ITU-T建议G.826与G.821不同,G.826建议给出的全程端到端误码性能指标是ESR、SESR和BBER三项。这3项误码性能指标如何与作为系统设计依据的误码率(BER)联系起来,是大家非常关心的事。因为系统、设备的设计和测试验收是以实测的BER数据为准的,例如光接收机的灵敏度就是在给定的BER门限值条件下进行测量判定的,还有对光缆通信系统全程24h观测必须满足某个BER a v(平均误码率)指标等。BER指标值不仅利于系统、设备的设计和工程建设、日常维护,还便于用现有误码测试仪表进行测试。而这3项误码性能指标需要一个月的测量时间,且仅适用于ISM(在线监测)测试,这对网络考核指标虽然方便,但对施工建设、工程验收来说,则因测试时间过长而不实用。为此,这里给出示例,试图找出G.826规定的误码性能指标与误码率指标一种简易换算法。
在下述分析计算中要用到G.826建议的误码性能指标分配策略,欲了解的请进入。
一、误码性能指标的计算
假定由某个高速光纤通信系统构成一个5000km的国际数字通道,5个国际数字通道构成25000km全程高比特率国际数字通道的国际部分,根据G.826建议的误码性能指标分配策略,则每5000km数字通道分配的误码性能指标应为12%,其中按国家(地理)分配的指标占1%+1%=2%;按距离分配的指标占1%×(5000÷500)=10%。由于每个光中继段的误码性能指标与中继段长度成比例,故中继段长度可根据实际路由长度选定,与计算用的典型中继段长度无关。为了与用于国际数字通道的数字微波系统中继段长一致,取50km进行计算更具有普遍意义和实用价值。这样50km光中继段的误码性能指标为:
12%×(50÷5000)=0.12%=0.12×10-2
SDH光缆通信系统的线路终端复用、数字交叉连接、上/下支路复用等设备都是光电合一的,其最高速率的电接口是STM-1。由于电磁干扰、分布参数尤其是分布电容的影响,还有屏蔽接地、地电位、电源耦合等作用,使得STM-4以上仅有光接口而无电接口。事实上,622Mbit/s以上的电接口很难准确测试,而光接口的测量较麻烦,还会引入测试误差。所以,应尽可能利用155Mbit/s电接口完成一切必要的测试。这样,就可免去光/电变换插件,提高测试精度,还能充分利用待测的系统、设备和现有的测试仪表。由于STM-4、STM-16与STM-1完全是同步复接和分接的简单关系,既没有任何的指针调整,也不插入任何字节,所以不会引入塞入抖动(映射抖动)和指针调整抖动。但由于速率提高使频带和功率谱展宽,在展宽频带内的噪声会叠加在待测的STM-1支路原有的损害(例如误码和抖动)上并综合地反映出来,故在STM-1接口测试能间接、等效地反映STM-16的特性,并且在STM-1电接口测试不仅简便易行,还可获得准确结果。另一方面,正像我们在高速PDH光缆通信系统(例如565Mbit/s系统)最关心的140Mbit/s支路特性一样,在高速SDH光缆通信系统(如STM-16系统)中也最关心STM-1支路的特性。因为任何一个27 500km的STM-1国际数字通道都是由多个高速数字通信系统(光缆、微波和卫星等系统)组成的,只要确保STM-1的特性,STM-1以下各个PDH支路特性就有保证。这就是说,尽量在STM-1支路电接口完成高速SDH光缆通信系统的传输特性测试是经济有效的。系统指标的分配计算最终要通过实际测量来检验,所以,按照STM-1速率(对应VC-4)进行误码指标的分配计算具有普遍的实用价值。根据G.826建议规定的全程27 500km高比特率国际数字通道的误码性能指标(对应VC-4的指标),可计算出50km光中继段的3项误码性能指标分别为(计算过程详见下附件2):ESR=1.92×10-4;SESR=0.24×10-5;BBER=0.24×10-6。
二、误码性能指标与误码率指标的简易换算法
1、通过ESR、SESR、BBER分别计算BER的换算法:
这种简易换算法是在G.826建议的基础上发展而成的。首先光缆数字通道的误码性能指标评价测试周期为30天(2 592 000s),并且是处于可用状态下。不可用状态的时间由给定的光缆数字通道的不可用性指标(例如5000km系统双向全程的不可用性指标为0.27%)进行检验。其次,误码性能参数的测试是以码组为基础的。尽管VC-4虚通道的码组长度是261 ×9×8=18 792bit,但从STM-1考虑,为计算简便,码组长度按270×9×8=19 440bit计算,使码组长度和帧长一致。这样,每秒有8000帧,即有8000个码组,共155 520 000bit,30天传输403.10784×1012 bit。下面对误码性能的3项指标分别进行换算详见附件2。
附件2:误码性能指标与误码率指标的简易换算法计算过程
结果分析:根据附件2简单的数学换算,可以看出:由ESR、SESR、BBER与BER的指标换算可知,用ESR指标换算的BER指标最严格,这个结果和通过复杂的泊松分布、甲型传染分布数学模型求得的结果完全吻合。从G.826规定的误码性能指标可知,BBER的数值为ESR的1/800,即比ESR小了约3个数量级。但在BER指标换算过程中,ESR的换算只考虑每秒误码数,而BBER的换算要考虑每秒8000个码组中的误码数,这就使得BER指标净增了10倍。所以从整体看,不论光中继段长度与数字通道的设计长度如何,由BBER指标换算的BER a v 要比由ESR指标换算的BER a v 值高一个数量级。至于SESR指标的换算,由于SESR指标值比BBER高了10倍,且要考虑到每秒8000个码组中的30%以上,因此误码数要高得多,显然换算得到的BER值应最高,是1×10-5数量级。不过,它仍比G.821建议规定的1×10-3严两个数量级。
2、通过ESR与传送速率来计算BER的换算方法:
在我国行业标准YD/T1033-2016《传输性能的指标系列》的附录C推荐了一种通过传输性能指标SER来计算误码率BER的简易换算方法。它给出了一个导出的计算公式,使得BER与SER、传输速率三者间建立了一个计算关系。这个计算关系假设每秒内传送的码块中,只要某秒中有一个误码块,就会是该秒成为误码秒(ES),而一个误码秒钟至少有一个错误比特,为了计算的方便,这里的块传送速率等同于帧的传送速率,块长度等同于帧长度。
在此假设下,该ESR对应的是最小误码率。在误码率比较小且随机分布的情况下,该公式可以比较准确地反映实际的误码率,误码率越小越逼近与真实值。但需要注意的是,当网络中出现突发误码(如出现SES时),该公式换算的结果就不准确了。
其公式的导出过程以及计算过程也汇总于附件2中。利用该公式计算的结果与上边第1中方法中通过ESR的计算结果是吻合的。
欲进一步了误码性能指标参数的定义的请进入。