Как было показано в предыдущем выпуске рубрики, коэффициент битовых ошибок BER является ключевым параметром оценки качества цифровых систем передачи (ЦСП). Этот параметр незаменим при проверке цифровой аппаратуры (например, регенераторов) на этапе ее разработки и ремонта, когда оборудование выведено из эксплуатации. А что же делать, когда цифровые каналы и тракты требуется протестировать в процессе их нормальной эксплуатации?
У параметра BER есть и другой существенный недостаток: этот показатель практически невозможно использовать для оценки качества цифровой линии. При заказе любой услуги связи пользователь и провайдер должны заключить соглашение о качестве обслуживания (Service Level Agreement, SLA), где четко оговариваются двусторонние обязательства. Для оценки качества сеанса связи в цифровом канале или тракте логично использовать относительное число ошибок передачи за фиксированные интервалы времени — за секунду или за период передачи фиксированной группы битов, которую называют блоком.
обзор DEVISER S7000 DVB C MER BER Langzeitmessung
Именно эти показатели положены в основу двух базовых рекомендаций ITU-T — G.821 и G.826, о которых мы и поговорим ниже. В этом году исполнилось четверть века с момента принятия рекомендации G.821 «Параметры ошибок международного цифрового соединения сети ISDN на скорости ниже первичной».
Источник: www.osp.ru
Основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале
Как уже отмечалось выше, технология измерений параметров бинарного цифрового канала является фундаментом для измерений любых цифровых каналов, в связи с чем практически все параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале, будут встречаться в технологии измерений цифровых каналов первичной и вторичных цифровых сетей.
Прежде чем рассматривать технологию измерений параметров бинарного цифрового канала, необходимо определить эти параметры. Ниже приведены основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале, которые описаны в соответствии с сокращениями, используемыми в меню большинства приборов. В основном это параметры, используемые для анализа характеристик бинарного канала согласно рекомендациям ITU-T G.821, G.826 и M.2100.
AS — availability seconds время готовности канала (с) — вторичный параметр, равный разности между общей длительностью теста и временем неготовности канала.
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. Его можно интерпретировать как вероятностную меру качества предоставляемого пользователю канала.
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.
Цифровое ТВ
BIT или BIT ERR- bit errors число ошибочных битов — параметр, используемый при анализе канала на наличие битовых ошибок, является числителем в выражении для расчета BER. Битовые ошибки подсчитываются только во время пребывания канала в состоянии готовности.
ЕВ — error block число ошибочных блоков — параметр, используемый при анализе канала на наличие блоковых ошибок, является числителем в выражении для расчета BLER. Блоковые ошибки подсчитываются только во время пребывания канала в состоянии готовности.
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.
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. При этом измерение BER прерывается до восстановления работоспособности канала. Таким образом, управляемые проскальзывания, связанные с потерей одного или нескольких циклов информации, практически не влияют на значение BER. 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.
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. Обычно значение параметра BLER больше (хуже), чем параметра BER. 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.
Например, для сетей ATM принята кадровая структура передачи в виде кадров длины 53 бита. Ошибочный кадр уничтожается (дискартируется). В этом случае можно считать кадр ATM как блок длиною в 53 бита, а эквивалентом BLER будет параметр ошибки по кадрам CER (Cell Error Rate). В другом примере в качестве эквивалента блока может выступать сверхцикл ИКМ, а эквивалентом BLER будет ошибка по CRC.
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. В наибольшей степени параметр CLKSLIP связан с параметром неготовности канала (UAS). Сопоставление CLKSLIP и UAS позволяет выявить причину неготовности канала, в частности, связана ли она с нарушением синхронизации. Значение параметра CLKSLIP зависит от размера имитируемого прибором буфера, который может быть от 1 бита до нескольких килобайтов.
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. Встроенные средства самодиагностики современных большей части цифровых систем передачи используют именно этот механизм. Таким образом, при измерении параметра CRC можно не только оценить частоту ошибок, но и проверить работу системы самодиагностики.
При использования CRC часто возникает вопрос о необходимости измерения одновременно с ним и параметра BER. Здесь необходимо учитывать две особенности применения CRC. Во-первых, каждая ошибка CRC не обязательно связана с ошибкой одного бита информации. Несколько битовых ошибок в одном сверхцикле могут дать только одну ошибку CRC для блока.
Во-вторых, несколько битовых ошибок могут компенсировать друг друга и не войти в суммарную оценку CRC. Таким образом, при использовании CRC можно говорить не об истинном уровне ошибок в канале, а только об оценке их величины. Тем не менее, CRC является удобным методом контроля ошибок при проведении сервисного наблюдения за работающим каналом, когда практически невозможно измерить реальные параметры битовых ошибок.
CRC RATE — CRC errors rate частота ошибок CRC — показывает среднюю частоту ошибок CRC. По описанным выше причинам бывает лишь частично коррелирован с параметром BER.
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.
DGRM (%) — degraded minutes процент минут деградации качества — число минут деградации качества, выраженное в процентах по отношению ко времени, прошедшему с момента начала тестирования.
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.
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.
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. ES связан с другими параметрами простым соотношением: AS = ES + EFS.
ES (%) — errors seconds процент поражения сигнала ошибками — параметр связан с EFS (%) соотношением: ES (%) + EFS (%) = AS (%).
ESR — error seconds rate коэффициент ошибок по секундам с ошибками — параметр, практически равный ES (%).
LOSS — loss of signal seconds длительность потери сигнала (с) — параметр характеризует интервал времени, в течение которого сигнал был потерян.
PATL — pattern loss количество потерь тестовой последовательности — параметр, характеризующийся числом потерь тестовой последовательности, появившихся с момента начала теста.
PATLS — pattern loss seconds продолжительность времени потери тестовой последовательности — общее время потери тестовой последовательности с момента начала теста.
SES — severally errors seconds продолжительность многократного поражения ошибками, количество секунд, пораженных ошибками (с) — SES — интервал времени, измеряемый в секундах, пораженный ошибками несколько раз. В это время частота битовых ошибок составляет BER>10 -3 . Подсчет SES производится только во время готовности канала. Из определения видно, что SES -составная часть параметра ES.
Вторая интерпретация параметра SES связана с измерениями по блоковым ошибкам, тогда SES определяется как односекундный интервал времени, содержащий более 30% блоков с ошибками. Можно сказать, что во время подсчета параметра SES качество канала чрезвычайно плохое. Поэтому параметр SES является очень важным и входит в перечень обязательных к измерению параметров ИКМ рекомендаций G.821 и М.2100/М.550.
SES (%) — severally errors seconds относительная продолжительность многократного поражения ошибками — тот же параметр, выраженный в процентах.
SESR — severally error seconds rate коэффициент ошибок по секундам, пораженным ошибками — параметр, практически равный SES (%).
SLIP или CLKSLIP — clock slips число тактовых проскальзываний — параметр, характеризующийся числом синхронных управляемых проскальзываний, появившихся с момента начала теста. В наибольшей степени этот параметр связан с параметром неготовности канала (UAS). Сопоставление CLKSLIP и UAS позволяет выявить причину неготовности канала, в частности, связана ли она с нарушением синхронизации. Значение параметра CLKSLIP зависит от размера имитируемого прибором буфера, который может быть от 1 бита до нескольких килобайтов.
SLIPS или CLKSLIPS — clock slips seconds продолжительность тактовых проскальзываний -параметр характеризуется общим временем с наличием синхронных управляемых проскальзываний.
UAS — unavailability seconds время неготовности канала (с) — время неготовности канала начинает отсчитываться с момента обнаружения 10 последовательных интервалов SES и увеличивается после каждых следующих 10 последовательных интервалов SES. Счет UAS обычно начинается также с момента потери цикловой синхронизации или сигнала. Этот параметр связан со всеми предыдущими параметрами и определяет стабильность работы цифрового канала.
UAS (%) — unavailability seconds относительное время неготовности канала — предыдущий параметр, выраженный в процентах.
Источник: studbooks.net
ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛОВ ЦИФРОВОГО ТЕЛЕВИДЕНИЯ ПО ЭФИРНЫМ КАНАЛАМ СВЯЗИ
Основные требования к системам передачи сигналов цифрового телевидения по радиоканалам
В цифровых вещательных телевизионных системах по радиоканалам необходимо передавать цифровой сигнал — транспортный поток МРЕС-2 (точнее — транспортный поток стандарта ГЭУВ-Т). Этот цифровой сигнал необходимо передавать в выделенной для данного радиоканала полосе частот. При этом необходимо решать задачи модуляции несущего колебания цифровым сигналом и защиты его от помех.
Одним из главных требований к системам цифрового телевидения является использование существующих радиоканалов телевизионного вещания.
Для трансляции сигналов цифрового телевидения, особенно сели надо передавать сигналы нескольких программ обычной (стандартной) четкости в одном радиоканале или сигнал ТВЧ, необходимо увеличивать эффективность использования полосы частот радиоканала связи, что достигается применением более сложных методов модуляции несущей.
Другое важнейшее требование к системе цифрового телевидения — обеспечение высокой помехоустойчивости.
Как известно, цифровая информация передается в виде двоичных символов — единиц и нулей. Из двоичных символов состоят кодовые комбинации (кодовые слова), каждая из которых в случае цифрового телевизионного сигнала может содержать информацию, например, о значении одного отсчета этого сигнала.
В результате действия шумов и помех отдельные двоичные символы могут быть приняты с ошибкой. Это объясняется тем, что само по себе преобразование аналоговых сигналов в цифровую форму еще нс гарантирует высокой помехозащищенности передаваемой информации.
При этом надо иметь в виду, что проявление ошибок в цифровой телевизионной системе существенно отличается от заметности флуктуационного шума в аналоговой системе. Ошибка в одном двоичном разряде может изменить значение отсчета изображения многократно, сели она произошла в старшем разряде кодового слова. При использовании различных методов сокращения избыточности телевизионного сигнала одиночная ошибка может привести к искажению, например, участка строки или даже группы строк. Интенсивность ошибок характеризуется их относительной частотой /ош [ош/дв. символ], показывающей вероятность того, что принятый отдельный двоичный символ ошибочен. В англоязычной технической литературе эта величина обычно называется BER (Bit Error Rate — частота ошибок на 1 бит или коэффициент ошибок).
Вероятность ошибки в одном разряде может составлять 10 4 . 10 5 . Это означает, что при скоростях цифрового потока данных, равных нескольким десяткам Мбит/с, каждую секунду будут происходить сотни ошибок. Качество такого изображения будет неудовлетворительным. На практике даже несколько белых или черных точек на изображении могут оказаться заметными.
Рассмотрим основные причины возникновения ошибок:
- • воздействие шумов различной природы (тепловой шум, шум генерации- рекомбинации, фликкер-шум и т.д.), в большинстве случаев проявляющихся во входных каскадах приемной телевизионной аппаратуры;
- • индустриальные и атмосферные помехи;
- • помехи, создаваемые радиопередатчиками, работающими в этой же полосе частот в соседних районах (явление интерференции);
- • многолучевое распространение радиоволн, возникающее из-за отражений от искусственно созданных сооружений, например, жилых зданий, и от естественных возвышенностей, обусловленных рельефом поверхности земли.
Ошибки при приеме двоичных символов классифицируются на одиночные и пакетные (групповые). Одиночные ошибки, как правило, не зависят друг от друга. Пакетные ошибки искажают сразу несколько соседних двоичных символов. Например, вследствие воздействия достаточно продолжительной импульсной помехи несколько идущих подряд двоичных символов становятся равными нулю или единице.
Традиционными способами повышения помехоустойчивости цифровых телевизионных систем, обеспечивающих наземное вещание, являются:
- • увеличение мощности радиопередатчика;
- • выбор антенно-фидерных устройств с оптимальными для конкретного случая параметрами;
- • уменьшение уровня шумов в телевизионных приемниках путем применения малошумящей элементной базы;
- • рациональное планирование использования радиоканалов на смежных территориях.
К сожалению, все эти методы имеют ограничения, связанные с реальными техническими возможностями, с конечной шириной доступного эфирного диапазона частот, с высокой стоимостью приемной телевизионной аппаратуры и т.д.
В случае передачи цифровых сигналов значительное повышение помехоустойчивости может быть достигнуто путем применения кодов, исправляющих ошибки. В цифровых телевизионных системах одновременно с помехоустойчивым кодированием дополнительно выполняется операция перемешивания данных цифрового потока, которая преобразует пакетные ошибки в еовокунноеть одиночных ошибок. Данное преобразование имеет большое практическое значение, так как исправление одиночных ошибок является значительно более простой технической задачей по сравнению с исправлением пакетных ошибок.
Одновременно выполняемые операции перемешивания данных и помехоустойчивое кодирование очень часто называются канальным кодированием, которое реализуется непосредственно перед передачей цифровой информации по радиоканалу и, как правило, совмещается е модуляцией. Канальное кодирование, как правило, основано на введении некоторой избыточности в передаваемое сообщение для того, чтобы влияние помех на цифровой сигнал в радиоканале было минимальным.
Источник: ozlib.com