Измерение джиттера и вандера.

Измерение амплитуды джиттера производится в приведенных единицах времени – единичных интервалах (Unit Interval UI). Единичным интервалом называется время, необходимое для передачи одного бита информации при заданной скорости передачи, . Таким образом, чем больше скорость передачи, тем меньше временной интервал.

Различают три характеристики измерения джиттера:

- собственный джиттер J;

- максимально допустимый джиттер MTJ;

- передаточная характеристика по джиттеру JTF.

Собственный джиттер измеряется в любой точке цифровой системы передачи, на любом канале первичной сети. ITU-T была принята маска на параметры джиттера (рис. 3.15). На рисунке показаны переменные параметры как по частоте, так и по амплитуде. Они отличаются для каждой частоты передачи, например, для первичной системы Е1 они одни, а для STM-1 – они совершенно другие (табл. 3.3).

Амплитуда джиттера

А0

А1

А2

f0 f1 f2 f3 f4

Частота джиттера

Рис. 3.15. Маска на нормы собственного джиттера в ЦСП.

Таблица 3.3. Нормы на параметры маски рис. 2.13 в зависимости от скорости передачи.

Максимально допустимый джиттер (MTJ) измеряется с помощью нагрузки узла, тракта или системы джиттером до тех пор, пока не пойдут ошибки. Эта процедура позволяет анализировать устойчивость конкретного устройства к джиттеру на его входе. В зависимости от типа устройства, скорости передачи, условий измерения и пр. разработаны маски MTJ, которым тракт или устройство должны удовлетворять.

Измерение передаточной характеристики по джиттеру также основана на подаче на вход сигнала с джиттером и измерении уровня джиттера на выходе (рис. 3.16). Тем самым можно определить, ослабляет ли устройство джиттер (тогда JTF отрицательная) или усиливает (JTF положительная), и в какой мере.

Е1/Е3/Е4

Рис. 3.16. Схема измерений параметра JTF.

Для оценки величины вандера были введены четыре параметра его измерения: TIE, MTIE, TVAR и TDEV. Определим сначала ошибку временного интервала TIE. Для этого рассмотрим передачу и прием цифрового сигнала Ref2, который сравнивается с эталонным сигналом Ref1 (рис.3.17). Как видно из рисунка, сигнал Ref2 имеет сдвиг по фазе относительно эталонного сигнала. Оценить этот сдвиг можно через параметр времени, который получил название ошибки временного интервала TIE (Time Interval Error). При сравнении сигнала синхронизации с эталонным сигналом, измеряются параметры TIE: текущее значение, среднее значение за период измерений, различные зависимости от времени наблюдения и т. д., максимальное значение за период измерения. Измерение TIE осуществляется как в абсолютных единицах (единицы времени), так и в приведенных единицах UI.

Ref1

Ref2

TIE

Рис. 3.17. Понятие TIE.

Однако сам параметр TIE не представляет нормативной ценности для анализа параметров синхросигналов. Ценность имеет параметр MTIE, максимальная ошибка временного интервала за определенный период измерения. Рассмотрим произвольный синхросигнал, который сравнивается с эталонным (рис. 3.18). Будем измерять значение TIE с определенным шагом дискретизации в течение времени Т. Введем параметр интервала измерений S, за который осуществляется оценка максимального пикового отклонения TIE. Это отклонение и получило название MTIE (максимальная ошибка временного

интервала МОВИ). Таким образом, . Очевидно, что значение параметра MTIE зависит от размера интервала S. Обычно в качестве характеристики синхросигнала используется зависимость MTIE(S), которая является одной из основных характеристик источников синхронизации.

Рис. 3.18. Параметры TIE и MTIE.

Поскольку для измерений параметра MTIE обычно используются интервалы наблюдений S в 1с и более, на этот параметр оказывают влияние как вандер, так и джиттер, однако обычно амплитуда джиттера намного меньше, так что ей можно пренебречь во многих случаях. Таким образом, основным фактором, влияющим на MTIE, является вандер.

Вторым параметром, который принят для нормирования синхросигналов, и, следовательно, для измерения вандера, является временная вариация TVAR (Time Variance) и вариация времени TDEV. По сути это один и тот же параметр, т. к. оба они связаны простым соотношением . В общепринятом смысле параметр вариации TVAR представляет собой дисперсию временных TIE, а TDEV – среднеквадратическое отклонение. С учетом того, что TVAR измеряется в квадратных единицах времени, например в квадратных наносекундах, этот параметр считается неудобным для нормирования параметров синхросигналов, и чаще используется параметр TDEV. TDEV измеряется в единицах времени, например, в наносекундах и является физически более корректным. Этот параметр зависит от времени измерений , также как параметр MTIE зависит от величины интервала наблюдений S. Обычно для характеристики устройства или синхросигнала параметр TDEV дается в виде зависимости со всеми вытекающими аналогиями с параметром MTIE.