.  
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.                                                         Fascicle VI.5 - Rec. Q.553   PAGE1
  355.  
  356.                3.1.4  Crosstalk
  357.                For crosstalk measurements auxiliary signals are injected as  indicated  in
  358.          Figures 6 to 9/Q.553. These signals are:
  359.                -   the quiet code (see Recommendation Q.551, S 1.2.3.1);
  360.                -   a low level activating signal. Suitable activating  signals  are,  for
  361.                   example, a band limited noise signal (see Recommendation O.131),  at  a
  362.                   level in the range -50 to -60 dBm0 or a sine-wave signal at a level  in
  363.                   the range from -33 to -40 dBm0. Care must be taken  in  the  choice  of
  364.                   frequency and the filtering characteristics of the measuring  apparatus
  365.                   in order that the activating signal does not significantly  affect  the
  366.                   accuracy of the crosstalk measurement.
  367.          3.1.4.1   Crosstalk measured with analogue test signal
  368.          3.1.4.1.1 Far-end and near-end crosstalk
  369.                A sine-wave test signal at the reference frequency of  1020  Hz  and  at  a
  370.          level of 0 dBm0, applied to  an  analogue  4-wire  input  interface,  should  not
  371.          produce a level at either output of any other half connection exceeding -73  dBm0
  372.          for a near-end crosstalk (NEXT) path and -70 dBm0 for a far-end crosstalk  (FEXT)
  373.          path. These paths are shown in Figure 6/Q.553.
  374.                                         Figure 6/Q.553 - CCITT 56610
  375.  
  376.          3.1.4.1.2 Go-to-return crosstalk
  377.                A sine-wave test signal at any frequency in the range 300-3400 Hz and at  a
  378.          level of 0 dBm0, applied to the 4-wire interface of an input  connection,  should
  379.          not produce a level exceeding -66 dBm0 at the analogue output of  the  same  half
  380.          connection. See Figure 7/Q.553.
  381.                                         Figure 7/Q.553 - T1102980-86
  382.  
  383.          3.1.4.2   Crosstalk measured with digital test signal
  384.          3.1.4.2.1 Far-end and near-end crosstalk
  385.                A digitally simulated sine-wave test signal at the reference  frequency  of
  386.          1020 Hz and at a level of 0 dBm0, applied to an exchange test  point  Ti,  should
  387.          not produce a level exceeding -70 dBm0 for near-end crosstalk (NEXT) or -73  dBm0
  388.          for far-end crosstalk (FEXT), at either output of any other half connection. (See
  389.          Figure 8/Q.553.)
  390.                                         Figure 8/Q.553 - T1102990-86
  391.  
  392.          3.1.4.2.2 Go-to-return crosstalk
  393.                A digitally simulated sine-wave test signal, at any frequency in the  range
  394.          300-3400 Hz and at a level of 0 dBm0, applied to an exchange test point Ti of  an
  395.          output connection, should not produce a crosstalk level exceeding -66 dBm0 at the
  396.          exchange test point To of the corresponding input connection. See Figure 9/Q.553.
  397.                                         Figure 9/Q.553 - CCITT 56630
  398.  
  399.          3.1.5  Total distortion including quantizing distortion
  400.                With a sine-wave test signal at the reference frequency  of  1020  Hz  (see
  401.          Recommendation O.132) applied to the 4-wire interface of an input connection,  or
  402.          with a digitally simulated sine-wave signal of the same characteristic applied to
  403.          the  exchange  test  point  Ti  of  an  output  connection,  the  signal-to-total
  404.          distortion ratio, measured at the respective outputs of the half connection  with
  405.          a proper noise weighting (see Table 4/G.223) should lie above the limits shown in
  406.          Figure 10/Q.553 for signalling on separate  wires  and  in  Figure  11/Q.553  for
  407.          signalling on the speech wires.
  408.                Note - The sinusoidal test signal is chosen to obtain  results  independent
  409.          of the spectral content of the exchange noise.
  410.                                         Figure 10/Q.553 - CCITT 46061
  411.  
  412.                                         Figure 11/Q.553 - T1103000-86
  413.  
  414.                The values of Figure 11/Q.553 include the limits  for  the  coding  process
  415.          given in  Figure  5/G.714  and  the  allowance  for  the  noise  contributed  via
  416.          signalling circuits from the exchange power supply  and  other  analogue  sources
  417.          which is limited to -(67+3) dBm0p = -70 dBm0p for one 4-wire  analogue  interface
  418.          by Recommendation G.123, S 3.
  419.          3.1.6  Discrimination against out-of-band signals applied to the input interface
  420.                (Applicable only to input connections.)
  421.  
  422.  
  423.  
  424.  
  425.          PAGE4   Fascicle VI.5 - Rec. Q.553
  426.  
  427.          3.1.6.1   Input signals above 4.6 kHz
  428.                With any sine-wave signal in the range from 4.6 kHz to 72  kHz  applied  to
  429.          the 4-wire interface of a half connection at a level of -25 dBm0,  the  level  of
  430.          any image frequency  produced  in  the  time  slot  corresponding  to  the  input
  431.          connection should be at least 25 dB below the level  of  the  test  signal.  This
  432.          value may need to be more stringent to meet the overall requirement.
  433.          3.1.6.2   Overall requirement
  434.                Under the most adverse conditions encountered in  a  national  network  the
  435.          half connection should not contribute more than 100 pW0p of additional  noise  in
  436.          the band 10 Hz-4 kHz at the output of the input connection, as a  result  of  the
  437.          presence of out-of-band signals at the input port of the input connection.
  438.          3.1.7  Spurious out-of-band signals received at the output interface
  439.                (Applicable only to an output connection.)
  440.          3.1.7.1   Level of individual components
  441.                With a digitally simulated sine-wave test signal  in  the  frequency  range
  442.          300-3400 Hz and at a level of 0 dBm0 applied to the exchange test point Ti  of  a
  443.          half connection,  the  level  of  spurious  out-of-band  image  signals  measured
  444.          selectively at a 4-wire interface of the output connection should be  lower  than
  445.          -25 dBm0. This  value  may  need  to  be  more  stringent  to  meet  the  overall
  446.          requirement.
  447.          3.1.7.2   Overall requirement
  448.                Spurious  out-of-band  signals  should  not  give  rise   to   unacceptable
  449.          interference in the equipment connected to the digital exchange.  In  particular,
  450.          the intelligible and unintelligible crosstalk in a connected FDM  channel  should
  451.          not exceed a level of -65 dBm0 as  a  consequence  of  the  spurious  out-of-band
  452.          signals at the half connection.
  453.          3.2    Characteristics for interface C11
  454.          3.2.1  Nominal value of transmission loss
  455.                According  to  the  relative  levels  defined  in  S  2.2.1,  the   nominal
  456.          transmission losses of a half connection with a C11 interface are:
  457.                -   Input connection:    R - AR
  458.                -   Output connection:   -S - AS
  459.                See S 2.2.1 for definitions for R, S, AR and AS.
  460.          3.3    Characteristics for interface C12
  461.          3.3.1  Nominal value of transmission loss
  462.                According  to  the  relative  levels  defined  in  S  2.3.1   the   nominal
  463.          transmission losses of a half connection with a C12 interface are:
  464.                -   Input connection:    R - AR
  465.                -   Output connection:   -S - AS
  466.                See S 2.2.1 for definitions for R, S, AR and AS.
  467.          3.4    Characteristics for interface C13
  468.          3.4.1  Nominal value of transmission loss
  469.                According  to  the  relative  levels  defined  in  S  2.4.1   the   nominal
  470.          transmission losses of a half connection with a C13 interface are:
  471.                -   Input connection:    -3.5 dB,
  472.                -   Output connection:    3.5 dB.
  473.                Different levels at the switching  stages  and  transmission  loss  between
  474.          interface C13 and the switching stages can require adjusting these losses.
  475.  
  476.  
  477.  
  478.  
  479.  
  480.  
  481.  
  482.  
  483.  
  484.  
  485.  
  486.  
  487.  
  488.  
  489.  
  490.  
  491.  
  492.  
  493.  
  494.  
  495.  
  496.                                                         Fascicle VI.5 - Rec. Q.553   PAGE1
  497.  
  498.