Какое минимальное количество битовых ошибок содержится в еs
^ Цель:изучить причины возникновения битовых ошибок при цифровой передаче сигнала
Характер битовых ошибок в цифровом канале
В цифровых системах передачи различные воздействия на цифровой канал приводят к снижению основного качественного параметра – параметра ошибки в цифровом канале. Причины возникновения ошибок имеют аналоговую природу, так как связаны с интерференцией, затуханием в линии и различными аддитивными шумами
^ Основные источники ошибок в цифровом канале:искажения в канале, наличие импульсных помех, аддитивный шум в канале,затухание в линии. Как видно из рисунка 11, наличие искажений в канале может быть связано как с затуханием, так и с отражением сигнала.
Рисунок 11 – Основные источники ошибок в цифровом канале
^ Первый источник шумов – физически разрушенный кабель (например, разбитая пара), слишком малое поперечное сечение, большая распределенная емкость в кабеле
^ Второй источник шумов –интерферирующие импульсы или импульсные помехи в канале.
Источниками ошибок могут явиться силовые кабели, проложенные в непосредственной близости от линии связи, нарушение обвязки кабелей, наличие сигнализации по постоянному току.
^ Третий источник шумов– наличие аддитивных шумов различной природы
Источниками ошибки здесь могут быть нарушения балансировки кабеля, параметра скручивания витой пары, интерференция с различными радиочастотными и СВЧ-сигналами, сигналы вызова, нарушения полярности кабеля (перепутанные жилы, короткое замыкание между жилами и т.д.) Высокий уровень шумов может привести к значительному увеличению параметра ошибки.
^ Четвертый источник шумов – затухание в кабелях и линиях передачи, причем не только высокий уровень затухания, но и его неравномерная характеристика, которая приводит к появлению субгармоник, вносящих дополнительный аддитивный шум.
^ Внутренние источники ошибок в ЦСП:
-
различные нестабильности во внутренних цепях синхронизации цифровых устройств, дрейф в системе внутренней синхронизации устройства; -
нестабильности, связанные с измерением характеристик компонентов со временем; -
перекрестные помехи в цепях устройств; -
нарушения в работе эквалайзеров и в процессах, связанных с неравномерностью АЧХ; -
повышение порога по шуму, связанное с изменением параметров модулей устройств со временем.
Внешние источники ошибок в ЦСП
-
перекрестные помехи в каналах передачи; -
джиттер в системе передачи; -
электромагнитная интерференция (от машин, флуоресцентных ламп и т.д.); -
вариации питания устройств; -
импульсные шумы в канале; -
механические повреждения, воздействие вибрации, плохие контакты; -
деградация качественных параметров среды передачи (электрического или оптического кабеля, радиочастотного канала и т.д.); -
глобальные нарушения, связанные с разрушением канала цифровой передачи
^ Основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале
1. AS – availability seconds время готовности канала (с) – вторичный параметр, равный разности между общей длительностью теста и временем неготовности канала.
^ 2. AS (%) – availability seconds относительное время готовности канала – параметр, характеризующий готовность канала, выраженный в процентах. В отличие от AS, AS (%) является первичным параметром и входит в число основных параметров рекомендации G.821.
^ 3. ВВЕ – background block error блок с фоновой ошибкой – блок с ошибками, не являющийся частью SES, применяется при анализе ошибок по блокам. Является важным параметром, вошедшим в рекомендацию ITU-T G.826.
^ 5. ЕВ – error block число ошибочных блоков – параметр, используемый при анализе канала на наличие блоковых ошибок. Подсчитывается только во время пребывания канала в состоянии готовности.
^ 6. BBER – background block error rate , коэффициент ошибок по блокам с фоновыми ошибками – отношение числа блоков с фоновыми ошибками ко всему количеству блоков в течение времени готовности канала за исключением всех блоков в течении SES. Является важным параметром, вошедшим в рекомендацию ITU-T G.826.
4. BIT или BIT ERR- bit errors число ошибочных битов – параметр, используемый при анализе канала на наличие битовых ошибок. Подсчитывается только во время пребывания канала в состоянии готовности.
7. BER или RATE – bit error rate частота битовых ошибок, коэффициент ошибок по битам -основной параметр в системах цифровой передачи, равный отношению числа битовых ошибок к общему числу бит, переданных за время проведения теста по каналу, находящемуся в состоянии готовности. При обнаружении десяти последовательных секундных интервалов, сильно пораженных ошибками (SES), анализатор переключается на подсчет времени неготовности канала. Измерения параметра BER универсальны в том смысле, что не требуют наличия цикловой и сверхцикловой структуры в измеряемом потоке, однако требуют передачи специальной тестовой последовательности и могут быть проведены только в случае полного или частичного отключения цифрового канала от полезной нагрузки.
^ 8. BLER – block error rate частота блоковых ошибок, коэффициент ошибок по блокам – редко применяемый на практике параметр, равный отношению числа ошибочных блоков данных к общему числу переданных блоков. Под блоком понимается заданное количество битов. Ошибочным блоком считается блок, содержащий хотя бы один ошибочный бит. Его целесообразно измерять только в тех сетях передачи данных, где информация передается блоками фиксированного размера, а параметр BLER является важной характеристикой канала с учетом кадровой (цикловой) структуры передачи.
^ 9. CLKSLIP или SLIP – clock slips число тактовых проскальзываний – параметр, характеризующийся числом синхронных управляемых проскальзываний, появившихся с момента начала теста. Проскальзыванием называется повторение или исключение группы символов в синхронной или плезиохронной последовательности двоичных символов в результате различия между скоростями считывания и записи в буферной памяти. Поскольку проскальзывание ведет к потери части информации, что в свою очередь ведет к потери цикловой синхронизации, на практике используются эластичные управляемые буферы с возможностью управления проскальзываниями. В этом случае проскальзывания называются управляемыми
10. CRC ERR – CRC errors число ошибок CRC – параметр ошибки, измеренный с использованием циклового избыточного кода (CRC), распространенный параметр определения ошибок реально работающего канала без его отключения и без передачи тестовой последовательности. Необходимым условием измерения параметра CRC является наличие механизма формирования кода в аппаратуре передачи
^ 11.CRC RATE – CRC errors rate частота ошибок CRC – показывает среднюю частоту ошибок CRC.
12.DGRM – degraded minutes число минут деградации качества – несколько временных интервалов продолжительностью 60 с каждый, когда канал находится в состоянии готовности, но BER=10~6. Ошибки во время неготовности канала не считаются, а интервалы по 60 с в состоянии готовности канала, пораженные ошибками несколько раз, суммируются.
^ 13. DGRM (%) – degraded minutes процент минут деградации качества – число минут деградации качества, выраженное в процентах по отношению ко времени, прошедшему с момента начала тестирования.
14. EFS – error free seconds время, свободное от ошибок (с) – один из первичных параметров, входящих в рекомендации G.821 и М.2100/М.550. Отражает время, в течение которого сигнал был правильно синхронизирован, а ошибки отсутствовали, т.е. общее время пребывания канала в состоянии безошибочной работы.
15.EFS (%) – error free seconds процент времени, свободного от ошибок (с) – то же, что и предыдущий параметр, только выраженный в процентах по отношению к общему времени с момента начала тестирования.
^ 16. ES – errors seconds длительность поражения сигнала ошибками, количество секунд с ошибками (с) ~ параметр показывает интервал времени поражения всеми видами ошибок в канале, находящемся в состоянии готовности.
^ Организация измерений с отключением канала
Для организации измерений с отключением канала используется генератор и анализатор тестовой последовательности, подключенные к разным концам цифрового канала (рис.12). Между генератором и анализатором тестовой последовательности существует синхронизация по тестовой последовательности, т.е. процедура, в результате которой анализатор имеет возможность предсказания следующего значения каждого принимаемого бита.
В практике используются два типа тестовых последовательностей – фиксированные и псевдослучайные последовательности (ПСП, PRBS – Pseudorandom Binary Sequence).
Фиксированными последовательностями являются последовательности чередующихся повторяемых комбинаций битов.
Рисунок 12 – Генератор псевдослучайной последовательности
Лекция 8.
Источник
Анализатор Greenlee DataScout 1G позволяет выполнить BERT тестирование потока E1 (2048 Кбит/с). Он предоставляет инженеру возможность вставки единичных, непрерывных, а также следующих с заданной частотой кодовых, кадровых, CRC и BPV ошибок. Это дает возможность оператору подтверждать результаты тестов и исследовать обработку ошибок тестируемой системой.
На рисунках 1 и 2 показана типовая установка для тестирования битовых ошибок в режиме шлейфа (Loopback) или в сквозном режиме «точка-точка».
После подключения кабеля Bantam или RJ-45 и настройки анализатора в меню «Настройки», нажмите кнопку «ПУСК» для начала тестирования BERT.
Тестирование битовых ошибок E1 – BERT
С использованием петли или сквозного подключения
- Сетевой коммутатор
Рисунок 1 – Тестирование BERT с закольцовыванием
Рисунок 2 – Сквозное тестирование BERT
При обнаружении ошибок значение на счетчике LOGIC (LGC) ERROR увеличивается.
Светодиодный индикатор Pattern Sync загорится зеленым цветом, если передаваемая последовательность совпадает с принимаемой.
 |
|
|
|
Для просмотра гистограммы выбранного измерения нажмите на соответствующее поле в столбце ERROR (ошибка). Это поле изменит цвет с белого на зеленый, и ниже появится гистограмма.
Если в поле подменю для гистограмм показано ERROR INJECTION SUBMENU (подменю ввода ошибки), нажмите кнопку «Вправо», чтобы его открыть.
Меню ALARM (тревога)
Для получения доступа к этому меню нажмите кнопку «Вправо».
Используйте это меню для:
- Проверки того, какие сигналы тревоги вызвали включение красного светодиодного индикатора ALARM.
- Принудительного использования одного из доступных типов ошибок на передатчике E1:
- LOS (потеря сигнала)
- OOF (выпадение из синхронизации)
- OOMF (выпадение из мультикадровой синхронизации)
- AIS (индикация тревоги для всех единиц)
- REMOTE (индикация удаленной тревоги)
Для выхода нажмите кнопку «Влево».
Меню G.821 ERROR
Чтобы войти в это меню, нажмите в меню ALARM кнопку «Вправо».
Для выхода нажмите кнопку «Влево».
СОДЕРЖАНИЕ:
Настройка анализатора Greenlee DataScout 1G
Автоматический анализ параметров потока E1
Мониторинг потока E1 без прекращения его работы
Тестирование битовых ошибок (BERT)
Измерение задержки распространения E1 (PDL)
Анализ формы импульса E1 (Pulse Shape)
Источник
9.2.5. Õîëîäíûé çàæèì
Îäíîé èç ãëàâíûõ ïðîáëåì, ñâÿçàííûõ ñ èçìåðåíèÿìè OTDR, ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî ðàññòîÿíèå äî äåôåêòà âäîëü êàáåëÿ è ôèçè÷åñêîå ðàññòîÿíèå äî äåôåêòà, èçìåðåííîå ïî çåìëå, ÷àñòî ìîãóò ñèëüíî ðàçëè÷àòüñÿ. Îáû÷íî ýòî ïîòîìó, ÷òî êàáåëü ÷àñòî ñâåðíóò â áóõòû ðÿäîì ñ òî÷êàìè ñîåäèíåíèÿ è ïðîòÿãèâàíèÿ âäîëü ìàðøðóòà, ÷òîáû èìåëàñü âîçìîæíîñòü ðåìîíòà è ðàñøèðåíèÿ ñèñòåìû. Òî÷íîå îïðåäåëåíèå äåéñòâèòåëüíîé ðàçíèöû ìåæäó äëèíîé êàáåëÿ è ôèçè÷åñêèì ðàññòîÿíèåì ìîæåò îêàçàòüñÿ î÷åíü ñëîæíûì.
Àâñòðàëèéñêàÿ òåëåêîììóíèêàöèîííàÿ ñåòü Telstra ñîâìåñòíî ñ àâñòðàëèéñêèì ïðîèçâîäèòåëåì âîëîêîííî-îïòè÷åñêîãî òåñòèðóþùåãî îáîðóäîâàíèÿ Kingfisher ðàçðàáîòàëà äëÿ îáíàðóæåíèÿ îòíîñèòåëüíîãî ïîëîæåíèÿ ìåòîäèêó ââåäåíèÿ â êàáåëü âðåìåííîãî äåôåêòà. Ñèñòåìà ñîñòîèò èç îòêðûòîãî çàæèìà, êîòîðûé êðåïèòñÿ âîêðóã êàáåëÿ, â êîòîðûé íàëèâàåòñÿ æèäêèé àçîò. “Õîëîäíûé çàæèì” (êàê ýòî íàçûâàåòñÿ) ñîçäàåò â ýòîé òî÷êå çàòóõàíèå îò 0,2 äî 1 äÁ. OTDR çàòåì íàõîäèò ðàññòîÿíèå äî ñîçäàííîãî äåôåêòà, à çàòåì ìîæíî òî÷íî îïðåäåëèòü ðàñïîëîæåíèå íàñòîÿùåãî äåôåêòà è óñòðàíèòü åãî.
9.2.6. Ïðîâåðêà ÷àñòîòû îøèáîê â áèòàõ
×àñòîòà îøèáîê â áèòàõ (bit error rate – BER) ÿâëÿåòñÿ ìåðîé ýôôåêòèâíîñòè ëèíèè ïåðåäà÷è äàííûõ. BER îïðåäåëÿåòñÿ ïóòåì ïðèñîåäèíåíèÿ ñïåöèàëüíûõ òåñòèðóþùèõ ïðèáîðîâ ê ïåðåäàò÷èêó è ïðèåìíèêó, ïîñëå ÷åãî ïåðåäàò÷èê ïîñûëàåò ÷åðåç ñèñòåìó âîëîêîííî-îïòè÷åñêîé ñâÿçè ïñåâäîñëó÷àéíûé íàáîð áèòîâ è èçìåðÿåò ÷èñëî íåâåðíûõ áèòîâ íà âûõîäå èç ïðèåìíèêà (ïðèáîð èçìåðåíèÿ ÷àñòîòû îøèáîê, ïðèñîåäèíåííûé ê ïðèåìíèêó, ñîäåðæèò òîò æå êîä ïñåâäîñëó÷àéíîãî íàáîðà áèòîâ)õ. Òåñò ïðîâîäèòñÿ â òå÷åíèå ïðåäîïðåäåëåííîãî ïåðèîäà âðåìåíè, êîòîðûé ñëóæèò îñíîâíîé òî÷êîé îòñ÷åòà äëÿ çíà÷åíèÿ ÷èñëà îøèáîê. Çàòåì âû÷èñëÿåòñÿ ÷èñëî îøèáîê ïóòåì ñëîæåíèÿ ÷èñëà áèòîâ, ñîäåðæàâøèõ îøèáêó, è äåëåíèÿ åãî íà îáùåå ÷èñëî áèòîâ, ïåðåäàííûõ çà óêàçàííûé ïåðèîä âðåìåíè.
Äëÿ âîëîêîííî-îïòè÷åñêèõ ñèñòåì ñâÿçè ïðîâåðêà ÷èñëà îøèáîê ïðîâîäèòñÿ â òå÷åíèå 30 ìèíóò èëè 1 ÷àñà (íàïðèìåð, â ìèêðîâîëíîâîé ðàäèîñâÿçè ïðîâåðêà îáû÷íî ïðîâîäèòñÿ â òå÷åíèå 24 ÷àñîâ, 48 ÷àñîâ èëè äîëüøå).
Äëÿ áîëüøèíñòâà âîëîêîííî-îïòè÷åñêèõ ñèñòåì ñâÿçè â êà÷åñòâå ïðèåìëåìîãî ìèíèìóìà ðåêîìåíäóåòñÿ îñòàòî÷íîå ÷èñëî îøèáîê (ôîíîâîå ÷èñëî îøèáîê, êîãäà ñèñòåìà äîñòóïíà äëÿ íîðìàëüíîé ðàáîòû) 10-9 (òî åñòü îäèí îøèáî÷íûé áèò íà êàæäûé ìèëëèàðä ïåðåäàííûõ áèòîâ). Åñëè äëÿ ñòàíäàðòíîé ñèñòåìû îïòè÷åñêîé ïåðåäà÷è íàðèñîâàòü ãðàôèê çàâèñèìîñòè ×èñëà îøèáîê îò ñèëû- ïðèíÿòîãî äåòåêòîðîì ñèãíàëà, ìîæíî óâèäåòü, ÷òî êðèâàÿ îøèáîê îñòàåòñÿ äîñòàòî÷íî ïëîñêîé, ïîêà óðîâåíü ñèãíàëà íå ïðèáëèçèòñÿ ê ÷óâñòâèòåëüíîñòè ïðèåìíèêà, à çàòåì ïîêàçàòåëü ðåçêî ïàäàåò. Ýòî ïîêàçàíî íà ðèñ. 9.6.
9.6. Çàâèñèìîñòü ÷èñëà îøèáîê (BER) îò óðîâíÿ ïðèíÿòîãî ñèãíàëà äëÿ ñòàíäàðòíîé îïòè÷åñêîé ñèñòåìû ïåðåäà÷è
Íà ýòîì ãðàôèêå òàêæå îòîáðàæåí òîò ôàêò, ÷òî îæèäàåìàÿ ôîíîâàÿ ÷àñòîòà îøèáîê äëÿ âîëîêîííî-îïòè÷åñêîé ñâÿçè ñîñòàâëÿåò â íîðìå 10-12.
Êàê ïðàâèëî, ïðîâåðêó ÷àñòîòû îøèáîê âûïîëíÿþò ëèøü â âîëîêîííî-îïòè÷åñêèõ ñèñòåìàõ, òðåáóþùèõ âûñîêîé áåçîøèáî÷íîñòè ðàáîòû. Ýòî ñòàíäàðòíûé ðåêîìåíäîâàííûé òåñò äëÿ ëèíèé ñâÿçè ñ äëèíîé ñâûøå 2 êì è ñî ñêîðîñòÿìè ïåðåäà÷è âûøå 100 Ìáèò/ñ.
×èñëî îøèáîê îáû÷íî èìååò îòíîøåíèå ê äðóãîìó ïàðàìåòðó ñèñòåìû ñâÿçè, êîòîðûé íàçûâàåòñÿ êîýôôèöèåíòîì ãîòîâíîñòè. Îí îïðåäåëÿåòñÿ êàê ïðîöåíòíîå ñîîòíîøåíèå âðåìåíè, â òå÷åíèå êîòîðîãî ñâÿçü äîñòóïíà äëÿ íåïðåðûâíîãî èñïîëüçîâàíèÿ â òå÷åíèå ïåðèîäà â 12 ìåñÿöåâ ñ ìèíèìàëüíîé óêàçàííîé ÷àñòîòîé îøèáîê (äëÿ âîëîêîííî-îïòè÷åñêîé ñâÿçè îáû÷íî îò 10-9 äî 10-12). Âðåìÿ, â òå÷åíèå êîòîðîãî ëèíèÿ ñâÿçè íåäîñòóïíà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ, íàçûâàåòñÿ ïðîñòîåì (outage). Ïîñêîëüêó íåâîçìîæíî ïðîâîäèòü òåñò ÷èñëà îøèáîê â òå÷åíèå 12-ìåñÿ÷íîãî ïåðèîäà (ïîòîìó ÷òî ëèíèÿ ñâÿçè íóæíà äëÿ èñïîëüçîâàíèÿ ïî íàçíà÷åíèþ – ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè), çíà÷åíèÿ ãîòîâíîñòè îáû÷íî âû÷èñëÿþò òåîðåòè÷åñêè, èñïîëüçóÿ â êà÷åñòâå îñíîâû äëÿ âû÷èñëåíèé çàïàñ íàäåæíîñòè.
Íàïðèìåð, òðåáóåìîé õàðàêòåðèñòèêîé ìîæåò áûòü äîñòóïíîñòü ëèíèè ñâÿçè â 99,99% äëÿ ëþáîãî 12-ìåñÿ÷íîãî ïåðèîäà ñ ìàêñèìàëüíîé ÷àñòîòîé îøèáîê 1 õ 10-9.
Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñèñòåìà íå áóäåò èìåòü ïðîñòîåâ â òå÷åíèå 12-ìåñÿ÷íîãî ïåðèîäà. Ñóììàðíûé ïðîñòîé áîëüøå (365 äíåé õ 24 ÷àñà/äåíü õ 60 ìèíóò/÷àñ õ 0,01%) = 53 ìèíóòû, ãäå ïðîñòîåì ñ÷èòàåòñÿ íàëè÷èå áîëåå îäíîãî îøèáî÷íîãî áèòà íà êàæäûé ìèëëèàðä ïðåäàííûõ áèòîâ.
Äðóãèì ïðèìåðîì ñ ìåíåå ñòðîãèìè ïàðàìåòðàìè (íàïðèìåð, äëÿ ïåðåäà÷è ïî ìåäíîìó êàáåëþ èëè ïîñðåäñòâîì ðàäèîñâÿçè) ìîæåò áûòü òðåáóåìàÿ õàðàêòåðèñòèêà ñ äîñòóïíîñòüþ 99,85% äëÿ õóäøåãî ìåñÿöà ëþáîãî ãîäà ñ ìàêñèìàëüíîé ÷àñòîòîé îøèáîê 1 õ 10-3.
Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ñèñòåìà íå äîëæíà èìåòü ïðîñòîåâ â õóäøèé ìåñÿö áîëåå (31 äíåé õ ñ 24 ÷àñà/äåíü õ 60 ìèíóò/÷àñ õ 0,15%) = 1 ÷àñà 7 ìèíóò, ãäå ïðîñòîåì ñ÷èòàåòñÿ íàëè÷èå áîëåå îäíîãî îøèáî÷íîãî áèòà íà êàæäóþ òûñÿ÷ó ïåðåäàííûõ áèòîâ.
Ìåæäóíàðîäíûé ñòàíäàðò
Ïðè èçìåðåíèè ÷àñòîòû îøèáîê äëÿ âûñîêîñêîðîñòíûõ êàíàëîâ ïåðåäà÷è äàííûõ ÷åðåç òåëåôîííûå ëèíèè ñâÿçè ìåæäóíàðîäíûé ñòàíäàðò òðåáóåò, ÷òîáû ÷èñëî îøèáîê ïðîâåðÿëîñü ÷åðåç êîìïîíåíòû 64 Êáèò/ñ âûñîêîñêîðîñòíîé ëèíèè ñâÿçè (÷àñòî 2 Ìáèò/ñ). Íåãîòîâíîñòü ïðè ýòîì îïðåäåëÿåòñÿ êàê ïåðèîäû âðåìåíè, êîãäà ÷èñëî îøèáîê â êàæäîé ñåêóíäå ïðåâûøàåò 10-3 äëÿ ïåðèîäà èç 10 ïîñëåäîâàòåëüíûõ ñåêóíä èëè äîëüøå íà ñêîðîñòè ïåðåäà÷è äàííûõ 64 Êáèò/ñ. Åñëè ÷èñëî îøèáîê ïðåâûøàåò 10-3 ëèøü äëÿ äåâÿòè ïîñëåäîâàòåëüíûõ ñåêóíä, ëèíèÿ ñâÿçè âñå åù¸ ñ÷èòàåòñÿ ãîòîâîé.
Äðóãèìè óñëîâèÿìè, ïðèìåíÿþùèìèñÿ äëÿ ýòèõ âèäîâ ñîåäèíåíèé, ÿâëÿåòñÿ ÷èñëî ñèëüíî îøèáî÷íûõ ñåêóíä, â êîòîðûõ ÷èñëî îøèáîê ïðåâûøàåò 10-3 â òå÷åíèå îäíîé ïîëíîé ñåêóíäû (òî åñòü ñåêóíäû ñ ÷èñëîì îøèáî÷íûõ áèòîâ áîëåå 64), è ÷èñëî îøèáî÷íûõ ñåêóíä, â êîòîðûõ â ñåêóíäå èìååòñÿ îäèí èëè áîëåå îøèáî÷íûõ áèòîâ.
Âîëîêîííî-îïòè÷åñêèå ñèñòåìû ïåðåäà÷è äîëæíû èìåòü ÷ðåçâû÷àéíî âûñîêèå çíà÷åíèÿ äîñòóïíîñòè. Äëÿ âîëîêîííûõ ñèñòåì ëåãêî äîñòèæèìî çíà÷åíèå 99,99% (ñóììàðíûé ïðîñòîé â òå÷åíèå ãîäà 53 ìèíóòû) èëè ëó÷øå. Ïðè÷èíîé òàêèõ âûñîêèõ çíà÷åíèé äîñòóïíîñòè ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî íà îïòè÷åñêèå âîëîêíà íå âîçäåéñòâóþò ïîìåõè, íàâîäêè è áîëüøèíñòâî äðóãèõ ôàêòîðîâ âíåøíåé ñðåäû, â îòëè÷èå îò ñèñòåì ñâÿçè íà îñíîâå ìåäíûõ êàáåëåé, è ðàäèîñâÿçè. Îäíàêî èç-çà ðàññåÿíèÿ Ðåëåÿ, äèñïåðñèè, êîëåáàíèÿ òåìïåðàòóðû ôëóêòóàöèè â âûñîêîñêîðîñòíûõ ñèñòåìàõ è äðóãèõ íåïðåäâèäåííûõ ýôôåêòîâ ïîêàçàòåëü áåçîøèáî÷íîñòè òåîðåòè÷åñêè íèêîãäà íå äîñòèãíåò 100%.
Источник
Рассмотрим и проанализируем существующие методы оценки качества сигнала.
ГЛАЗ-ДИАГРАММА
Удобным (и гениально простым!) графическим методом оценки качества цифрового сигнала на выходе регенератора является глаз-диаграмма. Она представляет собой результат наложения всех возможных импульсных последовательностей в течение промежутка времени, равного двум тактовым интервалам линейного сигнала.
Наиболее простой пример — диаграмма для троичного (возможные уровни -1, 0, +1) линейного сигнала при косинус-квадратной форме входного сигнала регенератора. Хорошо видна область («раскрыв») глаз-диаграммы, в пределах которой должна производиться операция опознания сигнала для каждого из двух уровней решения. Горизонтальные линии, обозначенные как -1, 0 и +1, соответствуют амплитудам импульсов при отсутствии помех, а вертикальные линии через каждый тактовый интервал Т — идеальным моментам решения.
Процесс принятия решения показан в виде двух крестиков в каждом «раскрыве» глаз-диаграммы. Вертикальная черта каждого крестика определяет момент решения, а горизонтальная — его уровень. Гарантией безошибочной регенерации цифрового сигнала является наличие вблизи каждого крестика определенной области, в пределах которой и должно происходить опознание сигнала.
Наличие помех приводит к сокращению этой области по сравнению с идеальным случаем. Минимальное расстояние между центром крестиков и краями «глаза» служит мерой запаса помехозащищенности. Запас уменьшается как из-за искажений формы импульса, так и вследствие несовершенства самого процесса принятия решения. Первая причина приводит к уменьшению «раскрыва» глаз-диаграммы, а вторая — к перемещению точки принятия решения вдоль границ глаза. Возникающие вследствие двух указанных причин искажения принято подразделять на амплитудные и временные, соответствующие смещению точки принятия решения по вертикали и горизонтали. Для удобства дальнейших рассуждений будем считать, что точка принятия решения остается неподвижной, а уменьшается «раскрыв».
Степень уменьшения «раскрыва» глаз-диаграммы по вертикали определяется результирующими искажениями, вызванными межсимвольными помехами, эхосигналами, изменениями амплитуды импульсов на выходе регенератора, погрешностями порогов решающих устройств. В результате воздействий появляется вертикальная составляющая искажений глаз-диаграммы ΔA. Именно на эту величину должны быть сдвинуты края идеальной глаз-диаграммы.
Временные искажения глаз-диаграммы ΔТ, включающие несоответствие моментов решения их статическим значениям и джиттер, учитываются обычно в смещении границ «глаза» по горизонтали.
Очевидно, что для компенсации ухудшения реальной глаз-диаграммы по сравнению с идеальной необходимо увеличить величину отношения сигнал/шум на величину ΔS/N = 20 lg (H/h), дБ, где H и h представляют собой вертикальный «раскрыв» идеальной и реальной глаз-диаграмм, соответственно.
КОЭФФИЦИЕНТ БИТОВЫХ ОШИБОК
Ключевым параметром качества ЦСП являются ошибки. Показателей ошибок множество, все они будут по-очередно рассмотрены ниже. Самый простой из них — коэффициент битовых ошибок (Bit Error Ratio, BER) или джиттер, так актуальный для VoIP телефонов или VoIP шлюзов. Напомним, что под BER следует понимать отношение количества ошибочных битов к их общему переданному числу.
Необходимо отметить, что при прочих равных условиях BER зависит от количества переданных битов. Например, длинная последовательность одинаковых символов может вызвать низкочастотную амплитудную модуляцию и детерминированный джиттер, следствием которых будет рост числа ошибок. Для обеспечения корректности сравнения разных ЦСП используются типовые испытательные последовательности, причем каждой стандартной скорости передачи соответствует своя испытательная последовательность. По своим свойствам они близки к гауссову шуму, но имеют определенный период повторения. Поэтому они называются не просто случайными, а псевдослучайными последовательностями (ПСП) (Pseudo-Random Bit Sequence, PRBS).
Следует особо подчеркнуть, что оценка BER будет абсолютно точной только при бесконечно большом числе переданных битов. Строго говоря, когда их число ограничено, мы получаем не вероятность события BER, а его оценку BERT. Очевидно, что уровень достоверности этой оценки (Confidential Level, CL), называемый также доверительной вероятностью, зависит от количества зарегистрированных ошибок и от общего числа переданных битов N.
Это подтверждают данные таблицы (см. Таблицу 1), где приведены требуемые значения нормированной длительности NxBER в зависимости от числа зарегистрированных ошибок Е и уровня достоверности оценки CL — чем больше число зарегистрированных ошибок и уровень достоверности оценки CL, тем большее число битов необходимо передать.
Типовая схема измерения BER предполагает наличие генератора испытательных битовых (символьных) последовательностей тестера BER, испытуемого объекта (регенератора, участка ЦСП и т. д.) и детектора ошибок тестера BER.
Генератор тестера BER формирует испытательные сигналы, которые подаются на вход тестируемого объекта. Генератор тестируемого сигнала является также источником сигнала для детектора ошибок тестера BER.
Тестируемый объект может быть территориально совмещен с тестером BER или находиться в удаленном пункте. В любом случае испытуемый объект должен быть выведен из эксплуатации и сигнал с его выхода подан на вход приемника тестера BER. Как говорят связисты, должен быть организован измерительный шлейф.
Детектор ошибок получает испытательный сигнал с выхода тестируемого объекта или формирует точную копию этого сигнала автономно. Испытательный сигнал генератора сравнивается побитно с сигналом, поступающим с выхода испытуемого объекта. Каждое различие сигналов детектор фиксирует как битовую ошибку.
Необходимую синфазность двух указанных сигналов обеспечивает детектор ошибок, в котором предусмотрена требуемая задержка сигнала с выхода генератора. Задача фазирования сигналов обычно выполняется на этапе калибровки тестера BER.
Испытательные сигналы тестеров BER стандартизованы. Как уже отмечалось выше, информационный сигнал в тестерах BER имитируется в виде так называемых псевдослучайных последовательностей ПСП (PRBS), они формируются в соответствии со стандартными алгоритмами и различаются числом генерируемых символов M = 2k–1 , где k — целое число.
В генераторах тестеров BER предусмотрена возможность создания произвольных испытательных последовательностей, называемых обычно кодовыми словами.
Очевидным недостатком BER является необходимость вывода тестируемого объекта из эксплуатации (Out of Service, OoS), что вполне приемлемо в процессе разработки или ремонта объекта и неудобно, если ЦСП уже эксплуатируется. Кроме того, параметр BER хорош для оценки влияния одиночных помех, обусловленных гауссовыми процессами, например собственными и переходными помехами. В то же время в любой реальной системе связи присутствуют и целые пакеты таких ошибок (их еще называют серийными ошибками). Поэтому без знания временной структуры ошибок системы связи невозможна эффективная локализация повреждений и накопление адекватной информации о качестве разработки и инсталляции оборудования. По сути, одного параметра BER недостаточно для корректной оценки работы ЦСП. Необходимы более адекватные, учитывающие структуру помех, показатели качества ЦСП с возможностью их мониторинга в процессе нормальной эксплуатации системы связи (In Service Monitoring, ISM). Такие как рекомендации G.821 и G.826.
�
Таблица 1. Требуемые значения нормированной длительности.
| E | CL = 90% | CL = 95% | CL = 99% |
| NxBER | |||
| 2,3 | 3 | 4,61 | |
| 1 | 3,89 | 4,74 | 6,64 |
| 2 | 5,32 | 6,3 | 8,4 |
Источник