概念
誤碼的産生是由于在信号傳輸中,衰變改變了信号的電壓,緻使信号在傳輸中遭到破壞,産生誤碼。噪音、交流電或閃電造成的脈沖、傳輸設備故障及其他因素都會導緻誤碼(比如傳送的信号是1,而接收到的是0;反之亦然)。各種不同規格的設備,均有嚴格的誤碼率定義,如通常視/音頻雙向光端機的誤碼率應該在:(BER)≤10E-9。
由于種種原因,數字信号在傳輸過程中不可避免地會産生差錯。例如在傳輸過程中受到外界的幹擾,或在通信系統内部由于各個組成部分的質量不夠理想而使傳送的信号發生畸變等。當受到的幹擾或信号畸變達到一定程度時,就會産生差錯。
什麼是差錯?在數據通信中,如果發送的信号是“1”,而接收到的信号卻是“0”,這就是“誤碼”,也就是發生了一個差錯。在一定時間内收到的數字信号中發生差錯的比特數與同一時間所收到的數字信号的總比特數之比,就叫做“誤碼率”,也可以叫做“誤比特率”。誤碼率(BER:bit error rate)是衡量數據在規定時間内數據傳輸精确性的指标。
誤碼率=錯誤碼元數/傳輸總碼元數。
誤比特率=錯誤比特數/傳輸總比特數。
誤碼率是最常用的數據通信傳輸質量指标。它表示數字系統傳輸質量的式是“在多少位數據中出現一位差錯”。舉例來說,如果在一萬位數據中出現一位差錯,即誤碼率為萬分之一,即10E-4。
統計學方法
有些測量技術以預測誤碼率數量的統計分析為基礎,這種使用普通統計分配法的統計分析可以達到一定的準确性。例如:
P(e)/Log2M
其中,Pb(e)表示發生誤碼的可能性,等同于誤碼率;
P(e)表示波形發生錯誤并被用戶發現的可能性;
M是間斷信号的數量(例如3表示PAM-3,5表示PAM-5)。
實際測量法
盡管KRONE同時使用統計學和實際測量兩種方法,但KRONE更重視實際誤碼,因為這更接近于揭示誤碼的本質。任何現代局域網硬件和網絡分析軟件都能進行這種實際物理測量。
實際測量技術使用循環冗餘檢查方式(CRC)來确定一段時間内發生的誤碼情況。
例如,在一個使用PAM-5編碼标準的系統運行100小時後,可能會出現兩個CRC錯誤。CRC采用幀校驗序列,由發送端開始,接收端查驗結果是否正确。如果不正确,即至少一個比特發生了錯誤,則接收端就會拒絕整個數據包,而這個數據包可能包含高達8個1500字節的比特,即1.2萬比特的以太網幀。也就是說,一個比特的誤碼可能引起1.2萬比特的數據重發。
零誤碼率
IEEE802.3規定最壞情況的誤碼率是10E-10。在這種條件下,出現的誤碼不會降低網絡的性能,因為所有的網絡軟硬件都按這個要求建立。因此,這個條件下出現的噪音将不足以改變接收端的比特值,不會造成誤碼。
KRONE選擇的誤碼率标準比IEEE标準高出100倍,并把10E-12誤碼率稱為零誤碼率。
零誤碼率意味着每十萬億個比特中産生的誤碼小于1個。
實驗室測試
KRONE認為實地網絡測試是使理論與實際相聯系的最準确的方法。因此,KRONE在實驗室人造強噪音幹擾環境中(模拟現實生活中最糟糕的情況)測量産品性能,又在用戶現場測試已安裝的布線系統,以此檢測網絡在使用前與使用中的性能差異。
KRONE在測試中使用目前最先進的測試技術和最精密的數字測量儀,如NetcomSystemSmartbitsSMB-2000、Vigilant-BigTangerine和FlukeDSP4000。它們被衆多國際測量實驗室,如TollyGroup、BiCSi、BellLaboratories等公認為最好的測量儀。
在實驗中,KRONE使用SmartbitsSMB-2000信号發生器從兩個方向制造高達19千兆比特連續不斷的數據傳輸。同時使用一台奔騰200MHz手提電腦監控現場受到附近外界噪音影響時數據的傳輸情況。實驗持續了4天,數據傳輸的誤碼率為零。
KRONE又使用先進的NetcomSmartFlowv.1.14網絡分析軟件産生的許多不同的數據流來分析網絡的等待時間。試驗結果顯示,KRONE的TrueNet布線系統沒有發生幀丢失的情況。
現場測試
在商業和工業場所的現場測試中,KRONE使用先進的24口網絡檢測器評估用戶的布線系統是否健康和完整,并在這個實驗中衡量阻抗與距離及阻抗與頻率的關系。在測試中,KRONE發現,網絡信道的阻抗失配是引起網絡傳輸速度減慢的主要原因。
TIA/EIA-568A标準規定,阻抗的變化範圍為标準參數的±15歐姆;而KRONE公司的TrueNet布線系統将其限制在标準值的±3歐姆内。
在實驗中,測量儀俘獲網絡中的噪音、幹擾和串擾,并分析它們對性能的影響。從這些數據中可以看出,正确安裝的TrueNet布線系統信道的阻抗在3歐姆内。
大多數阻抗失配問題發生在機櫃裡的跳線、分線點及通信插座的連接器中。圖中最初的幾米是臨時使用的鍊接,即測量儀和線纜之間的連接,其餘部分顯示線纜的運行情況。從圖中我們可以看出,所有的元件阻抗均在±3歐姆内,阻抗失配完全可以忽略,不會引起數據誤碼以及由此導緻的數據重發。
實驗室内部測試和現場測試均驗證KRONE零誤碼率的數據傳輸是完全可行的。更重要的是,KRONE的用戶可以确認他們安裝的布線系統确實達到了零誤碼率傳輸,并且KRONE公司為安裝TrueNet布線系統的用戶提供5年“零誤碼率”數據流量保證。
對不同的系統有不同的誤碼要求例如,對碼速為64千比特/秒的系統,國際電報電話咨詢委員會把誤碼率10E-3的稱為嚴重誤碼。而對于碼速在2比特/秒以上的系統,則有更高的其性能要求。例如,我國長途光纜通信系統的進網要求之一是,誤碼性能要優10E-9。