Измерение коэффициента ошибок каналов передачи данных - Ремонт и установка крупной бытовой техники

6.1. Определения коэффициента ошибок

6.2. Математическое выражение коэффициента битовых ошибок

6.3. Нормы на параметры ошибок систем передачи

6.4. Принципы построения измерителей ошибок

6.5. Техника измерения коэффициента ошибок

6.1. Определения коэффициента ошибок

Коэффициент ошибок – важнейшая характеристика линейного тракта. Он измеряется как для отдельных участков регенерации, так и для тракта в целом. Определяется коэффициент ошибок k_ОШ, по формуле:

k_ОШ= N_ОШ/N, (6.1)

где N – общее число символов, переданных за интервал измерения; N_ОШ– число ошибочно принятых символов за интервал измерения.

Измерение коэффициента ошибок носит статистический характер, так как получаемый за конечное время результат является случайной величиной. Относительную погрешность измерения в случае нормального закона распределения числа ошибок, что допустимо при N≥10, можно определить по формуле:

. (6.2)

Здесь — коэффициент, зависящий от доверительной вероятности результата измерений:

, (6.3)

где — обратная функция интеграла вероятности :

. (6.4)

Значение k_ОШ позволяет оценивать вероятность ошибки p_ОШ – количественную оценку помехоустойчивости. Область возможных значений оценки, в которой с заданной доверительной вероятностью будет находиться значение p_ОШ, определяется верхней (p_В) и нижней (p_Н) доверительными границами. При нормальном законе распределения числа ошибок значения p_В и p_Н определяются по формулам:

, (6.5)

, (6.6)

Очевидно, что точность оценок вероятности ошибки и коэффициента ошибки растет с увеличением N. Общее число символов цифрового сигнала, переданных за интервал измерения T, зависит от скорости передачи B: N = TB. Отсюда следует, что чем больше скорость передачи, тем быстрее и точнее можно оценить коэффициент ошибок.

6.2. Математическое выражение коэффициента битовых ошибок

Определим коэффициент битовых ошибок для реальных приёмников, которым свойственно наличие различных источников шумов. При этом будем считать, что приёмник принимает решение, какой бит (0 или 1) был передан в каждом битовом интервале путем стробирования фототока. Очевидно, что из-за наличия шумов данное решение может быть неверным, что приводит к появлению ошибочных битов. Поэтому, чтобы определить коэффициент битовых ошибок, необходимо понять, каким образом приемник принимает решение относительно переданного бита.

Обозначим через I₁ и I₀ фототоки, стробированные приемником в течение 1 и 0 битов, соответственно, а через s₁² и s₀² соответствующие шумы. Принимая, что последние имеют гауссовское распределение, проблема установления истинного значения принятого бита имеет следующую математическую формулировку. Фототок для битов 1 и 0 является выборкой гауссовской переменной со средним значением I₁ и вариацией s₁, а приёмник должен отслеживать этот сигнал и решать, является ли переданный бит 0 или 1. При этом существует много возможных правил принятия решения, которые могут быть реализованы в приёмнике с целью минимизации коэффициента битовых ошибок. Для значения фототока I этим оптимальным решением является наиболее вероятное значение переданного бита, которое определяется путём сравнения текущего значения фототока с пороговым значением I_п, используемым для принятия решения.

Рисунок 6.1. Функция плотности вероятности фототока принятых сигналов

Пусть при I ³ I_п принимается решение о том, что был передан бит 1, в противном случае – бит 0. Когда биты 1 и 0 равновероятны, что и рассматривается в дальнейшем, пороговый ток приблизительно равен:

(6.7)

Геометрически I_п представляет собой значение тока I, для которого две кривые плотности вероятностей (рис. 6.1) пересекаются.

Вероятность того, что I < I_п, т. е. вероятность ошибки при передаче бита 1, обозначим через Р_0,1, а вероятность решения для переданного бита 1, когда I ³ I_п при переданном 0, обозначим Р_1,0.

Пусть Q(х) обозначает вероятность того, что нулевая средняя вариация гауссовской переменной превышает значение х, тогда:

(6.8)

(6.9)

(6.10)

Можно показать [14], что BER определяется,

(6.11)

Очень важно отметить, что в ряде случаев эффективным является использование изменяемого в зависимости от уровня сигнала порога принятия решения, как, например, шума оптического усилителя. Многие высокоскоростные приёмники обладают такой особенностью. Однако более простые приемники имеют порог, соответствующий среднему уровню принимаемого тока, а именно (I₁ + I₀)/2. Такая настройка порогового значения дает большой коэффициент битовых ошибок, определяемый выражением [14].

(6.12)

Выражение (6.11) можно использовать для оценки BER, когда известны как мощность полученного сигнала, соответствующего битам 0 и 1, так и статистика шумов.

6.3. Нормы на параметры ошибок систем передачи

Битовые ошибки являются основным источником ухудшения качества связи, проявляющегося в искажении речи в телефонных каналах, недостоверности передачи информации или снижении пропускной способности передачи данных, и характеризуются статистическими параметрами и нормами на них, которые определены соответствующей вероятностью выполнения этих норм. Последние делятся на долговременные и оперативные нормы, первые из которых определяются рекомендациями ITU-T G.821 и G.826, а вторые – М.2100, М.2110 и М.2120, при этом, согласно М.2100, качество цифрового тракта по критерию ошибок делят на три категории:

нормальное – BER < 10^-6;

пониженное – 10^-6≤ BER < 10^-3 (предаварийное состояние);

неприемлемое – BER ≥ 10^-3 (аварийное состояние).

Так как появление ошибок является следствием совокупности всех текущих условий передачи цифровых сигналов, имеющих случайный характер, то при отсутствии данных о законе распределения ошибок его отдельные элементы могут быть определены с определенной степенью достоверности только по результатам продолжительных измерений. В то же время на практике необходимо, чтобы значения параметров ошибок для ввода в эксплуатацию и технического обслуживания систем передачи основывались на достаточно коротких интервалах времени измерения. Исходя из этого, были определены следующие параметры ошибок [14]:

секунда с ошибками (error second, ES) – односекундный интервал, содержащий хотя бы один ошибочный бит;

секунда, пораженная ошибками (severely error second, SES) – односекундный интервал с BER ≥ 10^-3.

Данные параметры ошибок должны оцениваться в течение времени готовности (available time), отсчет которого начинается с первой секунды из десяти следующих друг за другом секунд, в каждой из которых BER<10^-3. ITU-T M.2100 регламентирует нормы качества (performance objectives, PO) на выраженные максимальным процентом времени параметры ошибок, которые зависят только от скорости передачи и приводятся для условного эталонного соединения (hypothetical reference connection, HRC/HRX/) длиной 27500 км. При этом нормы качества распределяются по участкам соединения соответствующей категории качества. В качестве эталонной модели такого распределения принимается участок высокой категории качества протяженностью 25000 км, которому присваивается 40% от общей нормы качества на параметры ошибок передачи точка-точка, что в пересчете на 1 км, дает 0.0016 %/км.. Остальные 4 участка (2 среднего качества и 2 с приемлемым качеством) длиной 2 х 1250 км расположены по обе стороны от центрального. Поэтому распределение, пропорциональное протяженности L км тракта высокой категории качества, будет определяться, как

A_L= 0.0016 · L %/км. (6.13)

Нормы качества на цифровые тракты и каналы подразделяются на настроечные и эксплуатационные, причем вводимые в эксплуатацию впервые или после проведения корректирующих действий они должны сдаваться по настроечным нормам качества, а в процессе эксплуатации должны соответствовать эксплуатационным нормам. Обычно [105] эксплуатационная норма представляется в виде эталонной нормы качества (reference performance objective, RPO)

RPO = A · T · PO, (6.14)

а настроечная, включающая запас на старение, используемая при вводе в эксплуатацию (bringing into service objective, BISO), определяется, как половина RPO, т.е.

BISO = RPO/2. (6.15)

Здесь PO – норма качества оцениваемого параметра, а T = 86400 с (одни сутки) – продолжительность измерений (количество односекундных интервалов).

Для анализа результатов, полученных в процессе измерений, используются также предельные значения S1и S2 норм (рисунок 6.2), которые соответствуют числу событий (ES,SES) и определяются, как:

S1 = RPO/2 – D и S2 = RPO/2 + D, (6.16)

где D = 2 — дисперсия оцениваемого параметра.

Рисунок 6.2. Предельные значения и условия ввода в эксплуатацию системы передачи

При соответствии результатов измерений норме S1 цифровой тракт может быть введен в эксплуатацию без всякого сомнения, а при превышении нормы S2 в обязательном порядке требуется повышение качества испытываемого цифрового тракта, т.е. должны быть проведены корректирующие действия с повторными измерениями. Если значение ES или SES лежит в интервале от S1 до S2, цифровой тракт может быть введен в эксплуатацию условно или временно с продолжением измерений в течение 7 суток. Данный подход к оценке качества цифровых систем передачи по параметрам ошибок позволяет сократить время измерений и получить норму цифрового тракта суммированием норм цифровых участков. При этом значения RPO, D, S1 и S2 выражаются в виде числа событий за установленный интервал времени, а не в виде процентов времени.

Для измерения коэффициента ошибок разработан ряд специальных BER анализаторов – измерителей коэффициента ошибок, включающих генераторы псевдослучайных и детерминированных последовательностей передаваемых кодированных символов, а также приемное оборудование, осуществляющее собственно измерение коэффициента ошибок. В случае посимвольного сравнения кодов измерение может быть выполнено с использованием шлейфа, т.е. путем измерения ошибок с одной оконечной станции при установке на противоположном конце шлейфа. Другой метод основан на выделении ошибок благодаря избыточности используемых кодов и используется для измерений от передающей до приемной сторон тракта или участка линии, т.е. когда выделение и фиксация ошибок производятся на ее приемном конце. Очевидно, что в первом случае требуется использование одного комплекта, а во втором – двух комплектов приборов. При этом измеренное значение коэффициента ошибок отражает качество передачи при прохождении сигнала в обоих направлениях и в каждом направлении соответственно.

6.4. Принципы построения измерителей ошибок

В зависимости от скорости передачи контролируемой системы передачи в анализаторе используются различные схемотехнические решения.

Рисунок 6.3. Генератор низкоскоростного BER анализатора

Низкоскоростной генератор тестовых кодов и детектор ошибок. Используемый в телекоммуникациях анализатор BER, состоящий [106] из генератора тестовых кодов и собственно анализатора ошибок, представлен на рисунках 6.3 и 6.4. Он предназначен для невысоких (до 200 Мбит/с) битовых скоростей, учитывая, что максимальные типовые скорости составляют 44.736 Мбит/с (DS3) в Северной Америке и 139.364 Мбит/с – за пределами Северной Америки.

PRBS с генератором кодовых групп, представленный на рис. 6.16, синхронизируется либо от источника тактового сигнала с фиксированной частотой (согласно G.703), либо от синтезатора, осуществляя тем самым изменение частоты синхронизации. В связи с этим использование данных средств требует задания некоторых определенных частот синхронизации и наличия возможности обеспечения их небольших смещений от ±15 до ±50 ppm. Для повторения тестовых кодов схема PRBS и генератор кодовых групп обычно имеют триггерную схему, управляющую либо выходным усилителем бинарных данных, который обеспечивает данные и данные с сопровождающим синхросигналом, либо выходную схему кодированных данных. Это позволяет создавать цикловую синхронизацию сигнала в соответствии с требованием, например, системы SONET/SDH. Кроме этого, данная схема способствует созданию соответствующего интерфейсного кода для эффективного восстановления тактовой синхронизации. Выходной усилитель обеспечивает необходимый уровень сигнала в соответствии со спецификацией электрического интерфейса, в том числе сигнала с чередованием полярности импульсов.

Рисунок 6.4. Низкоскоростной детектор ошибок

Детектор ошибок, показанный на рисунке 6.4, получает стандартный кодированный сигнал, восстанавливает генератор синхросигнала и устраняет кодирование для обеспечения бинарной даты и синхросигналов. Он обнаруживает любые нарушения алгоритма интерфейсного кода и посылает сигналы на счетчик ошибок, что составляет первый уровень процесса обнаружения ошибок. При работе с цикловыми сигналами приемник захватывает любой присутствующий элемент цикловой синхронизации, проверяет наличие цикловых ошибок и декодирует любые встроенные сигналы тревоги, или CRC биты, тем самым обеспечивая возможность измерения.

Наконец, бинарные данные и синхросигнал направляются на детектор ошибок и генератор эталонных тестовых кодов, которые проверяют полученный тестовый код бит за битом на предмет обнаружения логических ошибок. Временная база контролирует пропускание измерения для непрерывного, периодического и ручного режима. Накопленное количество ошибок обрабатывается для получения значения BER и анализа функционирования при наличии ошибок.

Высокоскоростной генератор тестовых кодов и детектор ошибок. На рисунках 6.5 и 6.6 показаны схемы [14] для 3 Гбит/с генератора тестовых кодов и детектора ошибок. Вследствие высокой битовой скорости генерация последовательных PRBS и кодовых групп на этой скорости не представляется целесообразной. Поэтому тестовые коды генерируются (рисунок 6.5) как параллельные 16-битные кодовые группы при максимальной скорости 200 Мбит/с, используя затем выполненные по биполярной технологии регистраторы смещения и высокоемкостную память. Высокоскоростные схемы обычно выполняются на основе арсенид-галлиевых логических схем, преобразующих параллельные данные в последовательный поток на скорости до 3 Гбит/с.

Согласно данной схеме, вход синхросигнала генерируется синтезатором частоты, согласующее устройство управляется через линию фиксированной задержки, а генератор тестовых кодов и выходной усилитель синхронизируются через схему дискретной и плавно изменяемой задержки, так что фаза синхросигнала/данных может изменяться как в положительном направлении, так и в отрицательном. Дискретные значения задержки составляют 250, 500 и 1000 пс, тогда как диапазон плавной задержки лежит в пределах от 0 до 250 пс с 1 пс инкрементом.

Корректор временной диаграммы, связанный с выходным усилителем, пересинхронизирует данные через триггер D типа для поддержания минимального фазового дрожания. Так как подобный тип тестового устройства обычно используется при проведении лабораторных измерений, выходные уровни синхросигнала и данных и постоянные смещения могут варьироваться для того или иного конкретного случая использования.

Детектор ошибок, показанный на рис. 6.6, имеет простое параллельное соединение, в связи с чем входы синхросигнала и данных проходят через схемы дискретной и плавной задержки, обеспечивая оптимальную настройку при обнаружении ошибок для любой фазы синхросигнала/данных. Действительно, путем настройки под контролем внутреннего процессора решающего порога и фазы синхросигнала условия функционирования детектора ошибок могут быть оптимизированы автоматически. Высокоскоростной демультиплексор преобразует последовательный поток данных в 16-битные параллельные кодовые группы наряду с поделенным на 16 синхросигналом. Параллельно соединенный генератор эталонных тестовых кодов синхронизируется с входными данными и осуществляет сравнение битов, поэтому любая ошибка фиксируется одним из двух счетчиков, первый из которых подсчитывает число ошибок, а второй – общее число битов. Процессор измерения обеспечивает анализ функционирования при наличии ошибок с разрешением до 1 мс.

6.5. Техника измерения коэффициента ошибок

Рассмотрим измерение коэффициента ошибок путем посимвольного сравнения и подсчета ошибочно принятых элементарных импульсов. Для этого вначале (перед измерением) на передающей станции с помощью оптического аттенюатора устанавливают заданный в технических условиях на аппаратуру линейного тракта уровень оптического излучения. Затем на передающем конце подключают генератор испытательных сигналов, а на приемном – измеритель коэффициента ошибок и, изменяя значения уровней средней мощности, измеряют коэффициент ошибок. Время измерения определяют в зависимости от скорости передачи, объема информации и значений коэффициента ошибок К_ошi (BER_i).

Коэффициент ошибок при заданном уровне оптического излучения вычисляют по формуле [14]

(6.17)

где

, , (6.18)

где и — погрешность и среднее значение коэффициента ошибок при пяти и более измерениях с интервалом 3 мин, соответственно, a — коэффициент, учитывающий наличие погрешности измерения при проведении n измерений.

Источник

6.1. Определения коэффициента ошибок

6.2. Математическое выражение коэффициента битовых ошибок

6.3. Нормы на параметры ошибок систем передачи

6.4. Принципы построения измерителей ошибок

6.5. Техника измерения коэффициента ошибок

6.1. Определения коэффициента ошибок

k_ОШ= N_ОШ/N, (6.1)

. (6.2)

Здесь — коэффициент, зависящий от доверительной вероятности результата измерений:

, (6.3)

где — обратная функция интеграла вероятности :

. (6.4)

, (6.5)

, (6.6)

6.2. Математическое выражение коэффициента битовых ошибок

Рисунок 6.1. Функция плотности вероятности фототока принятых сигналов

(6.7)

(6.8)

(6.9)

(6.10)

Можно показать [14], что BER определяется,

(6.11)

(6.12)

6.3. Нормы на параметры ошибок систем передачи

нормальное – BER < 10^-6;

пониженное – 10^-6≤ BER < 10^-3 (предаварийное состояние);

неприемлемое – BER ≥ 10^-3 (аварийное состояние).

секунда с ошибками (error second, ES) – односекундный интервал, содержащий хотя бы один ошибочный бит;

секунда, пораженная ошибками (severely error second, SES) – односекундный интервал с BER ≥ 10^-3.

A_L= 0.0016 · L %/км. (6.13)

RPO = A · T · PO, (6.14)

BISO = RPO/2. (6.15)

S1 = RPO/2 – D и S2 = RPO/2 + D, (6.16)

где D = 2 — дисперсия оцениваемого параметра.

Рисунок 6.2. Предельные значения и условия ввода в эксплуатацию системы передачи

6.4. Принципы построения измерителей ошибок

Рисунок 6.3. Генератор низкоскоростного BER анализатора

Рисунок 6.4. Низкоскоростной детектор ошибок

6.5. Техника измерения коэффициента ошибок

Коэффициент ошибок при заданном уровне оптического излучения вычисляют по формуле [14]

(6.17)

где

, , (6.18)

3.1 Бинарный канал и методы анализа его параметров.

Рассмотрение
методологии измерений цифровых каналов
начнем с описания методов измерения
цифровых каналов с передачей информации
в простой двоичной форме (без линейного
кодирования) — бинарных цифровых каналов
(рис. 6). В современных
информационно-телекоммуникационных
системах для передачи цифровой информации
используются различные типы модуляции
и многоуровневого кодирования, однако
оконечное оборудование систем передачи
в той или иной степени использует именно
бинарный цифровой канал, поэтому
методология измерений бинарного канала
является фундаментом измерений цифровых
каналов связи. Более того, для анализа
систем с различными типами модуляции
и кодирования используются данные
методологии измерений по битам, т.е.
имитируется процесс декодирования
(демодуляции) сигнала до двоичного вида,
а затем полученный сигнал анализируется.
Таким образом, методология измерений
параметров бинарного канала представляет
собой инвариант методологии измерений
любых цифровых каналов.

Рисунок 6 — Бинарный
цифровой канал

Основное назначение
бинарного цифрового канала — это передача
цифровой информации в двоичной форме,
т.е. в виде битов, поэтому основные
параметры качества такой цифровой
передачи связаны с параметром ошибки
по битам (Bit Error Rate — BER) и его производными.
Измерения по параметру BER вошли в методики
измерений всех первичных и вторичных
сетей.

Для правильного
понимания всех нюансов измерений
цифровых каналов связи необходимо
глубокое понимание технологии измерений
бинарного цифрового канала.

Различаются два
типа измерений бинарного канала —
измерения с отключением канала и
измерения без отключения канала. При
отключении канал не используется в
процессе измерений для передачи реального
цифрового трафика. В качестве источника
и приемника двоичного сигнала используются
анализаторы цифрового канала. Измерения
без отключения канала предусматривают
использование специальных алгоритмов
анализа параметров канала в процессе
при передаче реального трафика.

При измерениях с
отключением канала сигнал передается
в виде тестовой последовательности,
которая принимается на другом конце
канала (приемник) и затем проводится
анализ ошибок, вносимых каналом.
Анализатор приемника должен обеспечивать
предсказание структуры последовательности,
т.е. требуется так называемая синхронизация
тестовой последовательности. Для
измерений используются разные тестовые
последовательности, фиксированные и
псевдослучайные, с различными алгоритмами
синхронизации тестовой последовательности.
Измерения с отключением канала — это
единственный метод анализа параметров
бинарного цифрового канала с точностью
до единичной ошибки по битам (битовая
ошибка). Это гарантируется принципом
сравнения реально принятой последовательности
битов с предсказанной, которая, в свою
очередь, точно совпадает с генерируемой
последовательностью.

Измерения без
отключения канала часто называются
мониторингом, поскольку проводятся в
режиме работающего канала, а анализатор
в этом случае подключается параллельно
и осуществляет пассивный мониторинг
канала. Алгоритм организации измерений
основан на применении различных типов
цикловых кодов или служебной информации,
передаваемой в канале. Действительно,
в реально работающем канале, с реальным
трафиком нельзя предсказать передаваемую
информацию, следовательно нельзя просто
сравнить реальную последовательность
битов с предсказанной последовательностью,
поэтому невозможно локализован единичную
битовую ошибку. Методы измерения без
отключения канала основаны на идентификации
битовой ошибки в некотором блоке
переданной информации, таким образом,
объективная точность измерения ограничена
размерами блока. Обычно две ошибки в
блоке идентифицируются как одна. В то
же время несомненное преимущество
метода — отсутствие необходимости
отключения канала — определило широкое
его распространение.

Возникновение
ошибок по битам и их влияние на параметры
цифровой передачи

В аналоговых
системах передачи канал, воздействуя
на параметры передаваемого аналогового
сигнала, снижает качественные параметры
сигнала. В цифровых системах передачи
различные воздействия на цифровой канал
приводят к снижению основного качественного
параметра — параметра ошибки. Причины
возникновения ошибок в цифровом канале
имеют аналоговую природу, поскольку
связаны с интерференцией, затуханием
в линии и различными аддитивными шумами
(рис. 7).

Рисунок 7 — Основные
источники ошибок в цифровом канале

На рисунке 7
представлены основные источники ошибок
в цифровом канале: искажения, наличие
импульсных помех, аддитивный шум в
канале и затухание в линии. Как видно,
наличие искажений в канале может быть
связано как с затуханием, так и с
отражением сигнала. Источниками шумов
выступают физически разрушенный кабель
(например, разбитая пара), слишком малое
поперечное сечение, большая распределенная
емкость в кабеле. Другим важным источником
шумов являются интерферирующие импульсы
или импульсные помехи в канале. Источниками
ошибок здесь могут быть силовые кабели,
проложенные в непосредственной близости
от линии связи, нарушение оболочки
кабелей, сигнализация по постоянному
току. Наиболее существенным и многоплановым
фактором влияния на параметры цифрового
канала является наличие аддитивных
шумов различной природы. Источниками
ошибки здесь могут быть нарушение
балансировки кабеля, параметра скручивания
витой пары, интерференция с различными
радиочастотными и СВЧ-сигналами, сигналы
вызова, нарушение полярности кабеля
(перепутанные жилы, короткое замыкание
между жилами и т.д.) Высокий уровень
шумов может привести к значительному
увеличению параметра ошибки.

Цифровые системы
передачи имеют большую по сравнению с
аналоговыми системами помехозащищенность.
Однако закономерность влияния уровня
шума на параметр ошибки справедлива
только для большого отношения сигнал/шум.
Если рассматривать влияние интерференции
на параметры цифрового канала, то эту
закономерность можно схематически
представить графиком рисунок 8. Как
видно из графика, цифровые системы
передачи имеют определенный порог
чувствительности к интерференции, в
отличие от аналоговых систем передачи,
где имеет место прямая зависимость
эффекта влияния интерференции от ее
уровня. Однако влияние интерференции
на параметры цифровых систем передачи
более существенно, и с определенного
уровня эффект этого влияния даже
превышает эффект воздействия на параметры
аналоговых систем.

Рисунок 8 — Влияние
интерференции на параметры аналоговых
и цифровых систем передачи

Наконец, важным
источником шумов в цифровых каналах
является затухание в кабелях и линиях
передачи, причем не только высокий
уровень затухания, но и его неравномерная
характеристика приводят к появлению
субгармоник, вносящих дополнительный
аддитивный шум.

Если рассматривать
источники ошибок не только в канале, но
и в цифровой системе передачи, то можно
выделить внутренние и внешние источники.

К внутренним
источникам ошибок относятся:

различная
нестабильность во внутренних цепях
синхронизации цифровых устройств,
дрейф в системе внутренней синхронизации
устройства;
нестабильность,
связанная с измерением характеристик
электронных компонентов в составе
устройства;
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.

К внешним источникам
ошибок можно отнести:

перекрестные
помехи в каналах передачи;
джиттер в системе
передачи;
электромагнитная
интерференция (от машин, флуорисцентных
ламп и т.д.);
нестабильность
источников 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.

Влияние всех
перечисленных источников ошибок и
интерференции значительно повышается
при снижении параметра отношения
сигнал/шум

Если рассмотреть
влияние интерференции на параметры
качества работы цифровой системы
передачи, можно отметить, что влияние
битовых ошибок отличается для различных
услуг и систем передач в зависимости
от следующих факторов:

типа передаваемого
трафика (голос, данные, видео, мультимедиа
и т.д.);
типа системы
передачи, принципов кодирования и
наличия цепей резервирования передачи
сигнала;
количества и
частоты битовых ошибок;
распределения
битовых ошибок (равномерно распределенные
ошибки, ошибки, возникающие пакетами
и т.д.);
источника
интерференции;
устойчивости
принятого в системе передачи принципа
передачи цифровой информации к ошибкам;
устойчивости
принятого в системе передачи принципа
передачи цифровой информации к другим
факторам воздействия (джиттеру,
нестабильности синхронизации и т.д.»)

Основные параметры,
измеряемые в бинарном цифровом канале

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. Они описаны в соответствии
с сокращениями, используемыми в меню
большинства приборов. В основном это
параметры, используемые для анализа
характеристик бинарного канала согласно
ITU-T рекомендации G.821, G.826 и М.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, является
первичным параметром и входит в число
основных параметров ITU-T 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 является частью SES, применяется
при анализе ошибок по блокам. Важный
параметр, вошедший в рекомендации ITU-T
G.826.

BIT
или ERR
BIT
— Bit
Errors
— число ошибочных битов — параметр,
используемый при анализе канала на
наличие битовых ошибок и являющийся
числителем в выражении для расчета BER.
Битовые ошибки подсчитываются только
в период пребывания канала в состоянии
готовности.

ЕВ — Error
Block
— число ошибочных блоков — параметр,
используемый при анализе каиала на
наличие блоковых ошибок и являющийся
числителем в выражении для расчета
BLER.
Блоковые ошибки подсчитываются только
в период 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.
Параметр входит в рекомендации ITU-T
G.826.

RATE
или BER
— 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 ИКМ 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, они не требуют наличия в
потоке Е1 цикловой и сверхцикловой
структуры, однако необходима передача
специальной тестовой последовательности.
Проводятся только при полном или
частичном отключении 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 длиной 53 бита. Ошибочный
кадр уничтожается (дискартируется). В
этом случае можно считать кадр ATM
блоком длиной 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 характеризуется 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
потере части информации, что в свою
очередь ведет к потере 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, емкостью от 1 бита до нескольких
циклов.

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. Данные кода
помещаются в состав сверхцикла ИКМ,
Необходимым условием измерения параметра
CRC
является наличие механизма формирования
кода в аппаратуре передачи. Встроенные
средства самодиагностики большей части
современных цифровых систем передачи
используют именно этот механизм. Таким
образом, при измерении параметра CRC
можно не только оценить частоту ошибок,
но в проверить работу системы
самодиагностики.

При использования
CRC
часто возникает вопрос о необходимости
одновременного измерения и параметра
BER.
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 входить 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″‘.
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 первостепенных 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 готовности.

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
характеризуется 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), — интервал
времени, пораженный ошибками несколько
раз, измеряемый в секундах. 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
односекунд-ный интервал времени,
содержащий более 30 % блоков с ошибками.
Можно сказать, что во время подсчета
параметра SES, качество канала чрезвычайно
плохое. Параметр SES очень важен 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(%).

SLIPS или CKSLIPS — 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
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.

Тестовые
последовательности

Для организации
измерений с отключением канала
используются генератор и анализатор
тестовой последовательности, подключенные
к разным концам цифрового канала. Эти
приборы синхронизированы по тестовой
последовательности, т.е. анализатор
может предсказать следующее значение
каждого принимаемого бита.

В практике
используются два типа тестовых
последовательностей — фиксированные и
псевдослучайные (ПСП, PRBS — Pseudorandom Binary
Sequence). Фиксированными являются
последовательности чередующихся
повторяемых комбинаций битов. В качестве
примера рассмотрим альтернативную
фиксированную последовательность типа
1010, в которой после каждого 0 идет 1.
Процедура синхронизации тестовой
последовательности в этом случае может
быть чрезвычайно проста: анализатор
заранее запрограммирован на ожидание
альтернативной последовательности.
При приеме 1 он предсказывает появление
в качестве следующего бита 0, и в случае
приема 1 делается вывод о битовой ошибки.
Реальная процедура синхронизации
несколько сложнее, поскольку требуется
проверка, не является ли первый принятый
бит ошибочным. Для этого проверяется
правильность синхронизации в течение
нескольких последовательных групп
битов (блоков), при этом сама процедура
синхронизации аналогична. Такая процедура
синхронизации не указывает на начало
цикла.

При фиксированной
тестовой последовательности с указанием
начала цикла, начало цикла задается
специальным битом или последовательностью
битов (далее называется бит f).

В практике могут
использоваться обе процедуры синхронизации
тестовой последовательности. В последнее
время производители склоняются к
внедрению процедуры с указанием начала
цикла, поскольку в этом случае синхронизация
тестовой последовательности осуществляется
в течении нескольких циклов — порядка
8-16 переданных битов. Исключение составляют
постоянные фиксированные последовательности
0000 и 1111, где процедура с указанием начала
цикла не имеет смысла.

В современной
практике используются следующие
фиксированные тестовые последовательности:

1111 — все единицы —
фиксированная последовательность
используется обычно для расширенного
и стрессового тестирования канала.
Например, если последовательность
послана в неструктурированном потоке
Е1, то это будет понято как сигнал
неисправности (AIS).

1010 — альтернативная
— фиксированная последовательность из
чередующихся нулей и единиц.
Последовательность может передаваться
без указания или с указанием начала
цикла -f 0101 0101.

0000 — все нули —
фиксированная последовательность
используется обычно для расширенного
и стрессового тестирования канала.

FOX — фиксированная
последовательность FOX используется в
приложениях передачи данных.
Последовательность в ASCII переводится
как «Quick brown fox.». Синхронизация
последовательности осуществляется
правильным переводом предложения. Ниже
приведена последовательность:

2А, 12, А2, 04, 8А, АА,
92, С2, D2, 04, 42, 4А, F2, ЕА, 72, 04, 62, F2, 1А, 04, 52, АА,
В2, ОА, СА, 04, F2, 6А, А2, 4А, 04, 2А, 12, А2, 04, 32, 82,
5А, 9А, 04, 22, F2, Е2, 04, 8С, 4С, СС, 2С, АС, 6С, ЕС,
1C, 9С, ОС, ВО, 50

1-3 — одна единица
на три бита — промышленный стандарт 1 в
3 последовательностях используется для
расширенного и стрессового тестирования
канала. Последовательность передается
с указанием на начало цикла: f 010.

1-4 — одна единица
на три бита — промышленный стандарт 1 в
4 последовательностях используется для
расширенного и стрессового тестирования
канала. Последовательность передается
с указанием на начало цикла: f 0100.

1-8 — одна единица
на восемь битов — промышленный стандарт
1 в 8 последовательностях используется
для расширенного и стрессового
тестирования канала. Последовательность
передается с указанием на начало цикла:
f 0100 0000.

3-24 — три единицы
на 24 бита — промышленный стандарт 3 в 24
последовательностях используется для
расширенного и стрессового тестирования
канала. Последовательность передается
с указанием на начало цикла: f 0100 0100 0000
0000 0000 0100.

Кроме перечисленных
стандартных фиксированных последовательностей
могут использоваться произвольные
слова и предложения. Процедура
синхронизации и анализа битовых ошибок
может быть организована на основе
указания на начало цикла или на основе
проверки правильности перевода слов и
предложений. Вторая процедура наиболее
часто используется в практике.

Использование
фиксированных последовательностей
рекомендовано главным образом для
стрессового тестирования аппаратуры
кодирования/декодирования. Поэтому
наиболее часто используются тестовые
последовательности со множеством нулей.
Как известно, при передаче двоичной
последовательности наличие
последовательности из нескольких нулей
равносильно отсутствию сигнала (0 обычно
передается сигналом нулевой амплитуды).
В результате генерации последовательностей
со множеством нулей можно проанализировать
работу канала в случае естественного
пропадания сигнала.

Например, в
системах ИКМ (поток Е1) в недавнем прошлом
использовался линейный код AMI, в котором
от-сутствуem устойчивость битовой
синхронизации при появлении длинных
последовательностей нулей. В результате
необходим анализ частоты сбоев битовой
синхронизации измеряемого канала с
кодированием AMI. Для измерений обычно
используются промышленные стандарты
с длинными последовательностями нулей
— 1-4, 1-8 или 3-24. Длинная последовательность
нулей в этом случае создает возможность
сбоя битовой синхронизации, фиксируемого
как битовые ошибки при передачи единиц.

Неустойчивость
битовой синхронизации в случае появления
длинных последовательностей нулей
кодирования AMI было преодолено в
современном коде HDB3 ИКМ-систем, где
используется процедура инверсии шестого
нуля в алгоритме кодирования.
Работоспособность этой процедуры можно
проверить при помощи промышленных
стандартов с длинными последовательностями
нулей — 1-4, 1-8 или 3-24. Кроме того, стабильность
битовой синхронизации может быть
проверена генерацией последовательности
0000.

Вторым направлением
стрессового тестирования является
анализ систем передачи с заполнением.

Например, в некоторых
ИКМ-системах при организации транзита
сбой на удаленном конце приводит к тому,
что поток Е1 заполняется единицами. Эта
процедура используется для имитации
сбоя: передатчик генерирует
последовательность 1111 и анализирует
сигнал AIS, передаваемый принимающей
стороной.

Наличие систем с
заполнением требует с особенной
осторожностью использовать при измерениях
фиксированные последовательности. В
некоторых случаях фиксированная
последовательность может совпадать с
последовательностью заполнения, что
может привести к ошибочным результатам.

Известен случай
анализа спутникового канала по параметру
ошибки (ВЕR), при этом использовалась
альтернативная последовательность
1010, которая совпала с последовательностью
заполнения выходного канала передачи
данных от модема. В результате даже
после пропадания радиочастотного
спутникового канала анализатор выдавал
результат по параметру ошибки BER=10^-5

Чтобы избежать
подобных ситуаций, рекомендуется
использовать фиксированные
последовательности в виде слов или
предложений (например, применение
последовательности FOX в описываемом
примере сразу идентифицировало
неготовность канала) или псевдослучайной
последовательности (ПСП).

Псевдослучайные
последовательности характеризуются
количеством регистров сдвига, используемых
при генерации N с длинной цикла
последовательности L=2^N
— 1. Структура псевдослучайной
последовательности связана со схемой
генератора ПСП, представленной на
рисунке 9.

Рисунок 9 — Генератор
псевдослучайной последовательности

В основе принципа
работы генератора ПСП лежит процедура
сверточного кодирования с использованием
N регистров сдвига с одной обратной
связью перед регистром N. Это экви
валентно кодеру сверточного кодирования
с полиномом Dⁿ+Dⁿ⁺¹+l.
Соответственно длина кодированной
последовательности зависит от количества
регистров сдвига и составляет 2^N-L
Процедура предусматривает циклическое
повторение последовательности через
2^N-1
тактовых импульсов (эквивалентно,
битов). Большее количество регистров
определяет меньшую повторяемость
последовательности.

Для анализа
принимаемой ПСП используются два типа
анализаторов, схемы которых представлены
на рис. 6.5 и 6.6. Наиболее часто используется
метод анализа ПСП с обратной связью
(рис. 10). В этом случае последовательность
синхронизируется следующим образом:
петля обратной связи размыкается, данные
загружаются в регистры сдвига до полного
заполнения, затем петля обратной связи
замыкается и производится синхронизация
по тестовой последовательности. Две
несинхронные ПСП имеют относительный
параметр BER приблизительно равный 0,5,
таким образом, для достижения синхронизации
по тестовой последовательности критерий
синхронизации выбирается ниже этого
значения.

Рисунок 10 — Анализатор
ПСП с замкнутой обратной связью, метод
побитового измерения ошибок

Рисунок 11 — Анализатор
ПСП без обратной связи

Вторым методом
построения анализатора ПСП является
метод без обратной связи (рис. 11). Этот
метод в настоящее время практически не
используется и признан устаревшим.
Основным недостатком его является
наличие процессов подавления данных
при измерениях каналов с высоким
параметром ошибки. Метод был разработан
для низкого параметра ошибки в
предположении, что сами ошибки возникают
случайным образом и описываются
нормальным распределением.

Современные системы
передачи используют алгоритмы кодирования
и принципы передачи, приводящие к
появлению всплесков ошибок, возникающих
в виде пакетов. В этом случае алгоритм
анализа без обратной связи характеризует
нестабильную работу.

В дальнейшем при
описании анализа ПСП будем исходить из
принципов анализа с обратной связью.

В современной
практике используются следующие типы
псевдослучайных последовательностей:

2е23 — стандартная
2е²³-1
псевдослучайная последовательность
битов. Сигнал формируется из 23-фазного
регистра сдвига без ограничения нулей.
Эта последовательность соответствует
техническому стандарту ITU 0.151. Получила
распространение для тестирования
высокоскоростных цифровых каналов
первичной сети (например, каналов SDH).

2е20 — стандартная
2е²⁰-1
псевдослучайная последовательность
битов. Сигнал формируется из 20-фазного
регистра сдвига без ограничения нулей.
Эта последовательность соответствует
техническому стандарту ITU 0.151.

2е15 — стандартная
2е¹⁵-1
псевдослучайная последовательность
бит. Сигнал формируется из 15-фазного
регистра сдвига без ограничения нулей.
Последовательность может содержать до
14 нулей в строке. Последовательность
получила наиболее широкое распространение
для анализа каналов PDH с относительно
невысокой скоростью передачи.

20ITU — стандартная
2е²⁰-1
псевдослучайная последовательность
бит. Сигнал формируется из 20-фазного
регистра сдвига без ограничения нулей.
Последовательность соответствует
техническому стандарту ITU 0.153. Однако,
эта последовательность отличается от
2е20 последовательности, потому что
используются разные механизмы обратной
связи. 20ITU подавляет последовательности
из более чем 18 нулей, в отличие от 14 нулей
в 2е20.

2047 — короткая ПСП.
Сигнал формируется из 11 -фазного регистра
сдвига без ограничения нулей. Стандартный
2047-битный код используется для анализа
вторичных сетей передачи данных,
приложений DDS и ISDN.

511 — короткая ПСП.
Сигнал формируется из 9-фазного регистра
сдвига без ограничения нулей. Стандартный
511-битный код применяется для анализа
вторичных сетей передачи данных, в
частности он соответствует техническому
стандарту ITU V.52.

127 — короткая ПСП.
Сигнал формируется из 7-фазного регистра
сдвига без ограничения нулей. Стандартный
127-битный код используется для анализа
низкоскоростных каналов передачи данных
(например, модемных каналов).

63 — самая короткая
ПСП, применяемая в практике измерений.
Сигнал формируется из 6-фазного регистра
сдвига без ограничения нулей. Стандартный
63-битный код применяется для анализа
низкоскоростных каналов передачи данных
(например, модемных каналов).

Таким образом,
основными характеристиками ПСП являются:

длина последовательности
в битах;
вид полинома,
соответствующая конфигурация регистров
генератора и анализатора ПСП;
спектральный
состав сигнала, зависящий от скорости
передачи в канале.

Спектральный
состав псевдослучайной последовательности
схематически представлен на рис. 6.7.

В зависимости от
скорости передачи данных в канале
используются ПСП различной длины: чем
больше скорость, тем большая длина
последовательности допускается.
Рекомендация ITU-T 0.151 определяет значения
используемых длин ПСП в зависимости от
скорости цифровой передачи в канале
согласно таблице 1. Кроме того существует
также рекомендация по выбору тестовой
последовательности для канала 64 кбит/с
— 2¹¹-1,
приведенная в ITU-T рекомендация 0.152.

Рисунок 12 —
Спектральный состав ПСП с кодированием
NRZ

Таблица
1 — Длины тестовых последовательностей
ПСП (ITU-T рекомендация О.151)

Скорость передачи, кбит/с	Длина ПСП	Конфигурация кодера (полином)	Спектральное расстояние ∆f, Гц
64	2¹⁵-1	D¹⁵+D^-14+1=0	1,95
2048	2¹⁵-1	D¹⁵+D^-14+1=0	62,5
8448	2¹⁵-1	D¹⁵+D^-14+1=0	257,8
34368	2²³-1	D²³+D^-18+1=0	4,1
139264	2²³-1	D²³+D^-18+1=0	16,6

Основным требованием,
предъявляемым к спектральному расстоянию
∆f,
является возможность успешной
синхронизации при наличии на приемной
стороне относительно узкополосной цепи
синхронизации от входящего потока. В
этом случае требуется малое расстояние
между двумя субгармониками принимаемого
сигнала. При большом расстоянии может
возникнуть джиттер регистров сдвига.
Механизм возникновения джитnера довольно
простой: длинная последовательность
нулей, характерная для ПСП большой
длины, приводит к накоплению фазовой
ошибки за время ее передачи. Такой
джиттер обусловлен алгоритмом работы
генератора ПСП, его структура зависит
от конфигурации генератора, кроме того,
джиттер регистров сдвига в общем случае
отличается по параметрам от джиттера
в цифровом канале.

Чтобы избежать
появление джиттера регистров сдвига
используются рекомендованные ПСП.

3.2 Методы
вычисления параметров ошибок в цифровых
каналах.

Параметр ошибки
по битам BER по праву считается основным
параметром тестирования любых цифровых
каналов и систем. Параметр BER связан
интегральным соотношением с функцией
распределения вероятности возникновения
ошибки в цифровом канале. Таким образом,
параметр ВЕR
является наиболее распространенной
статистической характеристикой
параметров качества работы канала. По
отношению к измеряемым величинам этот
параметр является вторичным и вычисляется
на основании данных о количестве
принимаемых ошибок в тестовой
последовательности в различные периоды
времени, поэтому необходимо говорить
о методах расчета параметра BER по данным
о количестве ошибок.

Существует несколько
алгоритмов анализа ошибок в принимаемом
потоке с ПСП. Рассмотрим, как по данным
об ошибках рассчитывается параметр
BER. На рисунке 13 представлены три основных
алгоритма такого расчета.

Рисунок 13 — Методы
измерения параметра BER

Известно, что в
процессе измерения существует две точки
синхронизации измерений: начало измерения
и время, при котором достигается заданный
порог ошибки (на рисунке -100 ошибок).
Выбор параметра ERR = 100 основан на
предположении нормального распределения
возникновения ошибок. В этом случае
относительная погрешность измерений
определяется как:

где N—
количество ошибок.

Учитывая, что для
большей части эксплуатационных измерений
относительная погрешность в 10 % является
вполне допустимой, в качестве границы
интервала синхронизации может быть
выбрано время ERR = 100. Таким образом, все
время измерений разбивается на два
интервала, от начала измерений до точки
ERR=100 и после этой точки. Соответственно
различаются три метода подсчета BER.

Первый метод
предусматривает расчет отношения ВЕR
после приема первых 100 ошибок, что
автоматически гарантирует высокую
точность измерения (лучше 10%). Однако от
начала измерения до получения результата
необходимо некоторое (иногда достаточно
большое) время.

Второй метод
предусматривает расчет отношения
непосредственно после начала измерения
без привязки к количеству принятых
ошибок по битам. В этом случае для
обеспечения точности измерений расчет
отношения делается после приема
определенного количества битов (на
рисунке — 10⁶),
а точность измерения определяется
пороговым значением количества принятых
битов. Обычно предполагается, что
точность на порядок хуже обратного
значения количества принятых битов (на
рисунке 13 точность измерения BER = 10^-5
сразу после начала расчета отношения).
В отличие от первого метода этот метод
обеспечивает определенное время начала
отображения результата измерений. С
точки зрения алгоритма проведения
эксплуатационных измерений по параметру
ошибки, многие из которых носят иногда
оценочный характер, такая методика
подсчета является наиболее эффективной
и получила наибольшее распространение.
Отрицательной стороной методики является
необходимость учета количества
переданных/принятых битов ПСП при
анализе результата, поэтому отношение
вычисляется математически без указания
точности измерений в каждый конкретный
момент. Например, если прибор показывает
BER = 10^-12
при общем количестве принятых битов
10⁸,
то необходимо констатировать — измерение
параметра BER лучше 10^-7,
но не более, поскольку этим значением
ограничена точность измерения. В первом
методе такой ситуации не может возникнуть,
поскольку измерение делается заведомо
с точностью 10 % и лучше.

Наконец, третий
метод, используемый в некоторых
индикаторах, предусматривает вычисление
BER точно после приема 100 ошибочных битов.
Этот метод является модификацией первого
метода со свойственными ему негибкостью
в отображении результатов эксплуатационных
измерений и необходимостью ожидания
до индикации результата.

Таким образом,
наибольшее распространение в современной
практике получил второй метод, однако
он обычно не обеспечивает автоматического
учета точности измерений, что необходимо
при проведении эксплуатационных тестов.

Вторым наиболее
часто используемым параметром при
анализе цифровых каналов является
количество секунд, пораженных ошибками
(ES). Этот параметр является вторым по
важности после BER. Если параметр BER
определяет средний интегральный уровень
качества цифровой передачи в канале,
то параметр ES и, в особенности, обратный
к нему параметр EFS, определяют долю
общего времени, в течении которого канал
является свободным от ошибок, т.е. время,
в течении которого оператор гарантирует
бесперебойную цифровую передачу по
каналу. Таким образом, этот параметр
является крайне важным для операторов
цифровых систем передачи первичной и
вторичных сетей. Параметр ES вошел во
все основные рекомендации и нормы на
параметры цифровых каналов (например,
в рекомендации ITU-T G.821, G.826 и М.2100).

По отношению к
измеряемому параметру — количеству
принятых ошибочных битов — параметр ES
также, как и параметр BER является
вторичным. Метод его подсчета тесно
связан с определениями, даваемыми этому
параметру в европейской (одобренной
ITU-T) и американской практиках.

В европейской
практике параметр EFS определяется как
все односекундные интервалы времени,
не содержащие ошибок в течении интервала
измерений. С точки зрения методики
подсчета ES это определение означает
использование асинхронного метода
(рис. 13). Асинхронный метод предусматривает
разделение всего времени измерений на
интервалы по 1 с и подсчет количества
интервалов, в течении которых принималась
одна или несколько битовых ошибок.

В американской
практике измерений получил распространение
метод синхронного подсчета ES, согласно
которому секундой, пораженной ошибками,
называется односекундный интервал,
следующий за появлением ошибки. В
результате измерение параметра ES
синхронизируется со временем появления
ошибок.

Как видно из рисунка
14, применение двух описанных методов к
реальной ситуации дает различные
результаты. Точный анализ показывает,
что методы дают близкие результаты
только в предположении малого параметра
ES и нормальной функции распределения
вероятности возникновения ошибки. В
случае возникновения ошибок в виде
пакетов разница в параметрах, измеренных
разными методами, может достигать 18%.
Проведенные рабочими группами ITU-T
исследования показали, что большая
часть цифровых систем передачи (в
особенности радиочастотные системы
передачи с различными методами
помехозащищенного кодирования) при
работе дают именно пакетное распределение
ошибок.

Рисунок 14 — Методы
подсчета параметра ES

Каждый метод имеет
свои преимущества и недостатки.
Преимуществом асинхронного метода
измерения является простота его
реализации в конкретных приборах, а
метода синхронного подсчета — его
инвариантность относительно выбора
времени начала измерения, что приводит
к следующим важным следствиям:

результаты,
измеренные разными приборами одновременно
на одном канале, точно совпадают;
результаты,
полученные при измерениях в различных
частях цифрового канала, точно совпадают
при условии, что канал не вносит
дополнительных ошибок;
результаты,
полученные методом синхронного подсчета,
более отражают смысл измерения ES как
общего времени негарантированной
цифровой передачи, и могут использоваться
операторами для гибкого регулирования
тарифной политики и т.д.

Таким образом,
использование метода синхронного
подсчета параметра ES представляет
оборудование систем передачи в более
выгодном свете, однако результаты таких
измерений являются инвариантными ко
времени начала теста и учитывают
возможное распределение ошибок в виде
пакетов.

Основным недостатком
синхронного метода подсчета параметра
ES является вторичное значение другого
важного параметра — EFS. Действительно в
контексте методологии синхронного
измерения ES параметр EFS невозможно
определить явно, а только как производную
параметра ES.

Для проведения
измерений без отключения цифрового
канала используются алгоритмы анализа
избыточного циклового кода. Алгоритм
такого анализа представлен на рисунке
15.

Рисунок 15 — Алгоритм
использования избыточного циклового
кода

Алгоритм использования
избыточного циклового кода следующий:
информационный поток, передаваемый
затем по цифровому каналу, разбивается
на несколько блоков данных фиксированного
размера. Для каждого блока данных
последовательность битов делится на
полином заданного вида (в зависимости
от типа кода). В результате деления
образуется остаток, передаваемый вместе
с блоком данных в составе цикла (кадра)
в канале. Процедура деления потока
данных на блоки и передача их с рассчитанным
остатком от деления приводит к
необходимости использования в аппаратуре
передачи цикловой структуры. Таким
образом, измерения параметров ошибки
без отключения канала возможны только
для систем передачи с цикловой структурой.
Остаток от деления передается в составе
цикла в виде контрольной суммы. На
приемной стороне делаются аналогичные
вычисления остатка от деления, результат
расчета сравнивается с переданной
контрольной суммой. Расхождение
результатов свидетельствует о наличии
битовой ошибки в блоке.

При такой методологии
блок анализируется в целом. В блоке
регистрируется только одна ошибка,
остальные ошибки в составе этого блока
не локализуются. Кроме того, допустима
компенсация ошибок друг другом. Как
следствие, параметры BER и CRC ERR при
измерениях могут не совпадать друг с
другом. Точность измерений без отключения
канала параметра ошибки эквивалентна
измерениям BLER и зависит не от количества
переданных битов, а от количества
переданных блоков, т.е. точность измерений
ниже.

Единственным и
главным преимуществом методики измерения
без отключения канала является возможность
измерения на реально работающем канале.
Для эксплуатационного Мониторинга
качества цифровых систем передачи
возможность таких измерений очень
важна, что и обусловило широкое
распространение этой методологии
измерений. В настоящее время именно
такие алгоритмы измерений используются
во встроенных системах самодиагностики
современных цифровых систем передачи
и во вторичных сетях передачи данных.
В зависимости от типа цикловой структуры
используются различные типы цикловых
кодов, некоторые из которых представлены
в табл. 2.

Таблица 2 — Основные
типы кодов, используемые для измерения
параметра ошибки без отключения каналов

Тип кода	Полином кода	Количество битов контрольной суммы	Использование для измерений
CRC-6	Х⁶+Х+1	6	DS1
CRC-4	Х⁴+Х+1	4	Е1
CRC-16 FCS	Х¹⁶+Х¹²+ Х⁵+1	16	HDLC, V.41, Frame Relay, ISDN
CRC-32	Х³²+Х²⁶+Х²³+Х²²+ Х¹⁶+Х¹²+Х¹¹+Х¹⁰+Х⁸+ Х⁷+Х⁵+Х⁴+Х²+Х+1	32	SMDS, LAN

Помимо алгоритма
подсчета параметров ошибок в цифровом
канале на результаты измерений может
оказывать существенное влияние время
проведения измерений, причем как
длительность этого времени, так и выбор
времени проведения тестов по отношению
к трафику сети.

Проблемы выбора
параметров длительности проведения
тестов связаны с необходимостью
объективации результатов измерений.
Действительно, при анализе параметров
многоканальной системы передачи, в
которой для измерений задействована
лишь часть емкости, возникают два
основных вопроса: «Действительно ли
измеренные параметры соответствуют
всей системе передачи или только каналу,
в котором проводятся измерения?» и
«Будут ли сохраняться результаты
.измерений постоянными в течении суток?».

Предположим, что
в течении определенного времени
проведения измерения в цифровом канале
зарегистрировано количество N ошибок.
Для оценки достоверности измерений
обычно используется статистическая
модель со случайным возникновением
ошибок, т.е. рассчитывается коэффициент
достоверности результата как среднее
отклонение от измеренной величины.
Коэффициент достоверности позволяет
оценить реальный параметр ошибки в
предположении наихудшего варианта и
широко используется в методологии
измерений цифровых каналов.

Обязательными элементами современных сетей связи являются системы сетевого управления, с помощью которых решаются такие задачи, как реконфигурация сети, непрерывный мониторинг параметров системы связи (например, SIP GSM шлюзов), фиксация аварийных состояний, защитные переключения, хранение и обработка результатов мониторинга и т. д. Все указанные операции выполняются, как правило, автоматически, с помощью встроенных аппаратных и программных средств.

В то же время зачастую при обслуживании сетей связи не удается обойтись без ручных операций с применением портативных измерительных приборов. Классический пример – устранение сложных повреждений металлических кабелей связи, случившихся по причине намокания.

АНАЛИЗ ОШИБОК В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ

Основное преимущество цифровой передачи по сравнению с аналоговой заключается в отсутствии накопления помех вдоль линии. Это достигается за счет восстановления формы передаваемого сигнала на каждом регенерационном участке.

Все факторы, от которых зависит длина участка, можно разделить на внутренние и внешние.

Наиболее важными внутренними считают затухание линии, межсимвольные помехи, нестабильность тактовой частоты системы, вариацию задержки, возрастание уровня шумов вследствие старения системы.

К существенным внешним факторам обычно относят переходные и импульсные помехи, внешние электромагнитные влияния, механические повреждения контактов при вибрации или ударах, ухудшение свойств передающей среды вследствие перепадов температуры.

Все они обычно предопределяют ухудшение самого чувствительного к ошибкам параметра цифровой передачи — соотношения сигнал/шум. Действительно, снижение величины данного соотношения всего на 1 дБ приводит к увеличению обобщенного параметра качества цифровых систем передачи, которым является коэффициент битовых ошибок (Bit Error Rate, BER), по крайней мере на порядок.

Согласно определению, BER представляет собой отношение числа ошибочно принятых битов к общему числу принятых битов. Его величина статистически колеблется около значения среднего коэффициента ошибок за длительный промежуток времени. Разница между непосредственно измеренным коэффициентом ошибок и долговременным средним значением зависит от числа контролируемых бит и тем самым от длительности измерения.

База времени формируется при помощи двух основных методов.

В соответствии с первым из них, на принимающем конце задается фиксированное число наблюдаемых бит и регистрируется соответствующее число бит с ошибками.

Например, если число ошибочно принятых бит оказалось равным 20, а заданное общее число принимаемых бит – 10⁶, то коэффициент ошибок составит 20/10⁶ = 20 x 10^-6 = 2 x 10^-5 .

Достоинством такого подхода является точно известное время измерения, а недостатком – невысокая надежность измерения при малом числе ошибок.

Согласно второму методу, время измерений определяется заданным числом ошибок. Измерение длится до тех пор, пока, например, не будет зафиксировано 100 ошибок. Затем на основании соответствующего числа битов данных вычисляется коэффициент ошибок.

Его недостаток заключается в том, что неизвестно время измерений, которое при малых коэффициентах ошибок может оказаться очень большим. Кроме того, вполне возможно, что счетчик бит данных заполнится полностью, и измерения прекратятся. Поэтому такой способ используется редко.

На начальном этапе развития цифровых систем передачи они применялись главным образом для передачи аналогового телефонного сигнала, и потому требования к качеству цифровых систем передачи определялись характеристиками этого сигнала.

Ошибка в цифровом сигнале приводит к быстрому изменению величины сигнала АИМ на входе канального демодулятора, и абонент слышит неприятный щелчок на выходе канала ИКМ. Экспериментально установлено, что заметные щелчки возникают только при ошибках в одном из первых двух наибольших по весу символов кодовой группы, что соответствует максимальному (положительному или отрицательному) изменению сигнала АИМ. Качество связи считается удовлетворительным, если в каждом канале наблюдается не более одного щелчка в минуту. При частоте дискретизации, равной 8 кГц, по каналу передается 8000 x 60 = 480 тыс. кодовых групп в минуту, причем опасными в отношении щелчков являются 960 тыс. старших разрядов. Если считать, что вероятность ошибки для любого разряда кодовой группы одинакова, то при допущении одного щелчка в минуту вероятность ошибки в линейном тракте не должна быть более 1/960 000 = 10^-6.

С учетом передачи данных, которая более чувствительна к ошибкам передачи, для эталонного международного соединения протяженностью 27 500 км величина BER не должна превышать 10^-7.

Ошибки можно обнаружить двумя основными методами.

Во-первых, во время приемки и настройки линий связи, поиске неисправностей и ремонте выполняются измерения с перерывом связи, которые реализуются по трем схемам подключения: точка-точка, шлейф и транзит.

Во-вторых, для мониторинга сети и качественной оценки ее состояния, обнаружения и устранения повреждений используются измерения без перерыва связи.

Измерение BER без перерыва связи требует точного знания структуры цифрового сигнала. Таким сигналом в составе цикла, например первичного цифрового сигнала Е-1, является цикловой синхросигнал, занимающий 7 бит нулевого канального интервала (КИ) сигнала E-1.

Цикловой сигнал передается в каждом втором цикле сигнала E-1, причем каждый цикл E-1 содержит 32 КИ и, следовательно, 32 х 8 = 256 бит. Таким образом, относительная доля циклового синхросигнала в сигнале E-1 составляет 7/(256 x 2) < 1,4%. Поэтому достоверность оценки BER с помощью циклового синхросигнала очень низка.

Еще один известный метод оценки качества цифровой передачи основан на обнаружении ошибок кода. Он используется, например, в цифровых трактах T-1/E-1, где применяются коды с чередованием полярности единиц AMI и HDB-3. Однако с помощью измерителя ошибок кода нельзя выявить истинное значение коэффициента битовых ошибок. Отклонения между результатами измерения ошибок кода и обычного измерения ошибок методом побитового сравнения становятся особенно заметными при коэффициентах ошибок более 10^-3. Кроме того, нарушение правил кодирования часто распространяется и на нескольких бит, находящихся после бита с ошибкой. Вследствие этого зависящее от содержания сигнала смещение и погрешность при больших коэффициентах ошибок делают невозможным точный анализ распределения ошибок.

Итак, практическая оценка BER возможна только в режиме измерений с перерывом связи и посылкой эталонных испытательных сигналов. При измерении BER испытательный сигнал должен как можно лучше имитировать реальный, т. е. иметь случайный характер. В качестве такого испытательного сигнала обычно используют псевдослучайную последовательность битов (ПСП) с заданной структурой, близкой к настоящему информационному сигналу. Такие последовательности формируются тактируемыми регистрами сдвига с обратной связью.

Цифровой испытательный сигнал заменяет обычно передаваемый информационный сигнал и оценивается на приемном конце измерителем ошибок.

Таким образом, необходимый в условиях нормальной эксплуатации непрерывный мониторинг ошибок цифровой передачи методом BER без перерыва связи практически невозможен.

В настоящее время для оценки качества цифровых систем передачи в эксплуатационных условиях применяется метод измерения блочных ошибок. Как нетрудно догадаться, главное его достоинство состоит в том, что он основан на использовании самого информационного сигнала и выполняется без прерывания связи.

Все методы измерения блочных ошибок предполагают введение избыточности в информационный сигнал, обработку этого вспомогательного сигнала по определенному алгоритму и передачу результата обработки на принимающую сторону, где принятый сигнал обрабатывается по тому же алгоритму, что и при передаче, а итог сравнивается с результатом обработки, полученным от передающей стороны. При их разнице переданный блок считается ошибочным.

Известно несколько способов обнаружения блочных ошибок. Способы поблочного контроля четности и контрольной суммы не позволяют распознать все типы ошибок, тем самым ограничивая их практическую применимость. Пожалуй, единственным универсальным способом измерения ошибок без перерыва связи является контроль при помощи циклического избыточного кода (Cyclical Redundancy Check, CRC).

�

Таблица 1. Измерения в цифровых системах связи и соответствующие им процедуры могут применяться для решения целого ряда задач.

Область применения измерений	Измерительные процедуры
Разработка оборудования	Испытания с применением высокоточного контрольно-измерительного оборудования, отработка и проверка программного обеспечения, анализ результатов
Производство оборудования	Оперативные измерения параметров оборудования и сравнение их с эталонными, проверка дистанционного управления, контроль комплектующих изделий
Инсталляция и линейные испытания оборудования	Измерения с перерывом связи, долговременный анализ, сохранение результатов, использование высокоточных и стандартных приборов
Нормальная эксплуатация и техническое обслуживание при поиске и устранении неисправностей	Измерения с перерывом и без перерыва связи, включая непрерывный мониторинг с помощью встроенных систем тестирования и измерения с помощью стандартных приборов, имитация ошибок и аварийных сигналов, контроль качества каналов
Ремонт и калибровка — локализация дефектов монтажа и печатных плат, имитация условий эксплуатации	Лабораторное оборудование для проверки на соответствие нормативной документации, испытательные стенды

Дата введения 1975-07-01

ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 29 марта 1974 г. N 748

ПРОВЕРЕН в 1985 г. Постановлением Госстандарта от 19.06.85 N 1723 срок действия продлен до 01.07.90*

_________________

* Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 4, 1994 г.). — Примечание.

ПЕРЕИЗДАНИЕ (декабрь 1985 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в октябре 1980 г., июне 1985 г. (ИУС 12-80, 9-85).

ВНЕСЕНО Изменение N 3, утвержденное и введенное в действие Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 14.12.89 N 3721 с 01.06.90

Изменение N 3 внесено юридическим бюро «Кодекс» по тексту ИУС N 3, 1990 г.

Настоящий стандарт распространяется на каналы передачи данных (ПД), работающие в синхронном режиме со скоростями до 9600 бит/с включительно, и устанавливает методы измерений следующих параметров:

коэффициента эффективности (технической пропускной способности) канала ПД;

своевременности поступления данных из канала ПД;

коэффициента ошибок по элементам дискретного канала;

коэффициента ошибок по блокам дискретного канала;

коэффициента необнаруженных ошибок канала ПД;

краевых искажений.

В настоящем стандарте учтены рекомендации МККТТ V50-V53.

Методы измерений коэффициента эффективности и своевременности поступления данных из канала ПД распространяются на каналы с решающей обратной связью (РОС) с последовательной передачей блоков (знаков) данных с блокировкой, с ожиданием сигнала обратной связи при однократной передаче и с накоплением правильно принятых блоков (знаков).

В зависимости от типа конкретной системы ПД допускается измерять только часть указанных параметров.

Значения, определяемые приведенными в настоящем стандарте методами измерений, представляют собой индивидуальные значения для каждого измеряемого параметра.

Определения терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).

1. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОСТИ КАНАЛА ПД ПО СИГНАЛАМ «ПЕРЕСПРОС» И ВРЕМЕНИ ЦИКЛОВОГО ФАЗИРОВАНИЯ

1.1. Аппаратура

1.1.1. Счетное устройство (СУ), электрические параметры входных цепей которого на стыке с устройством защиты от ошибок (УЗО) должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675-79 или ГОСТ 18146-72.

Объем счетчика должен определяться конкретно для каждого канала ПД.

1.1.2. Измеритель времени циклового фазирования (ИВФ), электрические параметры входных цепей которого на стыке с УЗО должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675-79 или ГОСТ 18146-72.

Объем счетного устройства ИВФ должен определяться конкретно для каждого УЗО.

1.1.1, 1.1.2. (Измененная редакция, Изм. N 3).

1.1.3. Генератор испытательного сигнала (ГИС 1), электрические параметры входных и выходных цепей которого на стыке с УЗО должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675-79 или ГОСТ 18146-72.

Тест должен состоять из 511-элементной рекуррентной последовательности. В технически обоснованных случаях может быть использован тест другого вида.

Скорости и алгоритмы работы определяются аппаратурой ПД (УЗО) и устройством преобразования сигналов (УПС).

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

1.2. Подготовка к измерению

1.2.1. Структурная схема измерения приведена на черт.1.

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3)

Черт.1

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3. Проведение измерений

1.3.1. В канал ПД подают данные либо тест, вырабатываемый генератором испытательного сигнала (ГИС 1).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.3.2. При наличии ошибок в блоках (знаках) данных приемник УЗО выдает сигнал «переспрос».

1.3.3. Сигналы «переспрос» подсчитываются устройством СУ за сеанс измерения.

1.3.4. При наличии циклового фазирования УЗО выдает сигналы, определяющие начало и конец циклового фазирования.

1.3.5. Время циклового фазирования измеряется ИВФ.

1.4. Обработка результатов

1.4.1. Результаты подсчета сигналов «переспрос» и времени циклового фазирования снимаются оператором с устройства СУ и измерителя ИВФ соответственно или регистрируются автоматически.

1.4.2. Коэффициент эффективности канала ПД с РОС с последовательной передачей блоков (знаков) данных с блокировкой вычисляют по формуле

где — коэффициент, учитывающий снижение скорости передачи данных из-за введения проверочных и служебных единичных элементов, равный

где — число информационных единичных элементов в блоке (знаке) данных;

— число единичных элементов в блоке (знаке) данных;

— коэффициент, учитывающий снижение скорости передачи данных из-за наличия сигналов «переспрос» в режиме с последовательной передачей, равный

где — число сигналов «переспрос», подсчитанное за сеанс измерения;

— число блоков (знаков) данных, на которое блокируется вывод данных;

— скорость передачи данных, бит/с;

— длительность сеанса измерения, с (длительность сеанса измерения и достаточное время измерения приведены в рекомендуемом приложении 2);

— коэффициент, учитывающий снижение скорости передачи данных из-за циклового фазирования УЗО, равный

где — время, в течение которого УЗО находилось в режиме фазирования, с.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.4.3. Коэффициент эффективности канала ПД с РОС с ожиданием сигнала обратной связи при однократной передаче блоков (знаков) данных вычисляют по формуле

где — коэффициент, учитывающий снижение скорости передачи данных из-за наличия сигналов «переспрос» в режиме с ожиданием при однократной передаче, равный

где — время, необходимое для передачи блока (знака) данных, с;

— время, необходимое для передачи сигнала «переспрос», с;

— время, необходимое для анализа блока (знака) данных, с;

— время, необходимое для анализа сигнала обратной связи, с;

— время распространения сигнала, с, равное

где — число сигналов «подтверждение», подсчитанное за сеанс измерения в режиме с ожиданием при однократной передаче, равное

где — время, затраченное на повторение данных из-за наличия сигналов «переспрос», с, равное

;

— время, необходимое для передачи сигнала «подтверждение», с.

1.4.4. Коэффициент эффективности канала ПД с РОС с накоплением правильно принятых блоков (знаков) данных вычисляют по формуле

где — коэффициент, учитывающий снижение скорости передачи данных из-за наличия сигналов «переспрос» в режиме с накоплением, равный

где — число подблоков в блоке данных;

— время, необходимое для передачи подблока данных, с, равное

где — время, необходимое для передачи кодовой комбинации, с;

— число комбинаций в подблоке данных;

— коэффициент, учитывающий снижение скорости передачи данных из-за ожидания сигналов «подтверждение» при многократном повторении подблоков данных, равный

где — число сигналов «подтверждение» за сеанс измерения в режиме с накоплением, равное

где — время, затраченное на повторение данных из-за наличия сигналов, «переспрос», с, равное

1.4.5. При использовании УЗО, которые во время циклового фазирования выдают сигналы «переспрос», величину не измеряют и в формулах приравнивают к нулю.

2. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОСТИ КАНАЛА ПД И СВОЕВРЕМЕННОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ДАННЫХ ИЗ КАНАЛА ПД ПО СИГНАЛАМ «ГОТОВ К ПЕРЕДАЧЕ» ИЛИ «УПРАВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКА ОКОНЕЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДАННЫХ (ООД)»

2.1. Aппаратурa

2.1.1. Устройство СУ.

2.1.2. Генератор испытательного сигнала (ГИС 1).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2. Подготовка к измерению

2.2.1. Структурная схема измерения приведена на черт.2.

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3)

Черт.2

2.3. Проведение измерений

2.3.1. В канал ПД подают данные или тест, вырабатываемый генератором испытательного сигнала (ГИС 1). Счетчиком СУ подсчитывается количество сигналов «готов к передаче» или «управление источника ООД», что соответствует количеству блоков или знаков, выведенных в канал ПД.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.4. Обработка результатов

2.4.1. Результаты подсчета блоков или знаков данных, выведенных источником в канал ПД, снимает оператор с устройства СУ или они регистрируются автоматически.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.4.2. Коэффициент эффективности канала ПД вычисляют по формуле

где — число блоков или знаков данных, выведенных источником в канал ПД за сеанс измерения.

2.4.3. Своевременность поступления данных из канала ПД характеризуется следующим условием

где — число блоков или знаков данных, подсчитанное за время ;

— заданное число блоков или знаков данных.

Число знаков в блоке определяется УЗО.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3. ИЗМЕРЕНИЕ СВОЕВРЕМЕННОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ДАННЫХ ИЗ КАНАЛА ПД ПО СИГНАЛАМ «ПЕРЕСПРОС» И ВРЕМЕНИ ЦИКЛОВОГО ФАЗИРОВАНИЯ

3.1. Аппаратура

3.1.1. Устройство СУ.

3.1.2. Измеритель ИВФ.

3.1.3. Генератор испытательного сигнала (ГИС 1).

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.2. Подготовка к измерению

3.2.1. Структурная схема измерения приведена на черт.1.

3.3. Проведение измерений

3.3.1. В канал ПД подают данные либо тест.

3.3.2. При наличии ошибок в блоках (знаках) данных приемник УЗО выдает сигналы «переспрос».

3.3.3. Сигналы «переспрос» подсчитываются устройством СУ за сеанс измерения.

3.3.4. При наличии циклового фазирования УЗО выдает сигналы, определяющие начало и конец циклового фазирования.

3.3.5. Время циклового фазирования измеряется ИВФ.

3.4. Обработка результатов

3.4.1. Результаты подсчета сигналов «переспрос» и времени циклового фазирования снимает оператор с устройства СУ и измерителя ИВФ соответственно или они регистрируются автоматически.

3.4.2. Своевременность поступления данных из канала ПД с РОС с последовательной передачей блоков (знаков) данных с блокировкой определяют как суммарное время задержки , вычисляемое по формуле

где — время, необходимое для передачи заданного объема данных при отсутствии возмущающих факторов в канале связи и сбоев в аппаратуре ПД, с, равное

где — число информационных единичных элементов в заданном объеме данных;

— коэффициент, учитывающий длину информационной части блока (знака) данных и равный

— время задержки данных в канале ПД, вызванное наличием сигналов «переспрос», с, равное

где — число сигналов «переспрос», подсчитанное за время не превышающее ;

— допустимое время для передачи заданного объема данных, с.

3.4.3. Своевременность поступления данных из канала ПД с РОС с ожиданием сигнала обратной связи при однократной передаче блоков (знаков) данных определяют как суммарное время задержки, вычисляемое по формуле

где — время задержки данных в канале ПД, вызванное наличием сигналов «переспрос» и ожиданием сигнала «подтверждение», с, равное

где — время, затраченное на ожидание сигнала «подтверждение», с, равное

3.4.4. Своевременность поступления данных из канала ПД с РОС с накоплением правильно принятых блоков (знаков) данных определяют как суммарное время задержки , вычисляемое по формуле

где — время, необходимое для передачи заданного объема данных с учетом многократного повторения при отсутствии возмущающих факторов в канале связи и сбоев в аппаратуре ПД, с, и равное

;

— время задержки данных в канале ПД, вызванное наличием сигналов «переспрос» и ожиданием сигнала «подтверждение» с учетом многократного повторения подблоков данных, с, равное

где — время задержки данных в канале ПД, вызванное ожиданием сигнала «подтверждение» с учетом многократного повторения подблоков данных, с, равное

3.4.5. При использовании УЗО, которые во время циклового фазирования выдают сигналы «переспрос», величину не измеряют и в формулах приравнивают к нулю.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОШИБОК ПО ЭЛЕМЕНТАМ И БЛОКАМ В ДИСКРЕТНОМ КАНАЛЕ

4.1. Aппapатура

4.1.1. Устройство выявления ошибок в дискретном канале (УВО-ДК), электрические параметры входных и выходных цепей которого на стыке с устройством преобразования сигналов должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675-79. Скорости и алгоритмы работы должны определяться УПС. УВО-ДК должно содержать устройство фазирования принимаемого теста с эталонным и индикатор расфазирования.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

4.1.2. Устройство СУ может входить в состав УВО-ДК либо быть самостоятельным.

4.1.3. Генератор испытательного сигнала (ГИС 2) электрические параметры входных и выходных цепей которого на стыке с УПС должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675-79. Тест должен состоять из 511-элементной рекуррентной последовательности. Скорости и алгоритмы работы должны определяться УПС.

(Измененная редакция, Изм. N 1, 3).

4.2. Подготовка к измерению

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

4.2.1. Структурная схема измерения для случая, когда устройство СУ входит в состав УВО-ДК, приведена на черт.3.

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3)

Черт.3

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.3. Проведение измерений

4.3.1. В дискретный канал из генератора испытательного сигнала (ГИС 2) выдается тест.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.3.2. Тест, принятый устройством УПС, подается на схему сравнения (СС).

4.3.3. В схеме СС принимаемый тест сравнивается с тестом эталонного датчика (ЭД), который предварительно должен быть сфазирован с принимаемым.

4.3.4. Устройством СУ подсчитывается количество ошибочных единичных элементов и ошибочных блоков.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

4.4. Обработка результатов

4.4.1. Результаты подсчета ошибочных единичных элементов и ошибочных блоков снимает оператор с устройства СУ, или они регистрируются автоматически.

4.4.2. Коэффициент ошибок по элементам для дискретного канала , вычисляют по формуле

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3) ,

где — число ошибочных единичных элементов, подсчитанное за сеанс измерения;

— число единичных элементов, выданное потребителю за сеанс измерения, равное .

4.4.1, 4.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

4.4.2а. Коэффициент ошибок по блокам для дискретного канала вычисляют по формуле

где — число ошибочных блоков, подсчитанное за сеанс измерения;

— число переданных блоков за сеанс измерения, равное .

(Введен дополнительно, Изм. N 1).

4.4.3. Ошибочные единичные элементы и блоки, подсчитанные за сеанс измерения, в котором произошло цикловое расфазирование УВО-ДК, не учитывают.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА НЕОБНАРУЖЕННЫХ ОШИБОК КАНАЛА ПД

5.1.Аппаратура

5.1.1. Устройство выявления ошибок (УВО), электрические параметры входных и выходных цепей которого на стыке с УЗО должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675-79 или ГОСТ 18146-72.

Скорости и алгоритмы работы должны определяться УЗО.

УВО должно иметь устройство циклового фазирования принимаемого теста с тестом эталонного датчика, а также индикатор расфазирования.

Устройства СУ могут входить в состав УВО либо быть самостоятельными.

Электрическая структурная схема УВО приведена в справочном приложении 3.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

5.1.2. Генератор испытательного сигнала (ГИС 1).

5.1.3. При необходимости прибор УВО должен отличать выпадения и вставки от расфазирований, подсчитывать число вставок и выпадений и фиксировать расфазирования.

5.1.2, 5.1.3. (Измененная редакция, Изм. N 1).

5.2. Подготовка к измерению

5.2.1. Структурная схема измерения приведена на черт.4.

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3)

Черт.4.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

5.3. Проведение измерений

5.3.1. В канал ПД из датчика выдается тест.

5.3.2. Тест, принятый УПС, через УЗО подается на схему СС устройства УВО, где сравнивается с эталонным. Эталонный тест предварительно должен быть сфазирован с принимаемым.

5.3.3. Устройство СУ1 подсчитывает ошибочные единичные элементы.

5.3.4. Устройство СУ2 подсчитывает ошибочные блоки (знаки).

5.3.5. Устройство СУЗ подсчитывает блоки (знаки), сформированные из теста и выданные потребителю. В технически обоснованных случаях подсчет блоков (знаков) можно производить по времени передачи.

5.4. Обработка результатов

5.4.1. Результаты подсчета ошибочных информационных единичных элементов, ошибочных блоков (знаков) и блоков (знаков), сформированных из теста и выданных потребителю, снимает оператор с устройства СУ, или они регистрируются автоматически.

5.4.2. Коэффициент необнаруженных ошибочных информационных единичных элементов вычисляют по формуле

где — число необнаруженных ошибочных информационных единичных элементов, подсчитанное за сеанс измерения;

— число единичных информационных элементов, выданных потребителю за сеанс измерения, равное

где — число единичных информационных элементов в блоке (знаке), сформированном из теста;

— число блоков (знаков), сформированных из теста и выданных потребителю за сеанс измерения.

5.4.3. Коэффициент необнаруженных ошибок по блокам (знакам), сформированным из теста подсчитывают по формуле

где — число необнаруженных ошибочных блоков (знаков), подсчитанное за сеанс измерения.

5.4.4. Необнаруженные информационные ошибочные единичные элементы, блоки (знаки), подсчитанные за сеанс измерения, в котором произошло цикловое расфазирование УВО, не учитывают.

5.4.5. Ошибки, вызванные вставками и выпадениями при расчете и не учитывают.

5.4.2-5.4.5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

5.4.6. Число выпадений и вставок должно быть зафиксировано.

6. ИЗМЕРЕНИЕ КРАЕВЫХ ИСКАЖЕНИЙ

6.1. Аппаратура

6.1.1. Измеритель краевых искажений (ИКИ) должен соответствовать требованиям ГОСТ 18627-73. Электрические параметры входных и выходных цепей ИКИ на стыке с УПС должны соответствовать требованиям ГОСТ 23675-79. Скорости и алгоритмы работы ИКИ должны определяться УПС.

Погрешность измерения не должна превышать ±3% от длительности единичного элемента.

Электрическая структурная схема ИКИ приведена в справочном приложении 4.

6.1.2. Генератор испытательного сигнала (ГИС 2).

6.1.1, 6.1.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

6.2. Подготовка к измерению

6.2.1. Структурная схема измерения приведена на черт.5.

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3)

Черт.5

6.3. Проведение измерений

6.3.1. В канал связи через передатчик УПС выдаются данные либо тест.

6.3.2. При измерении краевых искажений как интервала времени между значащими моментами демодулированных сигналов (ДС) и идеальными значащими моментами из приемника УПС в ИКИ выдаются сигналы ДС и сигналы фазирования (СФ).

6.3.3. Сигналы СФ, принимаемые за идеальные значащие моменты, могут не поступать из УПС, а вырабатываться в ИКИ.

6.3.4. При измерении краевых искажений как отклонения длительности значащих интервалов ДС от длительности идеальных значащих интервалов из приемника УПС в ИКИ выдаются только сигналы ДС.

6.4. Обработка результатов

6.4.1. При измерении краевых искажений в соответствии с п.6.3.2 по шкале измерителя ИКИ производят отсчет максимального времени смещения значащих моментов сигналов ДС относительно значащих моментов сигналов СФ. Результатом отсчета является степень индивидуального искажения.

6.4.2. При измерении краевых искажений в соответствии с п.6.3.4 по шкале измерителя ИКИ проводят отсчет максимальных временных смещений длительностей значащих интервалов ДС от длительностей идеальных значащих интервалов, вырабатываемых в ИКИ.

Результатом отсчета является степень синхронного искажения.

6.4.1, 6.4.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Разд.7. (Исключен, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТАНДАРТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

Коэффициент эффективности — отношение реальной скорости передачи данных по каналу ПД к номинальной скорости передачи данных по этому каналу.

Своевременность поступления данных из канала ПД — передача каналом ПД заданного объема данных за время, не превышающее допустимое.

«Переспрос» — сигнал, передаваемый по каналу обратной связи для повторной передачи данных, неправильно принятых на приеме.

«Подтверждение» — сигнал, передаваемый по каналу обратной связи и свидетельствующий о том, что данные на приеме приняты правильно.

Подблок данных — часть блока данных, содержащая комбинаций корректирующего кода.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Рекомендуемое

1. Критерием расфазирования считают перерыв канала связи длительностью более 300 мс.

Примечания:

1. В технически обоснованных случаях может быть установлен другой критерий расфазирования.

2. При обработке результатов измерений должно быть указано количество аннулированных сеансов.

Длительность сеанса измерения должна быть не более 15 мин.

3. Время измерения коэффициента ошибок в дискретном канале проводной связи протяженностью не более 2500 км должно быть 50 ч. При этом измеренное значение с вероятность 0,9 не должно отличаться от истинного значения более чем на ±30%.

Если протяженность каналов () более 2500 км, указанное время умножают на коэффициент , при этом минимальное время измерения — 20 ч.

4. Коэффициент эффективности канала ПД определяют одновременно с определением коэффициента необнаруженных ошибок в целях уменьшения времени измерения , которое для каналов ПД, оборудованных УЗО с использованием циклических кодов, определяют по формуле

где — число необнаруженных ошибочных блоков. Для блоков данных длиной менее 240 информационных единичных элементов . Для блоков данных длиной 240 информационных единичных элементов 5;

— плотность ошибочных единичных элементов;

— функция доверительных границ, определяемая по табл.1;

Таблица 1


	0,95	0,90	0,80
1	0,21	0,26	0,33
2	0,32	0,38	0,47
3	0,39	0,45	0,55
4	0,44	0,50	0,60
5	0,48	0,54	0,63
6	0,51	0,57	0,66
7	0,53	0,59	0,68
8	0,55	0,62	0,70
9	0,57	0,63	0,72
10	0,59	0,65	0,73
11	0,60	0,66	0,74
12	0,62	0,67	0,75
13	0,63	0,68	0,76
14	0,64	0,69	0,77
15	0,65	0,70	0,78
20	0,69	0,74	0,81
25	0,72	0,76	0,83
30	0,74	0,78	0,84
40	0,77	0,81	0,87
50	0,79	0,83	0,88
60	0,81	0,84	0,89
80	0,83	0,86	0,90
100	0,85	0,88	0,91

— доверительная вероятность;

— длительность блока данных, мс;

— вероятность необнаруженных ошибок по единичным элементам, равная

где — заданная вероятность необнаруженных ошибочных блоков.

Для блоков данных длиной менее 240 информационных единичных элементов 0,2.

Для блоков данных длиной 240 информационных единичных элементов 0,25.

Эта величина может быть уточнена по результатам статистических испытаний.

Пример количественного расчета времени измерения для длины блоков данных, используемых в аппаратуре ПД при доверительной вероятности 0,9 и 1·10, 1·10, приведен в табл.2.

Таблица 2

Длина блока единичных элементов	Скорость передачи данных , бит/с	Длительность блока , мс	Число необнаруженных ошибочных блоков	Время измерений , ч при вероятности ошибок
				1·10	1·10
261 (240+21)	600	435,00	5	280	2800
	1200	217,50		140	1400
	2400	108,75		70	700
	4800	54,38		35	350
117 (96+21)	600	195,00	10	168	1680
	1200	97,50		84	840
	2400	48,75		42	420
	4800	24,38		21	210
69 (48+21)	600	115,00	10	100	1000
	1200	57,50		50	500
	2400	28,75		25	250
	4800	14,38		13	130
45 (24+21)	600	75,00	10	64	640
	1200	37,50		32	320
	2400	18,75		16	160
	4800	9,38		8	80

(Измененная редакция, Изм. N 1).

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (справочное). Электрическая структурная схема УВО

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное

Электрическая структурная схема УВО

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3)

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (справочное). Электрическая структурная схема ИКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Справочное

Электрическая структурная схема ИКИ

ГОСТ 19654-74 Каналы передачи данных. Методы измерений параметров (с Изменениями N 1-3)

Источник

ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ОШИБОК В ЦИФРОВЫХ КАНАЛАХ СВЯЗИ

В.В. Исакова (КамчатГТУ)

В статье обсуждаются вопросы, связанные с методами и схемами измерений коэффициента ошибок в цифровых каналах связи, методами оценки качества цифровой модуляции с использованием глазковых диаграмм и диаграмм рассеяния, а также экспериментальная оценка основных эксплуатационных характеристик и параметров измерительных приборов и узлов систем связи.

The article covers the problems connected with the methods and the measuring schemes offailures’ coefficient in digital communication channels, the methods of quality evaluation of digital modulation with eyed diagrams usage and scattering diagrams and also experimental evaluation of specific maintenance characteristics and measuring parameters of devices and communication system assemblies

В настоящее время значительное количество информации в направлениях «судно — судно», «судно — берег» и «берег — судно» передается по цифровым каналам связи. Прежде всего, это режимы ТЕЛЕКС и ДАННЫЕ средств судовой радиосвязи. В цифровом виде передается информация системы НАВТЕКС.

Системы спутниковой связи ИНМАРСАТ полностью перешли на цифровую радиотелефонию.

В цифровых системах передачи предъявляются жесткие требования к вероятности приема сигналов с ошибками.

Передача сигналов в системах связи происходит в условиях воздействия на сигнал помех и шумов различной интенсивности и спектрального состава.

Помехи большого уровня могут вызвать изменение параметров канала связи: возможен срыв синхронизации на приемной стороне, неправильное определение уровня сигнала. В результате при декодировании сигнала возникают ошибки.

Оценкой вероятности ошибок является коэффициент ошибок £ош, определяемый как отношение числа ошибочно принятых элементов сигналов Ыош к общему числу принятых элементов Ыобщ.

кош Nош / Nобщ*

Обычно коэффициент ошибок является оценкой вероятности ошибок в приеме бита. В то же время часто информация передается в виде последовательности символов, каждый из которых состоит из нескольких бит (например, восьми), либо блоками, содержащими сотни и тысячи бит. Для большинства систем наличие одной или нескольких ошибок в неизвестном разряде символа или блока делает его бесполезным или ненадежным. В этом случае в качестве элемента цифрового сигнала можно рассматривать соответственно символ или блок.

Например, при передаче телефонного сигнала по цифровому каналу связи вероятность ошибок в приеме бита менее 10-6 не обнаруживается на слух. Вероятность ошибок 10-3 рассматривается как аварийное состояние системы передачи.

В системах передачи данных допустимым считается коэффициент ошибок в приеме символа 10-2.

Для примера рассмотрим систему связи ИНМАРСАТ-Fleet. Мультимедийное семейство терминалов ИНМАРСАТ-Fleet обеспечивает связь в режимах ТЕЛЕФОНИЯ, ФАКС, ДАННЫЕ и доступ к сети ИНТЕРНЕТ. Эти терминалы наиболее совершенны, обеспечивают потребителю большой комплекс услуг, относятся к четвертому поколению аппаратуры и являются мультимедийной аппаратурой связи, так как способны передавать и принимать все виды сообщений: символьную, графическую, звуковую, анимационную и видеоинформацию. Схема связи при использовании терминалов стандарта ИНМАРСАТ-Fleet приведена на рис. 1.

Стандарт ИНМАРСАТ-Fleet оптимально согласуется с цифровыми сетями связи технологии ISDN (Integrated Service Digital Network), где скорость передачи данных составляет 64 кбит/с и более.

Терминалы этого стандарта совместимы с любыми цифровыми ISDN-устройствами, такими как ISDN-модемы, видеотелефоны, маршрутизаторы локальных компьютерных сетей и т. д.

Протокол IP (Internet Proto^l) поддерживает режим передачи данных NPDS и обеспечивает мобильный высококачественный доступ к сети ИНТЕРНЕТ и к корпоративным сетям через спутниковый ИНТЕРНЕТ-модем. Роль провайдеров выполняют операторы береговых земных станций ИНМАРСАТ.

и третьего поколении

Терминал спутниковой связи Инмарсат М4

Береговая земная станция спутниковой связи

Факс

Телефон

Поставщики ISDN услуг 64 Кбит/с

Локальные вычислительные сети 64 Кбит/с

Рис. 1. Система связи ИНМАРСАТ-Fleet

Сеть ИНМАРСАТ, построенная на базе протокола ИНТЕРНЕТ IP, обеспечивает эффективную работу прикладных программ, в которых данные передаются пакетами, чередующимися с промежутками времени, когда данные не передаются: электронная почта E-mail, доступ к WWW-страницам, подключение к локальным корпоративным вычислительным сетям и частным сетям ИНТЕРНЕТ. Сюда же относятся и такие задачи, как обмен файлами и загрузка файлов из ИНТРАНЕТ.

На своем пути от одного абонента к другому информационный сигнал неоднократно подвергается усилению и преобразованию на другие частоты.

Так как ошибки, возникающие в регенерационных участках, независимые, то результирующая вероятность ошибок всей цифровой системы передачи равна сумме вероятностей на отдельных участках. Поэтому вероятность ошибки в приеме бита на каждом отдельном участке не должна превышать, как правило, величину 10-12.

Причинами возникновения ошибок являются тепловые шумы, межсимвольные помехи, помехи от взаимных влияний, импульсные помехи, возникающие в различных узлах канала связи, фазовая нестабильность (дрожание) сигнала.

Чем в большей степени уровень сигнала превышает уровень шумов и помех (чем больше отношение сигнал/шум), тем меньше вероятность возникновения ошибок при декодировании сигнала.

Вычисление вероятности ошибки при определенном отношении сигнал/шум для разных видов сигналов и помех выполняется по разным формулам.

Действующие в цифровых трактах передачи шумы описываются распределением Г аусса. Для этого случая вероятность ошибки определяется интегралом вероятностей.

На рис. 2 показаны зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум для квази-троичного сигнала AMI (квазитроичный код с чередованием полярности импульсов — ЧПИ). В данном сигнале происходит чередование полярности импульсов. Аналогичная зависимость для сигнала HDB3 отличается всего на 0,1 дБ (сигнал HDB3 отличается от AMI сигнала тем, что в него вводят дополнительные импульсы в случае длинных последовательностей нулей).

Зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум для нормальных шумов (например, тепловых) имеет вид, показанный на рис. 2, а. Вероятность ошибок резко зависит от соотношения сигнал/шум. Изменение отношения сигнал/шум на 0,5… 1 дБ может вызывать изменение вероятности ошибок на порядок. Это явление называют пороговым эффектом.

Рис. 2. Зависимости вероятности ошибки от отношения сигнал/шум для квазитроичного сигнала АМ1: а — для нормальных шумов; б — для импульсных помех

Пороговый эффект отличает цифровые системы передачи от аналоговых систем, где постепенное увеличение искажений и шумов приводит также к постепенному ухудшению качества передачи.

Зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум для импульсных помех имеет другую форму (рис. 2, б). Импульсные помехи возникают в результате работы реле и коммутаторов, ключевых устройств.

Шумы и импульсные помехи могут действовать одновременно. Часто бывает достаточно учитывать только импульсные помехи, так как они по уровню превышают шумы.

Обычно приходится измерять малые значения коэффициента ошибок в течение длительного времени, так как для обеспечения заданной точности измерения требуется зафиксировать определенное количество ошибок.

Абсолютная погрешность измерения коэффициента ошибок характеризуется выражением

°=КШ /^ ,

где Ыош — число ошибок.

Относительное значение погрешности измерения коэффициента ошибок

где tp — коэффициент, определяемый через интеграл вероятностей для заданной доверительной вероятности Р. При Р = 0,95 значение t = 1,96 .

Даже при больших скоростях передачи требуемое время измерения может достигать многих десятков часов. Это обстоятельство определяет главный недостаток измерителей коэффициента ошибок.

Измерение коэффициента ошибок не позволяет судить о распределении ошибок во времени. Для определения распределения ошибок можно измерять интервалы времени между моментами появления соседних ошибок. На основании множества таких измерений можно построить гистограммы, отражающие распределение интервалов времени, свободных от ошибок.

Наряду с одиночными ошибками, при передаче могут возникать пакеты ошибок. Пакет ошибок — это совокупность некоторого числа бит, начинающаяся и заканчивающаяся ошибочно принятыми битами.

По методу измерения коэффициента ошибок ГОСТ устанавливает два типа измерителей:

ИКО-1 — средства измерения коэффициента ошибок, основанные на методе обнаружения ошибок путем сравнения единичных элементов принимаемого измерительного псевдослучайного сигнала с переданным;

ИКО-2 — основанные на методе обнаружения ошибок в рабочем цифровом сигнале электросвязи путем определения нарушений правил кодообразования сигнала (запрещенных комбинаций).

Измерители ИКО-1 используют специальный измерительный сигнал и требуют перерыва связи. Такие измерители позволяют измерять коэффициент ошибок для отдельных компонентов системы передачи при их изготовлении.

Измерители ИКО-2 позволяют измерять коэффициент ошибок без перерыва связи, могут использоваться для непрерывного контроля качества связи.

Вариант структурной схемы измерителя ошибок в цифровых каналах связи приведен на рис. 3.

К цифровом}7 индикатору Рис. 3. Структурная схема измерителя ошибок в цифровых каналах связи

Одним из известных измерителей ошибок является «Генератор ПСП — анализатор кодовых последовательностей ГК5-83». Данный прибор сочетает в себе возможности ИКО-1 и ИКО-2. Анализатор позволяет обнаруживать ошибки как сравнением принимаемой ПСП с ПСП, генерируемой в анализаторе (аналогично ИКО-1), так и нарушением правил кодообразования (аналогично ИКО-2). Все параметры импульсных последовательностей строго нормированы. Наличие микро-ЭВМ позволяет реализовать систему тестовой и функциональной диагностики прибора.

Измерители коэффициента ошибок по методу псевдоошибок

Для сокращения времени измерений малых коэффициентов ошибок в настоящее время измерения выполняются по методу псевдоошибок (рис. 4).

Рис. 4. Структурная схема измерителя коэффициента ошибок по методу псевдоошибок

Согласно данному методу при измерении коэффициента ошибок преднамеренно создаются условия, при которых вероятность ошибок значительно возрастает. Обычно данные условия получают путем искусственного добавления шума к рабочему сигналу (рис. 3) или изменением порога срабатывания решающего устройства регенератора относительно оптимального значения. В результате таких измерений получаем оценку коэффициента псевдоошибок кпош.

Учитывая детерминированный характер вводимых изменений, можно теоретически или

экспериментально устанавливать вид функциональной связи кош = У(^пош). Используя данную зависимость, можно вычислять коэффициент ошибок. При этом время измерения значительно сокращается.

Для работающей цифровой системы передачи (ЦСП) такие изменения в канале связи недопустимы. Для практической реализации этого метода на работающей ЦСП в контролируемой точке организуется дополнительный канал обработки информации, идентичный реальному.

Например, при контроле кош на выходе решающего устройства регенератора необходимо организовать параллельный канал с аналогичным решающим устройством.

Применение метода псевдоошибок позволяет на несколько порядков сократить время измерения и тем самым обеспечить оперативный контроль качества цифровых систем передачи. Чем большие изменения параметров произведены в дополнительном канале (например, больше отклонение порога решающего устройства от оптимального значения), тем больше будет коэффициент ошибок и меньше время измерения. Однако одновременно с уменьшением требуемого времени измерения падает чувствительность метода. В связи с этим при выборе режима необходимо искать компромисс между точностью и скоростью измерения.

Применение глазковых диаграмм

Зависимость вероятности ошибки от отношения сигнал/шум можно проанализировать с помощью глазковой диаграммы.

Для сигнала с изменяющейся амплитудой глазковую диаграмму можно получить с помощью электронного осциллографа, совмещая принимаемые реализации сигнала во времени таким образом, чтобы моменты отсчета значения каждого сигнала находились в одной точке. Для этого сигнал подается на вход канала вертикального отклонения осциллографа, а развертка синхронизируется с тактовой частотой передачи информации.

Фактически глазковая диаграмма представляет собой изображение на экране осциллографа результатов наложения изображений импульсных сигналов, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол ф = + п или ф = 0. Искажение импульса в процессе передачи по каналу связи приводит к «размытости» линий. По степени этой «размытости» можно судить о параметрах канала связи.

Процесс получения глазковых диаграмм иллюстрирует рис. 5.

и>-

же

иг

Рис. 5. Процесс получения глазковых диаграмм: а — одна из возможных форм двухуровневого сигнала; б — тот же сигнал после прохождения через узкополосную цепь; в, г, д — варианты возможных последовательно индицируемых на экране осциллографа импульсных последовательностей; е — диаграмма, полученная при наложении многих реализаций с идеальной формой импульсов, совмещенных в точке отсчета; ж — диаграмма, полученная при наложении многих реализаций с реальной формой импульсов, совмещенных в точке отсчета, з — глазковая диаграмма двухуровневого сигнала; и — глазковая диаграмма для трехуровневого сигнала

Наибольшее расстояние по вертикали В между двумя ближайшими уровнями множества реализаций сигнала в точке отсчета гТ называется раскрывом диаграммы. Расстояние В/2 от внутренней границы диаграммы до ее середины определяет запас помехоустойчивости регенератора. Запас помехоустойчивости равен минимальному дополнительному уровню шума, который может вызвать ошибку. Ширина раскрыва диаграммы определяется фазовым дрожанием. Максимальный запас помехоустойчивости обеспечивается, если принятие решения о переданном

бите производится в момент времени гТ.

Для сигнала с качественной модуляцией и большим отношением сигнал/шум на глазковой диаграмме траектория должна быть достаточно узкой и мало отклоняться от номинальных точек.

Отношение сигнал/шум

д = 201в(£/иш), [дБ]

является мерой помехоустойчивости регенератора. Здесь иш — это среднее квадратическое значение напряжения шума.

В квазитроичном сигнале имеют место три уровня передаваемого сигнала: положительный импульс +1, отрицательный импульс -1 и нулевой 0. Допустимое напряжение шума определяется величиной наименьшего раскрыва и для глазковой диаграммы трехуровневого сигнала не должно превышать В/2.

Оценка качества модуляции с использованием диаграммы рассеяния

Диаграммы рассеяния представляют собой диаграммы сигнала в полярных координатах с накоплением. На диаграмме рассеяния наглядно видно влияние шумов, которое приводит к размыванию точек состояния [6].

С помощью диаграммы рассеяния можно обнаружить такие виды искажений, как потеря синхронизации, нелинейные искажения, наличие тепловых и фазовых шумов, наличие фазового джиттера, влияние ограничения полосы частот, влияние неидеальности квадратурных составляющих, влияние качества сигнала синтезатора.

Рис. б. Схема измерителя коэффициента ошибок при передаче информации по цифровому каналу связи

Схема, приведенная на рис. б, позволяет выполнить измерения коэффициента ошибок при передаче информации по цифровому каналу связи в зависимости от мощности шума (отношения сигнал/шум). Одновременно можно наблюдать вид диаграмм рассеяния на входе и выходе канала связи с шумами и спектр принимаемого сигнала.

В канале связи для достижения высокой скорости передачи (54 Мбит/с) используются мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM) с несущей частотой порядка 5 ГГц. Вид модуляции — квадратурная амплитудная (КАМ-16). Для коррекции ошибок в данной технологии используется сверточное кодирование с перемежением.

Измерение коэффициента ошибок на выходе канала передачи информации и измерение параметров глазковой диаграммы выполняются на модели асимметричной цифровой абонентской линии (ADSL), которая позволяет потребителю принимать сигналы со скоростью до 8 Мбит/с, а передавать — со скоростью до 1 Мбит/c.

На рис. 7 представлен широкополосный модем ADSL.

В данной реализации ADSL используется DMT модуляция, использующая 256 дискретных несущих частот, отстоящих друг от друга на 4,3125 кГц.

Рис. 7. Измерительная схема для наблюдения изменения глазковых диаграмм при изменении шумовых параметров цифровых каналов передачи информации

Главным достоинством такой модуляции является возможность точной адаптации к параметрам тракта. На каждой частоте происходит независимая передача части данных с помощью КАМ-сигналов с различным числом уровней. Меньшее количество уровней используется в частотных диапазонах с большим затуханием. Частотные диапазоны, на которых осуществляется передача, перекрываются. Однако это не приводит к появлению перекрестных помех при точной синхронизации по времени.

Двоичная тестовая последовательность разбивается на кадры (блоки битов) и передается в соответствии со спецификацией ЛБ8Ь через имитатор линии к анализатору, вычисляющему коэффициент ошибок. Имитатор линии реализован на основе фильтра с конечной импульсной характеристикой (КИХ), имеющего 101 коэффициент.

Измерительная схема, представленная на рис. 7, позволяет наблюдать изменения глазковых диаграмм при изменении шумовых параметров цифровых каналов передачи информации и оценить связь между формой глазковых диаграмм и коэффициентов ошибок.

Литература

1. Винокуров В.И. Электрорадиоизмерения: Учеб. пособие для радиотехнических специальностей вузов. — М.: Высш. шк., 1986. — 351 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Хромой Б.П. и др. Метрологическое обеспечение систем передачи: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Б.П. Хромого. — М.: Радио и связь, 1991. — 392 с.

3. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учеб. для вузов / В.И. Нефёдов, А.С. Сигов, В.К. Битюков и др.; Под ред. В.И. Нефёдова и А.С. Сигова. — М.: Высш. шк., 2005. — 599 с.

4. Кушнир Ф.В., Савенко В.Г., Вернин С.М. Измерения в технике связи: Учеб. для вузов. — М.: Связь, 1976. — 432 с.

5. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учеб. для вузов / В.И. Нефёдов, В.И. Хахин, Е.В. Федорова и др.; Под ред. В.И. Нефёдова. — М.: Высш. шк., 2001. — 383 с.

6. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов / Б.П. Хромой, А.В. Кандинов, А.Л. Сенявский и др.; Под редакцией Б.П. Хромого. — М.: Радио и связь, 1986. — 424 с.

7. ЕлизаровА.С. Электрорадиоизмерения: Учеб. для вузов. — М.: Высш. шк., 1986.

Источник

АНАЛИЗ ОШИБОК В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ

Все факторы, от которых зависит длина участка, можно разделить на внутренние и внешние.

База времени формируется при помощи двух основных методов.

Ошибки можно обнаружить двумя основными методами.

�

Область применения измерений	Измерительные процедуры
Разработка оборудования	Испытания с применением высокоточного контрольно-измерительного оборудования, отработка и проверка программного обеспечения, анализ результатов
Производство оборудования	Оперативные измерения параметров оборудования и сравнение их с эталонными, проверка дистанционного управления, контроль комплектующих изделий
Инсталляция и линейные испытания оборудования	Измерения с перерывом связи, долговременный анализ, сохранение результатов, использование высокоточных и стандартных приборов
Нормальная эксплуатация и техническое обслуживание при поиске и устранении неисправностей	Измерения с перерывом и без перерыва связи, включая непрерывный мониторинг с помощью встроенных систем тестирования и измерения с помощью стандартных приборов, имитация ошибок и аварийных сигналов, контроль качества каналов
Ремонт и калибровка — локализация дефектов монтажа и печатных плат, имитация условий эксплуатации	Лабораторное оборудование для проверки на соответствие нормативной документации, испытательные стенды

Источник

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ОТРАСЛИ

НОРМЫ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОШИБОК
ЦИФРОВЫХ КАНАЛОВ СО СКОРОСТЬЮ
ПЕРЕДАЧИ 64 кбит/с ДЛЯ МЕСТНОЙ СЕТИ,
ВКЛЮЧАЯ АБОНЕНТСКИЕ ЛИНИИ
(СЕТЬ ДОСТУПА)

МИНСВЯЗИ РОССИИ

Москва

Предисловие

1. РАЗРАБОТАН Центральным научно-исследовательским
институтом связи (ЦНИИС)

ВНЕСЕН Научно-техническим управлением и Департаментом
электрической связи Минсвязи России.

2. УТВЕРЖДЕН Первым заместителем Министра Российской
Федерации по связи и информатизации Ю.А. Павленко 18.04.2001 года № 2666

3. ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ 18.04.2001 года.

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ ОТРАСЛИ

Дата введения

1 Область применения

Настоящий руководящий документ отрасли
распространяется на цифровые каналы со скоростью передачи 64 кбит/с,
образованные с использованием различных технических средств — физических линий,
цифровых систем передачи плезиохронной цифровой иерархии и синхронной цифровой
иерархии, технологий категории xDSL, радиодоступа и др.

Настоящий руководящий документ устанавливает нормы на
показатели ошибок каналов со скоростью передачи 64 кбит/с для местной сети,
включая абонентские линии (сеть доступа).

2 Нормативные ссылки

В настоящем руководящем документе отрасли приведены
ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ Р 8.563-96 ГСИ. Методики
выполнения измерений

ГОСТ
5237-83 Аппаратура электросвязи. Напряжения питания и методы измерений

ГОСТ
18145-81 Цепи на стыке С2 аппаратуры передачи данных с оконечным оборудованием
при последовательном вводе-выводе данных. Номенклатура и технические требования

ГОСТ
22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие
технические условия

ГОСТ
26886-86 Стыки цифровых каналов передачи и групповых трактов первичной сети
ЕАСС. Основные параметры

OCT 45.90-96 Стыки
цифровых каналов и групповых трактов первичной сети Взаимоувязанной сети связи
Российской Федерации. Методы испытаний основных параметров

ОСТ
45.91-96 Измерители показателей ошибок в цифровых каналах и трактах
передачи. Технические требования. Методы испытаний

ОСТ
45.150-99 Отраслевая система обеспечения единства измерений. Методики
выполнения измерений. Порядок разработки и аттестации

ПР
50.2.009-94 ГСИ. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств
измерений

3 Сокращения

АЛ — абонентская линия

AT
— абонентский терминал

ВЗПС — внутризоновая первичная сеть

ВСС — Взаимоувязанная сеть связи

МПС — местная первичная сеть

МСЭ — Международный союз электросвязи

ОЦК — основной цифровой канал

ПЦИ — плезиохронная цифровая иерархия

ПЭВМ — персональная электронно-вычислительная машина

СИ — средства измерений

СЛ — соединительная линия

СМП — сеть магистральная первичная

СЦИ — синхронная цифровая иерархия

ЦСП — цифровая система передачи

BER (bit error ratio) — коэффициент ошибок по битам

BISO (bringing-into-servise objective) — норма ввода в эксплуатацию

DSL (digital subscriber line) — цифровая абонентская линия

ES (errored second) — секунда с ошибками

ESR (errored second ratio) — коэффициент ошибок по секундам с ошибками

RPO (reference performance objective) — эталонная норма на технические характеристики SES (severely errored second) — секунда,
пораженная ошибками

SESR (severely errored second ratio) — коэффициент ошибок по секундам,
пораженным ошибками

4 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с
соответствующими определениями.

Абонентская линия (линия передачи абонентская) — линия
передачи, соединяющая между собой сетевую станцию или сетевой узел и AT.

Абонентский терминал (устройство оконечное
абонентское) — оконечное устройство, устанавливаемое в помещении абонента и
находящееся в его пользовании.

Канал основной цифровой (основной цифровой канал) —
типовой цифровой канал передачи со скоростью передачи сигналов 64 кбит/с.

Канал передачи цифровой — комплекс технических средств
и среды распространения, обеспечивающий передачу сигнала электросвязи с
определенной скоростью передачи между сетевыми станциями, сетевыми узлами или
между сетевой станцией и сетевым узлом, а также между сетевой станцией или
сетевым узлом и оконечным устройством первичной сети.

Сеть доступа — совокупность абонентских линий и
станций местной сети, обеспечивающих доступ AT к
транспортной сети, а также местную связь без выхода на транспортную сеть.

Сеть первичная — совокупность типовых физических
цепей, типовых каналов передачи и сетевых трактов, образованная на базе сетевых
узлов, сетевых станций, устройств оконечных первичной сети и соединяющих их
линий передачи.

Сеть первичная внутризоновая (внутризоновая первичная сеть)
— часть первичной сети, обеспечивающая соединение между собой типовых каналов
передачи разных местных первичных сетей одной зоны нумерации телефонной сети
общего пользования.

Сеть первичная магистральная (магистральная первичная
сеть) — часть первичной сети, обеспечивающая соединение между собой типовых
каналов передачи и сетевых трактов разных внутризоновых первичных сетей на всей
территории страны.

Сеть первичная местная (местная первичная сеть) —
часть первичной сети, ограниченная территорией города с пригородом или
сельского района.

Сеть транспортная — часть сети связи, охватывающая
магистральные узлы, междугородные станции, а также соединяющие их каналы и узлы
(национальные, международные).

Система передачи цифровая (цифровая система передачи)
— комплекс технических средств, обеспечивающих образование цифрового линейного
тракта, типовых групповых цифровых трактов и цифровых каналов передачи
первичной сети.

Соединительная линия (линия передачи соединительная) —
линия передачи, соединяющая между собой узел доступа и станцию транспортной
сети или два узла доступа.

Устройство оконечное первичной сети — техническое
средство, обеспечивающее образование и предоставление типовых физических цепей
или типовых каналов передачи абонентам вторичных сетей и другим пользователям.

5 Общие положения

5.1 Настоящие нормы предназначены для использования
эксплуатационными организациями при вводе в действие и паспортизации цифровых
каналов СЛ и АЛ МПС.

5.2 Настоящие нормы разработаны на основе документа [1], Рекомендаций МСЭ-Т [2, 3, 4, 5, 6] и ГОСТ 26886.

5.3 Нормы распространяются на цифровые каналы со
скоростью передачи 64 кбит/с (ОЦК).

5.4 Нормы распространяются на ОЦК, образованные с
использованием различных технических средств — физических линий, ЦСП ПЦИ и СЦИ,
технологий категории xDSL (digital
subscriber line), радиодоступа и др.

Структурная схема сети доступа приведена на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1

5.5 Нормы распространяются на каналы МПС протяженностью
до 100 км и АЛ, протяженность которых определяется методом их организации
(средой передачи и используемой аппаратурой). Выполнение приведенных норм
обеспечивает необходимое качество передачи (коэффициент ошибок) при организации
международных соединений протяженностью до 27500 км.

5.6 В настоящих нормах разработаны требования только к
одному из видов показателем качества ОЦК — показателям ошибок.

Показатели ошибок относятся к интегральным показателям
оценки качества ОЦК и косвенно (опосредованно) учитывают другие важные
эксплуатационные показатели качества ОЦК, к которым относятся проскальзывания,
дрожания и дрейф фазы.

Требования к проскальзываниям, дрожанию и дрейфу фазы,
а также времени распространения и показателям надежности подлежат разработке.

5.7 Для показателей ошибок разработаны следующие виды
эксплуатационных норм:

— долговременные нормы;

— оперативные нормы.

Долговременные нормы определены на основе [3].

Проверка долговременных норм требует в
эксплуатационных условиях длительных периодов измерения — не менее 1 месяца.
Эти нормы используются при проверке качественных показателей цифровых каналов
новых систем передачи (или отдельных видов нового оборудования), которые ранее
на первичной сети нашей страны не применялись.

Оперативные нормы относятся к экспресс-нормам, они
определены на основе [4].

Оперативные нормы требуют для своей оценки периодов
измерения — 15 минут, 1 час, 1 сутки или 7 суток. Среди оперативных норм
различают следующие:

— нормы для ввода каналов в эксплуатацию;

— нормы технического обслуживания;

— нормы после восстановления канала.

Нормы для ввода каналов в эксплуатацию используются,
когда каналы, образованные аналогичным оборудованием, уже имеются на сети и
прошли испытания на соответствие долговременным нормам.

Нормы технического обслуживания каналов используются
при контроле в процессе эксплуатации каналов для определения необходимости
вывода их из эксплуатации при выходе контролируемых параметров (показателей
ошибок) за допустимые пределы.

Нормы после восстановления канала используются при
сдаче тракта в эксплуатацию после ремонта оборудования.

6 Распределение доли ошибок по
элементам эталонной цепи ОЦК ВСС России

6.1 Общие расчетные эксплуатационные нормы на показатели
ошибок для международного соединения ОЦК, используемого для телефонной передачи
или в качестве «канала переноса» для различных видов передачи данных,
протяженностью 27500 км определены в [3], там же предложены варианты распределения доли
ошибок по элементам эталонной цепи ОЦК международного соединения протяженностью
27500 км между эталонными точками Т подключения абонентских терминалов (AT).

Распределение доли ошибок по элементам эталонной цепи
ОЦК ВСС России, осуществляется в соответствии с эталонной цепью, которая
приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1

Как показано на рисунке 6.1 в состав эталонной цепи
между эталонными точками Т, к которым подключаются AT, входят
участок СМП, два участка ВЗПС, два участка МПС, общая протяженность которых
составляет 13900 км, и две АЛ. Распределение доли ошибок по элементам эталонной
цепи ОЦК ВСС России характеризуется следующими значениями:

— на АЛ любой длины с каждой стороны эталонной цепи
выделяется 15 % общей нормы [3] для международного соединения длиной 27500
км;

— на участке МПС длиной 100 км с каждой стороны
эталонной цепи выделяется 7,5 % общей нормы [3] для международного
соединения длиной 27500 км;

— на участке ВЗПС длиной 600 км с каждой стороны
эталонной цепи выделяется 7,5 % общей нормы [3] для международного соединения
длиной 27500 км;

— на участок СМП длиной 12500 км эталонной цепи
выделяется 20 % общей нормы [3] для международного соединения длиной 27500
км.

Таким образом общая доля ошибок на эталонной цепи ОЦК
ВСС России составляет 80 % от нормы, определенной в [3].

В соответствии с этим распределением определяются
нормы на показатели ошибок в цифровых каналах МПС и АЛ.

7 Общие характеристики основного
цифрового канала

Общие характеристики ОЦК приведены в
таблице 7.1.

Таблица 7.1 — Общие характеристики основного цифрового канала

Тип канала и тракта	Номинальная скорость передачи, кбит/с	Предел отклонения скорости передачи, кбит/с	Номинальное входное и выходное сопротивление, Ом
Основной цифровой канал	64	± 5 × 10^-5	120 (сим)

8 Нормы на показатели ошибок

8.1 Долговременные нормы на
показатели ошибок

8.1.1 Долговременные нормы на показатели ошибок для ОЦК
основаны на измерении характеристик ошибок за секундные интервалы времени по
двум показателям:

— коэффициент ошибок по секундам с ошибками;

—
коэффициент ошибок по секундам,
пораженным ошибками.

Коэффициент ошибок по секундам с ошибками определяется
отношением числа секунд с ошибками к общему числу секунд в период готовности в
течение фиксированного интервала измерений.

Коэффициент ошибок по секундам, пораженным ошибками,
определяется отношением числа секунд, пораженных ошибками, к общему числу
секунд в период готовности в течение фиксированного интервала измерений.

Секунда с ошибками — интервал времени в 1 секунду, в
течение которого наблюдалась хотя бы одна ошибка.

Секунда, пораженная ошибками — интервал времени в 1 секунду,
в течение которого коэффициент ошибок по битам был более 10^-3.

Измерения показателей ошибок в ОЦК для оценки
соответствия долговременным нормам проводятся при закрытии связи с
использованием псевдослучайной цифровой последовательности.

8.1.2 ОЦК считается соответствующим нормам, если
одновременно удовлетворяет требованиям по каждому из двух показателей ошибок — ESR и
SESR.

8.1.3 Для оценки эксплуатационных характеристик должны
использоваться результаты измерения лишь в периоды готовности канала, интервалы
неготовности из рассмотрения исключаются.

Интервалом неготовности является интервал времени,
начинающийся с 10 последовательных секунд SES (эти 10
секунд считаются частью интервала неготовности) и заканчиваются при наступлении
10 последовательных секунд без SES (эти 10 секунд считаются частью интервала
готовности).

8.1.4 В таблице 8.1 в столбцах А приведены долговременные нормы на
показатели ошибок ESR и SESR, для международного соединения, протяженностью 27500
км, указанные в [3].

Таблица 8.1 — Общие расчетные эксплуатационные нормы на
показатели ошибок для международного соединения длиной 27500 км

Канал	Скорость	Долговременные нормы	Оперативные нормы
А	В
ESR	SESR	ESR	SESR
ОЦК	64 кбит/с	0,08	0,002	0,04	0,001
Примечание — Приведенные данные для долговременных норм соответствуют данным [3], для оперативных норм — [4].

8.1.5 В таблице 8.2 в столбцах с общим заголовком «Долговременные нормы»
приведены предельные расчетные нормы на показатели ошибок по участкам ОЦК на АЛ
и МПС первичной сети ВСС России.

Таблица 8.2 — Предельные
нормы на показатели ошибок по участкам ОЦК на МПС и АЛ

Участок	Длина, км	Долговременные нормы	Оперативные нормы
ESR	SESR	ESR	SESR
АЛ	Любая	0,15 × A_esr = 0,012	0,15 × A_sesr/2 = 0,00015	0,15 × B_esr = 0,006	0,15 × B_sesr = 0,00015
МПС	100	0,075 × A_esr = 0,006	0,075 × A_sesr/2 = 0,000075	0,075 × B_esr = 0,003	0,075 × B_sesr = 0,000075
Примечания: 1. Значения A_esr, A_sesr, B_esr, B_sesr взяты из соответствующих столбцов таблицы 8.1. 2. В соответствии с [3] показатель ошибок A_sesr распределяется следующим образом: — первая часть A_sesr/2 распределяется между всеми участками сети (доли, распределения по участкам эталонной цепи ОЦК ВСС России приведены в разделе 2 данного документа); — вторая часть A_sesr/2 является общим допуском, учитывающим возникновение в ОЦК между эталонными точками Т неблагоприятных состояний в системах передачи на международном, междугородном и внутризоновых участках.

8.1.6 Определение расчетных эксплуатационных норм ОЦК
произвольной длины L на МПС осуществляется по методике, которая является
аналогичной методике, предложенной в [4], и состоит в следующем:

— значение L в км округляется с точностью до
5 км в большую сторону. Например, при длине L = 81 км
округленное значение составляет L¹ = 85 км;

— расчет доли норм С ведется по формуле

С = 0,00075 × L¹;
(8.1)

— долговременные нормы на показатели ошибок ОЦК на МПС
длиной L определяются в соответствии с формулами

ESR = С A_esr = 0,08 × С
(8.2)

SESR
= С × A_sesr/2 = 0,001 × С (8.3)

— значения A_esr = 0,08 и A_sesr = 0,002 взяты
из соответствующих столбцов таблицы 8.1.

Результаты расчетов долговременных норм
на показатели ошибок ОЦК на МПС длиной L приведены в таблице 8.3.

Таблица 8.3 — Долговременные нормы на показатели ошибок ОЦК на
МПС произвольной длины

L, км	С	ESR	SESR
£ 5	0,00375	0,0003	0,00000375
5 < L £ 10	0,00750	0,0006	0,00000750
10 < L £ 15	0,01125	0,0009	0,00001125
15 < L £ 20	0,01500	0,0012	0,00001500
20 < L £ 25	0,01875	0,0015	0,00001875
25 < L £ 30	0,02250	0,0018	0,00002250
30 < L £ 35	0,02625	0,0021	0,00002625
35 < L £ 40	0,03000	0,0024	0,00003000
40 < L £ 45	0,03375	0,0027	0,00003375
45 < L £ 50	0,03750	0,0030	0,00003750
50 < L £ 55	0,04125	0,0033	0,00004125
55 < L £ 60	0,04500	0,0036	0,00004500
60 < L £ 65	0,04875	0,0039	0,00004875
65 < L £ 70	0,0525	0,0042	0,00005250
70 < L £ 75	0,05625	0,0045	0,00005625
75 < L £ 80	0,06000	0,0048	0,00006000
80 < L £ 85	0,06375	0,0051	0,00006375
85 < L £ 90	0,06750	0,0054	0,00006750
90 < L £ 95	0,07125	0,0057	0,00007125
95 < L £ l00	0,07500	0,0060	0,00007500

8.2 Оперативные нормы на
показатели ошибок

8.2.1 Оперативные нормы на показатели ошибок ОЦК основаны
на измерении характеристик ошибок за секундные интервалы времени по двум
показателям:

— коэффициент ошибок по секундам с ошибками;

— коэффициент ошибок по секундам, пораженным ошибками.

Измерения показателей ошибок в ОЦК для оценки
соответствия оперативным нормам проводятся при закрытии связи с использованием
псевдослучайной цифровой последовательности. Измерения проводятся за различные
периоды времени Т_и, равные — 15 минут, 1 час, 1 сутки, 7 суток.

8.2.2 ОЦК считается соответствующим оперативным нормам,
если одновременно удовлетворяет требованиям по каждому из показателей ошибок — ESR и
SESR.

8.2.3 Для оценки эксплуатационных характеристик должны
использоваться результаты измерения лишь в периоды готовности канала или
тракта, интервалы неготовности из рассмотрения исключаются.

8.2.4 Основой для определения оперативных норм на
показатели ошибок для ОЦК являются общие расчетные (эталонные) нормы между
эталонными точками Т подключения AT, являющиеся нормами для полного соединения (end-to-end).
В [4] эти нормы определены для
международного соединения, протяженностью 27500 км. В таблице 8.1 в столбцах В приведены оперативные нормы на
показатели ошибок ESR и SESR, указанные в [4].

8.2.5 В таблице 8.2, в столбцах с общим заголовком «Оперативные нормы»
приведены предельные расчетные нормы на показатели ошибок по участкам ОЦК на АЛ
и МПС первичной сети ВСС России.

8.2.6 Доля расчетных оперативных эксплуатационных норм С
показателей ошибок ОЦК произвольной длины L на МПС
рассчитывается в соответствии с 8.1.6.

8.2.7 Оперативные нормы на показатели ошибок ОЦК на АЛ и
МПС определяются пороговыми значениями S₁ и S₂ числа ES и SES
для периодов времени Т_и, равных — 15 минут, 1 час, 1 сутки и
пороговым значением BISO для периода времени Т_и = 7 суток.

8.2.8 Расчет пороговых значений S₁, S₂ и BISO производится
по методике, изложенной в [4], в
следующем порядке:

— в соответствии с таблицей 8.4
определяются средние численные значения эталонных норм на технические
характеристики (RPO) для показателей ES и SES
за период наблюдения Ти;

Таблица 8.4 — Расчет среднего допустимого числа ES и SES

МПС (£ 100 км)	Абонентская линия
RPO_es	RPO_ses	RPO_es	RPO_ses
С × B_esr × Т_и = 3 × 10^-5 × L¹ × Т_и	С × B_sesr × Т_и = 7,5 × 10^-7 × L¹ × Т_и	0,15 × B_esr × Т_и = 6 × 10^-3 × Т_и	0,15 × B_sesr × Т_и = 1,5 × 10^-4 × Т_и
Примечания: 1. Значения С определяются в соответствии с изложенным в 8.1.6. 2. Значения B_esr = 0,04 и B_sesr = 0,001 взяты из соответствующих столбцов таблицы 8.1. 3. Значения периодов времени Т_и определяются в секундах.

— определяются пороговые значения S₁ и S₂ по
формулам

BISO = RPO/2
(8.4)

(8.5)

S₁ = BISO — s
(8.6)

S₂ = BISO + s
(8.7)

Результаты расчетов пороговых значений S₁, S₂ и BISO
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ и МПС для различных периодов
наблюдения и различных длин ОЦК на МПС приведены в таблицах 8.5 — 8.9.

Таблица 8.5 — Пороговые значения S1 и S2
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ для периодов измерения 15 минут
(900 секунд) и 1 час (3600 секунд)

ES	SES
Т_и = 15 минут	Т_и = 1 час	Т_и = 15 минут	Т_и = 1 час
RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.
5	3	0	6	22	11	4	18	0	0	0	1	1	0	0	1

Таблица 8.6 — Пороговые
значения S₁ и S₂ оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ для
периода измерения 1 сутки (86400 секунд) и пороговые значения BISO
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на АЛ для периода измерения 7 суток
(604800 секунд)

ES	SES
Т_и = 1 сутки	Т_и = 7 суток	Т_и = 1 сутки	Т_и = 7 суток
RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.
518	259	227	291	3629	1814	13	6	1	11	91	45

Таблица 8.7 — Пороговые
значения S1 и S2 оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для
периода измерения 15 минут (900 секунд)

L, км	ES	SES
RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	s₂, шт.
£ 5	0	0	0	1	0	0	0	0
5 < L £ 10	0	0	0	1	0	0	0	0
10 < L £ 15	0	0	0	1	0	0	0	0
15 < L £ 20	1	0	0	2	0	0	0	0
20 < L £ 25	1	0	0	2	0	0	0	0
25 < L £ 30	1	0	0	2	0	0	0	0
30 < L £ 35	1	0	0	2	0	0	0	0
35 < L £ 40	1	1	0	2	0	0	0	0
40 < L £ 45	1	1	0	3	0	0	0	0
45 < L £ 50	1	1	0	3	0	0	0	0
50 < L £ 55	1	1	0	3	0	0	0	0
55 < L £ 60	2	1	0	3	0	0	0	0
60 < L £ 65	2	1	0	3	0	0	0	0
65 < L £ 70	2	1	0	3	0	0	0	0
70 < L £ 75	2	1	0	3	0	0	0	0
75 < L £ 80	2	1	0	3	0	0	0	0
80 < L £ 85	2	1	0	3	0	0	0	0
85 < L £ 90	2	1	0	3	0	0	0	0
90 < L £ 95	3	1	0	4	0	0	0	0
95 < L £ 100	3	1	0	4	0	0	0	0

Таблица 8.8 — Пороговые
значения S1 и S2 оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для
периода измерения 1 час (3600 секунд)

L, км	ES	SES
RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.
£ 5	0	0	0	1	0	0	0	0
5 < L £ 10	1	1	0	2	0	0	0	0
10 < L £ 15	2	1	0	3	0	0	0	0
15 < L £ 20	2	1	0	3	0	0	0	0
20 < L £ 25	3	1	0	4	0	0	0	0
25 < L £ 30	3	2	0	4	0	0	0	0
30 < L £ 35	4	2	0	5	0	0	0	0
35 < L £ 40	4	2	0	5	0	0	0	1
40 < L £ 45	5	2	0	6	0	0	0	1
45 < L £ 50	5	3	0	6	0	0	0	1
50 < L £ 55	6	3	0	6	0	0	0	1
55 < L £ 60	6	3	0	7	0	0	0	1
60 < L £ 65	7	4	0	7	0	0	0	1
65 < L £ 70	8	4	0	8	0	0	0	1
70 < L £ 75	8	4	0	8	0	0	0	1
75 < L £ 80	9	4	0	8	0	0	0	1
80 < L £ 85	9	5	0	9	0	0	0	1
85 < L £ 90	10	5	0	9	0	0	0	1
90 < L £ 95	10	5	1	10	0	0	0	1
95 < L £ 100	11	5	1	10	0	0	0	1

Таблица 8.9 — Пороговые
значения S1 и S2 оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для
периода измерения 1 сутки (86400 секунд) и пороговые значения BISO
оперативных норм на показатели ошибок ОЦК на МПС для периода измерений 7 суток
(604800 секунд)

L, км	ES	SES
Т_и = 1 сутки	Т_и = 7 суток	Т_и = 1 сутки	Т_и = 7 суток
RPO, шт.	BISO, шт.	S₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.	s₁, шт.	S₂, шт.	RPO, шт.	BISO, шт.
£ 5	13	7	2	12	91	45	0	0	0	1	2	1
5 < L £ 10	26	13	6	20	181	91	1	0	0	1	5	2
10 < L £ 15	39	20	11	29	272	136	1	0	0	2	7	3
15 < L £ 20	52	26	16	36	363	181	1	1	0	2	9	5
20 < L £ 25	65	33	22	44	454	227	2	1	0	3	11	6
25 < L £ 30	78	39	27	51	544	272	2	1	0	3	14	7
30 < L £ 35	91	46	32	60	635	318	2	1	0	3	16	8
35 < L £ 40	104	52	37	66	726	363	3	1	0	4	18	9
40 < L £ 45	117	59	44	74	816	408	3	1	0	4	20	10
45 < L £ 50	130	65	49	81	907	454	3	2	0	4	23	11
50 < L £ 55	143	72	55	89	998	499	4	2	0	4	25	12
55 < L £ 60	156	78	60	95	1089	544	4	2	0	5	27	14
60 < L £ 65	168	84	66	102	1179	590	4	2	0	5	29	15
65 < L £ 70	181	91	72	110	1270	635	5	2	0	5	32	16
70 < L £ 75	194	97	77	117	1360	680	5	2	0	6	34	17
75 < L £ 80	207	104	83	124	1452	726	5	3	0	6	36	18
80 < L £ 85	220	110	89	131	1542	771	6	3	0	6	39	19
85 < L £ 90	233	117	95	139	1633	816	6	3	0	6	41	20
90 < L £ 95	246	123	101	145	1724	862	6	3	0	7	43	22
95 < L £ 100	259	130	107	152	1814	907	⁶	3	0	7	45	23

8.2.9 При вводе ОЦК на АЛ и МПС в эксплуатацию период
измерения показателей ошибок принимают равным 1 сутки. Если за период
наблюдения Т_и = 1 сутки по результатам эксплуатационного контроля
получено число ES или SES, равное S, то:

— при S
³ S₂ — ОЦК не
принимается в эксплуатацию;

— при S
£ S₁ — ОЦК
принимается в эксплуатацию;

— при S₁ < S
< S₂ — ОЦК
принимается условно — с проведением испытаний в течение 7 суток;

— если после проведения дополнительных испытаний в течение
7 суток S > BISO,
то ОЦК не принимается в эксплуатацию.

8.2.10 В ходе технической эксплуатации измерения показателей
ошибок ОЦК на АЛ и МПС осуществляют эпизодически или периодически в свободные
от работы ОЦК моменты времени, определенные регламентом его эксплуатации.
Продолжительность измерения показателей ошибок ОЦК на АЛ должна составлять 15
минут, а ОЦК на МПС — 1 час.

Если за период наблюдения Т_и по результатам
эксплуатационного контроля получено число ES или SES,
равное S, то:

— при S
£ S₁ — ОЦК
возвращается в эксплуатацию;

— при S₁ < S < S₂ — ОЦК
подвергается дополнительным измерениям — ОЦК на АЛ измеряется
в течении 1 часа, а ОЦК на МПС — 1 сутки;

— при S ³ S₂ — ОЦК на АЛ и МПС подвергается дополнительным
испытаниям в течении 7 суток.

После дополнительных измерений проводят проверку
выполнения условий S £ S₁ или S £ BISO.

Если условия выполняются, то ОЦК возвращается в
эксплуатацию, если не выполняются, то ОЦК передается для ремонта и регулировки.

8.2.11 В ходе ремонта и регулировки ОЦК на АЛ и МПС
подвергается оценочным измерениям в течении 15 минутных интервалов, добиваясь в
ходе выполнения восстановительных действий выполнения условия S £ S₁.

8.2.12 После завершения ремонтно-регулировочных работ ОЦК на
АЛ и МПС подвергается процедуре ввода в эксплуатацию с проведением измерения
показателей ошибок и оценкой их результатов в соответствии с 8.2.9.

9 Методика измерений

9.1 Общие положения

9.1.1 Приведенные в настоящем разделе методы измерений
распространяются на проверку норм (см. раздел 8) на показатели ошибок цифровых каналов со скоростью
передачи 64 кбит/с.

9.1.2 Параметры стыков цифровых каналов, приведенные в
разделе 7 (характеристики
входа-выхода, форма импульсов, устойчивость к фазовому дрожанию и фазовое
дрожание на выходе, помехоустойчивость), измеряются в соответствии с ОСТ 45.90
(для стыков, соответствующих ГОСТ 26886 и
[4]). Методы измерения электрических характеристик
содержатся в рекомендациях [7 и/или 8] (для стыков типа V.24
и Х.24).

9.1.3 Измерения цифровых каналов на соответствие нормам
проводятся в зависимости от выполняемой функции технической эксплуатации и
могут быть подразделены на следующие виды:

— измерения на соответствие долговременным нормам;

— измерения при вводе в эксплуатацию;

— измерения при техническом обслуживании.

9.1.4 Методы измерения цифровых каналов передачи изложены в
настоящем документе с учетом ГОСТ
Р 8.563, ОСТ 45.150,
[3, 9 — 12], а также технических возможностей отечественных и
зарубежных средств измерений.

9.1.5 Измерения показателей ошибок проводятся с
прекращением связи отдельно для каждого направления передачи. Допускается
проводить измерения по шлейфу, т.е. с помощью одного прибора, передатчик
которого подключается на вход одного направления измеряемого канала, а приемник
на выход другого; на противоположном конце измеряемого канала выход первого
направления соединяется со входом второго. При этом результаты измерения должны
сравниваться с удвоенными нормами на данный канал для одного направления
передачи.

9.1.6 Рекомендуемые средства измерения приведены в
приложении А. Основные
требования к применяемым средствам измерения приведены в подразделе 9.5.

9.2 Измерения на соответствие
долговременным нормам

9.2.1 Измерения на соответствие долговременным нормам
проводятся при сертификационных испытаниях, а также эксплуатационных исследованиях,
организуемых в рамках работ по повышению эксплуатационной надежности сети или
станции, и выполняются по отдельному графику работ силами производственных
лабораторий или других подразделений по указанию администрации.

9.2.2 Измерения этого вида являются наиболее длительными и
полными. Соответствие нормам по показателям ошибок должно оцениваться не менее
1 месяца. Применяемые для этой цели средства измерения должны быть
автоматизированными, с запоминанием или регистрацией результатов измерения и
выходом на ПЭВМ.

9.2.3 Измерения по шлейфу при долговременных измерениях не
рекомендуются. При использовании этого метода получение отрицательного
результат^* (несоответствия нормам) требует повторения измерений
отдельно для каждого направления передачи.

9.2.4 Показатели ошибок цифровых каналов для оценки их на
соответствие долговременным нормам измеряются с помощью средств измерений
показателей ошибок, в которых предусмотрено получение стандартизованного
измерительного сигнала согласно [12] и анализ потока ошибок в соответствии с [3]. При этих измерениях следует использовать сигнал в
виде псевдослучайной последовательности длиной 2¹¹ — 1 бит.

9.2.5 До начала измерений в приборе устанавливаются:

— скорость передачи 64 кбит/с, входное и выходное
сопротивление, тип стыка, вид испытательной последовательности (2¹¹
— 1), источник тактового сигнала, выравнивание входного сигнала (если это
необходимо), показатели регистрируемых ошибок (ESR и SESR,
а если их нет в приборе, то ES и SES), в соответствии с руководством по эксплуатации на
конкретное применяемое средство измерений и типа стыка измеряемого канала;

— цикл измерения, равный 30 суткам (если в приборе
имеется такая возможность) и интервал измерения не более 1 часа для регистрации
промежуточных результатов, режим отображения (за цикл измерений, за интервал
измерений, с начала измерений).

9.2.6 Если в приборе нет функции запоминания промежуточных
результатов для последующего вывода на печать или встроенного принтера, а
прибор предусматривает подключение внешнего принтера для распечатки
промежуточных результатов, то необходимо подключить внешний принтер.

9.2.7 По окончании цикла измерений полученные результаты
сравнивают с нормами, рассчитанными для данного канала согласно подразделу 8.1, или непосредственно, считывая результаты измерения
показателей ошибок ESR и SESR, или, если результаты получены в виде ES и SES,
то путем расчета согласно подразделу 8.1. В последнем случае из общей длительности измерения
следует вычесть время неготовности, которое должно быть зафиксировано прибором.

9.3 Измерения при вводе в эксплуатацию

9.3.1 Измерения при вводе в эксплуатацию проводятся на
соответствие оперативным нормам (подраздел 8.2). Эти измерения показателей ошибок проводятся в
течение более коротких периодов времени. Цель этих измерений состоит в том,
чтобы убедиться в правильной работе цифрового канала с точки зрения передачи
информации и выполнения действий по техобслуживанию.

Процедуры измерений (длительность каждого цикла
измерений, их последовательность и принципы сравнения с нормами) определяются
согласно подразделу 8.2.

9.3.2 Показатели ошибок цифровых каналов для оценки их
соответствия нормам по вводу в эксплуатацию измеряются теми же
специализированными средствами измерения, что и при долговременных измерениях.
Время измерения должно составлять, как правило, 24 часа. Если измеряемый канал
образован в тракте и аппаратуре, где уже работают и подвергались тщательным
измерениям аналогичные цифровые каналы, измерения могут быть сокращены до 15
минут или 1 часа (см. подраздел 8.2).

9.3.3 Установки в приборе перед началом измерений
аналогичны описанным в 9.2.5, за
исключением показателей регистрируемых ошибок (необходимо установить ES и SES,
так как нормы в таблицах даны для этих показателей), длительности цикла и
интервала измерений, которые должны соответствовать выбранной процедуре.

При длительности цикла 24 часа интервал измерений
рекомендуется устанавливать от 15 минут до 1 часа, при длительности цикла 15
минут — 1 минуту.

9.3.4 По результатам измерений в течение заданного цикла
измеренные значения показателей ошибок — количество секунд с ошибками ES и
количество секунд, пораженных ошибками SES, в течение
времени готовности сравниваются с нормами для соответствующей длительности
измерений.

9.4. Измерения при техническом
обслуживании

9.4.1 При техническом обслуживании цифровых каналов
измерения проводятся в процессе обнаружения повреждений, при их отсутствии
измерения проводить не рекомендуется.

9.4.2 Измерения при техническом обслуживании проводятся на
соответствие оперативным нормам (подраздел 8.2). Целью этих измерений является определение состояния
канала и его участков, т.е. оценка показателей ошибок, показывающая, превышен ли порог неприемлемого качества по
показателям ошибок (измерение в течение 15 минут или 1 часа). Эта оценка
необходима для решения о выведении канала из эксплуатации и обеспечении
локализации неисправности.

9.4.3 Процедуры измерений (длительность каждого цикла
измерений, их последовательность и принципы сравнения с нормами) определяются в
соответствии с характером неисправности канала согласно подразделу 8.2.

9.4.4 Показатели ошибок цифровых каналов для оценки их
соответствия нормам при техническом обслуживании измеряются теми же средствами
измерения, что и при долговременных измерениях.

9.4.5 Установки в приборе перед началом измерений
аналогичны описанным в подразделе 9.2, за исключением показателей регистрируемых ошибок
(необходимо установить ES и SES, нормы в таблицах даны для этих показателей) и
длительности цикла и интервала измерений, которые должны соответствовать
выбранной процедуре (см. подраздел 9.3). В процессе определения места неисправности могут
устанавливаться и другие показатели ошибок (например, коэффициент ошибок или их
количество), которые более удобны для поиска места неисправности.

9.4.6 По результатам измерений в течение заданного цикла
измеренные значения показателей ошибок: количество секунд с ошибками ES и
количество секунд, пораженных ошибками SES в течение
времени готовности сравниваются с нормами для соответствующей длительности.
Промежуточные результаты используются для локализации неисправности, поэтому в
этих случаях особенно желательна их регистрация.

9.4.7 При локализации неисправности измерения могут
проводиться по участкам канала, в том числе и на уровне вышестоящих трактов
путем выделения в промежуточном пункте сигнала, соответствующего проверяемому
каналу со скоростью 64 кбит/с, из цифрового сигнала со скоростью 2 Мбит/с и
измерения показателей ошибок необходимого канала на данном участке. Подобные
функции заложены в большинство современных анализаторов ошибок. Возможно
проведение измерений в обратном направлении путем подачи измерительного сигнала
в определенный канальный интервал сигнала со скоростью 2 Мбит/с и измерение
показателей ошибок на выходе необходимого канала. Первое измерение может
проводиться без прекращения связи по первичному цифровому тракту, кроме
проверяемого канала, а второе требует прекращения связи в этом тракте.

9.4.8 По окончании ремонтно-регулировочных работ должна
быть проведена процедура ввода в эксплуатацию, для чего проводятся измерения
согласно подразделу 9.3.

9.5 Основные требования к
средствам измерения

9.5.1 Общие требования

9.5.1.1 Средства измерения, применяемые для проверки цифровых
каналов на соответствие нормам, подлежат государственному метрологическому
контролю и надзору, то есть должны быть внесены в Госреестр после испытаний
типа согласно нормативному документу Госстандарта России ПР 50.2.009.

Кроме того, измерители показателей ошибок должны быть
сертифицированы в системе «Электросвязь» Минсвязи России, как средства
измерения электросвязи.

Примечание — Если тип
конкретного применяемого для проверки цифровых каналов на соответствие нормам
средства измерений не сертифицирован в Минсвязи России, необходимо проведение
этих сертификационных испытаний для конкретного экземпляра по заявке оператора
— владельца прибора.

9.5.1.2 Измерители показателей ошибок, применяемые для
проверки цифровых каналов на соответствие нормам, должны удовлетворять
требованиям ОСТ 45.91, а
также [12].

Примечание — При
измерении показателей ошибок в процессе технического обслуживания на уровне
первичного цифрового тракта необходимы измерители ошибок, позволяющие при
подключении к этому тракту проводить анализ цикла и измерение показателей
ошибок в выделенном канальном интервале. Требования к таким измерителям в данном
документе не приводятся, так как они непосредственно не относятся к измерению
цифровых каналов со скоростью 64 кбит/с на соответствие нормам, устанавливаемым
в данном документе.

9.5.1.3 По требованиям к электрической прочности и
сопротивлению изоляции, времени установления рабочего режима и
продолжительности непрерывной работы и другим общим техническим требованиям, не
оговоренным в настоящем документе, аппаратура должна удовлетворять требованиям ГОСТ 22261.

9.5.1.4 По устойчивости к климатическим и механическим
воздействиям средства измерений должны соответствовать требованиям третьей
группы ГОСТ 22261.

9.5.1.5 Питание приборов должно осуществляться от сети
переменного тока частотой (50 ± 2,5) Гц и напряжением () В с содержанием
гармоник до 10 % (в соответствии с ГОСТ 5237)
или от встроенных аккумуляторов.

9.5.1.6 Сопряжение с внешними устройствами при работе от
внешнего управляющего устройства (внешней ЭВМ), а также передаче результатов
измерений для хранения и обработки внешнему управляющему устройству должно
осуществляться через стык С2 согласно ГОСТ 18145
соответствующий интерфейсу RS-232C.

9.5.2 Требования к входу и выходу средств измерений

9.5.2.1 Вход и выход средств измерений, предназначенных для
измерений параметров цифровых каналов и подключаемых к стандартизованным стыкам
этих каналов, должно соответствовать параметрам стыков, в которых проводится
измерение показателей ошибок.

9.5.2.2 Номинальное значение входа и выхода приборов для
измерения цифровых каналов со скоростью 64 кбит/с на стыках, соответствующих ГОСТ 26886,
должно быть 120 Ом, затухание несогласованности ³ 12 дБ
от 3 до 6,4 кГц, ³ 18 дБ от 6,4 до 128 кГц, ³ 14 дБ, от 128 до 192 кГц. Затухание асимметрии входа
и выхода приборов должно быть не менее 34 дБ в тех же диапазонах частот.

9.5.2.3 Для измерения цифровых каналов со скоростью 64 кбит/с
на стыках типа V.24 и Х.24 приборы должны иметь соответствующие
разъемы, электрические параметры которых должны соответствовать [7].

9.5.3 Требования к передатчику

9.5.3.1 Генератор измерительного сигнала должен работать:

— от собственного тактового генератора на частоте f
измеряемого цифрового сигнала с погрешностью не более ±3 × 10^-5 × f
кГц;

— от внешнего тактового сигнала с погрешностью частоты
не более ±50 × 10^-6 × f и
амплитудой 50 мВ — 1 В;

— от синхронизирующего сигнала (такт + октет),
выделенного из принятого сигнала (при измерении основного цифрового канала).

Для измерения цифрового канала в режиме
противонаправленного стыка в приборе должны быть предусмотрены два варианта
работы:

— первый вариант — в качестве потребителя (в сторону
аппаратуры преобразования 64/2048 кбит/с), синхронизация — от синхронизирующего
сигнала противонаправленного стыка (такт + октет);

— второй вариант — в качестве аппаратуры
преобразования (в сторону линии 64 кбит/с), синхронизация — от собственного и
от внешнего тактового генератора; подача синхронизирующего сигнала (такт +
октет) в линию 64 кбит/с.

9.5.3.2 В генераторе должны вырабатываться измерительные
сигналы в виде псевдослучайной последовательности длиной 2ⁿ
— 1.

9.5.4 Требования к измерителю показателей ошибок

9.5.4.1 Измеритель показателей ошибок должен работать от
внутреннего выделителя тактовой частоты из принимаемого сигнала, а также от
внешнего тактового сигнала с погрешностью частоты до 100 × 10^-5 × f.

В режиме противонаправленного стыка работа должна
осуществляться от синхронизирующего сигнала (такт + октет) для первого варианта
включения прибора (см. 6.5.6). Во втором
варианте должен быть предусмотрен выход синхронизирующего сигнала (такт +
октет).

9.5.4.2 Измеритель показателей ошибок должен выделять ошибки
методом посимвольного сравнения в испытательных последовательностях и
обеспечивать:

— измерение коэффициента ошибок в пределах от 10^-2
до 10^-7;

— счет числа ошибок;

— определение за установленный период измерения
показателей ошибок по битам в соответствии с [3] количества секунд с
ошибками ES и количества секунд, пораженных ошибками SES.
Показатели ошибок должны вычисляться в пределах времени готовности.

Должен обеспечиваться также счет числа проскальзываний
(октетных и битовых).

9.5.4.3 Должна быть предусмотрена установка интервала
измерений и цикла измерений в пределах от 1 минуты до 1 месяца.

Результаты измерения должны выводиться следующими
способами (одним или несколькими):

— за текущий интервал измерений;

— за последний интервал измерений;

— с начала цикла измерений;

— наихудшее значение из результатов для интервалов
измерения с начала цикла измерений;

— за весь цикл измерений.

Приложение А

(рекомендуемое)

Рекомендуемые
средства измерений

1 Средства измерений, прошедшие
сертификацию в Госстандарте России и Минсвязи (Госкомсвязи) России согласно
таблице А.1

Таблица А.1

Измеряемый параметр, техническая характеристика	Wande1 & Goltermann (ФРГ) PFA-35	Wandel & Goltermann (ФРГ) PF-30	Siemens (ФРГ) K4315^*	Sunrise Telecom (США) Sunset Е10^**	Elektronika (Венгрия) EDCT2	Мерна (Россия) ИКО-С
1. Скорость передачи, кбит/с	0,05 — 2048	0,05 — 2048	1,2 — 2048	0,05 — 2048	2048; 64 (с EI 64)	0,064; 2048; 8448
2 Типы стыков:
G.703, 2048	+	+	+	+	+	+
G.703, сонаправленный	+	+	+	+	+	+
G.703, противонаправленный	—	—	—	—	+	+
V.24/RS-232	+	+	+	+	—	—
V.35	—	+	+	+	—	—
V.36	—	+	—	+	—	—
V.M/X.24	+	+	—	—	—	—
V.11/X.21	—	—	+	+	—	—
NRZ, 75 Ом	—	—	+	—	—	—
3 Испытательные сигналы:
— бесцикловый на 2 Мбит/с	+	+	+	+	+	+
— цикловый на 2 Мбит/с;	+	—	+	+	+	—
— ПСП (2ⁿ — 1), где n =	6, 9, 11, 15	6, 9, 11, 15	11, 15	6, 7, 9, 11, 15, 20, 23	9, 11, 15	11, 15
4 Введение в испытательный сигнал:
— ошибок	+	+	+	+	+	+
— аварийных сигналов	+	—	+	+	—	—
— проскальзываний	—	—	—	—	—	—
5 Определение показателей ошибок по [3]	+	+	+	+	+	+
6 Анализ показателей ошибок в канальном интервале	+	+	+	+	+	—
7 Регистрация проскальзываний	+	+	—	+	—	+
8 Выход на внешний принтер (V.24)	+	+	+	+	+	+
9 Габариты, мм	195´136´72	195´136´72	482´316´134	105´60´27 + доп. модуль	200´100´140 + 100´100´40	105´160´340
10 Масса, кг	2,8	1,7	1,7	1,2	0,8 + 0,3	7
^* Приборы данного типа с 1997 г. не выпускаются, но имеются на сетях связи страны. ^** Требуется дополнительный модуль SS251 со стыками передачи данных, в том числе сонаправленным стыком по [2].

2
Средства измерений, имеющиеся на сетях связи страны, но не прошедшие
сертификацию в Госстандарте России и Минсвязи России

Для применения этих СИ при проверке
каналов со скоростью передачи 64 кбит/с на соответствие нормам необходимо
проведение сертификации конкретных экземпляров приборов по заявке операторов —
владельцев средств измерений согласно таблице А.2.

Таблица А.2

Измеряемый параметр, техническая характеристика	Wavetec (Франция) SI7705	Marconi (Англия) 2841	Hewlett-Packard (США) 37722 + 37732
1 Скорость передачи, кбит/с	0,05 — 2048	0,05 — 2048	0,05 — 2048
2 Типы стыков:
G.703, 2048	+	+	+
G.703, сонаправленный	+	+	+
G.703, противонаправленный	+	+	—
V.24/RS-232	+	+	+
V.35	+	+	+
V.36	+	+	—
V.11/X.24	+	—	—
V.11/X.21	+	+	+
NRZ, 75 Ом	+	+	—
3 Испытательные сигналы:
— бесцикловой на 2 Мбит/с;	+	+	+
— цикловый на 2 Мбит/с;	+	+	+
— ПСП (2ⁿ — 1), где n =	9, 11, 20, 23	9, 11, 15, 20, 23	6, 11, 15
4 Введение в испытательный сигнал:
— ошибок	+	+	+
— аварийных сигналов	+	+	+
— проскальзываний	+	—	—
5 Анализ показателей ошибок в канальном интервале	+	+	+
6 Определение показателей ошибок по [3]	+	+	+
7 Регистрация проскальзываний	+	+	+
8 Встроенный принтер	+	—	—
9 Выход на внешний принтер (V.24)	+	+	+
10 Габариты, мм	440´185´345	206´170´77	340´190´20 + 340´196´20
11 Масса, кг	2,4	1,5	2

Приложение Б

(информационное)

Библиография

[1]	Нормы на электрические параметры цифровых каналов и трактов магистральной и внутризоновых первичных сетей (Приказ Министерства связи Российской Федерации от 10.08.96 № 92).
[2] Рекомендация МСЭ-Т G.703	Физические и электрические характеристики иерархических цифровых стыков. — Белая книга, 1991 г.
[3] Рекомендация МСЭ-Т G.821	Показатели ошибок международного цифрового соединения, работающего на скорости передачи ниже первичной и образующего часть сети с интеграцией услуг. — Белая книга, 1996 г.
[4] Рекомендация МСЭ-Т М.2100	Допустимые пределы качественных показателей при вводе в эксплуатацию и техническом обслуживании международных трактов ПЦИ, их участков и систем передачи. — Белая книга, 1995 г.
[5] Рекомендация МСЭ-Т М.2110	Ввод в эксплуатацию международных трактов, секций и систем передачи ПЦИ и трактов и мультиплексорных секций СЦИ. — Белая книга, 1997 г.
[6] Рекомендация МСЭ-Т М.2120	Обнаружение неисправностей и процедуры определения их местонахождения в тракте, секции и системе передач ПЦИ и тракте и мультиплексорной секции СЦИ. — Белая книга, 1997 г.
[7] Рекомендация МСЭ-Т V.10	Электрические характеристики несимметричных цепей стыка, работающих двухполюсным током на номинальных скоростях передачи данных до 100 кбит/с. — Белая книга, 1993 г.
[8] Рекомендация МСЭ-Т V.11	Электрические характеристики симметричных цепей стыка, работающих двухполюсным током на номинальных скоростях передачи данных до 10 кбит/с. — Белая книга, 1996 г.
[9] Рекомендация МСЭ-Т М.1340	Распределение качественных показателей и допустимые пределы для международных трактов и систем передачи данных. — Белая книга, 1995 г.
[10] Рекомендация МСЭ-Т M.1370	Введение в эксплуатацию международных систем передачи данных. — Белая книга, 1993 г.
[11] Рекомендация МСЭ-Т М.1375	Техническое обслуживание международных систем передачи данных. — Белая книга, 1996 г.
[12] Рекомендация МСЭ-Т О.152	Измерительная аппаратура для скоростей передачи 64 кбит/с и N х 64 кбит/с. — Белая книга, 1992 г.

Источник

6.1. Определения коэффициента ошибок

6.2. Математическое выражение коэффициента битовых ошибок

6.3. Нормы на параметры ошибок систем передачи

6.4. Принципы построения измерителей ошибок

6.5. Техника измерения коэффициента ошибок

6.1. Определения коэффициента ошибок

6.2. Математическое выражение коэффициента битовых ошибок

6.3. Нормы на параметры ошибок систем передачи

6.4. Принципы построения измерителей ошибок

6.5. Техника измерения коэффициента ошибок

3.1 Бинарный канал и методы анализа его параметров.

АНАЛИЗ ОШИБОК В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ

1. ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОСТИ КАНАЛА ПД ПО СИГНАЛАМ «ПЕРЕСПРОС» И ВРЕМЕНИ ЦИКЛОВОГО ФАЗИРОВАНИЯ

3. ИЗМЕРЕНИЕ СВОЕВРЕМЕННОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ДАННЫХ ИЗ КАНАЛА ПД ПО СИГНАЛАМ «ПЕРЕСПРОС» И ВРЕМЕНИ ЦИКЛОВОГО ФАЗИРОВАНИЯ

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОШИБОК ПО ЭЛЕМЕНТАМ И БЛОКАМ В ДИСКРЕТНОМ КАНАЛЕ

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА НЕОБНАРУЖЕННЫХ ОШИБОК КАНАЛА ПД

6. ИЗМЕРЕНИЕ КРАЕВЫХ ИСКАЖЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (справочное). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В СТАНДАРТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (рекомендуемое). ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИЗМЕРЕНИЙ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (справочное). Электрическая структурная схема УВО

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (справочное). Электрическая структурная схема ИКИ

АНАЛИЗ ОШИБОК В ЦИФРОВЫХ СИСТЕМАХ ПЕРЕДАЧИ

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Сокращения

4 Определения

5 Общие положения

6 Распределение доли ошибок по элементам эталонной цепи ОЦК ВСС России

7 Общие характеристики основного цифрового канала

8 Нормы на показатели ошибок

8.1 Долговременные нормы на показатели ошибок

8.2 Оперативные нормы на показатели ошибок

9 Методика измерений

9.1 Общие положения

9.2 Измерения на соответствие долговременным нормам

9.3 Измерения при вводе в эксплуатацию

9.4. Измерения при техническом обслуживании

9.5 Основные требования к средствам измерения

Приложение А

(рекомендуемое)

Рекомендуемые средства измерений

Приложение Б

(информационное)

Библиография

6 Распределение доли ошибок по
элементам эталонной цепи ОЦК ВСС России

7 Общие характеристики основного
цифрового канала

8.1 Долговременные нормы на
показатели ошибок

8.2 Оперативные нормы на
показатели ошибок

9.2 Измерения на соответствие
долговременным нормам

9.4. Измерения при техническом
обслуживании

9.5 Основные требования к
средствам измерения

Рекомендуемые
средства измерений