Was ist eine Bitfehlerrate?

Während eines bestimmten Zeitintervalls ist die Bitfehlerrate (BER) die Häufigkeit, mit der eine Übertragung von empfangenen Bits durch Interferenz, Rauschen, Bitsynchronisationsfehler, Phasenjitter oder Verzerrung modifiziert wurde. Die Anzahl der Fehler in diesem Zeitintervall wird dann mit der Gesamtzahl der übertragenen Bits verglichen, um den Prozentsatz der Fehler zu ermitteln. Als solches ist die BER ein Netzwerkleistungsverhältnis für digitale Übertragungen über Funkdatenverbindungen, Ethernet oder Glasfaser-Datennetze. Wenn beispielsweise ein gesendetes Übertragungspaket 10 Bit Binärcode enthält und zwei dieser Bits bei der Übertragung geändert werden, beträgt die BER 20 Prozent. In der Telekommunikation über Glasfaser wird diese BER anders berechnet, da für den Benutzer sichtbare Fehlerratenberechnungen erforderlich sind. Messungen sind fehlerhafte Sekunden, die durch Messen der Intervalle einer Sekunde ermittelt werden, in denen Bitfehler auftreten.

Da BER-Messungen an Sendern, Empfängern und den sie verbindenden Kommunikationsnetzen durchgeführt werden können, ist BER ein Instrument zur Bewertung des Gesamtsystems, mit dem die Systemintegrität in Bezug auf die effektive Leistung ermittelt werden kann. Die Analyse der Bitfehlerrate auf Systemen erfolgt normalerweise unter Verwendung von Simulationsmodellen. Die Ergebnisse der Simulationen bestimmen, welche Vorwärtsfehlerkorrekturcodes ein Systemadministrator anwenden muss, um die Übertragungsleistung des Rohkanals zu verbessern.

Manchmal kann die Bitfehlerrate durch Verwendung eines stärkeren Signals verbessert werden. Dies kann jedoch zu mehr Übersprechfehlern und Bitfehlern führen. Wenn Bitfehler bereits mit einer Vorwärtsfehlerkorrekturcodierung adressiert wurden und die BER immer noch zu hoch ist, ist es am besten, die Faktoren zu adressieren, die die Bitfehler verursachen. Der Hauptschuldige ist in der Regel Rauschen und Funkstreckenänderungen. In Glasfasernetzwerken liegen die Probleme normalerweise in den Komponenten des Netzwerks selbst, so dass das Netzwerk genauestens getestet werden muss. Rauschen kann von optischen Empfängern selbst ausgehen, wenn Fotodioden oder Verstärker nicht auf sehr kleine Änderungen reagieren und einen hohen Rauschpegel erzeugen.

Zum Testen auf Bitfehlerratenursachen ist einer der verwendeten Simulatoren eine pseudozufällige binäre Folge von Zahlen, die in Musterfolgen gesendet werden, um das System auf Phasenjitter zu überprüfen. Ein ähnlicher Test ist, wenn eine quasi zufällige Signalquelle jede mögliche Kombination eines 20-Bit-Wortes erzeugt und sendet und diese alle 1.048.575 Bits wiederholt. Gleichzeitig würde der Source-Generator aufeinanderfolgende Nullen auf weniger als 14 unterdrücken und zwischen Änderungen hoher und niedriger Dichte wechseln, um Phasenjitter zu messen. Ein weiterer Test, All-Ones genannt, sendet nur Pakete mit Einsen und wiederholt den Vorgang, um die maximale Leistung zu verbrauchen, um festzustellen, ob der Gleichstrom zum Repeater richtig geregelt ist, und um die Überspannungsleistung zu testen. Viele Simulationen können alle Komponenten eines beliebigen Übertragungssystems testen.