Что такое ber

Что такое ber

BER Bit Error Rate

Частота ошибок по битам BER (Bit Error Rate) харакетризует количество битовых ошибок в единицу времени

Инструкции

Статьи и обзоры

Словарь терминов и сокращений по радиосвязи

Нормативные документы

Технические спецификации

Новости и пресс-релизы

BER (Bit Error Rate) — частота возникновения ошибок (10-3 — 1 ошибка на 1000 бит).

В системах цифровой передачи данных возможно возникновения ошибок из-за шума, помех, искажение или битовой разсинхронизации. Количество битовых ошибок — это количество принятых битов потока данных по каналу связи, которые были изменены.

BER (Bit Error Rate) — частота ошибок по битам (BER) характеризует количество битовых ошибок в единицу времени. Коэффициент ошибок по битам (обозначается также — BER) — это количество битовых ошибок, деленное на общее число переданных битов в течение исследуемого периода времени. Коэффициент ошибок является безразмерной величиной и часто выражается в процентах.

Вероятность битовой ошибки — это ожидаемое значение коэффициента ошибок по битам. Таким образом, коэффициент ошибок по битам можно рассматривать как приближенное значение вероятности битовой ошибки. Точность этой оценки увеличивается приувеличении длительности интервала времени и объема передаваемых данных.

Факторы, влияющие на BER

В системе связи, в канале передачи данных возможны шумы, помехи, искажения, проблемы синхронизации, а также интерференционные помехи, связанные с многолучевым приемом отраженных сигналов, проявляющиеся в виде замираний и т.д.

BER может быть улучшен путем поднятия уровня принимаемого сигнала за счет увеличения мощности передатчика или показателей АФУ, снижением скорости передачи данных, выбором более помехозащищенного вида модуляции или путем применения более помехозащищенных протоколов кодирования, использования избыточного кода прямой коррекции ошибок

Измерение BER в цифровых системах передачи

Ber (Bit Error Rate) — 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.

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

Например, если число ошибочно принятых бит оказалось равным 20, а заданное общее число принимаемых бит – 10 6 , то коэффициент ошибок составит

20/10 6 = 20 x 10 -6 = 2 x 10 -5

Зачем измеряется BER

Измерения параметра ошибок – это самая важная часть практики эксплуатации цифровой системы связи. Так как информация передается в системе связи в цифровом виде, то единственной мерой качества работы системы связи является параметр ошибки. Эта мера является универсальной в том смысле, что она едина для любых цифровых систем передачи и коммутации. Действительно, вне зависимости от того, какие типы линейного кода используются в системе передачи, на каких принципах построена система коммутации и какие протоколы используются, единой мерой качества цифровой сети является уровень ошибок, который она привносит в передаваемый цифровой поток.

Все технические решения в области эксплуатации направлены на уменьшение параметра ошибок, все измерения соотносятся с параметром ошибок (например, исследуются вопросы о влиянии джиттера на параметр ошибок, кодовых ошибок на параметр ошибок и пр.). Таким образом, измерение параметра ошибок представляет собой ключ к эксплуатационным измерениям, и уже одного этого достаточно, чтобы посвятить раздел методам измерения ошибок.

Модель возникновения ошибок в системе передачи

В самом общем виде модель возникновения ошибок выглядит следующим образом. Устройство А передает по рабочему каналу устройству В цифровой поток в виде единиц и нулей. Внешние воздействия на канал (шумы, интерференция, сбои в системе связи и т.д.) приводят к нарушению в интерпретации принимаемых символов на стороне В. В результате в некоторых случаях вместо 1 устройство В принимает 0 и наоборот.

Измерение параметра ошибок с использованием тестовой последовательности

В методе использования тестовой последовательности очень важным является вопрос о том, каким образом передать на сторону В знание о структуре последовательности. Здесь существует два способа. Первый заключает в том, чтобы передавать одну и ту же последовательность циклично, например, одна единица, затем три нуля, тогда в канале будет передаваться информация

1000100010001000100010001000 . тестовая последовательность

Если на стороне В приемник понимает правило формирования этой тестовой последовательности, то он легко найдет все отклонения, например:

10001000100010 1 01000 0 0001000 … 2 битовые ошибки

Метод измерения параметра ошибки без отключения канала

Суть метода состоит в том, что передаваемые данные реального трафика разделяются на блоки данных. Затем перед началом передачи данных в системе передачи над блоком совершается специальные вычисления, результат которых добавляется к блоку и передается на сторону В. На стороне приемника В над блоком производятся аналогичные вычисления, результат которых сравнивается с пересланным служебным полем от стороны А. Если результаты вычислений не совпадают, делается вывод о присутствии ошибки в блоке данных. Таким образом, можно проводить измерения на реальном трафике, без отключения канала. Единство методики определяется тем, что контроллеры, производящие вычисления, действуют по единым правилам расчета.

Принципы нормирования и измерения параметров ошибок

Выше уже было показано, что существует два метода измерений параметров соответственно BER и BLER. Рассмотрим теперь, каким образом эти методы накладываются на реальные методики измерений цифровых систем передачи.

Прежде всего, следует четко понять, что сами по себе параметры BER и BLER не могут быть использованы для нормирования качества в цифровых системах передачи. Возникает это потому, что оба параметра являются интегральными.

По определению, параметр BER представляет собой частное от деления количества ошибок на общее количество переданных битов:

Такое определение не учитывает природу возникновения ошибок и структуру их распределения. В то же время от структуры распределения битовых ошибок зависит окончательный вывод о том, качественный или некачественный канал системы передачи мы измеряем.

Для иллюстрации рассмотрим два случая возникновения ошибок в канале цифровой системы передачи

Слева представлен «пакет» ошибок, возникающий обычно вследствие наводок на кабель системы передачи.

Справа показан случай появления случайных ошибок, которые обусловлены самим качеством системы передачи и в большинстве случаев не связаны с какой-либо конкретной причиной.

В обоих случаях параметр BER оказывается очень высоким, например BER=10 -5 . Но сказать о практическом качестве цифровой системы передачи этот параметр не может. В рассмотренных примерах при одинаковом BER канал слева – это очень качественный канал. Все возникшие в нем ошибки помещаются в течение 6 сек, а других ошибок в канале нет. Если мы мысленно «вырежем» эти 6 секунд, то мы получим идеальный канал. В противоположность этому при BER=10 -5 для канала справа мы имеем совершенно неприемлемое качество, т.к. появление единичных ошибок в таком канале – это слишком частое явление.

Эта иллюстрация показывает, что интегральная природа параметра BER (следовательно, и BLER) не позволяет использовать его в качестве корректного параметра нормирования и характеристики качества. Для полноты картины необходимо знать еще и характеристику распределения ошибок.

Для того, чтобы оценить распределение ошибок было предложено считать отдельно секунды с ошибками (ES) и секунды, пораженные ошибками (SES).

Секунды с ошибками ES – это все секунды в течении которых были ошибки, тогда как SES — это секунды, в течении которых BER был хуже, чем 10 -3 . Переход от анализа интегрированного параметра BER к дифференцированным значениям этого параметра в течении односекундных интервалов позволяет учесть распределение параметра ошибок. Например, на рисунке представлены значения не только параметра BER, но и соответствующие ситуации значения параметров ES и SES. По соотношению параметров ES и SES можно оценить кучность возникновения ошибок в измеряемом канале. Речь идет именно об оценке, а не о точном измерении параметров распределения ошибок, но для целей эксплуатации этого оказывается достаточно.

Следует отметить, что относительно измерений BER параметры ES, SES, а также другие параметры методики (AS, UAS и пр.) являются вторичными, т.к. непосредственно измеряется параметр BER в односекундных интервалах. Но именно эти параметры представляют интерес для отчетности по качеству в цифровом канале.

Измеритель коэффициента битовых ошибок Tektronix BERTScope BSA

Измерители коэффициента битовых ошибок Tektronix BERTScope серии BSA предлагают новый подход к измерению целостности сигнала в системах последовательных данных. Быстрое и точное определение коэффициента битовых ошибок (BER) за счет анализа диаграмм и генерации цифровых последовательностей с битовыми ошибками. Tektronix BERTScope серии BSA легко позволяет выделить проблемные биты или последовательности бит для дальнейшего анализа с помощью семи алгоритмов, обеспечивая непревзойденную глубину статистических измерений.

коэффициент ошибок BER

3.1.22 коэффициент ошибок BER: Отношение числа ошибочных битов к общему числу битов информации, прошедших за время наблюдения.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

• коэффициент ошибок
• коэффициент ошибок модуляции MER

Смотреть что такое «коэффициент ошибок BER» в других словарях:

• коэффициент ошибок — 3.1.3 коэффициент ошибок: Отношение числа принятых бит с ошибками к числу переданных бит информации. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• коэффициент ошибок по битам — Для двоичного цифрового сигнала отношение числа битов, принятых с ошибками, к общему числу битов, принятых за данный интервал времени. Обычно выражается десятичной отрицательной степенью. (МСЭ R F.592 3, МСЭ R V.662 3, МСЭ Т T.810, МСЭ Т Y.1454,… … Справочник технического переводчика
• избыточный коэффициент ошибок по битам — — [http://www.iks media.ru/glossary/index.html?glossid=2400324] Тематики электросвязь, основные понятия EN BER excess … Справочник технического переводчика
• Коэффициент битовых ошибок — (BER) отношение числа ошибочно принятых бит (символов) к общему числу бит измеряемого сигнала в заданном временном интервале. Источник: СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА GSM 900/1800. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ. РД… … Официальная терминология
• коэффициент битовых ошибок и количество потерянных или искаженных сообщений при высоких уровнях на входе приёмника — 3.33 коэффициент битовых ошибок и количество потерянных или искаженных сообщений при высоких уровнях на входе приёмника: Определяется коэффициентом битовых ошибок (BER) или числом потерянных или искаженных сообщений в случае, когда уровень… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• Коэффициент битовых ошибок и количество потерянных или искаженных сообщений при высоких уровнях на входе приемника — 1. Определяется коэффициентом битовых ошибок (BER) или числом потерянных или искаженных сообщений в случае, когда уровень полезного модулированного радиочастотного сигнала на входе приемника многократно превышает максимально используемую… … Телекоммуникационный словарь
• интенсивность ошибок — частота повторения ошибок коэффициент ошибок частота появления ошибочных битов вероятность ошибки на бит — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом… … Справочник технического переводчика
• квазисвободный от ошибок сигнал (наземного цифрового телевидения) — 3.2 квазисвободный от ошибок сигнал (наземного цифрового телевидения) [quasi error free, QEF (DVB T)]: Сигнал после декодирования с обнаружением и исправлением ошибок, имеющий коэффициент ошибок на бит (BER) 2·10 4, что практически исключает… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• ГОСТ Р 53363-2009: Цифровые радиорелейные линии. Показатели качества. Методы расчета — Терминология ГОСТ Р 53363 2009: Цифровые радиорелейные линии. Показатели качества. Методы расчета оригинал документа: 3.1.23 блок: Последовательность битов, характерная для каждого конкретного сетевого тракта при определенной скорости передачи.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
• ГОСТ Р ИСО/МЭК 19762-1-2011: Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и сбора данных (АИСД). Гармонизированный словарь. Часть 1. Общие термины в области АИСД — Терминология ГОСТ Р ИСО/МЭК 19762 1 2011: Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и сбора данных (АИСД). Гармонизированный словарь. Часть 1. Общие термины в области АИСД оригинал документа: Accredited Standards… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Анализ методов оценки качества сигнала: рекомендации G.821 и G.826

Коэффициент битовых ошибок BER является ключевым параметром оценки качества цифровых систем передачи (ЦСП). Этот параметр незаменим при проверке цифровой аппаратуры (например, регенераторов) на этапе ее разработки и ремонта, когда оборудование выведено из эксплуатации. А что же делать, когда цифровые каналы и тракты требуется протестировать в процессе их нормальной эксплуатации?

У параметра BER есть и другой существенный недостаток: этот показатель практически невозможно использовать для оценки качества цифровой линии (скажем, для услуги IP телефонии). При заказе любой услуги связи пользователь и провайдер должны заключить соглашение о качестве обслуживания (Service Level Agreement, SLA), где четко оговариваются двусторонние обязательства. Для оценки качества сеанса связи в цифровом канале или тракте логично использовать относительное число ошибок передачи за фиксированные интервалы времени — за секунду или за период передачи фиксированной группы битов, которую называют блоком.

Именно эти показатели положены в основу двух базовых рекомендаций ITU-T — G.821 и G.826, о которых мы и поговорим ниже.

Прошло ужечетверть века с момента принятия рекомендации G.821 «Параметры ошибок международного цифрового соединения сети ISDN на скорости ниже первичной».

Поскольку оба параметра — и ES, и SES — зависят от времени измерения T, для практической оценки качества цифрового соединения применяют их относительные значения: Errored Second Ratio ESR =ES/T и Severely Errored Second Ratio SESR = SES/T.

Заметим, что наличие двух параметров оценки ошибок позволяет не только более точно определить качество цифрового соединения, но и во многих случаях оказывается полезным при локализации возможных повреждений.

По мере распространения широкополосных услуг связи рамки использования рекомендации G. 821 становились все более узкими. Попытки же приспособить ее для измерения широкополосных цифровых трактов оказались неудачными. Кроме того, определение параметров качества в G.821 основывается на оценке битовых ошибок, а те, в свою очередь, могут быть точно определены лишь тогда, когда достоверно известна измеряемая цифровая последовательность. Поэтому тестирование в соответствии с G.821 возможно только при выводе цифрового соединения из эксплуатации.

Таким образом, специалисты нуждались в новой рекомендации, где учитывались бы реалии цифровых сетей связи, включая потребность тестирования канала связи в рабочем режиме, в том числе и в цифровых соединениях с применением оборудования синхронной цифровой иерархии SDH и асинхронной передачи АТМ.

Всем этим требованиям отвечает рекомендация G.826 «Параметры и нормы ошибок международных цифровых соединений на скорости выше первичной», одобренная ITU-T в 1993 г. Она обеспечила решение трех главных задач по организации тестирования ошибок цифровых соединений:

• во время нормальной эксплуатации;
• на скоростях 1544 Кбит/c, 2048 Кбит/c и выше;
• в сетях с использованием технологий SDH и АТМ.

Первая задача была решена путем перехода от тестирования ошибок по битам к тестированию ошибок по блокам. Напомним, блок представляет собой группу последовательных битов, которые относятся к исследуемому цифровому тракту. Каждый бит принадлежит к определенному блоку. Контроль блоков выполняется с помощью встроенных в системы передачи специальных устройств, применение которых гарантирует обнаружение ошибки с надежностью не ниже 90%.

Ошибки цифрового сигнала могут быть обнаружены множеством способов без перерыва связи. О недостатках двух из них — методах обнаружения ошибок кода передачи и циклового синхросигнала в цикле сигнала E-1 — мы уже упоминали. Их ограничения состоят, прежде всего, в частном характере и недостаточной точности. Между тем важнейшими требованиями к методам обнаружения ошибок цифрового сигнала являются универсальность, экономичность и точность. Универсальность означает применимость метода к любому цифровому сигналу, экономичность — эффективное использование дополнительной пропускной способности, ключевое же требование — несомненно, высокая точность.

Среди множества известных способов блочного контроля ошибок трем указанным требованиям наиболее полно удовлетворяет метод циклического контроля по избыточности (Cyclic Redundancy Code, CRC).

Метод CRC основан на делении и умножении многочленов. При этом делимый многочлен представляет собой последовательную запись блока данных в двоичной форме. Например, в системе Е-1 блок данных, для которого рассчитывается CRC, состоит из 256 байт. Поэтому делимое записывается как двоичное число длиной 2048 бит, которое по особому правилу делится на выбираемый так называемый порождающий многочлен. Полученный остаток используется в качестве контрольной информации и передается по каналу связи вместе с информационным сигналом.

Аналогичная обработка полученного блока данных выполняется на принимающей стороне, и остаток деления многочленов сравнивается с переданным остатком. Различие указанных остаточных многочленов является признаком ошибки в цифровом сигнале.

В рекомендации G.826 определены три типа блочных ошибок:

• секунда с ошибками (Errored Second, ES), содержащая хотя бы один блок с ошибками или дефект;
• секунда c многочисленными ошибками (Severely Errored Second, SES), содержащая >= 30% блоков с ошибками или, по крайней мере, один период с серьезными нарушениями соединения (Severely Disturbed Period, SDP);
• блок с фоновой ошибкой (Background Block Error, BBE) — блок с ошибками вне отмеченных ошибками секунд (SES).

При измерениях во время нормальной эксплуатации SDP наблюдаются, если появляются так называемые дефекты, по-разному определяемые в плезиохронных (PDH) и синхронных (SDH) системах, а также при асинхронной передаче (АТМ). К этой категории принадлежат пропадание сигнала (Loss of Signal, LOS), потеря цикловой синхронизации (Loss of Frame, LOF) или прием сигнала индикации аварийного состояния (Alarm Indication Signal, AIS). При измерениях с выводом из эксплуатации опознается SDP, если частота ошибок в течение времени тестирования составляет >= 10 -2 .

В рекомендации G.826, как и в G.821В, применяются три относительных параметра блочных ошибок:

• коэффициент секунд с блочными ошибками (Errored Second Ratio, ESR), равный отношению секунд с блочными ошибками к общему числу секунд измерения;
• коэффициент секунд с сильными блочными ошибками (Severely Errored Second Ratio, SESR), равный отношению секунд c сильными блочными ошибками к общему числу секунд измерения;
• коэффициент блоков с фоновыми ошибками (Background Block Error Ratio, BBER), равный отношению блоков с ошибками к общему числу блоков в сеансе измерения, причем при расчете BBER все блоки из интервалов с сильными ошибками исключаются.

Нужно иметь в виду, что при расчете всех трех параметров учитывается только время, в течение которого система передачи находится в состоянии готовности.

Параметр готовности цифрового соединения обязательно включается в SLA.

Система считается неготовой с того момента времени, после которого имеют место 10 последовательных секунд с сильными ошибками SES. Согласно тому же определению, система передачи вновь возвращается в состояние готовности, если по крайней мере в течение 10 последовательных секунд ошибок не наблюдается или это ошибки SES.

Нормированный показатель готовности системы представляет собой отношение времени ее готовности к общему времени работы. Реальные значения показателя надежности системы составляют 99,5%. Если в аналоговых системах передачи (АСП) мощность помех в каналах пропорциональна длине соединения, то в ЦСП существует линейная зависимость числа ошибок от длины соеди-нения. Поэтому при расчете ошибок в ЦСП, как и при расчете шумов в АСП, используется принцип гипотетической эталонной цепи (Hypothetical Reference Path, HRP).

Эталонные цепи в соответствии с рекомендациями G.821 и G.826 имеют протяженность 27 500 км и описывают распределение показателей ошибок вдоль международного цифрового соединения. Обе цепи отражают особенности нормирования показателей ошибок, утвержденные в указанных рекомендациях.