A hibaarány mérési módszerei

Mérési szempontból a hibaaránymérésnek két jól elkülöníthető csoportját szokás megkülönböztetni:

E két eljárás elvileg is eltérő mérési módszert igényel, és gyakorlati jelentőségük is különböző. A bitenkénti hibadetektálással főleg laboratóriumi méréseket, pontos vonalellenőrzést végezhetünk: pl. üzembehelyezéskor. A hiba figyelés módszer a PCM rendszer normális üzemét állandóan ellenőrzés alatt tartó (általában kisebb pontosságú) és riasztójelet is szolgáltatni képes eljárás.

Bitenkénti hibadetektálás

A bitenkénti hibadetektálás elvileg egyszerűen lehetséges úgy, ha a vételi helyen pontosan tudjuk, hogy milyen üzenetbitet kell kapnunk, és ezt összehasonlítjuk bitenként a ténylegesen vett üzenettel. Ennél a mérésnél táplálunk mérőjelet az összeköttetésbe.

Hiba figyelés

A hiba figyelésnél nem táplálunk mérőjelet a vizsgált összeköttetésbe. A méréssel nem egy pontos hibaarányt szeretnék detektálni, hanem pl. a hibaarány időben bekövetkezett hirtelen romlását, azaz az összeköttetés meghibásodását szeretnénk kimutatni. Számos megoldás létezik erre a célra. A leggyakrabban a vonali kódban rejlő redundanciát használják ki, vagy egy időnként küldendő speicális szinkronkódszó bitenkénti figyelése szolgáltat információt a bithibaarány nagyságrendjéről. A vonali kódok saját képzési szabályukból eredően általában rendelkeznek valamilyen többletinformációval, és ez aránylag egyszerű figyelő egység használatával lehetőséget nyújt a bithiba felismerésére. Pl. a bipoláris kódolásnál a bipolaritási szabály megszegése csak bithibából adódhat. A riasztás működtetésének legegyszerűbb módja, hogyha egy rendszeresen, fix időablakban működő hibaszámláló értéke egy pillanatban egy adott kritikus érték fölé emelkedik, akkor az riasztást kezdeményez.

          -A bitenkénti hibadetektálás módszerei

     A    bithibaaránymérés alapelrendezéseit az 1.1.. ábrák mutatják.
     Az 1.1.a  az  általános elrendezés elvét ábrázolja.

     

     Az 1.1.b  alatti ábra a legegyszerűbb  és legpontosabb módszer,
     de  hátránya, hogy  csak laboratóriumban  alkalmazható (vagy ü-
     zemben  visszahurkolt  adó-vevő iránnyal),  mivel e  méréshez a
     be- és  kimeneteknek  egy helyen  kell rendelkezésre  állnia. A
     késleltető  négypólus  segítségével fázisba  hozhatóak az adott
     és vett impulzusok, és  antivalencia  végzéssel elő lehet állí-
     tani az eltérő biteket kimutató  számlálójelet. Még egy  előnye
     e    megoldásnak, hogy  közvetlenül a vonali jeleket is  használ-
     hatjuk  összehasonlításra.

     

     Az 1.1.c  ábra  tartalmaz   egy  Referencia Generátort, amely az
     adóoldali   Generátor  jeleivel  azonos  álvéletlen jelsorozatot
     állít elő. A vett jelet  egy N tagú  tolóregiszter nyeli el, és
     erről  szinkronizál az  említett  Referencia Generátor is. Ez a
     módszer már  pont-pont  mérésre is használható, hiszen szinkro-
     nizálás  után a vételi oldal már tudja, hogy milyen  bitsorozat
     fog  érkezni az  adó oldal  felöl. Az  összehasonlítás és hiba-
     számlálás az  előzőkhöz  hasonlóan  történhet. Hátránya a   mód-
     szernek, hogy tényleges  összehasonlítás  csak a szinkronizálás
     után  történhet,  ami a mérés  időtartamát  megnöveli. Követel-
     mény  továbbá, hogy a  szinkronizmusból való kiesés, és annak a
     visszanyerése ne okozhasson  hibát, mert az meghamisítaná a mé-
     rést.

     

     Az 1.1.d  ábrán nem szinkronizált regenerátor működik. A  véte-
     li oldalon beérkező jelsorozat egy adóoldalihoz hasonló tolóre-
     giszteres álvéletlen (PRBS) generátorra jut, amelyben a vissza-
     csatoló  hurok  fel van  vágva. Hibátlan  bitek vétele esetén a
     vett bit és a B ponton előállított bit azonos értékű. Más eset-
     ben az  eltérést a komparátor indikálja. E módszer előnye, hogy
     nem kell szinkronizálni, de hátrányként jelentkezik, hogy a hi-
     básan vett bit végigvonul a tolóregiszteren, és így többször is
     okozhat hibaszámlálást. Ez kiküszöbölhető, ha egyidejűleg  csak
     egy hibás bitet tartalmaz a tolóregiszter.
 
     

            A bitenkénti hibadetektálás vizsgáló jele


     Az adatátviteli összeköttetések  minősége legfőbb mér-
     tékben  fizikai  vonalak  átviteli  karakterisztikáin  múlik. A
     vonali jeleket tehát  úgy választják meg, hogy  optimálisan il-
     leszkedjen  ezekhez  a  vonali  jellemzőkhöz.  A  vonali  jelek
     hosszú idejű átlagát  állandónak  feltételezik a csatornák ter-
     vezésekor. Ezért, hogy jó  eredményt kapjunk a csatorna minősé-
     géről kell, hogy az alkalmazott jelek előfordulási valószinűsé-
     gei hosszú idő  alatt  állandóak legyenek. A  vonal tesztelését
     szolgáló  bitenkénti hibaarányvizsgálat ezért nem végezhető de-
     terminisztikus  jellel. Erre  a célra a digitális jelek látszó-
     lag véletlen egymásutánja  szolgáltathat csak jó eredményt. Ezt
     valósítja meg a (PRBS) álvéletlen generátor. Ez az eszköz szab-
     ványokban és ajánlásokban  meghatározott  hosszúságú és vissza-
     csatolási módú tolóregiszterből, és visszacsatoló(általában ki-
     záró vagy) kapuból áll. A jelsorozat maximális hossza L=(2)ü -1

     Ennyi bitenként  ismétlődik a jelsorozat. Az n: a tolóregiszter
     rekeszeinek  a számát jelöli. Elindítás  elött a tolóregisztert
     fel kell tölteni az indító kóddal. Az előállított jelsorozat az
     n db 0 kivételével  minden n bites bitsorkombinációt tartalmaz.
     Ennek  eredményeként a jelsorozat egyenértéke (így a vonali jel
     DC szintje) mindig  állandó. Fontos előnye továbbá, hogy az em-
     lített  jelsorozat  jól reprodukálható. [3]

              A spektrum szempontjából a mérőjel céljára a fehér zaj
     lenne a legalkalmasabb, hiszen ez egyenletes teljesítmény spek-
     trumot képvisel, azonban a hibadetektálás így igen nehéz lenne.
     Ezért célszerű olyan mérőjelet választani, amely bizonyos hatá-
     rok között jól utánozza a fehér zajt. Az  álvéletlen jelsorozat
     vonalas  spekrummal  rendelkezik. Egy Fc frekvenciával előállí-
     tott L = 2ü - 1 maximális hosszúságú álvéletlen jel spektrumvo-
     nalainak távolsága Fs =Fc/L . A vonalak burkolója [sinx/x] ala-
     kú, és k/Tc  helyeken vesz fel 0 értékét. Ha kellően nagy maxi-
     mális hosszúságú jellel végezzük a mérést, akkor a  spektrumvo-
     nalak kellően sűrűek, és az f ó  0.45/Tc tartományban jól köze-
     lítik a fehér zaj spektrumának jellegét. [4]

     Az 1.2 ábra egy 2047 max hosszú PRBS előállítására mutat példát.

     

Irodalom:
         Lajkó-Lajtha: PCM a távközlésben. /695-710/
         Nagy Csaba: Diplomaterv 1992.