DE4414574C2

DE4414574C2 - Method and arrangement for determining the cable length and / or jitter reserve of data signal transmission links

Info

Publication number: DE4414574C2
Application number: DE19944414574
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Ibl; Thomas Dipl Ing Hindelang
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2014-04-28
Also published as: DE4414574A1

Description

Bei der Übertragung von seriellen digitalen Datensignalen, beispielsweise Videosignalen, kann ein Datensignal durchaus ohne Fehler empfangen werden, obwohl es selbst bereits stark gestört ist. Ab einer bestimmten Schwelle kann es durch geringfügige Erhöhung der Störungen nahezu unvermittelt zum Totalausfall kommen. Die bedeutendsten Störungen solcher Datensignale sind einerseits lineare Verzerrungen, die im wesentlichen auf die jeweilige Länge des zur Übertragung verwendeten Kabels zurückzuführen sind, und andererseits Jitter (eine unerwünschte Störphasenmodulation des Datensignals, d. h. die Flanken des Datensignals liegen zeitweise etwas früher oder später gegenüber dem Solltakt), der darauf zurückzuführen ist, daß bei jedem Datenempfang jeweils der Datentakt rückgewonnen und neu erzeugt werden muß.When transmitting serial digital data signals, for example video signals, can be a data signal can be received without any errors, although it itself is already severely disturbed. Above a certain threshold can be done by slightly increasing the Faults come to a complete failure almost immediately. The most significant disturbances of such data signals are on the one hand linear distortions that are essentially to the respective length of the used for transmission Cable, and on the other hand jitter (a unwanted interference phase modulation of the data signal, d. H. the edges of the data signal are at times somewhat sooner or later compared to the target clock) that on it is to be attributed to the fact that each time data is received each recovered the data clock and must be created again.

Es ist bekannt, durch Simulation von Kabellängen die noch verbleibende Reserve an Kabellänge und damit den Abstand des Datensignals vor dem Totalausfall zu bestimmen (Datenblatt "Cable-Clone" der Firma Farady Tech nology, GB). Dabei werden durch Schalter verschiedene Tiefpaßfilter in den Datenstrom geschaltet und so der Amplitudenfrequenzgang verschiedener Kabellängen simu liert. Mit einer zusätzlichen Meßvorrichtung wird die Fehlerschwelle des Datensignals ermittelt. Dieses bekannte Verfahren ist relativ umständlich und besitzt zusätzlich den Nachteil, daß nicht nur die Datensignalqualität, sondern auch die Qualität der Auswertvorrichtung in die Beurteilung der Ausfallreserve mit eingeht.It is known to simulate cable lengths remaining reserve of cable length and thus the Determine the distance of the data signal before the total failure (Datasheet "Cable-Clone" from Farady Tech nology, GB). Different switches are used Low pass filter switched into the data stream and so the Amplitude frequency response of different cable lengths simu liert. With an additional measuring device Error threshold of the data signal determined. This well known Procedure is relatively cumbersome and has additional the disadvantage that not only the data signal quality, but also the quality of the evaluation device in the Assessment of the default reserve also received.

Es sind auch schon Analysatoren bekannt, mit denen der Jitter von Übertragungsstrecken gemessen werden kann (The S310 Ditital Video Signal Analyser, International Broadcast Engineer, September/October 1993, Seite 38 bzw. Firmendruckschrift "Der Einfluß von Jitter in digitalen Übertragungssystemen" von Wandel & Goltermann). Dazu wird ein unverjittertes Signal in einem Jitter generator mit codetransparenter Durchgangsverjitterung definiert verjittert bis über einen Fehlermesser Bitfehler angezeigt werden.There are already known analyzers with which the Jitter of transmission links can be measured (The S310 Ditital Video Signal Analyzer, International Broadcast Engineer, September / October 1993, page 38 or company publication "The influence of jitter in digital transmission systems "by Wandel & Goltermann). To do this, an unjittered signal in a jitter generator with code transparent through jittering defines jittery up to about an error meter Bit errors are displayed.

Damit kann zwar der Jitter einer Übertragungsstrecke absolut gemessen werden, der Benutzer einer Übertragungsstrecke kann daraus jedoch noch nicht erkennen, wann ein Totalausfall eintritt.This means that the jitter of a transmission link can be measured absolutely Users of a transmission link can use it but do not yet know when a total failure will occur.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren aufzuzeigen, mit dem der Benutzer einer Übertragungs strecke für serielle digitale Datensignale, insbesondere Videosignale, die noch verbleibende Reserve an Kabellänge und/oder Jitter vor einer nicht mehr zulässigen Störung des Datensignals bestimmbar ist; außerdem soll dieses Verfahren mit geringstmöglichem Geräteaufwand durchführbar sein.The object of the invention is a simple method to demonstrate with which the user of a transmission line for serial digital data signals, in particular Video signals, the remaining reserve of cable length and / or jitter before a fault that is no longer permitted the data signal can be determined; moreover this is supposed to Procedure can be carried out with the least possible equipment his.

Diese Aufgabe wird zum Bestimmen der noch verbleibenden Reserve an Kabellänge durch ein Verfahren nach Anspruch 1, zum Bestimmen der noch verbleibenden Jitterreserve mit einem Verfahren nach Anspruch 2 und bezüglich eines besonders einfachen Geräteaufbaus mit einer Anordnung nach Anspruch 3 gelöst. This task is used to determine the remaining one Reserve cable length by a method according to claim 1, to determine the remaining jitter reserve with a method according to claim 2 and relating a particularly simple device structure with a Arrangement according to claim 3 solved.

Zum Bestimmen der noch verbleibenden Reserve an Kabellänge wird also einfach dem Datensignal ein Rauschsignal mit zunehmend größerem Pegel hinzuaddiert, bis am Datensignal ein nicht mehr zulässiger Bitfehler festge stellt wird. Aus dem hinzuaddierten Rauschsignalpegel kann damit die Kabellänge-Reserve bestimmt und angezeigt werden, der Benutzer kann also erkennen, ob er in die Übertragungsstrecke noch zusätzliche Kabel einschalten kann, ohne die Störschwelle zu überschreiten. Zum Bestimmen der noch verbleibenden Jitterreserve wird der Datentakt des Datensignals rückgewonnen und mit einem im Pegel zunehmenden Rauschsignal zunehmend verjittert, bis am Datensignal wiederum ein nicht mehr zulässiger Bitfehler festgestellt wird. Aus dem Rauschsignalpegel wird so die Jitterreserve bestimmt und angezeigt und der Benutzer kann wieder entscheiden, ob noch zusätzliche Geräte mit jittererzeugenden Datentakt-Erneuerungen in die Übertragungsstrecke eingebaut werden können, bis die Störschwelle erreicht ist.To determine the remaining reserve of cable length the data signal simply becomes a noise signal added at an increasingly larger level until on Data signal a no longer permissible bit error is posed. From the added noise signal level can thus determine and display the cable length reserve the user can see whether he is in switch on the transmission link additional cables can without exceeding the interference threshold. To the Determine the remaining jitter reserve the data clock of the data signal is recovered and with an increasing noise signal in the level jittered until a not again at the data signal more permissible bit error is determined. Out The jitter reserve is thus determined from the noise signal level and displayed and the user can decide again whether additional devices with jitter-generating Data clock updates in the transmission link can be installed until the interference threshold is reached is.

Für die Erfassung des Datenjitters bietet sich an, breitbandiges Rauschen der Regelschleife eines Takt generators, mit dem der Datentakt rückgewonnen wird, zu modulieren. Nachdem solche phasensynchronisierten Taktgeneratoren Bestandteil von sogenannten Deserializern sind, wie sie in der Videotechnik als komplexe integrierte Schaltungen zur Parallelwandlung eines seriellen digitalen Videosignals bekannt sind (beispielsweise Serial Digital Reveicer GS9005 der Firma Gennum Corporation) kann mit einem solchen bekannten Bauelement auf sehr einfache Weise die Jittermodulation durchgeführt werden und gleichzeitig über die parallelen Ausgänge dieses Bau elements in einer geeigneten Auswerteinrichtung die Qualität des Datensignals gemessen werden. Die Messung der Störschwelle, ab der ein Datensignal nicht mehr zulässige Störungen aufweist, kann nach verschiedenen Kriterien je nach Art des übertragenen Datensignals ausgeführt werden, über das Messen der Synchronisierfehler an dem Datensignal kann beispielsweise der eintretende Totalausfall gemessen werden, eine andere Möglichkeit besteht darin, die noch zusätzlichen Code-Fehler auszu werten, wie dies beispielsweise für Videosignale in der EBU-Norm, 2. Ausgabe, Jan. 1992 Tech. 3267 näher be schrieben ist. Durch Auswerten der dort für Videosignale vorbestimmten Signalpegel kann damit an einem Videosignal festgestellt werden, ab wann erste Störungen auftreten, die nicht mehr zulässig sind.For the detection of data jitter it is advisable to broadband noise of the control loop of a clock generator with which the data clock is recovered, to modulate. After such phase synchronization Clock generators part of so-called deserializers are how they are integrated into video technology as complex Circuits for parallel conversion of a serial digital Video signal are known (for example, serial digital Reveicer GS9005 from Gennum Corporation) can with such a known component on very simple Way the jitter modulation is performed and at the same time via the parallel exits of this building elements in a suitable evaluation device Quality of the data signal can be measured. The measurement the interference threshold above which a data signal is no longer permissible interference can vary according to Criteria depending on the type of data signal transmitted be carried out by measuring the synchronization errors the incoming signal can, for example, on the data signal Total failure can be measured, another possibility consists of eliminating the additional code errors evaluate, such as this for video signals in the EBU standard, 2nd edition, Jan. 1992 Tech. 3267 closer is written. By evaluating the video signals there Predetermined signal level can thus on a video signal determine when the first faults occur, that are no longer allowed.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kabellängen- und Jitter-Reserve gleichzeitig gemessen und angezeigt werden, da diese sich gegenseitig beein flussen und voneinander abhängig sind. Der Benutzer hat also die Möglichkeit, aus der Anzeige von Kabellänge-Re serve und Jitter-Reserve zu entscheiden, welche Ände rungsmöglichkeiten an der Übertragungsstrecke bleiben, bis ein Totalausfall des Datensignals zu befürchten ist.It is particularly advantageous if the Cable length and jitter reserve measured simultaneously and are displayed, since they mutually influence each other flow and are interdependent. The user has So the possibility of re-displaying the cable length serve and jitter reserve to decide which changes opportunities remain on the transmission link, until a complete failure of the data signal is to be feared.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is based on a schematic Drawing explained in more detail using an exemplary embodiment.

Die Figur zeigt den Prinzipaufbau eines Gerätes zum Bestimmen der noch verbleibenden Reserve an Kabellänge und Jitter eines über eine Übertragungsstrecke zugeführten seriellen digitalen Datensignals, beispielsweise eines Videosignals V, das als serielles Datensignal über einen Trennverstärker 1 einem Addierer 2 zugeführt wird. Dem Addierer 2 wird über ein Dämpfungsglied 3 das Ausgangs signal eines breitbandigen Rauschgenerators 4 zugeführt. Das Summensignal aus Videosignal V und Rauschen am Ausgang des Addierers 2 wird einem Deserializer 5 zugeführt, in welchem das serielle Summensignal in ein entsprechendes paralleles Datensignal umgesetzt wird, die parallelen Ausgänge des Deserializers 5 führen zu einer Auswert- und Anzeigeeinrichtung 6. Der Deserializer 5 umfaßt einen phasensynchronisierten Taktgenerator 7, der über eine Phasenregelschleife 8 auf den Datentakt des Videosignals V synchronisierbar ist und so zur Rückgewinnung des Datentaktes für die parallelen Ausgänge des Deserializers 5 dient. In diese Phasenregelschleife 8 des Taktgenerators 7 ist ein Addierer 9 angeordnet, dem über ein einstell bares Dämpfungsglied 10 das Ausgangssignal des Rausch generators 4 zugeführt wird. Damit wird dem rückgewonnenen Datentakt je nach Größe des Rauschpegels ein entsprechend großer Jitter überlagert. Die beiden Dämpfungsglieder 3 und 10 werden gemeinsam über eine Steuereinrichtung 11 betätigt und zwar so, daß während einer Messung zunächst beginnend mit einem Rauschpegel 0 allmählich ansteigend ein immer größerer Rauschpegel dem Addierer 2 bzw. 9 zugeführt wird. Gleichzeitig wird in der Aus werteinrichtung 6 bestimmt, wann das parallele und durch die Rauschpegel mit entsprechenden Störungen überlagerte Videosignal eine nicht mehr zulässige Störung erreicht. Die in diesem Zeitpunkt erreichte Einstellung der beiden Dämpfungsglieder 3 bzw. 10 wird von der Steuereinrichtung 11 an die Auswert- und Anzeigeeinrichtung 6 übertragen und dort wird aus diesen dem jeweiligen Rauschpegel entsprechenden Einstellungen bestimmt, wie groß die über den Addierer 2 hinzugefügte lineare Verzerrung bzw. der über den Addierer 9 hinzugefügte Jitter sein kann, bis die zulässige Störschwelle (beispielsweise Totalausfall) erreicht ist; Diese Größe wird dann als Kabellänge- bzw. Jitter-Reserve beispielsweise auf dem Schirm der Anzeige vorrichtung angezeigt, beispielsweise graphisch durch die dargestellten Balken und entsprechende Prozentangaben, im dargestellten Beispiel also "7,5% Kabellänge-Reserve" bzw. "6,3% Jitter-Reserve". Die Große der angegebenen Reserve kann auf die verwendete Empfangseinheit normiert werden und ist damit dann unabhängig von anderen Aus werteinheiten.The figure shows the basic structure of a device for determining the remaining reserve of cable length and jitter of a serial digital data signal supplied via a transmission link, for example a video signal V, which is fed as a serial data signal via an isolating amplifier 1 to an adder 2 . The adder 2 is supplied via an attenuator 3, the output signal of a broadband noise generator 4 . The sum signal from video signal V and noise at the output of the adder 2 is fed to a deserializer 5 , in which the serial sum signal is converted into a corresponding parallel data signal, the parallel outputs of the deserializer 5 lead to an evaluation and display device 6 . The deserializer 5 comprises a phase-synchronized clock generator 7 , which can be synchronized to the data clock of the video signal V via a phase locked loop 8 and thus serves to recover the data clock for the parallel outputs of the deserializer 5 . In this phase locked loop 8 of the clock generator 7 , an adder 9 is arranged, to which the output signal of the noise generator 4 is supplied via an adjustable attenuator 10 . A correspondingly large jitter is superimposed on the recovered data clock depending on the size of the noise level. The two attenuators 3 and 10 are actuated together by a control device 11 in such a way that, during a measurement, starting with a noise level 0, a progressively increasing noise level is fed to the adders 2 and 9, respectively. At the same time, it is determined in the evaluation device 6 when the parallel video signal which is overlaid by the noise level with corresponding interference reaches an interference which is no longer permissible. The setting of the two attenuators 3 and 10 reached at this point in time is transmitted from the control device 11 to the evaluation and display device 6 , and from there it is determined from these settings corresponding to the respective noise level, how great is the linear distortion or added via the adder 2 the jitter added via the adder 9 can be until the permissible interference threshold (for example total failure) is reached; This size is then displayed as a cable length or jitter reserve, for example on the screen of the display device, for example graphically by the bars shown and corresponding percentages, in the example shown thus "7.5% cable length reserve" or "6.3 % Jitter reserve ". The size of the specified reserve can be standardized to the receiving unit used and is then independent of other evaluation units.

Claims

1. A method for determining the remaining reserve of cable length for the transmission of a serial digital data signal, characterized in that a noise signal with an increasingly larger level is added to the data signal until a no longer permissible bit error is determined on the data signal and signal level is added from the added noise the cable length reserve is determined and displayed.

2. Procedure for determining the remaining ones Jitter reserve of a serial digital data signal, especially in combination with a method for Determining the cable length reserve according to claim 1, characterized in that the Data clock of the data signal recovered and with a increasingly jittered in the level increasing noise signal is no longer permissible until the data signal Bit error is detected and from the noise signal level determines the corresponding jitter reserve and is shown.

3. Arrangement for determining the remaining cable length reserve and / or jitter reserve according to a method according to claim 1 or 2, characterized by a noise generator ( 4 ), which has a first level control element ( 3 ) with an adder ( 2 ) is connected, the input of the serial data signal to be measured (V) is fed and the output of which is connected to a phase-synchronized clock generator ( 7 ) for recovering the data clock having parallel converter circuit ( 5 ) for converting the serial data signal into a parallel data signal, the noise generator ( 4 ) is connected via a second level control element ( 10 ) to an adder circuit ( 9 ) arranged in the phase locked loop ( 8 ) of the clock generator ( 7 ) of the parallel converter circuit ( 5 ), the parallel output of the parallel converter circuit ( 5 ) having a data signal Evaluation and display device ( 6 ) is connected, with which the no longer permissible bit error is measurable, the two level control elements ( 3 , 10 ) are adjustable via a control device ( 11 ) connected to the evaluation and display device, and in the evaluation and display device the adjustment of the two level control elements required to determine a no longer permissible bit error of the data signal ( 3 , 10 ) as a measure of the cable length reserve or jitter reserve on the display device can be displayed.