ITU-R S 1522-1 SPANISH-2005 Impact of loss of synchronization recovery time onavailability in hypothetical reference digital paths《假设参考数字通道中同步恢复时间的损失在可用性上的影响 问题ITU-R 73 4》.pdf

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1、 Rec. UIT-R S.1522-1 1 RECOMENDACIN UIT-R S.1522-1 Repercusiones de la prdida de sincronizacin del tiempo de recuperacin en la disponibilidad de los trayectos digitales ficticios de referencia (Cuestin UIT-R 73/4) (2001-2005) Cometido El tiempo de restauracin del servicio es un factor importante que

2、 debe tenerse en cuenta al determinar los requisitos de calidad de funcionamiento del servicio. Esta Recomendacin indica el nivel C/(N+I) tpico cuando se considera la prdida de sincronizacin, los tiempos de recuperacin tpicos y el umbral de prdida de sincronizacin. La Asamblea de Radiocomunicaciones

3、 de la UIT, considerando a) que la indisponibilidad de un trayecto digital ficticio de referencia (TDFR) viene determinada por los efectos combinados de la disponibilidad del equipo y la debida a la disponibilidad; b) que, en algunos casos la indisponibilidad debida al equipo no se debe al fallo del

4、 mismo; c) que la Recomendacin UIT-R S.521 especifica que los TDFR pueden comprender funciones de modulacin/demodulacin, de correccin de errores, de almacenamiento intermedio y de proceso que pueden aplicarse en el equipo del terminal del abonado o en la estacin terrena; d) que los TDFR tambin puede

5、n soportar otras aplicaciones, como el MPEG-2, que contiene esquemas de codificacin por capas secuenciales que cuentan, entre otras cosas, con seguridad en el direccionamiento, compresin de datos y correccin de errores; e) que los TDFR tambin pueden comprender aplicaciones digitales que utilicen otr

6、as tcnicas de modulacin y de codificacin tales como modulacin por desplazamiento de fase (MDP) (MDP-4), (MDP-8), modulacin de amplitud en cuadratura (MAQ), correccin de errores en recepcin sin canal de retorno (FEC) de ndice 1/2, 3/4, codificacin Reed-Solomon (RS), Turbo, etc.; f) que dichas aplicac

7、iones, tras la prdida de seal, tal vez pueden tardar cierto tiempo en recuperarse despus del restablecimiento de la seal; g) que la Recomendacin UIT-R S.579 indica que un enlace se considera indisponible si el alineamiento de temporizacin de la seal digital recibida (o sincronizacin) se pierde duran

8、te 10 s consecutivos o ms. Estos 10 s se consideran tiempo indisponible y dicho periodo continua hasta que el alineamiento de temporizacin (o sincronizacin) se restablece durante un periodo de 10 s consecutivos; h) que la Recomendacin UIT-R S.579 define la disponibilidad e indisponibilidad de un TDF

9、R que puede comprender elementos del considerando c) citado; j) que la sincronizacin en el TDFR del satlite tambin puede afectar a la prdida de sincronizacin y al tiempo de recuperacin de las capas de protocolo superiores en la conexin ficticia de referencia (XFR); k) que la degradacin estable de tr

10、ama a los receptores MPEG-2 se produce cuando los bloques con errores aparecen en la imagen de vdeo y pueden considerarse indisponibles, 2 Rec. UIT-R S.1522-1 recomienda 1 que se tenga en cuenta el tiempo de recuperacin al determinar los requisitos de disponibilidad para los decodificadores digitale

11、s con esquemas de sincronizacin complejos que son susceptibles a los periodos cortos de degradacin de seales debido a las condiciones de propagacin o a las interferencias (vase el Anexo 2); 2 que en aquellos enlaces diseados para garantizar que las fuentes de interferencia estadsticas no causen un a

12、umento adicional de la temperatura de ruido equivalente del enlace que produzcan prdidas de sincronizacin, se utilicen decodificadores digitales sensibles, configurados como se define en el recomienda 1; 3 que al considerar la prdida de sincronizacin para los decodificadores/demoduladores digitales

13、tpicos que se sirven de varias tcnicas de modulacin y codificacin para sistemas con velocidad de transmisin de datos de 34 Mbit/s o inferiores se utilicen los niveles de C/(N + I ) que figuran en el Cuadro 1; 4 que en aquellos casos en los que los objetivos de calidad de funcionamiento mnimos sean i

14、nferiores a los valores sealados en el recomienda 3, se supone que el umbral para la prdida de sincronizacin es de 1 dB por debajo del objetivo de calidad degradado; 5 que al determinar la indisponibilidad debida a la prdida de sincronizacin en un TDFR que utilice decodificadores/demoduladores digit

15、ales se utilicen los tiempos de recuperacin que aparecen en el Cuadro 2; 6 que para las aplicaciones que utilizan receptores MPEG-2 se producirn bloques con error en las imgenes de vdeo en el umbral superior al nivel de sincronizacin mostrado en el Cuadro 1, de 0,3 dB para MDP-4 con ndice de codific

16、acin RS de 1/2 y 0,6 dB para MDP-4 de ndices de codificacin RS de 3/4 y 7/8 (vase el Anexo 1). NOTA 1 La duracin del tiempo y la frecuencia de ocurrencia de las seales interferentes pueden contribuir a determinar cul es el nivel de interferencia mximo permitido. Se observa que mltiples eventos de in

17、terferencia cortos pueden traducirse en periodos de indisponibilidad de ms larga duracin que aquellos periodos fruto de unos pocos eventos largos (vase el Anexo 3). Este efecto y los resultados de los eventos de interferencia de corta duracin ( 1 s) son objetos de nuevo estudio. NOTA 2 Las repercusi

18、ones de la prdida de sincronizacin en el TDFR del satlite en los niveles de protocolo de la capa ms elevada en una XFR son objeto de un nuevo estudio. NOTA 3 El Cuadro 2 es el resultado del ltimo grupo de datos limitados disponibles que se presenta en el Anexo 4 y es provisional puesto que depende d

19、e estudios ulteriores. CUADRO 1 Niveles C/(N + I ) tpicos al considerar la prdida de sincronizacin* Modulacin y codificacin C/(N +I ) (dB) MDP-4 de ndice 1/2 3,5 MDP-4 de ndice 3/4 5,3 MDP-4 de ndice 7/8 6,0 MDP-8 8,1 MAQ-16 11,0 * Se tienen en cuenta los datos calculados en el Anexo 4. Rec. UIT-R S

20、.1522-1 3 CUADRO 2 (Vase la Nota 3) Valores mximos medidos de los tiempos de recuperacin Modulacin y codificacin Velocidad binaria de la portadora Tiempo de recuperacin(s) 64 kbit/s 40 MDP-4 de ndice FEC 1/2 2 Mbit/s 4,5 64 kbit/s 19,8 2 Mbit/s 6 8 Mbit/s 9,3 MDP-4 de ndice FEC 3/4 34 Mbit/s 2,3 2 M

21、bit/s 3,1 8 Mbit/s 9,1 MDP-8 de ndice FEC 2/3 con codificacin RS (201,219) 34 Mbit/s 4,0 Anexo 1 Consideraciones para los TDFR al aplicarse para prestar servicios cuya disponibilidad es sensible al tiempo de recuperacin tras la prdida de sincronizacin 1 Introduccin y objetivo Se examin el comportami

22、ento de sincronizacin de distintas clases de receptores a partir de los clculos realizados o de la informacin facilitada por los fabricantes del receptor de la estacin terrena. El objeto de la investigacin consisti en determinar la duracin de la interferencia y el nivel de potencia necesario para qu

23、e el receptor perdiera la sincronizacin. Se determin el nivel de degradacin y el espacio de tiempo necesario para producir la prdida de sincronizacin en cada uno de los receptores analizados. Adems, se determin la cantidad de tiempo necesaria para volver a adquirir la sincronizacin de cada receptor.

24、 A continuacin se cuantificaron los resultados a fin de determinar el umbral de prdida de sincronizacin que podran aplicarse a todos los receptores de la estacin terrena del servicio fijo por satlite (SFS) geoestacionario (OSG). 2 Receptores de vdeo y audio digitales En el Anexo 2 se describe un rec

25、eptor de vdeo y audio digitales MPEG-2 tpico y su funcionamiento as como el anlisis de los resultados de las pruebas. Los resultados de las pruebas indican que el canal de transmisin por satlite del tipo arriba probado y aplicado, que emplea una MDP-4 concatenada con codificacin RS convolucional de

26、ndices 1/2 7/8 y que funciona con una proporcin de bits errneos (BER) de 1 1010perdera la sincronizacin si el ruido aumentara en 2,2 dB durante un periodo de 1 a 2 s. Si se supone que los niveles nominales de C/(N + I ) se restablecen despus de la prdida de sincronizacin, el equipo necesitar entre 4

27、 y 8 s ms para volver a funcionar normalmente. 4 Rec. UIT-R S.1522-1 Se seal que los bloques con errores se producen en la imagen recibida a un nivel de umbral superior al nivel de prdida de sincronizacin. El vdeo MPEG-2 se considera disponible cuando los bloques con errores se ven en la imagen de v

28、deo. En el caso de la seal MPEG-2 codificada de MDP-4 de ndice 1/2, los bloques con errores se produjeron en un umbral C/N que se encontraba a 0,3 dB por encima del umbral para las prdidas de sincronizacin. En el caso de la seal MPEG-2 codificada de MDP-4 de ndice 7/8, los bloques con errores se pro

29、dujeron en un umbral C/N que se encontraba a 0,6 dB por encima del umbral para las prdidas de sincronizacin. 3 Receptores de datos Los resultados de funcionamiento para los receptores digitales que funcionan a distintas velocidades de transmisin de datos demuestran que el margen para la prdida del m

30、argen de sincronizacin es de la misma naturaleza que la analizada en el 2.1. Cuando la relacin Eb /N0cae por debajo del umbral y permanece en ese valor durante un periodo de 1 a 2 s, pierde la sincronizacin tanto en la frecuencia como en la sincronizacin de datos. El tiempo necesario para readquirir

31、 la sincronizacin depende del algoritmo utilizado y de la anchura de banda que debe barrerse para readquirir la sincronizacin. Generalmente, esta funcin corresponde a la velocidad de transmisin de datos, al mtodo de modulacin (MDP-2, MDP-4, etc.), al mtodo de codificacin/decodificacin y al ndice de

32、codificacin empleado. El tiempo total que se necesita para readquirir la sincronizacin y los datos de la sincronizacin vara para las velocidades binarias moderadas y elevadas hasta la gama de los Mbit/s, como muestran los resultados de las pruebas que ilustran la gama de tiempos de recuperacin que f

33、iguran en el Cuadro 8. 4 Servicios de datos con conmutacin de paquetes Los servicios de datos con conmutacin de paquetes pueden verse afectados durante periodos mucho ms largos incluso si una anormalidad del sistema dura poco. El UIT-T considera que un sistema es indisponible despus de que su servic

34、io sea indisponible durante 10 s o ms. La informacin sobre encaminamiento para el servicio de datos con conmutacin de paquetes se actualiza cada 30 s y hasta dos ciclos de dicha actualizacin pueden verse afectados por una pequea anormalidad y sus consecuencias secundarias. As, puede concluirse que s

35、i bien el receptor pierde la sincronizacin slo entre 1 y 15 s, la repercusin general, si se incluye tambin el tiempo para restablecer el servicio, tal vez consistir en hacer que el servicio est indisponible durante un periodo mucho ms largo. 5 Redes de satlites de tratamiento a bordo La llegada de l

36、os satlites de tratamiento a bordo hizo que la prdida de sincronizacin sobre el enlace ascendente de dichas redes tambin se tuviera en cuenta al evaluar los defectos de interferencia procedentes de fuentes no OSG y de otras fuentes de interferencia en los sistemas del SFS OSG. Ser necesario realizar

37、 nuevos anlisis para determinar la duracin y los niveles de interferencia necesarios para que se produzca la prdida de sincronizacin en los receptores de los satlites que emplean tratamiento a bordo. 6 Resumen y conclusiones Los resultados de las pruebas de calidad y sensibilidad a la interferencia

38、de distintos tipos de receptores-demoduladores que funcionan o est previsto que funcionen en las bandas de 30/20 GHz y 14/11 GHz han terminado. Es necesario disponer de informacin suplementaria sobre otras configuraciones y los ltimos adelantos de la tecnologa. Rec. UIT-R S.1522-1 5 Las pruebas real

39、izadas en receptores tpicos empleados para vdeo digital, audio digital y servicios de datos y aplicaciones vocales indican que el ruido o los niveles de interferencia que rebasan los umbrales C/N del Cuadro 1 por periodos de tiempo corto, harn que el receptor pierda sincronizacin. Las pruebas demues

40、tran que cuando las seales, despus de perder la sincronizacin, vuelven a los niveles de C/(N + I ) nominales, el tiempo de recuperacin del receptor est en funcin de la modulacin, codificacin y velocidad binaria, como se indica en el Cuadro 2. Es necesario realizar nuevos estudios sobre el espacio de

41、 tiempo y la frecuencia de ocurrencia de las fuentes de interferencia a fin de cuantificar totalmente sus repercusiones en los servicios con aplicaciones de sincronizacin implantadas. En el caso de los sistemas sometidos a prueba, se pone de manifiesto que el tiempo de restablecimiento del servicio

42、es un factor importante que debe tenerse en cuenta al determinar los requisitos de calidad del mismo. Diversos factores afectan al tiempo total para el cual se necesita el restablecimiento del servicio: entre dichos factores se encuentran el demodulador y la sincronizacin de bits, la sincronizacin d

43、e tramas, la decodificacin de correccin de errores, la sincronizacin de seguridad, la restauracin de la conexin para los circuitos vocales y el reinicio de los protocolos de transmisin para los circuitos de datos. Anexo 2 Prdida de sincronizacin debida a la interferencia breve en un receptor de vdeo

44、 y audio digitales MPEG-2 1 Introduccin En este Anexo se examinan las caractersticas de sincronizacin del tipo de receptor de vdeo digital que comnmente se emplea en periodismo electrnico por satlite (SNG) y en la distribucin de vdeos por parte de las entidades de radiodifusin. Tambin se utilizan re

45、ceptores complejos simi-lares para las aplicaciones directas a los hogares y las aplicaciones del servicio de radiodifusin por satlite (SRS), distribucin de datos, transferencia de ficheros, radiodifusin de datos, etc. Este tipo de receptor se eligi para realizar pruebas y evaluaciones porque los da

46、tos vdeo estn sumamente codificados y comprimidos, y la prdida de sincronizacin podra producir interrupciones de largo plazo. Otros receptores diseados para distintos tipos de servicio funcionarn de forma similar con distintos tiempos de interrupcin. 2 Objetivo y planteamiento El objetivo de la inve

47、stigacin fue determinar la duracin de la interferencia y el nivel de potencia necesario para hacer que el receptor pierda la sincronizacin y tambin para caracterizar el tiempo de interrupcin del receptor. Para estas mediciones, la interferencia se modela como ruido gaussiano, en virtud de los proced

48、imientos de prueba aceptados que tratan las interferencias procedentes de las fuentes digitales. Las mediciones se obtuvieron al incrementar el nivel de ruido para simular la fuente de interferencia. Las pruebas iniciales fueron diseadas para caracterizar la calidad de la BER del receptor y se compa

49、raron con las especificaciones del fabricante a fin de garantizar que el sistema que era objeto de evaluacin funcionaba correctamente. Se realizaron pruebas adicionales para determinar el tiempo medio de prdida de sincronizacin de base y el tiempo para readquirirlo. Asimismo se realizaron pruebas pa