. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Hodnocení chybovosti v optických bezvláknových spojích

Hodnocení chybovosti v optických bezvláknových spojích

Článek definuje souvislosti mezi chybovými parametry pro optické bezkabelové spoje.

Vývoj v oblasti páteřních sítí jde cestou plně optických síťových prvků založených na hustém vlnovém multiplexování technologií DWDM terabitové kapacity na ticícikilometrové vzdálenosti. Výhodou technologie DWDM je možnost efektivního obnovení a zesílení signálu, za použití jednoho erbiem dotovaného vláknového zesilovače pro všechny kanály, což nám technologicky umožňuje obnovu a zesílení všech kanálů současně a je výhodnou vlastností pro přenos v páteřních sítích. Optická zařízení, která umožňují přenos takových kapacit jsou složitá, protože se musí vyrovnat s řadou fyzikálních parametrů, jako je útlum signálu, šum, polarizační disperse, chromatická disperse, nelineární rušení a mnoho dalších. Cílem článku je definovat souvislosti mezi chybovými parametry v optických sítích v návaznosti na optické bezkabelové spoje, které využívají jako přenosové medium pro šíření optického svazku atmosféru. Optické bezvláknové spoje jsou citlivé na stav přenosového prostředí a oproti klasickému optickému spoji závisí kvalita spojení na denní době, stavu ovzduší apod.

K hlavním parametrům popisujícím kvalitu datového spoje patří bitová chybovost BER (Bit Error Rate). Pomocí veličiny BER je možno vzájemně porovnat kvalitu různých systémů určených k přenosu dat. Bitová chybovost je definována následujícím vztahem

  (1)

kde nc udává počet chybně přijatých bitů a NB je počet celkově přijatých bitů v definovaném časovém intervalu.

Pro moderní přenosové sítě se používá přenos informací po větších blocích, které jsou označovány jako pakety. Paket se skládá z určitého počtu bitů, který lze zvolit, nebo je předepsán typem sítě. Výskyt chybně přeneseného bitu vyvolá znehodnocení celého paketu. Z hlediska chybovosti dojde ke ztrátě většího počtu dat. Tato chybovost je určena vztahem (2)

  (2)

NERP – počet přenesených paketů s výskytem alespoň jednoho chybně přeneseného bitu
Np – celkový počet přenesených paketů

Pro optické bezvláknové spoje je definován významný chybový parameter a to relativní časový interval p, který vyjadřuje procentuální podíl času výpadku spoje ti k celkové době provozu spoje Tc podle vztahu (3). Tento parameter vychází z možnosti výskytu výpadku spojení vlivem turbulence atmosféry a následné fluktuace přijímaného výkonu. Pro spolehlivé určení tohoto parametru pro konkrétní spoj je nutno volit dostatečně dlouhou dobu Tc. Obvykle je volena doba měření jeden rok.

  (3)

Jak je patrné ze vztahu pro určení chybovosti (1), je nutné znát celkový počet přenesených bitů NB. Tento počet je možné určit trvalým sledováním počtu přenášených bitů. Je důležité si uvědomit, že například BER – 10-12 odpovídá jednomu chybně přenesenému bitu připadajícímu na 1012 bitů přenesených celkově. Při rychlosti komunikace 155Mbps dojde k jedné chybě v přenosu průměrně jednou za 6450 s, při datové rychlosti 2048 kbps dokonce jednou za 500 000 s. Měření chybovosti odpovídá svým charakterem binomickému rozdělení pravděpodobnosti PBIN podle následujícího vztahu

  (4)

Hodnota proměnné PBIN vyjadřuje pravděpodobnost výskytu určitého počtu chyb nc k celkovému počtu přenesených bitů NB pro danou chybovost BER.
V případech, kdy je chybovost relativně nízká (<10-4 ), je možno použít jednodušší Poissonovo rozdělení. K vyjádření pravděpodobnosti výskytu definovaného počtu chyb pomocí Poissonova rozdělení jsme museli zavést parameter µ, který vyjadřuje pravděpodobnost chybného přenosu jednoho bitu. Parametr µ je možno definovat následovně

  (5)

Za pomocí vztahů (4), (5) a dané hodnoty BER jsme schopni určit pravděpodobnost, s jakou v celkovém počtu bitů NB bude přeneseno právě nc chybných bitů. Je take možné určit počet celkově přenesených bitů NB, abychom určili hodnotu BER s požadovanou přesností. Za předpokladu, že budeme uvažovat pouze výskyt jednoho chybně přeneseného bitu ne = 1, a budeme požadovat přesnost určení chybovosti PPOISS (ne , µ) = 0,99, lze odvodit pomocí numerických metod minimální a maximální hodnoty parametru µ. Pro známou hodnotu parametru BER jsme podle (5) navíc schopni určit i počty přenesených bitů NB. Z celkového počtu bitů a přenosové rychlosti vi můžeme stanovit potřebnou dobu měření tmer podle následujícího vztahu

  (6)

kde vi je přenosová rychlost v bit/s. Vypočítané minimální hodnoty doby měření pro stanovení chybovosti jsou uvedeny v tabulce 1.


Tab. 1: Doba měření pro přenosovou rychlost 2,048 Mbit/s v rozsahu 10
-6 - 10-14

Článek definuje souvislosti mezi chybovými parametry v sítích, které se budují na základě optických přenosových cest v návaznosti na optické bezkabelové spoje. Vzhledem na velký objem přenášených dat v důsledku sdružení mnoha příspěvkových signálů jsou kladeny vysoké nároky na chybovost přenosu. Článek si kladl za cíl, rozpracovat způsoby měření, vyhodnocení jednotlivých chybovostních parametrů a vysvětlit souvislosti mezi nimi.

Autor: Ing. Tomáš Ivaniga - Katedra elektroniky a multimediálných telekomunikáci, TU Košice

Literatura:

[1] Ivaniga, P. Hodnocení chybovosti ve vysokorychlostních digitálních sítích. Vydala Žilinská univerzita v Žiline, EDIS – vydavateľstvo ŽU 2007. 87s., prvé vydanie ISBN 978-80-8070-771-2.
[2] Tošovský, P. Tester pro optický bezvláknový spoj, Elektrorevue 53, 2007, ISSN 1213-1539, s. 1-6.
[3] Kilper, T.et al. Optical Performance monitoring. IEEE Lightwave Technology Journal, 22, 2006 s. 294-304.
[4] Ivaniga, P. Error rate charakteristics for multi operator transmission path, Elektrorevue 1(15) 2013, ISSN 1213-1539 s.1-4.
[5] Ivaniga, T., Ivaniga, P. Evaluation of the bit error rate and Q – factor in Optical networks. Journal of Electrics and Communication Engieneering ISSN: 2278-8735. Volume 9, Issue 5, pp.1-4.
[6] Chybovostní charakteristika pro multioperátorovou přenosovou cestu / Petr Ivaniga.
In: Elektrorevue [elektronický zdroj] : časopis pro elektrotechniku. - ISSN 1213-1539. - (publikované 20.1.2013), online, [4] s. - Spôsob prístupu: http://elektrorevue.cz/cz/clanky/komunikacni-technologie/0/chybovostni-charakteristika-pro-multioperatorovou-prenosovou-cestu/
[7] Metody měření chybovosti / Petr Ivaniga, Ľudovít Mikuš.
In: Pandatron.cz [elektronický zdroj] : elektrotechnický magazín. - ISSN 1803-6007. Spôsob prístupu: http://www.pandatron.cz/?2884&metody_mereni_chybovosti
[8] Chybovostní charakteristika pro páteřní otické sítě / Petr Ivaniga.
In: Pandatron.cz [elektronický zdroj] : elektrotechnický magazín. - ISSN 1803-6007. - 20. prosince (2012) Spôsob prístupu: http://www.pandatron.cz/?3520&chybovostni_charakteristika_pro_paterni_opticke_site
[9] Ivaniga, P., Smieško, J. the relationship between Q – factor and the error rate in optical networks. International jornal of Science and Humanities, 2014 Volume No.2, pp.96-102, ISSN 2220-8488.
[10] Chybovostní model pro optické bezkabelové spoje / Petr Ivaniga, Ľudovít Mikuš.
[11] In: Pandatron.cz [elektronický zdroj] : elektrotechnický magazín. - ISSN 1803-6007. - 15. listopadu (2011), [3] s. - Popis urobený 9.12.2011. - Požaduje sa Acrobat Reader. - Spôsob prístupu: http://pandatron.cz/?2951&chybovostni_model_pro_opticke_bezkabelove_spoje






GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
Anténa 2J010 - 900/1800/2400MHz
Anténa 900/1800/2400MHz, 90° s konektorem SMA
Skladem od 83 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007