Количество ошибок передачи битов в цифровых каналах связи

Введение

Количество ошибочных битов, переданных

В цифровой передаче число битовых ошибок – это количество битов принятого потока данных по каналу связи, которые были изменены из-за шума, помех, искажений или ошибок синхронизации битов. Битовая частота ошибок (BER) – это количество битовых ошибок в единицу времени. Отношение битовых ошибок (также BER) – это количество битовых ошибок, деленное на общее количество переданных битов за рассматриваемый интервал времени. Отношение битовых ошибок является безразмерной характеристикой производительности, часто выражаемой в процентах. Вероятность битовой ошибки pe – это математическое ожидание отношения битовых ошибок. Отношение битовых ошибок можно рассматривать как приближенную оценку вероятности битовой ошибки. Эта оценка точна для достаточно длительного интервала времени и большого числа битовых ошибок.

Факторы, влияющие на РПД

В системе связи на приемной стороне на BER могут влиять шум в канале передачи, помехи, искажения, проблемы синхронизации битов, затухание, многолучевое замирание в беспроводных каналах и т.д. BER может быть улучшен за счет выбора достаточной мощности сигнала (если это не вызывает перекрестных помех и увеличения количества битовых ошибок), выбора медленной и устойчивой схемы модуляции или кодирования линий, а также применения схем кодирования каналов, таких как избыточные коды прямой коррекции ошибок. BER передачи – это количество обнаруженных ошибочных битов до коррекции ошибок, деленное на общее количество переданных битов (включая избыточные коды). Информационный BER, приблизительно равный вероятности ошибки декодирования, – это количество декодированных битов, которые остаются ошибочными после коррекции ошибок, деленное на общее количество декодированных битов (полезной информации). Как правило, BER передачи больше, чем информационный BER. На информационный BER влияет эффективность кода прямой коррекции ошибок.

Тест на частоту битовой ошибки

BERT или тест на битовую частоту ошибок — это метод тестирования цифровых коммуникационных схем, использующий заранее заданные стрессовые последовательности, состоящие из последовательности логических единиц и нулей, генерируемых генератором тестовых шаблонов. BERT обычно состоит из генератора тестовых шаблонов и приемника, который может быть настроен на тот же шаблон. Их можно использовать попарно, с одним устройством на каждом конце линии передачи, или поодиночке на одном конце с обратной связью на другом конце. BERT обычно представляют собой автономные специализированные приборы, но могут быть реализованы на базе персональных компьютеров. В процессе тестирования подсчитывается количество ошибок, если они есть, и представляется в виде отношения, например, 1 к 1 000 000 или 1 к 1e06.

Общие типы стрессовых моделей BERT

PRBS (псевдослучайная двоичная последовательность) – Псевдослучайный двоичный генератор N битов. Эти шаблоны последовательностей используются для измерения джиттера и маски пропускания данных TX в электрических и оптических каналах связи. QRSS (квазислучайный источник сигнала) – Псевдослучайный двоичный генератор, который генерирует все комбинации 20-битного слова, повторяется каждые 1 048 575 слов и ограничивает количество последовательных нулей до 14. Он содержит последовательности высокой плотности, последовательности низкой плотности и последовательности, переключающиеся от низкой к высокой и наоборот. Этот шаблон также является стандартным для измерения джиттера. 3 из 24 – Шаблон содержит самую длинную строку последовательных нулей (15) с наименьшей плотностью единиц (12,5%). Этот шаблон одновременно нагружает минимальную плотность единиц и максимальное количество последовательных нулей. Формат D4 шаблона 3 из 24 может вызывать желтую тревогу D4 для канальных схем в зависимости от выравнивания единичных битов по кадру. 1:7 – Также называется 1 к 8. Содержит только одну единицу в восьмибитной повторяющейся последовательности. Этот шаблон нагружает минимальную плотность в 12,5% и должен использоваться при тестировании оборудования, настроенного на кодирование B8ZS, поскольку плотность шаблона 3 из 24 увеличивается до 29,5% при преобразовании в B8ZS. Мин/макс – Шаблон быстро переключается между последовательностями низкой и высокой плотности. Наиболее полезен для нагрузки функции ALBO ретранслятора. Все единицы (или маркер) – Шаблон, состоящий только из единиц. Этот шаблон заставляет ретранслятор потреблять максимальную мощность. При правильной регулировке постоянного тока ретранслятор без проблем передаст длинную последовательность единиц. Этот шаблон следует использовать при измерении регулировки мощности на линии. Необрамленный шаблон всех единиц используется для индикации AIS (также известного как синяя тревога). Все нули – Шаблон, состоящий только из нулей. Эффективен для обнаружения оборудования, неправильно настроенного для AMI, например, низкоскоростных входов мультиплексоров волоконно-радиосвязи. Чередующиеся 0 и 1 – Шаблон, состоящий из чередующихся единиц и нулей. 2 в 8 – Шаблон содержит максимум четыре последовательных нуля. Он не вызовет последовательность B8ZS, так как для замены B8ZS требуется восемь последовательных нулей. Этот шаблон эффективен для обнаружения оборудования, неправильно настроенного для B8ZS. Bridgetap – Мостовые отводы в канале связи могут быть обнаружены с помощью ряда тестовых шаблонов с различной плотностью единиц и нулей. Этот тест генерирует 21 тестовый шаблон и выполняется в течение 15 минут. Если возникает ошибка сигнала, в канале связи может быть один или несколько мостовых отводов. Этот шаблон эффективен только для T1 каналов, передающих сигнал в необработанном виде. Модуляция, используемая в каналах HDSL, лишает шаблоны мостовых отводов возможности обнаруживать мостовые отводы. Multipat – Этот тест генерирует пять часто используемых тестовых шаблонов, позволяя тестировать канал DS1 без необходимости выбора каждого шаблона по отдельности. Шаблоны: все единицы, 1:7, 2 в 8, 3 в 24 и QRSS. T1 DALY и 55 OCTET – Каждый из этих шаблонов содержит пятьдесят пять (55) восьмибитных октетов данных в последовательности, которая быстро переключается между низкой и высокой плотностью. Эти шаблоны используются в основном для нагрузки схем ALBO и эквалайзера, но также нагружают восстановление синхронизации. 55 OCTET содержит пятнадцать (15) последовательных нулей и может использоваться только необрамленным, не нарушая требований к плотности. Для обрамленных сигналов следует использовать шаблон T1 DALY. Оба шаблона заставят код B8ZS работать в схемах, настроенных на B8ZS.

PRBS (pseudorandom binary sequence) – A pseudorandom binary sequencer of N Bits. These pattern sequences are used to measure jitter and eye mask of TX Data in electrical and optical data links. QRSS (quasi random signal source) – A pseudorandom binary sequencer which generates every combination of a 20 bit word, repeats every 1,048,575 words, and suppresses consecutive zeros to no more than 14. It contains high density sequences, low density sequences, and sequences that change from low to high and vice versa. This pattern is also the standard pattern used to measure jitter. 3 in 24 – Pattern contains the longest string of consecutive zeros (15) with the lowest ones density (12.5%). This pattern simultaneously stresses minimum ones density and the maximum number of consecutive zeros. The D4 frame format of 3 in 24 may cause a D4 yellow alarm for frame circuits depending on the alignment of one bits to a frame. 1:7 – Also referred to as 1 in 8. It has only a single one in an eight bit repeating sequence. This pattern stresses the minimum ones density of 12.5% and should be used when testing facilities set for B8ZS coding as the 3 in 24 pattern increases to 29.5% when converted to B8ZS. Min/max – Pattern rapid sequence changes from low density to high density. Most useful when stressing the repeater's ALBO feature. All ones (or mark) – A pattern composed of ones only. This pattern causes the repeater to consume the maximum amount of power. If DC to the repeater is regulated properly, the repeater will have no trouble transmitting the long ones sequence. This pattern should be used when measuring span power regulation. An unframed all ones pattern is used to indicate an AIS (also known as a blue alarm). All zeros – A pattern composed of zeros only. It is effective in finding equipment misoptioned for AMI, such as fiber/radio multiplex low speed inputs. Alternating 0s and 1s A pattern composed of alternating ones and zeroes. 2 in 8 – Pattern contains a maximum of four consecutive zeros. It will not invoke a B8ZS sequence because eight consecutive zeros are required to cause a B8ZS substitution. The pattern is effective in finding equipment misoptioned for B8ZS. Bridgetap Bridge taps within a span can be detected by employing a number of test patterns with a variety of ones and zeros densities. This test generates 21 test patterns and runs for 15 minutes. If a signal error occurs, the span may have one or more bridge taps. This pattern is only effective for T1 spans that transmit the signal raw. Modulation used in HDSL spans negates the bridgetap patterns' ability to uncover bridge taps. Multipat This test generates five commonly used test patterns to allow DS1 span testing without having to select each test pattern individually. Patterns are: all ones, 1:7, 2 in 8, 3 in 24, and QRSS. T1 DALY and 55 OCTET Each of these patterns contain fifty five (55), eight bit octets of data in a sequence that changes rapidly between low and high density. These patterns are used primarily to stress the ALBO and equalizer circuitry but they will also stress timing recovery. 55 OCTET has fifteen (15) consecutive zeroes and can only be used unframed without violating one's density requirements. For framed signals, the T1 DALY pattern should be used. Both patterns will force a B8ZS code in circuits optioned for B8ZS.