Q-фактор
Фундаментальным показателем качества цифровых систем передачи является коэффициент ошибок (Кош или BER - Bit Error Ratio).
Современные высокосоростные системы передачи на магистральных линиях связи разработаны для практически безошибочной работы (BER < 10-15).
Однако для подобных ЦСП довольно трудно проводить прямые измерения BER (например, с помощью анализатора канала или измерителя коэффициента ошибок) в силу больших затрат времени.
Так, например, регистрация 10 битовых ошибок для получения BER порядка 10-15 при скорости передачи уровня STM-64 (10 Гбит/с) потребуется проведение измерений в течение 28 часов { (1015/1010) = 105 c, 105/60/60 = 27,7}.
Подобный интервал измерений вполне приемлем для приемо-сдаточных испытаний, выполняемых в процессе пусконаладочных работ СП, но вряд ли может применяться при настройке оборудования или мониторинге действующих СП.
В настоящее время разработан новый подход к решению данной проблемы на основе измерения Q-фактора: базируясь на статистическом анализе физических параметров сигнала, данный метод позволяет менее чем за минуту оценить BER в диапазоне до 10-40.
Q-фактор – это параметр, который непосредственно отражает качество сигнала цифровой системы передачи. Существует определенная функциональная зависимость Q-фактора сигнала и измеряемого коэффициента ошибок BER.
Q-фактор определяется путем статистической обработки результатов измерения амплитуды и фазы сигнала на электрической уровне, а именно – непосредственно по глаз-диаграмме (рисунок 5.4).
При этом выполняется построение функции распределения состояний «1» и «0», а для этих распределений, в предположении их Гауссовой формы, оцениваются математические ожидания состояний Е1 и Е0 и их среднеквад-ратические отклонения σ1 и σ 0.
Q-фактор рассчитывается по формуле:
(5.2)
Рисунок 5.4 - Оценка Q-фактора
При этом коэффициент ошибок пропорционален площади пересечения двух функций распределений состояний «1» и «0»:
(5.3)
где Е - порог принятия решения 1/0 цифрового фотоприемника;
erfc(x) - вспомогательная функция интеграла ошибки:
Таким образом, BER является суммой двух величин: условной вероятности принять «0» за «1» и условной вероятности принять «1» за «0».
На практике при х > 3 функцию erfc(x) можно приближенно рассчитывать по следующей формуле:
.
В этом случае достаточно легко получить выражение, позволяющее оценить величину порога принятия решения, при которой значение BER будет минимальным:
В этом случае Етiп делит «зону ошибок» на две равные части.
При этом сам коэффициент ошибок при оптимальном Emin можно определить по следующей формуле:
Дата добавления: 2015-09-21; просмотров: 5738;