bài giảng đo lường trong hệ thống viễn thông

Các qui trinh đo được sử dụng cho các lĩnh vực sau: •Đảm bảo tính năng của hệ thông phù hợp với những khuyến nghị phù hợp củaITU-T; •Đo thử tính phù hợp của mạng; •Giám sát chất lượng củ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

BÀI GIẢNG

ĐO LƯỜNG TRONG HỆ THỐNG VIỄN THÔNG

MỤC LỤC

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

C HƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG VIỄN THÔNG VÀ CÁC PHÉP ĐO TRONG VIỄN THÔNG

1.1 Tổng quan về mạng viễn thông

1.1.1 Các thành phần cơ bản của mạng viễn thông

* Khái niệm về mạng viễn thông:

Mạng viễn thông là mạng thực hiện truyền đưa thông tin từ đầu phát tới đầu thunhằm cung cấp các dịch vụ viễn thông cho khách hàng

Mạng viễn thông bao gồm các thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bịtruyền dẫn, môi trường truyền và thiết bị đầu cuối

Sơ đồ khối các thành phần của hệ thống viễn thông, hình 1.1

* Thiết bị đầu cuối:

Thiết bị đầu cuối giúp cho việc giao tiếp giữa mạng và con người hoặc máy, baogồm cả các máy tính Thiết bị đầu cuối chuyển thông tin thành các tín hiệu điện và traođổi các tín hiệu điều khiển với mạng

Các thiết bị đầu cuối gồm có: máy điện thoại, máy fax, máy điện báo, máy tínhđiện tử, máy điện thoại di động và các thiết bị phụ trợ SIM- Subcriber Interface Module:

Mô đun giao tiếp thuê bao)

* Thiết bị chuyển mạch:

Chuyển mạch có nghĩa là thiết lập một đường truyền giữa bất cứ các thuê bao (đầucuối) nào Chức năng của các thiết bị chuyển mạch là thiết lập các đường truyền này Vớithiết bị chuyển mạch như vậy, đường truyền được chia xẻ và có thể được triển khai mộtcách kinh tế Tổng đài đóng vai trò các nút trong mạng viễn thông, có các chức năng cơbản sau:

- Xác định thuê bao

- Kết nối với thuê bao bị gọi

- Phục hồi hệ thống khi cuộc gọi kết thúc

- Tính cước cuộc gọi

Để thực hiện chức năng trên tổng đài có nhiệm vụ sau:

- Báo hiệu: là nhiệm vụ trao đổi với các thiết bị bên ngoài tổng đài gồm các mạchđiện và các đường dây thuê bao, các trung kế đấu nối đến thuê bao hay đến tổng đài khác

- Xử lý thông tin báo hiệu và điều khiển thao tác chuyển mạch: thiết bị điều khiểnchuyển mạch sẽ nhận thông tin báo hiệu từ đường dây thuê bao và trung kế, xử lý cácthông tin này và đưa các thông tin điều khiển để cấp tín hiệu đến đường dây thuê bao,trung kế và các thiết bị ngoại vi khác để điều khiển thực hiện công việc chuyển mạch,thông báo đấu nối, giám sát và giải phóng kết nối

- Tính cước: tổng đài phải tạo ra các số liệu cước phù hợp với từng cuộc gọi ngaysau khi cuộc gọi kết thúc, số liệu cước này sẽ được xử lý thành các bản tin cước để phục

vụ công tác thanh toán Giá trị cước phải được tính toán theo khoảng cách và thời giancuộc gọi

Hình 1.1 Các thành phần của mạng viễn thông

Vệ tinh truyền thông Điện thoại

Đầu cuối

dữ liệu Fax

Thiết bị

đầu cuối

Đầu cuối

dữ liệu

Máy phát thu Máy phát thu

Tổng đài

Cáp quang Môi trường truyền dẫn

- Thiết bị truyền dẫn thuê bao:

Thiết bị truyền dẫn thuê bao có thể sử dụng cáp kim loại hoặc radio Cáp sợi quang

sẽ được sử dụng cho các đường thuê riêng và mạng số liên kết đa dịch vụ (ISDN), yêucầu dung lượng truyền dẫn lớn

- Các thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp:

Thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp sử dụng các hệ thống cáp sợi quang, hệ thống vi

ba, hệ thống vệ tinh v.v…Trong thiết bị truyền dẫn chuyển tiếp, các tín hiệu và thông tinđược truyền qua một tuyến truyền dẫn đơn với hiệu suất kinh tế cao

Về cấu trúc mạng, mạng viễn thông của VNPT hiện nay được chia thành 3 cấp: cấpquốc tế, cấp quốc gia, cấp nội tỉnh/ thành phố

Vi ba

Xét về khía cạnh chức năng của các hệ thống thiết bị trên mạng thì mạng viễnthông bao gồm: Mạng chuyển mạch, mạng truy nhập, mạng truyền dẫn, và các mạng chứcnăng.

a Mạng chuyển mạch

Mạng chuyển mạch có 4 cấp (dựa trên các cấp tổng đài chuyển mạch): quá giangquốc tế, quá giang đường dài, nội tỉnh và nội hạt Riêng tại thành phố Hồ Chí Minh cóthêm cấp quá giang nội hạt

Hiện nay mạng của VNPT đã có các trung tâm chuyển mạch quốc tế và chuyểnmạch quốc gia ở Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh Mạng của các bưu điện tỉnhcũng đang phát triển và mở rộng Nhiều tỉnh, thành phố xuất hiện các cấu trúc mạng vớinhiều tổng đài Host, các thành phố lớn như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh đã và đangtriển khai các tandem nội hạt

Mạng viễn thông của VNPT hiện tại được chia thành 5 cấp, trong tương lai sẽ đượcgiảm từ 5 cấp xuống 4 cấp

Mạng này do các thành viên của VNPT điều hành: đó là VTI, VTN và các Bưuđiện tỉnh VTI quản lý các tổng đài chuyển mạch quá giang quốc tế VTN quản lý cáctổng đài chuyển mạch quá giang đường dài tại 3 trung tâm Hà nội, Đà Nẵng và Tp Hồ ChíMinh Phần còn lại do các bưu điện tỉnh quản lý

Các loại tổng đài có trên mạng viễn thông Việt Nam: A1000E10 của Alcatel,NEAX 61Σ của NEC, AXE10 của Ercsson, EWSD của Siemens

Các công nghệ chuyển mạch được sử dụng: chuyển mạch kênh (PSTN), X.25relay, ATM (số liệu)

Nhìn chung mạng chuyển mạch tại Việt Nam còn nhiều cấp và việc điều khiển bịphân tán trong mạng (điều khiển nằm tại các tổng đài)

b Mạng truy nhập

Với từng mạng cung cấp dịch vụ khác nhau mà có mạng truy nhập tương ứng.Mạng truy nhập là mạng nằm giữa người sử dụng dịch vụ viễn thông và điểm dịch vụ củamạng (tổng đài)

Mạng truy nhập hiện nay gồm các loại sau:

- Mạng cáp kim loại, cáp chôn, cáp treo, cáp cống

- Mạng cáp quang

- Mạng vô tuyến.

- Hệ thống VISAT (Very Small Aperture Terminal)

c Mạng truyền dẫn

Các hệ thống thiết bị truyền dẫn trên mạng viễn thông của VNPT hiện nay chủ yếu

sử dụng hai loại công nghệ là: cáp quang SDH và vi ba PDH

- Cáp quang SDH: Thiết bị này do nhiều hãng khác nhau cung cấp là :NorthernTelecom, Siemens, Fujitsu, Alcatel, Lucent, NEC, Nortel Các thiết bị có dung lượng lớnnhư 155Mb/s, 622Mb/s, 2,5Gb/s, 10Gb/s

- Vi ba PDH: thiết bị này cũng có nguồn gốc từ nhiều hãng cung cấp khác nhaunhư Siemens, Fujitsu, Alcatel, SIS, SAT, NOKIA, AWA Dung lượng 140Mb/s, 34Mb/s,

và n.2Mb/s Công nghệ vi ba SDH được sử dụng hạn chế với số lượng ít

Mạng truyền dẫn có 2 cấp: mạng truyền dẫn liên tỉnh và mạng truyền dẫn nội tỉnh

* Mạng truyền dẫn liên tỉnh

Bao gồm các hệ thống truyền dẫn bằng cáp quang, bằng vô tuyến

Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng cáp quang:

Mạng truyền dẫn đường trục quốc gia nối giữa Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh dài

4000 km, sử dụng STM -16/ 2F – BSHR, được chia thành 4 vòng ring tại Hà Tĩnh, ĐàNẵng, Quy Nhơn và thành phố Hồ Chí Minh

- Vòng 1: Hà Nội – Hà Tĩnh (884Km)

- Vòng 2: Hà Tĩnh - Đà nẵng (834Km)

- Vòng 3: Đà Nẵng – Quy Nhơn ( 817Km)

- Vòng 4: Quy Nhơn – Tp Hồ Chí Minh (1424Km)

Các đường truyền dẫn khác: Hà Nội – Hải Phòng, Hà Nội – Hoà Bình, Tp HCM Vũng tầu, Hà Nội – Phủ Lý – Nam định, Đà Nẵng – Tam kỳ Các tuyến truyền dẫn liêntỉnh này dùng STM- 4 Riêng tuyến Hà Nội – Nam Định, Đà nẵng -Tam Kỳ vẫn còn sửdụng PDH, trong tương lai sẽ thay thế bằng SDH

-Mạng truyền dẫn liên tỉnh bằng vô tuyến:

Dùng hệ thống vi ba SDH (STM-1, dung lượng 155Mb/s: tuyến Bãi Cháy – HònGai), hệ thống vi ba PDH (dung lượng 4Mb/s, 8Mb/s, 34Mb/s, 140Mb/s) trên các truyếnkhác

từ trên xuống dưới theo tiêu chuẩn của ITU ( khai thác thử nghiệm từ năm 1995 tại VTN

và VTI) Cho đến nay, mạng báo hiệu số 7 đã hình thành với một cấp STP (điểm chuyểnmạch báo hiệu) tại 3 trung tâm (Hà Nội, Đà nẵng, Hồ Chí Minh) của 3 khu vực (Bắc,Trung, Nam) và đã phục vụ khá hiệu quả

Báo hiệu cho PSTN ta có R2 và SS7, đối với mạng truyền số liệu qua IP có H.323,đối với ISDN có báo hiệu kênh D.Q.931

e Mạng đồng bộ

Mạng đồng bộ của Việt nam đã thực hiện xây dựng giai đoạn 1 và giai đoạn 2 với 3đồng hồ chủ PRC tại Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh và một đồng hồ thứ cấpSSU Mạng đồng bộ Việt nam hoạt động theo nguyên tắc chủ tớ có dự phòng, bao gồm 4cấp, hai loại giao diện chuyển giao tín hiệu đồng bộ chủ yếu là 2MHz và 2Mb/s

Các cấp của mạng đồng bộ được phân chia thành 4 cấp như sau:

1 Cấp 0: cấp đồng hồ chủ

2 Cấp 1: cấp nút quốc tế và nút quốc gia

3 Cấp 2: cấp nút chuyển tiếp nội hạt

4 Cấp 3 cấp nút nội hạt

Mạng được phân thành 3 vùng độc lập, mỗi vùng có 2 đồng hồ mẫu : một đồng hồchính (Cesium) và một đồng hồ dự phòng (GPS) Các đồng hồ này được đặt tại trung tâm

3 vùng và được điều chỉnh theo phương thức cận đồng bộ

Các tổng đài quốc tế và toll trong vùng được điều khiển bởi đồng hồ chủ theophương pháp chủ tớ

Các tổng đài tandem và host tại các tỉnh hoạt động bám theo các tổng đài toll theophương pháp chủ tớ Các tổng đài huyện (RSS) cũng hoạt động bám theo các host theophương pháp chủ tớ

1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mạng viễn thông

Trong các hệ thống liên lạc ta thấy các tín hiệu khi nhận được có sự khác biệt vớitín hiệu khi phát Đối với tín hiệu liên tục (analog) sự suy yếu đó dẫn đến giảm chất lượngcủa tín hiệu, với tín hiệu số, dẫn đến làm sai số về bit Một bit có giá trị 1 có thể trở thànhbit giá trị 0 và ngược lại Một tín hiệu trên đường truyền sẽ chịu các ảnh hưởng sau:

 Bị suy giảm và dẫn đến méo dạng

 Bị làm chậm

 Bị nhiễu

a Sự làm suy giảm và méo dạng Khi truyền trong môi trường, công suất của tín

hiệu sẽ suy giảm Đối với môi trường định hướng sự suy giảm đó thông thường theologarit, thông thường nó là giá trị cố định theo khoảng cách Đối với môi trường khôngđịnh hướng sự suy giảm đó là một hàm phức tạp phụ thuộc vào khoảng cách và áp suấtkhông khí Sự suy giảm sẽ dẫn đến:

 Tín hiệu thu được không đủ mạnh để khôi phục lại tín hiệu ban đầu ở bộ phận thu

 Tín hiệu thu được không đủ lớn để bảo đảm tỉ số (tỉ số tín hiệu trên tạp âm) dễ sinh ra sai

số

Sự suy giảm sẽ là hàm của tần số

b Sự làm trễ tín hiệu Tín hiệu truyền lan trên môi trường dẫn bao giờ cũng bị làm

trễ Đối với một tín hiệu có băng thông giới hạn, sự làm trễ phụ thuộc vào tần số của tínhiệu Với tín hiệu có tần số khác nhau nó sẽ đến bộ thu thời gian khác nhau Hiện tượng

đó ta gọi là tín hiệu bị làm chậm trên đường truyền, đặc biệt với tín hiệu số hiện tượnglàm trễ càng rõ ràng hơn

c Nhiễu Khi truyền, thông thường tín hiệu nhận được ở bộ thu bao giờ cũng bao

gồm tín hiệu phát và một tín hiệu ta không hề mong muốn được thêm vào giữa bộ phát và

bộ thu Tín hiệu ta không mong muốn đó gọi là nhiễu Nhiễu sẽ làm hạn chế kết quả hệthống liên lạc của ta Nhiễu thường được chia làm 4 loại sau:

cả các thiết bị điện tư, trong môi trường và nó là hàm của nhiệt độ Nhiễu nhiệt có ảnhhưởng trên tất cả dãy tần phổ nên có tên gọi là nhiễu trắng.

Nhiễu nhiệt độ không thể tránh được Nó được tính:

hoặc tính bằng decibel - watts

N = 10logk + 10 log T + 10logW = -228,6 dbW + 10logT + 10logW

Nhiễu do phách tần số bên trong Khi tín hiệu với các tần số khác nhau truyền trên

môi trường có thể sẽ sinh ra nhiễu nội bộ Kết quả của nhiễu nội bộ có thể sinh ra tần số làcộng hoặc trừ 2 tín hiệu gốc hoặc là nhân của tín hiệu đó Ví dụ sự trộn các tín hiệu có tần

số f1, f2 có thể sinh ra tần số f1+f2 và nó sẽ làm tăng cho tín hiệu tần số f1+f2 sẵn có.Nhiễu do hiện tượng phách đó sinh ra do hiện tượng không tuyến tính trong cácthiết bị phát, thu, hệ thống truyền Thường hệ thống không tuyến tính, tín hiệu ở đầu ra

là hàm phức tạp của tín hiệu đầu vào

Hinh 1.5 Ảnh hưởng nhiễu trên tín hiệu số.

Nhiễu xuyên âm Nhiễu xuyên âm là nhiễu ta không mong muốn trong khi truyền.

Ví dụ trong hệ thống điện thoại ta có thể nghe được cuộc nói chuyện của người khác Nósinh ra do sự ghép điện từ giữa các cặp cáp xoắn đôi, hay trong cáp đồng trục đồng thờitruyền nhiều kênh, cũng có khi do các ăng ten vi ba tạo ra các búp sóng định hướng.Nhiễu giao thoa giữa các ký tự (ISI) là một hậu quả không thể tránh khỏi của cả hai

hệ thống truyền thông có dây và không dây Morse đầu tiên nhận thấy nó trên dây cápđiện báo xuyên truyền tải thông điệp bằng cách sử dụng dấu chấm và dấu gạch ngang và

từ lúc đó nó đã không đi Nó được xử lý bằng cách làm chậm lại việc truyền tải

Trong những nỗ lực truyền đi, điều được chú ý là các tín hiệu nhận được có xuhướng dài ra và chồng lấn vào nhau Một xung ngắn để đại diện cho một dấu chấm nhậnđược giống như những phiên bản gồm nhiều dấu chấm giống nhau đã gây nhoè tín hiệu.Vấn đề xuất hiện có liên quan đến các thuộc tính của các phương tiện được sử dụng vàkhoảng cách của quá trình truyền tín hiệu Để chống lại tác dụng không mong muốn này,trạm lặp đã được thành lập và cách thức đã được đưa ra để giảm sự nhoè nhoẹt tín hiệu

Hình 1.6 (a) Tín hiệu được gửi đi, (b) tín hiệu nhận được

Làm thế nào để điều này thực sự ảnh hưởng đến chúng ngay bây giờ? Hình 1.7 chothấy một chuỗi dữ liệu, 1,0,1,1,0,1 mà chúng tôi muốn gửi Trình tự này là hình thức xungvuông Xung vuông là tốt đẹp, nhưng trên thực tế nó rất khó để tạo ra và cũng yêu cầubăng thông khá lớn Vì vậy, chúng ta định hình như thể hiện trong các đường chấm chấm.Phiên bản hình cơ bản trông giống như một xung vuông và chúng tôi nhanh chóng có thểcho biết những gì đã được gửi thậm chí trực quan Lợi thế (tùy ý) hình thành vào thờiđiểm này là nó làm giảm yêu cầu băng thông và thực sự có thể được tạo ra bởi phần cứng

Hình 1.7

Hình 1.8 cho thấy mỗi ký hiệu khi nhận được Chúng ta có thể thấy những gì cácphương tiện truyền dẫn tạo ra một cái đuôi của năng lượng kéo dài nhiều thời gian hơn dựđịnh Năng lượng từ các ký hiệu 1 và 2 đi tất cả các vị trí kư hiệu 3 Mỗi kư hiệu can thiệpvới một hoặc nhiều trong những kư hiệu tiếp theo Các khu vực quanh khu vực nhiễu lớn

(b)

Hình 1.8 Mỗi ký hiệu nhận được bị trải rộng ra

Các tín hiệu lan rộng và bôi nhoè như vậy mà năng lượng từ một hiệu ứng biểutượng của những người tiếp theo trong một cách mà các tín hiệu nhận được có một xácsuất cao hơn được giải thích không chính xác được gọi là Inter Symbol Interference hayISI

Nhiễu xung Nhiễu xung là loại nhiễu không liên tục, không quy luật nhiều khi nó

là những đột biến biên độ lớn, trong thời gian nhỏ Nhiễu sinh ra do nhiều nguyên nhânkhác nhau như đột biến điện từ trường, ánh sáng, tắt bật hệ thống máy

Tuy nhiên, nhiễu xung là nguyên nhân trước tiên gây sai số trong khi truyền tín hiệusố

Hình vẽ 1.8 cho ta ví dụ cách nhìn tổng quan vì ảnh hưởng của nhiễu đến tín hiệutruyền

1.3 Các phép đo trong mạng viễn thông

Trong hệ thống viễn thông để thực hiện quản lý mạng và chất lượng dịch vụ mạngđối với khách hàng và mức độ ảnh hưởng của các sóng tín hiệu, người ta thực hiện cácphương pháp đo kiểm khác nhau Các qui trinh đo được sử dụng cho các lĩnh vực sau:

•Đảm bảo tính năng của hệ thông phù hợp với những khuyến nghị phù hợp củaITU-T;

•Đo thử tính phù hợp của mạng;

•Giám sát chất lượng của các dịch vụ cung cấp;

•Tối ưu hóa việc lập qui hoạch mạng và mở rộng mạng;

•Khắc phục các đường dây bị sự cố;

•Chạy thử những hệ thông mới lắp đặt;

•Kiểm tra những đường dây mới được cấu hình;

•Những phép đo sức căng, những phép đo tải;

•Phân tích thông kê;

•Đảm bảo truyền các thông tin báo hiệu không bị lỗi;

•Phân tích các thủ tục truyền thông;

•Mô phỏng phản ứng thực tế của mạng và những lỗi cụ thể khi truyền thông;

•Kiểm tra đường cáp bằng các phép đo;

•Thẩm định tính chịu lỗi;

•Phát hiện sớm các vấn đề của truyền thông;

•Đo thử khả năng chịu trượt và phản ứng khi có trượt;

•Xác định vị trí xảy ra sự cố trước khi những sự cố này ảnh hưởng đến người sửdụng;

•Điều tra và giải quyết những vấn đề về tính tương thích;

•Ngược lại, những nhiệm vụ chính của quản lý mạng là:

•Lập cấu hình mói cho các phần tử mạng bằng cách điều khiển từ xa;

•Cung cấp nhanh chóng các dịch vụ khác nhau;

•Định tuyến dự phòng tự động;

•Quản lý các hệ thông do các nhà sản xuất khác nhau cung cấp;

•Quản lý các phần tử mạng phân bố về mặt địa lý;

•Thích ứng linh hoạt với sự thay đổi các cấu trúc hoạt động (điều hành);

•Giám sát chất lương các kết nốỉ (thông kê lỗi);

•Sử dụng đúng cách và hiệu quả dung lượng mạng;

•Ghi vào hồ sơ về các sự cố.

1.4 Các quy trình đo cần dùng khi nào?

Các giai đoạn hoạt động khác nhau trong suốt thời gian sống của nhiều khối thiết bịđược sử dụng trên các mạng số đặt ra các nhu cầu khác nhau về các qui trình đo Dướiđây liệt kê tóm tắt những công việc cần đến các qui trình đo:

-Các phép đo thử cho phát triển /tích hợp/hợp chuẩn:

Các phép đo ỏ mức độ rộng, tương tác giữa phần cứng và phần mềm, các phép đothử tải

Những yêu cầu về qui trình đo: Linh hoạt, xử lý các tốc độ bit và các mã chưa đượctiêu chuẩn hóa v.v , mô phỏng và phân tích toàn diện, kể cả tại mức giao thức

-Sản xuất:

Các phép đo thử bảng mạch, linh kiện, đánh giá kết quả đo thử thành công qua hay

thất bại) tại mức thông lượng tối đa

Những yêu cầu về qui trình đo: Tốc độ đo được tối đa hóa, so sánh nhanh các giá trịdanh định và giá trị thực tế, điều khiển từ xa, tích hợp vào các hệ thống đo thử tự động

-Lắp đặt:

Phân tích lúc đầu và phân tích trong thời gian dài

Những yêu cầu về qui trình đo: Các phép đo được thực hiện khi thiết bị không cungcấp dịch vụ, các qui trình/tiến trình đo được định trước, lưu trữ kết quả đo, phân tích lâudài, dễ dàng sử dụng, có thể mang đi được và mạnh

-Khắc phục sự cố, bảo dưỡng:

Phát hiện, xác định vị trí và khắc phục sự cố, tạo lại cấu hình, tối ưu hóa hoạt động

của mạng, các đo đạc chất lượng dịch vụ

Những yêu cầu về qui trình đo: Các phép đo khi thiết bị đang cung cấp dịch vụ service) hoặc không cung cấp dịch vụ (out-ofservice), giám sát đưòng dây và thuộc tỉnh,

(in-mô phỏng lỗi và cấc cảnh báo, đo đạc đồng thòi, chi phí thấp và có thể mang đi được,

“mọi thứ chỉ cần thoáng qua là đã biết”, điều khiển từ xa, đánh giá chất lượng rõ ràng

-Sửa chữa/Xác định qui mô:

Xác định vị trí sự cố ỏ mức bảng mạch in, mô phỏng các điều kiện hoạt động.

Những yêu cầu về qui trình đo: Tài liệu hướng dẫn đầy đủ, thực hiện thiết lập đothử

CHƯƠNG 2: ĐO LỖI BIT2.1 Định nghĩa và các thuật ngữ

a Lỗi bit: Là sự thu sai bit do quá trình truyền dẫn tín hiệu số trong mạng số gây ra

b Tỷ lệ lỗi bit(BER: Bit Error Rate): Là tỷ số giữa số bit bị lỗi trên tổng số bit phát

đi Thông số này đặc trưng cho chất lượng truyền dẫn của tuyến

c Lỗi khối (EB: Error Block): Là lỗi ở một hay nhiều bit trong một khối bit Trong

đó, khối bit là tập hợp các bit liên tiếp trong một luồng với số lượng xác định

d Thời gian khả dụng: Là thời gian trong đó hệ thống được coi là có khả năng thựchiện các chức năng quy định

e Thời gian không khả dụng: Là thời gian trong đó hệ thống được coi là không cókhả năng làm việc Khoảng thời gian một giây được tính là khoảng thời gian đơn vị đểxem xét tỷ lệ lỗi bit

f Giây bị lỗi (ES: Errored Second): Một giây trong khoảng thời gian khả dụng có tỷ

lệ lỗi bit nằm trong khoảng từ 0 đến 10-3

g Giây bị lỗi nghiêm trọng(SES: Severely Errored Second): Một giây trong khoảngthời gian khả dụng có tỷ lệ lỗi bit lớn hơn 10-3 hoặc có tín hiệu chỉ thị cảnh báo AIS

h Giây bị lỗi theo khối (BES: Block Errored Second): Trong khoảng thời gian mộtgiây có ít nhất một khối bị lỗi

i Giây bị lỗi nghiêm trọng theo khối (SBES: Severely Block Errored Second):Trong khoảng thời gian một giây có nhiều hơn 30% khối bị lỗi hoặc có ít nhất một chỉ thịcảnh báo AIS

j Lỗi khối nền (BBE: Background Block Error): Một khối bị lỗi không thuộc tronggiây lỗi nghiêm trọng

k Tỷ lệ lỗi khối nền (BBER: Background Block Error Rate): Là tỷ số giữa lỗi khốinền và tổng số khối đo được trong khoảng thời gian khả dụng

2.2 Các tiêu chuẩn về lỗi bit

2.2.1 Phân bố chỉ tiêu cho kênh truyền dẫn 64kb/s

Theo khuyến nghị ITU-T-G821, để đánh giá chất lượng một tuyến truyền dẫn,người ta dựa trên mô hình tuyến số giả định chuẩn Tuyến này có độ dài tổng cộng là27500km với thời gian đo các thông số lỗi là một tháng

Hình 2.1 Mô hình tuyến số giả định chuẩn

Toàn bộ tuyến được phân thành 3 cấp:

- Cấp nội hạt: là phần của tuyến nằm giữa thuê bao và tổng đài nội hạt

-Cấp trung bình: : là phần của tuyến nằm giữa tổng đài nội hạt và trung tâm chuyểnmạch quốc tế

- Cấp cao: là phần của tuyến nằm giữa các trung tâm chuyển mạch quốc tế

Bảng 2 mô tả chỉ tiêu về giây bị lỗi (ES) và phút suy giảm chất lượng (DM) cho cáccấp cấp mạch.

Bảng 3 mô tả chỉ tiêu về phân bố lỗi nghiêm trọng (SES) cho các cấp mạch

2.2.2 Phân bố chỉ tiêu cho mô hình đoạn số phân cấp tốc độ 2048 kb/s

Theo khuyến nghị G921 đưa ra mô hình đoạn số với các độ dài thực tế là 50 hoặc

280 km Một đoạn số bao gồm hai thiết bị đầu cuối và môi trường truyền dẫn giữa chúng.Phân bố chỉ tiêu lỗi cho các đoạn truyền dẫn số như trong bảng 4

2.2.3 Tiêu chuẩn lỗi bit cho các luồng cơ sở hoặc lơn hơn

a Giây bị lỗi

b Phút suy giảm chất lượng

c Giây bị lỗi nghiêm trọng (SES)

Tỷ lệ phần trăm giây bị lỗi nghiêm trọng quy chuẩn về đấu nối tại tốc độ 64kb/s cóthể được tính từ phép đo tại tốc độ bit cần đo như sau:

SES= Y% + Z%

Y: là phần giây bị lỗi nghiêm trọng tại tốc độ bit cần đo

Z: Phần giây không bị lỗi nghiêm trọng nhưng chứa một hoặc nhiều sự mất đồng

bộ tại tốc độ bit cần đo

2.2.4 Tiêu chuẩn lỗi bit cho các luồng số tốc độ cao

Mô hình tuyến số giả định chuẩn có độ dài tổng cộng là 27500km với thời gian đocác thông số lỗi là một tháng Các chỉ tiêu lỗi cho luồng số tốc độ cao như bảng 5:

2.2.5 Xác định lỗi đối với các luồng số PDH

a Các bất bình thường

a1: Một tín hiệu đồng bộ khung bị lỗi

a2: Một khối bị lỗi (EB) được chỉ thị bởi mã phát hiện lỗi (EDC)

d1: Mất khung (LOF)

d2: Tín hiệu chỉ thị cảnh báo (AIS)

d3: Mất đồng bộ khung

b Các thông số và tiêu chuẩn đo luồng PDH

Các thông số và tiêu chuẩn đo luồng PDH được chỉ thị trong bảng 7, bảng 8:

Bảng 7: Chỉ thị các thông số tiêu chuẩn về giây bị lỗi nghiêm trọng đối với luồngPDH

Bảng 8 : các thông số và tiêu chuẩn đo các luồng PDH

2.2.6 Xác định chỉ tiêu lỗi đối với luồng SDH

a Các bất thường

a1: Một khối bị lỗi qua kiểm tra của mã phát hiện lỗi (EDC)

Các sai hỏng được trình bày trong bảng 9

Bảng 9: Các sai hỏng dẫn đến SES

b Các thông số và tiêu chuẩn đo luồng SDH

ES: Một giây bị lỗi quan sát được khi trong một giây ít nhất có một bất bình thườnga1 hoặc một sai hỏng trong bảng 9

SES: Một giây bị lỗi nghiêm trọng quan sát được khi trong một giây ít nhất có ‘x’khối bị lỗi hoặc một sai hỏng trong bảng 9

BBE: Một lỗi khối nền quan sát được khi một bất bình thường a1 xảy ra trong mộtkhối nhưng không thuộc giây bị lỗi nghiêm trọng

2.3 Nguyên nhân và ảnh hưởng của lỗi bít

Ưu điểm chính của truyền thông số là chất lượng trụyền dẫn không phụ thuộc vàokhoảng cách truyền thông Theo Fourier, mọi tín hiệu sô' đều có thể được mô tả bởi một

số lớn các tín hiệu hình sin chồng lấn nhau Vì thế những yếu tố gây nhiễu đối với các tínhiệu tương tự như suy hao, xuyên âm hay méo vì thế cũng tác động đến truyền dẫn tínhiệu số (hình 2.2)

Các yếu tố gây nhiễu được phân loại theo loại nguồn gây nhiễu (các nguồn bên

trong hoặc bên ngoài hệ thống) hoặc theo ảnh hưởng của chúng (lỗi đơn, lỗi kép)

2.3.1 Những nguồn gây lỗi bên trong hệ thống

Nguồn lỗi chủ yếu là:

•Tính không ổn định của đồng hồ nhịp;

•Đồng hồ nhịp bị trôi;

•Tính không ổn định do sự lão hóa của các linh kiện;

•Sự cân bằng không đúng đối vổi suy hao đường dây phụ thuộc vào tần số (chẳnghạn trong một bộ tái tạo);

2.3.2 Một số nguyên nhân bên ngoài gây ra nhiễu

•Xuyên âm (từ các đường dây bên cạnh);

•Trượt (tích lũy) trong khi truyền dẫn;

• Nhiễu điện từ (các máy móc, sét, );

•Biến động điện áp nguồn cung cấp (chẳng hạn do các đợt sét gây ra);

•Nhiễu xung (biên độ đỉnh 5 - 20 mV) ;

•Những biến động cơ khí, các mối tiếp xúc kém;

•Sự suy giảm các đặc tính của phương tiện truyền dẫn;

•Sự cố toàn bộ hệ thống do đường dây bị đứt

2.3.3 Ảnh hưởng của lỗi bit

Khi có một điện áp nhiễu tác động nhỏ thì các trạng thái bit của một tín hiệu số sẽkhông thay đổi, nếu tín hiệu đỉnh nhỏ hơn một nửa chênh lệch của các mức điện áp hiểnthị sẽ dẫn đến thay đổi trạng thái bit Nếu tín hiệu gây nhiễu vượt quá mức ngưõng này, sẽgây ra sự suy giảm ngay lập tức chất lượng truyền

Sự sai lệch dù chỉ một bit trong một ngàn bit (tỉ lệ lỗi bit 10-3) đều dẫn đến chấtlượng truyền dẫn không thể chấp nhận được đối với các tín hiệu mã hóa theo luật -A, lànhững tín hiệu không được nén thêm Nếu vượt quá mức ngưỡng này, ít nhất là hệ thống

sẽ không cung cấp dịch vụ được nữa Đối với các tín hiệu thoại được truyền đi ở dạng tínhiệu nén mức độ cao thì hệ thông tỉ lệ lỗi bit cho phép thấp hơn thế nhiều (như trongthông tin di động)

Các lỗi phân bố ngẫu nhiên là kết quả của một tỉ số tín hiệu trên nhiễu kém Trongtruyền dẫn thoại đơn thuần, sự phân bố lỗi ngẫu nhiên có thể chỉ làm suy giảm rất ít chấtlượng âm thanh Nhưng đối với truyền thông số liệu thì lại khác Nếu xảy ra một lỗi, thiết

bị đầu cuối sử dụng phương thức kiểm tra lỗi trong giao thức truyền thông để báo cho đầucúng cấp số liệu rằng khối số liệu bị lỗi phải được truyền lại Việc lặp lại của các khôi dữliệu bị lỗi có thể dẫn đến thông lượng dữ liệu thấp không thể chấp nhận được, làm tăngthời gian và chi phí truyền dẫn.

Hình 2.2 Các yếu tố điển hình ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn

Việc đánh giá một cách chi tiết sự phân bố lỗi trên đường truyền cho phép phân tích

sử dụng các phương pháp đã được tiêu chuẩn hóa Những phương pháp này được đề cậpchi tiết trong phần sau

Với việc sử dụng thông thường một kết nối 2 Mbit/s cho 30 kênh thoại số xuất hiệnthi thoảng những tiếng lách tách xảy ra và nhiễu không mong muốn, song không gâynhiễu quá nhiều đối với kết nối này Nếu kết nối 2 Mbit/s được sử dụng trong truy nhậpISDN tốc độ sơ cấp cho các tín hiệu thoại và số liệu hoặc cho truyền các tín hiệu thoạiđược nén ở mức cao trong một hệ thốưg thông tin vô tuyến, thì những hậu quả của nhiễu

có thể ở mức cao hơn

Cách thức mà nhiễu ảnh hưởng đến chất lượng truyền dẫn cơ bản được xác định bởicác tham số sau đây:

•Loại thông tin được truyền dẫn: Thoại, số liệu, video, đa phương tiện

•Phương thức truyền dẫn và kiểu mã hóa được sử dụng và mức độ dư thừa trong tínhiệu

•Số lỗi mắc phải hay tỉ lệ lỗi

•Phân bố lỗi: các lỗi đơn hay các chùm lỗi

•Nguồn gây nhiễu: trong hệ thông hay các nguồn bên ngoài

Tỉ lệ lỗi cho phép của phương thức truyền dẫn sử dụng (như nhạy cảm với pha, mức

độ nén)

•Tỉ lệ lỗi cho phép của các hệ thông truyền thông (như độ ổn định của đồng hồnhịp, tỉ lệ trượt cho phép sự sai lệch cho phép của nhịp đồng hồ)

2.4 Nguyên lý hoạt động máy đo lỗi bit

Hình 2.3 Giám sát đồng bộ của máy đo lỗi bit

Tất cả các máy đo lỗi bit đều sử dụng cùng một nguyên lý: một dạng chuỗi bit đobiết trước (chẳng hạn một PRBS) được so sánh theo kiểu bit với bit với một dạng chuỗibit so sánh ở máy thu Những sự khác nhau được ghi là các lỗi và được đánh giá thêm.Máy thu đồng bộ vói tín hiệu đầu vào tại thời điểm bắt đầu phép đo

Để đồng bộ, một thanh ghi dịch tham chiếu được nạp cho đến khi đầy luồng bit tuần

tự và một dạng chuỗi bit so sánh được tạo ra Tiếp đến máy đo chuyển sang “đo” tự động.Các dạng chuỗi bit này được dịch theo pha, dẫn đến tạo ra một số lớn các xung lỗi Sựđồng bộ đạt được bằng việc dừng hoạt động của đồng hồ nhịp dùng để tạo ra dạng chuỗibit so sánh mỗi lần tạo ra một xung lỗi Có một khoảng thời gianđợi thích hợp cho một sốchu kỳ tuần tự.bit để đảm bảo rằng trạng thái đồng bộ có thể đó không phải do các lỗitruyền dẫn ngẫu nhiên tạo ra (hình 2.3)

Một bộ đếm tăng/giảm thường được sử dụng để giám sát sự đồng bộ này Nó đếmlên mỗi lần phát hiện được một lỗi và đếm xuông bất cứ khi nào không có lỗi xảy ra.Đồng bộ có thể bị mất khi giá trị đếm được đạt đến một mức ngưỡng (ví dụ do các cụm bịlỗi)

2.5 Lỗi cụm hay trượt bit?

Các lỗi truyền dẫn có thể ở dạng các lỗi đơn hoặc các cụm lỗi Một cụm lỗi có thể

do hiện tượng pha-đinh của sóng mang trong truyền dẫn vô tuyến gây ra hoặc do nhiễuđiện từ ngắn (như chuyển mạch) gây ra

Các nguyên nhân gây lỗi khác, như tràn bộ đệm trong tổng đài số hay các vấn đề vềđồng hồ nhịp tại các thiết bị cổng có thể dẫn đến mất đi những đoạn nhất định của dòngbit hoàn chỉnh hoặc các trạng thái bit được truyền đi hai lần Việc trượt bit dẫn đến một sựdịch pha giữa các dạng chuỗi bit phát đi và thu được theo quan điểm của máy đo lỗi bit

2.6 Máy đo lỗi bit phản ứng lại như thế nào?

Nếu xảy ra một sự dịch pha giữa các dạng chuỗi bit thu được và tham chiếu, số cáclỗi bit đo được sẽ là vô hạn Vì trong trường hợp này, một trạng thái kéo dài (cụm lôi) bịlấy ra bởi một lỗi đơn (trượt bit), nên phép đo phải được ngừng lại và máy đo lỗi bit phảithực hiện đồng bộ lại

Tuy nhiên một lỗi chùm có thể bị gây ra bởi một tình huống dẫn tới một số lớn cáclỗi bit xảy ra trong một thời gian ngắn (ví dụ do tiếp xúc kém)

Trong các phương pháp giám sát đồng bộ hay dùng có nhược điểm là một lỗi chùmxuất hiện sẽ dẫn tới mất đồng bộ Thiết bị đo không thể xác định được liệu các xung lỗitại đầu ra của bộ so sánh có phải là kết quả của những lỗi bit “thực’ hay do một sự dịchpha gây ra Vì lý do này nhiều thiết bị đo bị mất đồng bộ khi lỗi đạt đến mức ngưõng(chẳng hạn 30%) Qui trình này làm sai lệch đáng kể kết quả đo, vì số các lỗi bit được xácđịnh không đúng và nguyên nhân gây ra các lỗi này cũng không được phát hiện

Một giải pháp cho vấn đề phân biệt giữa việc trượt bit và lỗi chùm đã được một số

ít các nhà sản xuất các thiết bị đưa ra Giải pháp này dựa trên việc thêm vào hai chuỗi giảngẫu nhiên được dịch pha liên quan với nhau để tạo ra một chuỗi giả ngẫu nhiên khác.Việc triển khai giải pháp này trên thực tế được trình bày trong hình 2.4 Tín hiệu ra khỏi

bộ so sánh (2) sẽ chính là một PRBS nếu có một sự dịch pha giữa chuỗi thu được và chuỗitham chiếu Thanh ghi (3) được nạp liên tục trong khi đo và cho phép phân biệt hai tìnhhuống:

•Cả hai dạng chuỗi (chuỗi thu được và chuỗi tham chiếu) giống hệt nhau nhưngdịch pha so với nhau: Các lỗi bit thực là không có, mà xảy ra một sự trượt bit

•Cả hai dạng chuỗi cùng pha nhau, có các lỗi bit thực

Trong trường hợp đầu, một sự trượt bit được phát hiện và được đánh giá Khi xảy ralỗi cụm, đồng bộ được duy trì như trong trường hợp tín hiệu bị ngắt quãng trong thời gianngắn (các ngắt vô cùng nhỏ) Việc giám sát đồng bộ đặc biệt này đảm bảo rằng kết quảthu được ỏ cuối phép đo là số các lỗi thực, và nó không bị ảnh hưởng bởi thiết bị đo Nócòn đưa ra những kết luận về nguyên nhân gây lỗi Đây là một ưu điểm vì nó làm đơngiản việc tìm nguyên nhân của lỗi

Nếu một cảnh báo (ví dụ cảnh báo mất tín hiệu) xảy ra trong khi đang đo, một sốlớn các lỗi thêm vào sẽ được đếm cho đên khi trạng thái cảnh báo được thiết bị đo khôngchê Những lỗi bit thêm vào này có thể làm cho chất lượng đường truyền kém đi, trongkhi trên thực tế thì đường truyền lại không có lỗi gì cả

Qui trình đo đúng đắn sẽ phải tự động loại bỏ, những lỗi bit thêm vào do một cảnhbáo gây ra trong kết qủa đo, mà điều này có thể được thực hiện nếu biết được thời gian

phản ứng của khốỉ phát hiện nguyên nhân cho từng tốc độ bit.

Sơ đổ khối được đơn giản hóa mô tả hai phía phát và thu của một máy đo 2 Mbit/s

Dạng thức đo được tạo ra sử dụng một thanh ghi dịch được phân bố trên n khe thời gian

có thể chọn lựa (n = 1 đến 31), trong khi những khe thời gian còn lại được điền vào mộttín hiệu kênh rỗi Thông tin báo hiệu (khe thời gian 16) và thông tin đồng bộ và giám sátlỗi (khe thời gian 0) được thêm vào Một chip mã hóa biến đổi mã NRZ thành mã đưòngdây HDB-3 Tín hiệu đầu vào là tín hiệu có thể đã bị suyhao mất 40 dB, trước tiên đượckhuếch đại và được tái tạo lại trong khối thu Sau khi biến đổi thành mã NRZ, điểm bắtđầu khung tín hiệu (khe thời gian 0), khe thời gian 16 và các kênh thông tin của người sửdụng chứa mẫu đo được tách ra và được giám sát riêng rẽ để phát hiện lỗi và các cảnhbáo Thông tin báo hiệu được ghi lại và được dịch ra Một khe thời gian được lựa chọn cóthể được đưa đến một bộ biến đổi D - A, cho phép giám sát từ mã thực và việc đánh giáchất lượng truyền dẫn về mặt âm thanh Hai khối đầu vào được thực hiện trong các máy

đo 2 Mbit/s, là những máy đo có thể giám sát cả hai huống truyền dẫn.

Hình 2.4 Sơ đồ khối máy đo luồng 2Mb/s

Do thường không thể biết trưóc được những tình huông sự cố nào có khả năng xảy

ra, bộ thiết bị đo cần phải có khả năng bắt được tất cả các lỗi và các cảnh báo đồng thời.Nhưng không phải thiết bị đo nào cũng đáp ứng được yêu cầu này

Việc chọn vị trí đo ảnh hưởng trực tiếp đến tín hiệu thử (đo) yêu cầu Một chuỗi bitqui định không có bất kỳ cấu trúc khung nào là đủ cho ứng dụng trình bày trong hình 2.4.Việc thiết lập ban đầu các đường truyền thông 2 Mbit/s có thể được thực hiện bằng việc

sử dụng hoặc không sử dụng một mạch vòng đầu xa

Tiêu chuẩn chất lượng hiện nay là đối với các kết nối 2 Mbit/s, tỉ lệ lỗi bit nhỏ hơn

10-6 Để có đựợc chất lượng tốt hơn, chẳng hạn một kết nôi có tỉ lệ lỗi bit được bảo đảm ởmức tốt hơn 10-7, ta phải trả một giá cao hơn nhiều

2.5 Phương pháp đo lỗi bit

Có thể sử dụng các phương pháp đo cơ bản sau:

•Hệ thông/Đường truyền ngừng cung cấp dịch vụ: Sử dụng các phép đo và khắcphục sự cố đường dây trên các bộ ghép kênh hoặc các thiết bị đường dây

•Hệ thống/Đường truyền đang cung cấp dịch vụ: Sử dụng để kiểm tra nhằm xácđịnh vị trí lỗi và xác định hiệu năng hoạt động của hệ thông/đường truyền trong thời giandài.

Hình 2.3 Các phương pháp đo kiểm tra lỗi bit trên hệ thống

Việc so sánh từng bit giữa tín hiệu thu và tín hiệu phát chỉ có thể thực hiện được khi

hệ thống ngừng cung cấp dịch vụ Đối với các phép đo trong khi hệ thống đang hoạtđộng, các kết luận về các lỗi trong phần còn lại của luồng dữ liệu được suy ra từ biểu hiệncủa các tiến trình từng bộ phận trong luồng dữ liệu đó

Có thể kết hợp hai phương thức đo này bằng cách đặt trưóc một phần dung lượngkênh cho mục đích đo đạc Các phép đo khi hệ thống ngừng cung cấp dịch vụ có thể đượcthực hiện sử dụng bất kỳ phương thức nào trong ba phương thức trình bày trong hình

Hình 2.4 Các nguyên lý đo cho các phần tử của hệ thống và đường truyền

Hình 2.5 Sơ đồ đo lỗi bit luồng 2Mb/s trong điều kiện hệ thống đang khai thác

Hình 2.6 Sơ đồ đo lỗi bit luồng 2Mb/s từ đầu cuối tới đầu cuối trong điều kiện hệthống ngừng khai thác

Hình 2.6 Sơ đồ đo lỗi bit trong trường hợp đấu vòng

2.4.1 Các phép đo luồng 2Mb/s khi đang cung cấp dịch vụ

Các phép đo sử dụng các dạng chuỗi bit đo đã biết bị hạn chế rất mạnh khi hệ thôngđang cung cấp dịch vụ Thực tế cũng có thể rất khó để đấu nối vật lý máy đo với đườngdây hoặc phần tử cần đo hoặc để nhận được một biên độ tín hiệu đủ cao một khi kết nối

đã được thực hiện

Điều này có thể do những nguyên nhân sau:

• Các tín hiệu bị méo và bị suy hao mạnh: Vấn đề ở đây là việc chọn điểm đokhông phù hợp (chẳng hạn ở ngay trước bộ tái tạo tín hiệu - regenerator) hoặc các đườngcáp đo dài nối tới máy đo Suy hao trên đường dây phụ thuộc tần số là một vấn đề chủ yếudẫn tới máy đo không có khả năng tái tạo được tín hiệu Vì vậy sự cân bằng tín hiệu ở đây

là rất quan trọng Sẽ là rất hay nếu máy phân tích được sử dụng có thể cung cấp sự cânbằng trên đường dây một cách tự động

•Truyền thông quang: Một bộ chia công suất quang có thể được cung cấp để hỗ trợtrong những trường hợp sau: tín hiệu được cấp qua bộ chia và một một phần nhỏ đượctrích ra để thực hiện phép đo

Nhược điểm: Kênh truyền phải bị ngắt trong một khoảng thời gianngắn để đưa bộchia vào Một cách khác là có thể sử dụng thêm một bộ biến đổi quang điện

•Các điện áp nguồn cấp cho bộ tái tạo được đặt lên trên cùng: Đặc biệt, với sự cómặt trên thị trường của những thiết bị đấu nối rẻ tiền dùng để cách ly đầu vào của máy đokhỏi các điện áp cao Nếu biên độ tín hiệu đủ lớn, một giải pháp đơn giản là sử dụng một

máy đo thăm dò Nếu có thể, vì lý do an toàn, phép đo đó sẽ được thực hiện tại hoặc ngay

trước thiết bị kết cuối đường dây (LTE: Line Terminating Equipment)

Không có điểm giám sát trên phần tử cần đo: Hầu hết các nhà sản xuất đều làm cho

các thiết bị ghép kênh của họ vừa khít với các điểm giám sát được bảo vệ ở đó cung cấpmột tín hiệu đo được cách ly khỏi tín hiệu đường dây và được làm suy hao đi 20 dB Nếukhông có điểm giám sát nào, một điểm giám sát nhân tạo có thể được tạo ra với sự trợgiúp của một bộ biến đổi nhỏ có chức năng tách và làm suy hao tín hiệụ.

Các phép đo trong khi đang cung cấp dịch vụ phải được tiến hành theo cách thức

sao cho tín hiệu được đo không bị ảnh hưởng theo bất kỳ cách nào bởi thiết bị đo

2.4.1.1 Các phép đo lỗi trên tín hiệu đồng chỉnh khung

Phần cố định của tín hiệu đồng chỉnh khung dài 7 bit (bit đầu dành cho so sánhCRC) và được truyền đi ở các khung thứ hai Các phép đo này áp dụng cho một dunglượng truyền dẫn là 28 kbit/s Nếu các phép đo lỗi được thực hiện trên tín hiệu đồng chỉnhkhung, lỗi có thể được phát hiện mà không cần đặt trước thêm dung lượng truyền dẫn cho

phép đo, cho dù từng lỗi thành phần trong các kênh của người sử dụng không được phát

hiện Tuy nhiên, những nguyên nhân gây lỗi điển hình, như tiếp xúc kém; hay nguồn cungcấp không ổn định, thường có mặt trong ít nhất vài mini giây, vì vậy tín hiệu đồng chỉnhkhung cũng có nhiều khả nặng bị ảnh hưởng Vì lý do này, không thể rút ra những kếtluận trực tiếp về tỉ lệ lỗi của một kênh 64 kbit/s từ việc biết được tỉ lệ lỗi của FAS

Chức năng giám sát lỗi của hệ thống sẽ phản ứng khi tỉ lệ lỗi của FAS vượt quá giátrị ngưỡng qui định (chẳng hạn 10-6 hoặc 10-3)

2.4.1.2 Phân tích lỗi CRC và các lỗi bit E

Một máy đo có thể dễ dàng phát hiện được CRC đơn giản bằng cách kiểm tra tổngkiểm tra CRC Tuy nhiên phép đo này không cho biết có bao nhiêu lỗi CRC có mặt khimột sự cố xảy ra Máy đo giả định rằng một lỗi truyền dẫn đã xảy ra trong mỗi khối kiếmtra bị lỗi Nếu có nhiều lỗi xảy ra, có một cơ may nhỏ là một sự tổ hợp nhất định của cáclỗi sẽ trả lại một tổng kiểm tra đúng

Khi đo các lỗi CRC, cũng cần lưu ý rằng một số phần tử hệ thông có thể không

trong suốt đối với CRC Điều này có thể dẫn tối tình huống không thể đo được các lỗi

CRC cho dù đường truyền đã bị lỗi nghiêm trọng, và có thể dẫn tối những kết luận sai vêbiểu hiện của toàn bộ hệ thống

Các bit E cung cấp thông tin về những sự cố trên đường trở về Nếu có một lỗi CRC

được phát hiện trên đường truyền đi, bit E được thiết lập trên đường trở về trong khoảng

thời gian của một đa khung CRC Điều này có nghĩa là thông tin về đường trở vể có thể

thu được từ một điểm đo duy nhất cứ như là chỉ một tín hiệu 2 Mbit/s được giám sát.

2.4.1.3 Giám sát các lỗi mã

Ưu điểm chủ yếu của việc giám sát những lỗi mã là ở chỗ các lỗi truyền dẫn có thể

được phát hiện theo cách này mà không cần biết cấu trúc khung của tín hiệu hoặc nội

dung dữ liệu của người sử dụng Tính dư thừa cố hữu trong mã được sử dụng để phát hiệnlỗi cho toàn bộ tín hiệu Nhược điểm của việc giám sát này là ở chỗ việc giám sát lỗi chỉ

có thể trên một đoạn đường truyền trong suốt đối với mã tín hiệu và không liên quan đếnviệc mã hóa tín hiệu Trên thực tế, vấn đề này thường không được chú ý tới hoặc bị bỏqua

Các lỗi mã xảy ra khi một sự cố trên đường truyền dẫn làm méo tín hiệu đã được

mã hóa hoặc do bản thân bộ mã hóa bị sự cô' (trưòng hợp này hiếm xảy ra hơn) Các lỗi

mã thưồiig dẫn tói các lỗi bit, tùy thuộc vào loại lỗi và loại mã được sử dụng Như chúng

ta đã thấy, các quyết định của bộ giả mã đối với một sô'mã đường dây phụ thuộc vào trạngthái của sự quá độ bit trưốc đó (ví dụ 3 bit cuối cùng trong mã đường dây HDB-3) Nếumột trong những sự quá độ này bị sai trong khi truyền dẫn, nó có thể dẫn tối những lỗikhông mong muốn ngoài lỗi bit thực được phát hiện (hiện tượng nhân lỗi)

Sự tái tạo ra các lỗi gây bởi các lỗi phân bố một cách ngẫu nhiên cần được lưu ýđến khi sử dụng một máy đo để tạo ra các lỗi bit và phân tích các lỗi mã

Hình 2.7 tái tạo các lỗi mã trong một tín hiệu đã được mã hoá HDB3

2.4.1.4 Đánh giá các cảnh báo và các sự cô truyền dẫn

Hệ thông tự phát hiện những cảnh báo và những sự cố lớn về hoạt động của nótrong khi đang hoạt động và gửi những thông tin này tới hệ thông quản lý mạng hoặc báo

cho nhân viên điều hành biết có sự cố xảy ra bằng các tín hiệu cảnh báo quang hoặc âmthanh.

Các qui trình đo để đánh giá chất lượng và phát hiện lỗi chủ yếu sử dụng tín hiệuđồng chỉnh khung, CRC và các lỗi mã

Phân tích dữ liệu của người sử dụng

Máy đo phải có khả năng phát hiện và đánh giá các giao thức mạng được truyền đi

trong các khe thời giann x 64 kbit/s Việc đếm số các khối lặp lại có thể được sử dụng để

xác định thông lựợng dữ liệu Nguồn gây lỗi thường có thể được xác định từ loại lỗi xảy

ra trong giao thức truyền dẫn Theo cách này, những lỗi có tính hệ thống trong nhiềutrường hợp có thể được đo theo đến tận những thiết lập không đúng đối với các thiết bịđầu cuối

Hình 2.8 Những tình huống lỗi và cảnh báo quan trọng

Các bản tin cảnh báo: AIS cảnh báo khẩn Cấp/cảnh báo không khẩn cấp

Một AIS là có thể xảy ra khi một tín hiệu toàn bit "1" trên đường dây hoặc trongmột khung tín hiệu Tín hiệu đồng chỉnh khung của một AIS có phân khung là đúng,nhưng tất cả các khe thời gian khác được thiết lập là một tín hiệu toàn bit "1" Bản tincảnh báo AIS có thể hiển thị nguồn gây lỗi Trong trường này, có một sự cố ở phía đầuvào của bộ ghép kênh (các luồng thành phần đi vào bộ ghép kênh) Một AIS không phânkhung được truyền đi nếu bộ ghép kênh không nhận được bất kỳ khung tín hiệu nào từđầu xa

Các bản tin lỗi bit S A

Việc sử dụng các bit SA đã được giải thích chi tiết trong mục sau Ý nghĩa của các tổ

hợp bit SA theo qui định của từng nước Điều này cần được ghi nhố khi giám sát lưulượng quốc tế Các bit SA đôi khi cũng được sử dụng để truyền đi các giao thức báo hiệu ỏtốc độ 4 kbit/s.

Độ sai lệch tần số tín hiệu

Phép đo này chỉ có ý nghĩa nếu nguồn đồng hồ nhịp bên trong của thiết bị đo ổnđịnh hơn nhiều so với nguồn đồng hồ nhịp của các phần tử hệ thống Trên thực tế, giá trịchính xác của nhịp đồng hồ của cả hai đều có cấp sô' mũ (các đồng hồ thạch anh), sao choviệc đo tốc độ bit nhận được chỉ cho những kết quả có ý nghĩa khi độ sai lệch tần số tínhiệu là cực lớn Tình huống sẽ khác đi nếu máy đo được trang bị hai bộ thu 2 Mbit/s và cóthể đo độ khác nhau giữa các đồng hồ hướng đi và hướng trở về Những sai lệch nhịpđồng hồ quá lớn dẫn tới tràn bộ đệm, gây ra hiện tượng trượt bit

Các dịch pha của các chuỗi bit đo (trượt bit)

Trượt bit xảy ra khi một hai nhiều bit thông tin bị lặp lại hoặc bị “rơi” trong khitruyền dẫn Các vấn đề về định thời xảy ra khi các mạng của các nhà cung cấp khác nhauđược nốì với nhau là nguyên nhân chính gây ra trượt bit Việc phát hiện sự trượt bít đòihỏi một kênh rỗi có thể được điền vào một chuỗi bít đo

Giám sát các từ mã đỉnh (truyền dẫn thoai)

Phần bù bộ mã, có nghĩa là phần khác nhau giữa các từ mã đỉnh dương và âm, cầnxấp xỉ bằng không Những sai lệch lớn có thể biểu thị trạng thái bão hòa hoặc các vấn đềkhác về mức tín hiệu

2.4.1.5 Các ví dụ về việc giám sát lỗi khi hệ thống đang cung cấp dịch vụ

Một người sử dụng truyền dữ liệu ở tốc độ 64 kbit/s trên một đưòng dây thuê riêng

2 Mbit/s phàn nàn về thời gian đáp ứng cho kết nối quá lâu

Câu hỏi đầu tiên cần được trả lời là: Chỉ có người sử dụng đó bị ảnh hưởng haynhững ngưòi khác cũng bị nhưng có thể vì họ kiên nhẫn hơn hoặc ít để ý hơn nên họ chưaphàn nàn? cần phải làm sự cố đó là xảy ra do ngắn hơn hoặc nó chỉ xảy ra ở những thờiđiểm cụ thể Sự cố này có thể do các giao diện hoặc do việc triển khai không đúng cácgiao thức truyền thông tại thiết bị đầu cuối của người sử dụng

Việc giám sát đồng thời FAS và tổng kiểm tra CRC trên cả hai hướng cho ta một sựkhẳng định chắc chắn rằng sự cố đó do nhiễu bên ngoài gây ra: Lỗi xảy ra tại cùng thờiđiểm và với cùng tần số trên cả hai hướng Do các lỗi FAS cũng có mặt, nên có nhiều khảnăng các kênh 64 kbit/s khác cũng bị ảnh hưởng

Hình 2.9 Giám sát phần bù của bộ mã hoá

Trong ví dụ này, một phép đo kéo dài vài giờ đã được tiến hành và các kết quả đượchiển thị ở dạng biểu đồ Chức năng phóng to - thu nhỏ (zoom) cho phép phân tích chi tiết

sự phân bố lỗi trong khoảng thời gian vài giây Ví dụ này cho thấy rõ ràng rằng các lỗixảy ra theo kiểu dồn cụm, chủ yếu trong giờ hành chính bình thường Nhiễu đạt mức caonhất vào lúc bắt đầu ngày làm việc Các trưòng nhiễu điện từ bị nghi là thủ phạm Điềunày được xác nhận: một cáp truyền dẫn di trong dậy kéo của một thang máy đã bị trượt rakhỏi ray dẫn cáp

Người sử dụng một mạng dùng riêng phàn nàn rằng, các tín hiệu dữ liệu số đượcmột PBX truyền đi đúng nhưng các kết nối thoại trên chính PBX đó liên tục có sự cố.Hai

từ mã và phần bù của bộ mã hóa từ mã số được giám sát bằng một máy đo có khả nănggiải mã các tín hiệu tiếng nói đã được số hóa ở các khe thời gian được chọn lựa Kết quả

là rõ ràng: Giá trị bù của bộ mã hóa quá cao (hình 2.9) Nguyên nhân nhanh chóng được

phát hiện: Bộ mã hóa trên card tương tự bị quá tải Vấn đề này có thể được loại bỏ bằng cách so sánh phù hợp mức tín hiệu (sử dụng một điện trở kết cuối).

2.4.1.6 Các phép đo tách và chèn

Có nhiều vấn đề truyền thông không thể giải quyết được khi sử dụng các phươngpháp đo đã trình bày, hoặc có thể chỉ được giải quyết phần nào với rất nhiều nỗ lực vàthời gian Việc kiểm tra chất lượng truyền dẫn đã thỏa thuận giữa nhà cung cấp mạng vàngưòi sử dụng là vấn đề quan trọng, đặc biệt với những đưòng dây thuê riêng 2 Mbit/s

Lý do là vì nhà cung cấp mạng đã lắp đặt một phần tử hệ thống (NTPM: Network