ITU-R F 1605 FRENCH-2003 Error performance and availability estimation for synchronous digital hierarchy terrestrial fixed wireless systems《同步数字体系陆地固定无线系统的误差性能和实用性评估》.pdf

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1、 Rec. UIT-R F.1605 1 RECOMMANDATION UIT-R F.1605 Evaluation des caractristiques derreur et de la disponibilit des systmes hertziens fixes de Terre en hirarchie numrique synchrone (Question UIT-R 122/9) (2003) LAssemble des radiocommunications de lUIT, considrant a) que les systmes en hirarchie numri

2、que synchrone (SDH, synchronous digital hierarchy) et les systmes en hirarchie numrique plsiochrone (PDH, plesiochronous digital hierarchy) jouent un rle important dans les systmes hertziens fixes actuels; b) que les Recommandations UIT-R F.1491 et UIT-R F.1397 ont dfini les objectifs relatifs aux c

3、aractristiques derreur pour les liaisons relles; c) que les Recommandations UIT-R F.1492 et UIT-R F.1493 ont dfini les objectifs relatifs la disponibilit pour les liaisons relles; d) que la Recommandation UIT-R P.530 fournit des mthodes de prvision de paramtres de propagation influant sur la planifi

4、cation des systmes hertziens de Terre en visibilit directe; e) que des mthodes appropries de planification de trajets et de conception de systmes sont ncessaires pour limiter la dtrioration de la qualit de fonctionnement des systmes hertziens fixes due aux effets de la propagation, recommande 1 dado

5、pter, pour la planification des systmes hertziens de Terre en visibilit directe, les mthodes de prvision des caractristiques derreur applicables aux liaisons hertziennes SDH (trajets et sections), dcrites dans lAnnexe 1 de la prsente Recommandation, compte tenu des diffrents paramtres indiqus. Annex

6、e 1 Prvision des caractristiques derreur et de la disponibilit des liaisons hertziennes SDH en visibilit directe 1 Introduction Les rseaux en SDH ou les rseaux optiques synchrones (SONET, synchronous optical network) permettent actuellement dtablir des liaisons radiolectriques en mode de transfert s

7、ynchrone (STM, synchronous transfer mode), un dbit de 51 Mbit/s (STM-0) 622 Mbit/s (STM-4). Des recommandations et normes internationales dfinissent les objectifs relatifs aux caractristiques derreur et la disponibilit pour les rseaux SDH. Ces objectifs, indpendants des moyens technologiques utiliss

8、, doivent tre respects lorsque le rseau comporte une composante radiolectrique. 2 Rec. UIT-R F.1605 Les mthodes de prvision dcrites dans la prsente Annexe sont fondes sur une relation thorique entre le taux derreur binaire (BER, bit error ratio (TEB lUIT-R) et les paramtres SDH fonds sur les blocs e

9、rrons. Elles tiennent compte des caractristiques des systmes, telles que les rafales derreurs, et des paramtres ncessaires pour prvoir le temps dinterruption en fonction du taux BER. Dans la prsente Recommandation, le terme interruption dsigne la probabilit de dpassement du taux BER par rapport un s

10、euil donn. Il convient de noter que la frquence dinterruption, dfinie au 2.1, est un paramtre distinct. 2 Objectifs relatifs aux caractristiques derreur et la disponibilit Les Recommandations UIT-T G.826 et UIT-T G.827 noncent respectivement les prescriptions relatives aux caractristiques derreur et

11、 la disponibilit. Etant donn quelles spcifient les objectifs atteindre de bout en bout, dautres recommandations sont ncessaires lorsquil sagit des liaisons radiolectriques relles. Pour rpartir les tolrances entre les diffrents conduits en fonction de la longueur relle des bonds, de la frquence radio

12、lectrique utilise, etc., on se reportera dautres Recommandations traitant de la partie radiolectrique dun rseau SDH. 2.1 Paramtres relatifs aux caractristiques derreur et la disponibilit Les Recommandations UIT-T G.826 et UIT-T G.828 dfinissent un ensemble dvnements lis aux caractristiques derreur b

13、ases sur la notion de bloc ainsi que des paramtres destins la surveillance, dans des conditions normales de fonctionnement, des caractristiques derreur dun conduit SDH (voir la Note 1). Un bloc erron est un bloc dans lequel un ou plusieurs bits sont errons. Une seconde avec erreurs (ES, errored seco

14、nd) se produit lorsquun ou plusieurs blocs sont errons ou lorsque au moins un dfaut comme une perte de pointeur (LoP, loss of pointer) apparat, dans un intervalle dune seconde. Une seconde avec beaucoup derreurs (SES, severely errored second) survient lorsque au moins 30% des blocs sont errons ou lo

15、rsquun dfaut apparat. Une seconde SES est un sous-ensemble de secondes ES. Un bloc erron rsiduel (BBE, background block error) est un bloc erron survenant en dehors dune seconde SES. Les paramtres relatifs aux caractristiques derreur sont le taux de secondes avec beaucoup derreurs (SESR, severely er

16、rored second ratio), le taux de blocs errons rsiduels (BBER, background block error ratio) et le taux de secondes avec erreurs (ESR, errored second ratio). Chaque sens dun conduit peut se trouver dans lun des deux tats suivants: temps de disponibilit ou temps dindisponibilit. Les critres permettant

17、de dterminer la transition entre ces deux tats sont les suivants: une priode dindisponibilit commence avec lapparition de 10 vnements conscutifs de secondes SES. On considre que ces 10 s font partie du temps dindisponibilit. Une nouvelle priode de disponibilit commence avec lapparition de 10 s non S

18、ES conscutives. On considre que ces 10 s font partie du temps de disponibilit. Un conduit est disponible si, et seulement si, il est disponible dans les deux sens. Les paramtres de disponibilit dfinis sont le taux de disponibilit (AR, availability ratio) et la dure moyenne entre interruptions de con

19、duit numrique (Mo). Le complment 1 du taux AR est le taux dindisponibilit (UR, unavailability ratio). Ainsi, AR + UR = 1. Linverse de Mo est dfini comme tant la frquence dinterruption (OI, outage intensity). Ainsi, OI = 1/Mo. OI reprsente le nombre de priodes dindisponibilit par an. NOTE 1 Un condui

20、t SDH achemine une capacit utile SDH et un prfixe associ travers le rseau de transport couches entre les quipements terminaux. Un conduit numrique peut tre bidirectionnel ou unidirectionnel et peut comprendre la fois des portions appartenant au client et des portions appartenant loprateur de rseau (

21、pour de plus amples renseignements, se reporter aux Recommandations UIT-T G.803, UIT-T G.805 et UIT-T G.828). Rec. UIT-R F.1605 3 La dfinition de la taille de bloc et des vnements lis aux caractristiques derreur pour la section multiplex (MS, multiplex section) en mode SDH et la section de rgnration

22、 (RS, regenerator section) figurent dans la Recommandation UIT-T G.829, tandis que les paramtres et objectifs relatifs aux caractristiques derreur pour les sections MS et RS en mode SDH sur des liaisons hertziennes fixes numriques distinctes sont prsents dans les Recommandations UIT-R de la srie F.

23、NOTE 2 Le seuil de 30% de blocs errons est dfini pour le conduit SDH dans les Recommandations UIT-T G.826 et UIT-T G.828, tandis que la valeur de seuil des sections MS et RS en mode SDH est spcifie dans la Recommandation UIT-T G.829. 2.2 Objectifs relatifs aux faisceaux hertziens numriques fixes Les

24、 objectifs relatifs aux caractristiques derreur, indiqus pour les conduits numriques dbit gal ou suprieur au dbit primaire (2,048 ou 1,544 Mbit/s), sont diffrents pour les portions nationales et pour les portions internationales. Les objectifs noncs doivent tre atteints quel que soit le mois. LUIT-R

25、 a adopt des objectifs tant pour les conduits nationaux que pour les conduits internationaux. La portion nationale se subdivise en trois sections: grande distance, courte distance et rseau daccs. Lallocation des objectifs relatifs aux caractristiques derreur pour les sections courte distance et rsea

26、u daccs doit tenir compte dune allocation fixe de lordre de 7,5% 8,5% des objectifs de bout en bout. Lallocation des objectifs pour la section longue distance doit prendre en compte une allocation dpendant de la distance (par tranche de 100 km) et une allocation fixe de lordre de 1% 2% des objectifs

27、 de bout en bout. Pour dfinir ces objectifs en fonction de liaisons hertziennes fixes numriques relles composes dun ou de plusieurs bonds, on se reportera aux Recommandations UIT-R F.1397 et UIT-R F.1491 respectivement pour les parties nationale et internationale. Les objectifs de disponibilit sont

28、dfinis dans la Recommandation UIT-T G.827. Pour les liaisons hertziennes numriques fixes relles composes dun ou de plusieurs bonds, les objectifs de disponibilit pour une liaison qui fait partie dun conduit SDH dbit gal ou suprieur au dbit primaire sont dfinis dans les Recommandations UIT-R F.1492 e

29、t UIT-R F.1493 respectivement pour les parties nationale et internationale. 3 Prvision des caractristiques derreur et de la disponibilit On value la relation entre les paramtres relatifs aux caractristiques derreur et le BER au moyen de la distribution alatoire (Poisson) et de la distribution des ra

30、fales derreurs (Neyman-A). Les systmes de radiotransmission modernes, qui mettent en oeuvre des systmes de modulation complexes, des codes de correction derreur, des galiseurs, etc., produisent gnralement des groupes ou des rafales derreurs (voir la Note 1). Pour la modulation de haut niveau (par ex

31、emple la modulation codage en treillis MCT-128), les valeurs types sont de 10 20 erreurs par rafale. NOTE 1 Une rafale derreurs se dfinit comme tant une suite derreurs qui commence et se termine par un bit erron, le laps de temps entre deux erreurs tant infrieur la mmoire du systme (par exemple, la

32、longueur de contrainte du code convolutif, la taille du code de bloc, etc.). Les mthodes de prvision SDH sont fondes sur des hypothses thoriques relatives au taux BER, qui est le paramtre fondamental utilis dans les mthodes de prvision existantes, et aux vnements de caractristiques derreur ES, SES e

33、t BBE. Etant donn quelles sont fondes sur le BER, ces mthodes visent automatiquement la propagation par trajets multiples et laffaiblissement d la pluie. On trouvera dans les paragraphes suivants des informations de base ainsi que des procdures de calcul dcrites tape par tape. 4 Rec. UIT-R F.1605 Le

34、s mthodes de prvision SDH peuvent galement tre utilises pour la PDH avec les choix suivants: utiliser la valeur de BERSESla plus proche du dbit de transmission (Mbit/s), par exemple VC-12 pour un signal radiolectrique PDH de 2 Mbit/s; utiliser la valeur de BERSESfigurant dans le Tableau 1 (le BERSES

35、est en cours dtude pour la hirarchie PDH, mais seules des diffrences mineures sont prvues). TABLEAU 1 Valeurs de BERSESpour plusieurs conduits SDH et sections MS 3.1 Prvision du taux SESR La procdure de prvision du taux SESR repose sur la relation entre le paramtre SES et le taux BER, les mthodes de

36、 prvision des interruptions dfinies par un taux BER donn tant indiques dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R P.530. En rgle gnrale, la prvision du taux SESR est donne par lquation suivante: xxgxfSESRBERSESBERBERBAd)()(= (1) o: )(xfSES: relation entre le paramtre SES et le taux BER )(xgBER: fonct

37、ion de densit de probabilit du BER BERAet BERB : limites dintgration (valeurs types de 1 109et 1 103). Type de conduit Dbit binaire accept (Mbit/s) BERSES(1),(2)Nombre de blocs/s, n(2)Nombre de bits/bloc, NB(2)VC-11 1,5 5,4 104 2 000 832 VC-12 2 4,0 104 2 000 1 120 VC-2 6 1,3 104 2 000 3 424 VC-3 34

38、 6,5 105 8 000 6 120 VC-4 140 2,1 105 8 000 18 792 STM-1 155 2,3 105 1,3 105 + 2,2 1048 000 192 000 19 940 801 (1) = 1 indique une distribution de Poisson des erreurs. (2)Le nombre de blocs/s est dfini dans les Recommandations UIT-T G.826 et UIT-T G.828 pour le conduit SDH et dans la Recommandation

39、UIT-T G.829 pour les sections SDH. Certains quipements STM-1 pourraient tre conus pour fonctionner un dbit de 8 000 blocs/s (19 940 bits/bloc), mais les valeurs dfinies dans la Recommandation UIT-T G.829 pour le dbit et la longueur des blocs sont respectivement de 192 000 blocs/s et 801 bits/bloc. R

40、ec. UIT-R F.1605 5 3.1.1 Prvision du taux SESR d aux effets de la propagation par trajets multiples Le paramtre SESR est donn par lquation (1), dans laquelle le deuxime terme est la fonction PDF du taux BER. En cas de propagation par trajets multiples, le taux BER est strictement li la probabilit di

41、nterruption Pt, value selon les mthodes nonces dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R P.530. Il est possible de dterminer la probabilit dinterruption Ptpar rapport au taux BER selon les mthodes appropries pour le systme de transmission considr (voir, par exemple, la Fig. 1). La fonction gBERest d

42、termine partir de la figure approprie, semblable la Fig. 1, cest-dire que gBER= dPt /dBER. 1605-011051041061051041032525 25 25PtFIGURE 1Exemple de probabilit dinterruption Pt , par rapport au BER,compte tenu de la propagation par trajets multiplesBEREn rgle gnrale, on nobtient les valeurs de la prob

43、abilit dinterruption que pour quelques valeurs du taux BER, lorsque lon connat la signature de lquipement et la valeur de seuil. Si un jeu tendu de valeurs BER est disponible, on peut obtenir une courbe plus prcise. Lvaluation du taux SESR se fait en deux tapes, lune servant dterminer le nombre de s

44、econdes SES dues aux blocs errons et lautre servant calculer la partie gnralement insignifiante correspondant la perte de pointeur LoP. Une approximation de la courbe du taux SES d aux blocs errons est possible au moyen dune fonction chelon. La valeur BER laquelle la probabilit dapparition de second

45、es SES passe de 0 1 est dnomme BERSES: =SESSESSESBERBERBERBERxfpour1pour0)( (2) La valeur de BERSESnormalise en fonction du nombre moyen derreurs par rafale ( = 1 pour la distribution de Poisson) est indique dans le Tableau 1. 6 Rec. UIT-R F.1605 Compte tenu de lquation (2), lorsque les secondes SES

46、 sont dues aux blocs errons, lquation (1) devient: )(d)()(SEStBERSESBERBERBERPxxgxfSESRBA=(3) Limite suprieure pour les secondes SES dues la perte de pointeur LoP Pour valuer la limite suprieure SESRLoPu, on suppose que la probabilit dapparition de secondes SES pour des valeurs de BER infrieures BER

47、SESest une constante. Ainsi, )(1()(SEStSESLoPuBERPBERBERSESPSESR = (4) NOTE 1 On a tabli que la contribution du paramtre LoP tait minime et pouvait donc ne pas tre prise en compte. 3.1.1.1 Procdure de calcul du nombre de secondes SESR dues la propagation par trajets multiples (tape par tape) Etape 1: Calculer la probabilit dinterruption PtSESpour BER = BERSES, pour le systme appropri, laide des mthodes de prvision des interruptions dcrites dans lAnnexe 1 de la Recommandation UIT-R P.530: )(SESttSESBERPPSESR = (5) BERSEStant indiqu dans le Tableau 1. 3.1.2 Prvision d