double arrow
Возникновение битовых ошибок и их влияние на параметры цифровой передачи


^ 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.






Сейчас читают про: