MODMER / Long Entry

Mérési eljárások - Hibaarány mérése

Bevezető
A bithibaarány definíciója és mérése
Hibafigyelési eljárások
A mérési eredmények megjelenítése
A hibaarány mérés értékelése (ITU-T G.821)

Bevezető

Digitális jelátvitel esetén az adott és vett jelsorozat elemei eltérhetnek egymástól. Ha az adott és vett jelsorozat egy elemi jele, (bitje) eltérő értékű, bithibáról beszélünk. A bithibák oka rendkívül sokféle lehet. Gondoljunk arra, hogy a vonalszakaszon a jelek átvitele végül is analóg módon történik, a vonal lineáris torzításai szimbólumközi áthallást eredményezhetnek, a vonalon zavaró jelek adódhatnak a továbbított jelhez, melyek azt eredményezik hogy a vevő hibásan dönt az elemi jel értékéről.

A bithibaarány definíciója és mérése

Definíció szerint a bithibaarány : (BER Bit Error Ratio)

                          hibás elemi jelek száma
                BER = --------------------------------
                        az összes vett elemi jel száma

A bithibaarány definíció szerinti mérésekor a mérőkészülék adórésze folyamatosan ismert vizsgáló jelsorozatot (PRBS) küld az összeköttetésre. A vétel helyén a vett jelsorozatot összehasonlítjuk a helyben előállított vizsgáló jelsorozattal. Az eltérő elemi jeleket, és a vett összes elemi jelet megszámoljuk (BIT ERROR COUNTER) .

A bithibaarányhoz hasonlóan definiálható hibaarány összetett elemi jelsorozatokra (karakter, blokk, csomag, üzenet stb) is.

Hibafigyelési eljárások

A definíció szerinti hibaarány mérése sok esetben nem szükséges, és nem is lehetséges, mert:

A vizsgálathoz mérőjelet kell táplálni a vizsgált objektumba, ez sok esetben nem lehetséges, mert az objektum üzemel, rajta élő forgalom halad át.
Az élő forgalom továbbítása kódoltan, keretezetten, történik, így előfordul, hogy a meghibásodás pl. a keret egy bitjét éri, ezáltal a keretben előforduló hibák figyelésével is tudunk következteni a bithibákra. E vizsgálathoz nem kell mérőjelet táplálni a vizsgált rendszerbe. A mérőműszerekben a következő - élőforgalom melletti - hibafigyelési eljárásokat valósították meg:
- Kódhiba - itt a vett jelben a vonali kódolási szabálysértéseket (pl. bipoláris szabálysértés) számoljuk, melyek forrásai a bithibák a vonalon.
- Kerethiba - itt a vett keretben a keretszinkron kódszóban fellépő hibákat számoljuk. Ez a vizsgálat felfogható egy mintavételes bithibaarány mérésnek, mely időben egyenletes eloszlású bithibák esetén ugyanolyan jó eredményt ad mint a folytonos bithibaarány mérés. A mintavételes bithibaarány mérés ideje azonban jóval hosszabb mint a folytonosé adott konfidenciaszintű eredményhez.
- CRC-hiba - itt a vett CRC-hibás kereteket számoljuk.
- Felügyeleti jelzések - itt az interfész felügyeleti jelzéseit (PCM, STM-1, Ethernet) számoljuk.
Jel csomagok továbbításakor egy bithiba az egész csomag elvesztését jelentheti. Nem tudjuk megmondani, hogy a csomagvesztés hány bithiba eredménye.

A mérési eredmények megjelenítése

A hibaarány mérő műszerek a BER kijelzésén túlmenően a mérési idő alatt vett hibás bitek számát megjelenítik numerikusan táblázatos formában, valamint grafikusan is hisztogram formában.

A mérési eredményeket a táblázatos és grafikus megjelenítésen túl a mérőkészűlékek még több formában is értékelhetik. Ezek:

- BERT kiértékelés, (karakter, blokk, üzenet hibaarány)
- az ITU-T G.821 ajánlás szerinti kiértékelés

A hibaarány mérés értékelése (ITU-T G.821)

A bithibaarány mérés eredménye önmagában nem sokat mond a vizsgált összeköttetés minőségéről, a különböző vonalszakaszokon végzett mérések eredménye nehezen hasonlítható össze. Ezen segít az ITU-T G.821-es ajánlása, mely bemutat - egy bithibaarány mérésen alapuló - értékelő eljárást digitális összeköttetések minősítésére. Az értékelő eljárás 64 Kbit/sec átviteli sebességre vonatkozik, de tartalmaz nagyobb átviteli sebességekhez eredménykonverziót.

Az eljárás fő lépései:

Az eljárás használatakor a mérési időt sok kis elemi (T₀) időintervallumra bontjuk fel. A T₀ értékére az ajánlás egy másodpercet ír elő.
A mérés során időintervallumonként megszámoljuk a bithibákat.
Az eljárás következő lépéseként osztályozzuk és számláljuk az időintervallumokat a következő módon:
- Error free seconds [EFS] (hibamentes másodpercek) : azon másodpercek száma, melyben nem volt bithiba.
- Errored seconds [ES] (hibás másodpercek): azon másodpercek száma, melyben kevés bithiba volt. legalább egy bittévesztést tartalmaznak. Erre nézve a G.821 e- lőírja, hogy kevesebb, mint 8 %-át alkothatják az összes másod- perceknek, amelyeken belül az összeköttetés megfelelő volt. Egy a hibamentes másodperceknek legalább 92 %-nak kell lennie.
- Severely errored seconds [SES] (súlyosan hibás másodpercek): azon másodpercek száma, melyben sok bithiba volt. A sok bithiba azt jelenti hogy az időintervallumban a BER rosszabb mint 1E-3. Ez az esetek kevesebb, mint 0.2 %-ában fordulhat csak elő.
- Degraded minutes [DM] (Csökkent értékű percek): azon percek száma amelyeken belül a bithibaarány roszabb, mint 1E-6. Ezen percek számából azonban kevesebb kell legyen, mint 10 % . Az itt említett eredmények képzését a következő eljárásdiagram mu- tatja. Ezen mérési eredmények birtokában besorolhatók a beren- dezések és áramkörök Local grade , Medium grade és High grade minőségi csoportokba.
A számlálást fel kell függeszteni abban az esetben, ha a BER tartósan nagyon rossz. Ekkor azt mondjuk: a vizsgált összeköttetés nem áll rendelkezésre (használhatatlan). A használhatatlan periódus 10 egymást követő súlyosan hibás másodperc után kezdődik, és 10 egymást követő nem súlyosan hibás másodperc után ér véget.
Az előző pontban képzett mérőszámokat normáljuk a rendelkezésre állási időre, majd a normált értékeket összehasonlítjuk küszöbszintekkel, és ennek alapján minősítjük az összeköttetést megfelelőnek/nem megfelelőnek. A minősítési küszöbszintek az ajánlás alapján egy 2500 km-es ún. hipotetikus referenciaáramkörre (HRX) a következők:

Példa a WANDEL UND GOLTERMANN cég 1992-es évi műszerkatalógusából, hogyan néz ki egy ilyen kiértékelés eredménye.