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BER Bit Error Rate Tutorial y traducción
– Tasa de errores de bits, BER se utiliza para cuantificar un canal que transporta datos contando la tasa de errores en una cadena de datos. Se utiliza en las telecomunicaciones, las redes y los sistemas de radio.
En esta sección
Tasa de error de Bit, BER es un parámetro clave que se utiliza en la evaluación de los sistemas que transmiten datos digitales de un lugar a otro.
Los sistemas para que mordieron tasa de error, BER es aplicable incluyen enlaces de radio de datos, así como los sistemas de datos de fibra óptica, Ethernet, o cualquier sistema que transmite datos a través de una red de alguna forma que el ruido, interferencia y fluctuación de fase puede causar la degradación de lo digital señal.
Aunque existen algunas diferencias en la forma en que estos sistemas funcionan y la forma en que se ve afectada la tasa de error de bit, los fundamentos de la tasa de error de bits en sí siguen siendo los mismos.
Cuando los datos se transmiten a través de un enlace de datos, hay una posibilidad de errores que se introduce en el sistema. Si los errores se introducen en los datos, entonces la integridad del sistema puede verse comprometida. Como resultado, es necesario evaluar el rendimiento del sistema, y la tasa de error de bits, BER, ofrece una forma ideal en el que esto se puede lograr.
A diferencia de muchas otras formas de evaluación, la tasa de errores de bits, BER evalúa el final completo al terminar el rendimiento de un sistema que incluye el transmisor, el receptor y el medio entre los dos. De esta manera, la tasa de error de bits, BER permite que el rendimiento real de un sistema en funcionamiento a ensayar, en lugar de pruebas de los componentes y la esperanza de que van a operar satisfactoriamente cuando en su lugar.
Bit definición BER tasa de error y conceptos básicos
Como el nombre implica, una tasa de error de bits se define como la velocidad a la que se producen errores en un sistema de transmisión. Esto puede traducirse directamente en el número de errores que se producen en una cadena de un número indicado de bits. La definición de la tasa de error de bits se puede traducir en una fórmula simple:
Tasa de error de bit es igual al número de errores de bit dividido por el número total de bits enviado
Si el medio entre el transmisor y el receptor es buena y la relación señal a ruido es alto, entonces la tasa de error de bit será muy pequeña – posiblemente insignificante y tener ningún efecto notable sobre el sistema global Sin embargo, si el ruido puede ser detectado, entonces hay posibilidad de que tendrá la tasa de error para ser considerado.
Las principales razones de la degradación de un canal de datos y la tasa de error de bit correspondiente, BER es el ruido y los cambios en la trayectoria de propagación (donde se utilizan rutas de señal de radio). Ambos efectos tienen un elemento aleatorio a ellos, el ruido después de una función de probabilidad gaussiana mientras que el modelo de propagación sigue un modelo de Rayleigh. Esto significa que el análisis de las características del canal se realiza normalmente usando técnicas de análisis estadístico.
Para los sistemas de fibra óptica, los errores de bits se genera principalmente por las imperfecciones en los componentes utilizados para hacer el enlace. Estos incluyen el conductor óptico, receptor, conectores y la propia fibra. Errores de bits también se pueden introducir como resultado de la dispersión óptica y la atenuación que pueda estar presente. También el ruido puede ser introducido en el propio receptor óptico. Normalmente, estos pueden ser los fotodiodos y los amplificadores que deben responder a los cambios muy pequeños y como resultado puede haber altos niveles de ruido presentes.
Otro factor que contribuye a los errores de bits es cualquier fluctuación de fase que pueda estar presente en el sistema, ya que esto puede alterar el muestreo de los datos.
BER y Eb / No
Señal a ruido y Eb / No hay cifras son parámetros que están relacionados con los enlaces de radio y sistemas de comunicación por radio. En términos de esto, la tasa de errores de bits, BER, también se puede definir en términos de la probabilidad de error o POE. El determinar esto, se utilizan otras tres variables. Ellos son la función de error, erf, la energía en un bit, Eb, y la densidad espectral de potencia de ruido (que es la potencia de ruido en un ancho de banda de 1 Hz), No.
Cabe señalar que cada tipo diferente de modulación tiene su propio valor para la función de error. Esto es porque cada tipo de modulación se realiza de manera diferente en la presencia de ruido. En particular, los esquemas de modulación de orden superior (por ejemplo, 64QAM, etc.) que son capaces de llevar a tasas de datos más altas no son tan robusto en presencia de ruido. Formatos de modulación de orden inferior (por ejemplo, BPSK, QPSK, etc.) ofrecen velocidades de datos más bajos, pero son más robustos.
La energía por bit, Eb, se puede determinar dividiendo la potencia de la portadora por la tasa de bits y es una medida de la energía con las dimensiones de Joules. No es una potencia por Hertz y por lo tanto esto tiene las dimensiones de potencia (julios por segundo) dividido por segundo). En cuanto a las dimensiones de la relación Eb / No todas las dimensiones se anulan para dar una relación sin dimensiones. Es importante señalar que POE es proporcional a Eb / No y es una forma de relación señal a ruido.
Factores que afectan la tasa de error de bit, BER
Se puede observar el uso de Eb / No, que la tasa de error de bits, BER puede verse afectada por un número de factores. Mediante la manipulación de las variables que pueden ser controlados es posible optimizar un sistema para proporcionar los niveles de rendimiento que se requieren. Esto suele hacerse en las etapas de diseño de un sistema de transmisión de datos para que los parámetros de rendimiento se pueden ajustar en las etapas iniciales de concepto de diseño.
Interferencia: niveles presentes en un sistema de la interferencia se establecen generalmente por factores externos y no pueden ser cambiados por el diseño del sistema. Sin embargo, es posible ajustar el ancho de banda del sistema. Al reducir el ancho de banda el nivel de interferencia puede ser reducido. Sin embargo la reducción del ancho de banda limita el rendimiento de datos que se puede lograr.
Aumentar la potencia del transmisor: También es posible aumentar el nivel de potencia del sistema de modo que se aumenta la potencia por bit. Esto tiene que equilibrarse con factores que incluyen los niveles de interferencia a otros usuarios y el impacto del aumento de la potencia de salida en el tamaño del amplificador de potencia y el consumo de energía y la batería de la vida en general, etc.
Modulación de orden inferior: esquemas de modulación de orden inferior puede ser utilizado, pero esto es a expensas de rendimiento de datos.
Reducir el ancho de banda: Otro enfoque que puede ser adoptado para reducir la tasa de error de bit es reducir el ancho de banda. Los niveles más bajos de ruido serán recibidos y por lo tanto la relación señal a ruido va a mejorar. De nuevo, esto resulta en una reducción de la transferencia de datos alcanzable.
Es necesario equilibrar todos los factores disponibles para lograr una tasa de error de bit satisfactoria. Normalmente, no es posible alcanzar todos los requisitos y se requieren unas concesiones. Sin embargo, incluso con una tasa de error por debajo de lo que idealmente se requiere, más compensaciones se pueden hacer en términos de los niveles de corrección de errores que se introducen en los datos que se transmiten. Aunque los datos más redundante tiene que ser enviado con mayores niveles de corrección de errores, esto puede ayudar a enmascarar los efectos de cualquier error de bit que se producen, mejorando así la tasa de error global de bits.
Tasa de error de bit BER es un parámetro que da una excelente indicación del rendimiento de un enlace de datos tal como el sistema de radio o fibra óptica. Como uno de los principales parámetros de interés en cualquier enlace de datos es el número de errores que se producen, la tasa de error es un parámetro clave. El conocimiento de la BER también permite otras características del enlace, como el poder y el ancho de banda, etc que adaptarse para que el rendimiento requerido a obtener.
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BER (Bit Error Ratio) es una medida cuantitativa de la calidad de la señal digital Sistemas de Comunicación
La calidad de transmisión de los sistemas de telecomunicaciones pueden ser evaluados directamente por medir qué tan bien la señal de salida reproduce la entrada. Bit Error Ratio (o tasa) es el concepto de calidad de la señal utilizada para los sistemas de comunicación digital (señal-ruido SNR se utiliza para los sistemas de comunicación analógicos en su lugar).Comparar las mediciones del BER de entrada digital y señales de salida para evaluar qué fracción de los bits se reciben correctamente. Se define como
El REC esencialmente especifica la probabilidad media de identificación de bits correctos. Por lo tanto, un BER de 10 -9 significa que un poco de cada 10 9 es, en promedio, lee incorrectamente. Si el sistema está funcionando a 100 Mb / s – es decir, 10 8 pulsos por segundo – luego de recibir 10 9 pulsos, el tiempo que sería
Que es el tiempo promedio para un error que se produzca. Por otro lado, si la tasa de error es 10
-6 , entonces, en promedio, un error que se producen cada 0,01 s, lo cual es inaceptable.
:: ¿Cómo se REC Probado ?
Una prueba de BER común creado se muestra a continuación.
Un modelo digital personalizada se inyecta en el sistema. Es importante utilizar un patrón de datos que simula secuencias de datos mayores probabilidades de causar errores del sistema. Una secuencia binaria pseudoaleatoria (PRBS) se utiliza a menudo para simular una amplia gama de patrones de bits.
La secuencia PRBS es un “azar” secuencia de bits que se repite después de un número determinado de bits. Un patrón común es de 10
23 -1 bits de longitud.
La salida del enlace que se prueba se compara con la entrada conocida con un detector de error. El detector de error registra el número de errores y, a continuación relaciones de este con el número de bits transmitidos.
Hay dos tipos de pruebas de proporción de bits erróneos pueden llevar a cabo:
Pruebas en servicio y fuera de servicio pruebas .
En las pruebas de servicio se realiza en el sistema durante la operación real para dar la alerta temprana de los problemas. En un método, una sola kb 64 / s es la línea fuera de servicio y un patrón de prueba conocido inyecta en la línea. La característica de error de esta línea pueden considerarse representativos de todas las otras líneas en el sistema.
Otros incluyen el monitoreo de línea de codificación violaciónes o rastrear las señales. Por ejemplo, SONET / SDH normas incluyen un byte de paridad en la estructura superior que permite la detección de errores basada en marcos sin la necesidad de eliminar las líneas que producen ingresos del servicio.
Los controles fuera de servicio implica la inyección de un patrón de prueba conocida en la línea serie. El sistema no puede llevar a tráfico en tiempo real durante la prueba, por lo que es el más adecuado para la investigación y desarrollo o entornos de prueba de la fabricación.
Señal / ruido (SNR) es generalmente la forma de evaluar la calidad de un sistema de comunicación analógico. SNR es la medida de la relación de potencia de la señal al ruido. Cuanto mayor sea la relación señal a ruido, mayor será la calidad de la señal. A pesar de que SNR no es de uso frecuente para un sistema de comunicación digital, pero hay una relación entre el sistema de SNR y BER – el más alto es el SNR, menor sería la BER correspondiente . Para la mayoría de los receptores de PIN, el ruido está dominado por el ruido térmico, que es independiente de la señal actual. Por lo tanto, el ruido en el bit 1 y el bit 0 es el mismo y en tal caso, el ajuste óptimo del valor de umbral que está en el punto medio de los niveles uno y cero y la tasa de error es relacionado con el SNR a través de la siguiente ecuación.
Bit Error Ratio Tester – BERT, es un equipo de prueba electrónico utilizado para probar la calidad de la transmisión de la señal de los componentes individuales o sistemas completos. A menudo se utiliza para los controles fuera de servicio como se describe anteriormente.
Los bloques de construcción principales de una BERT son:
image Generador de patrones, que transmite un patrón de prueba definido para el sistema bajo prueba.
Error del detector conectado al dispositivo bajo prueba (DUT) o sistema, para contar los errores generados por el sistema de
De fuente de reloj (reloj Generador de Señal) para sincronizar el generador de patrones y el detector de error> < eléctrico-ópticos y un convertidor óptico-eléctricos para ensayos de señales de comunicaciones ópticas El generador de patrones crea el patrón de prueba junto con una señal de reloj por separado en la velocidad de datos seleccionada. Este patrón se inyecta en el sistema bajo prueba y recibida en la entrada de datos del detector de error. El detector de error incluye su propio generador de patrones que produce una réplica exacta del patrón de prueba conocidos y un comparador que comprueba todos los bits recibidos en este patrón de comercio generado internamente. Cada vez que el bit recibido difiere de la poco conocida de transmisión, se registra un error. El generador de patrones y el detector de error se debe operar a velocidades de reloj y la relación de fase entre ellas debe ser estable. La forma más fácil de asegurar esto es usar el reloj del generador de patrones como la fuente de reloj para el detector de error. Esto es bastante fácil cuando las dos unidades están en estrecha proximidad física – una conexión eléctrica directa se puede realizar entre los Cuando están separados físicamente, por ejemplo en los extremos opuestos de un enlace de transmisión, una conexión directa no puede ser posible. En este caso, la señal del reloj el detector de error debe ser recuperada directamente de los datos. Recuperación de reloj se merece un artículo aparte.