DE69832548T2 - Verfahren zur Erkennung von durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingungen in SONET- und SDH-Signalen - Google Patents

Verfahren zur Erkennung von durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingungen in SONET- und SDH-Signalen Download PDF

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    • H04J2203/0057—Operations, administration and maintenance [OAM]
    • H04J2203/006—Fault tolerance and recovery

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingungen in einem synchronen digitalen Signal, beispielsweise bei SONET und SDH Signalen.
  • SONET (Synchronous Optical Network) ist ein Standard einer physikalischen Ebene für faseroptische Übertragungen. SDH (Synchronous Digital Hierarchy) ist ein internationaler Standard für optische Signale, Nutzdatenformatierung und Betrieb. Innerhalb der Overheads, die für die verschiedenen Signaltypen, die innerhalb der SONET und SDH Standards definiert sind, gibt es Bytes, die bestimmt sind zur Verwendung für bitverschachtelte Paritätsprüfungen (BIPs (= Bit Interleaved Parity checks). Durch Zählung der BIP Fehler, die erkannt werden, wenn ein solches Signal empfangen wird, kann ein Schätzwert für das tatsächliche Verbindungsfehlerverhältnis erhalten werden. Während der Zusammenhang zwischen der Zahl der erkannten BIP Fehler und dem tatsächlichen Verbindungsfehlerverhältnis gut dokumentiert ist, werden wenig (wenn überhaupt) Hinweise gegeben, wie diese Beziehung in einen Algorithmus eingefügt werden kann, der die Realisation eines solchen Systems erleichtert.
  • Die Art, auf die eine durch Signalabbau verursachte Fehlerbedingung überwacht wird, erfordert die Integration der Anzahl der erkannten BIP Fehler über der Zeit und den Vergleich des Ergebnisses mit einem vorbestimmten Schwellwert. Sollte diese Anzahl der Fehler für die durch Signalabbau verursachte Fehlerbedingung überschreiten, kann festegestellt werden, dass diese Bedingung existiert. Eine Komplikation, die durch die SONET/SDH Forderung verursacht wird, ist, dass vorgeschrieben wird, dass die Detektionszeit für ein beliebiges Bitfehlerverhältnis ein Faktor des tatsächlichen Bitfehlerverhältnisses sein muss, und nicht ein Faktor des verwendeten Signalabbau-Schwellwerts. Deshalb ist es notwendig, gleichzeitig auf mehrere Bitfehlerverhältnisse zu überwachen und auf Basis der Ergebnisse eine Entscheidung zu treffen betreffend der Existenz (oder Nicht-Existenz) von Signalabbau. Das wird gewöhnlich dadurch erreicht, indem die empfangenen BIP Zählwerte regelmäßig mit einer Rate, die wenigstens die Hälfte der erforderlichen Detektionszeit für das höchste zu überwachende Bitfehlerverhältnis ist, abgefragt wird, und eine Historie dieser Werte aufrechterhalten wird für eine Zeit, die gleich der für das niedrigste Bitfehlerverhältnis erforderlichen Detektionszeit ist.
  • Die oben erwähnte Technik ist einfach und effektiv, aber bei dem gegebenen weiten Bereich der zu überwachenden Bitfehlerverhältnisse (1E-5 bis 1E-10) und den dazugehörigen Detektionszeiten kann die zum Aufrechterhalten der Werte-Historie mit entsprechender Länge erforderliche Speicherkapazität recht groß werden. Das mag bei Anwendungen, die über große Speicherressourcen verfügen, kein Thema sein, aber bei Anwendungen mit kleineren, festen Speicherressourcen kann es wichtiger sein.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Problem des extrem großen Bedarfs an Speicherplatz, den eine typische Anwendung benötigt, zu beheben.
  • Ein Beispiel für eine Technik zum Erkennen von durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingungen in einem synchronen digitalen Signal, das die Präambel des anhängenden unabhängigen Anspruchs wiedergibt, kann in dem Patentdokument AU-A-3 013 395 oder US-A-5,627,837, das zu der gleichen Patentfamilie gehört, gefunden werden.
  • Das Patentdokument CA-A-1 159 763 oder US-A-5,606,563, das zu der gleichen Patentfamilie gehört, offenbart eine Bitfehlerüberwachungstechnik basierend auf einer Anzeige, wenn in einem Satz von Kanalfehlerereignissen Bitfehler auftreten. Die letzteren werden schrittweise über Zeitperioden integriert und mit einem Schwellwert verglichen, um das Auftreten eines Alarmzustands festzustellen.
  • In Übereinstimmung mit einem ersten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erkennen einer durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingung in einem synchronen digitalen Signal zur Verfügung, bei dem das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten erkannt wird durch Integration der empfangenen Paritätsfehler über der Zeit in Bitfehlermonitormitteln und durch Reagieren auf Meldungen von den Bitfehlermonitormitteln darüber, dass sich der Status von Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten geändert hat, um eine vorbestimmte Aktion, abhängig vom Status der Monitormittel, durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
    • i) Durchführen einer für das Signal spezifischen statistischen Analyse zum Bestimmen eines ersten und eines zweiten Zeitintervalls für das Abtasten der Bitfehlerzählwerte, die mit dem synchronen digitalen Signal empfangen werden;
    • ii) Anhäufen der Bitfehlerzählwerte, die in dem Signal erkannt wurden, in einer ersten Warteschlange beim ersten Bitfehlermonitor;
    • iii) Sammeln einer ersten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim ersten Bitfehlermonitor aus der Warteschlange über die erste Zeitspanne und Integrieren der ersten Anzahl von Abtastwerten, um eine erste Bitfehlerrate BER zu bestimmen;
    • iv) Anhäufen der Abtastwerte, die von dem ersten Bitfehlermonitor erhalten werden, in einer zweiten Warteschlange bei einem zweiten Bitfehlermonitor;
    • v) Sammeln einer zweiten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim zweiten Bitfehlermonitor aus der zweiten Warteschlange über die zweite Zeitspanne und Integrieren der zweiten Anzahl von Abtastwerten, um eine zweite BER zu bestimmen; und
    • vi) Vergleichen der ersten und der zweiten Bitfehlerrate mit entsprechenden ersten und zweiten programmierten Schwellwerten, um einen Klienten des Bitfehlermonitors zu informieren, falls eine der ersten oder zweiten Bitfehlerrate den entsprechend ersten oder zweiten Schwellwert erreicht hat.
  • In Übereinstimmung mit einem zweiten Gesichtspunkt stellt die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zum Erkennen einer durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingung in einem synchronen digitalen Signal, mit Mitteln zum Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von bestimmten Bitfehlerraten durch Integration der empfangenen Paritätsfehler über der Zeit in Bitfehlermonitormitteln und Mitteln, eingerichtet zum Reagieren auf Meldungen von den Bitfehlermonitormitteln darüber, dass sich der Status von Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten geändert hat, um eine vorbestimmte Aktion, abhängig vom Status der Monitormittel, durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:
    • – Mittel zum Durchführen einer für das Signal spezifischen statistischen Analyse zum Bestimmen eines ersten und eines zweiten Zeitintervalls für das Abtasten der Bitfehlerzählwerte, die mit dem synchronen digitalen Signal empfangen werden;
    • – Mittel zum Anhäufen der Bitfehlerzählwerte, die in dem Signal erkannt wurden, in einer ersten Warteschlange beim ersten Bitfehlermonitor;
    • – Mittel zum Sammeln einer ersten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim ersten Bitfehlermonitor aus der Warteschlange über die erste Zeitspanne und Integrieren der ersten Anzahl von Abtastwerten, um eine erste Bitfehlerrate zu bestimmen;
    • – Mittel zum Anhäufen der Abtastwerte, die von dem ersten Bitfehlermonitor erhalten werden, in einer zweiten Warteschlange bei einem zweiten Bitfehlermonitor;
    • – Mittel zum Sammeln einer zweiten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim zweiten Bitfehlermonitor aus der Warteschlange über die zweite Zeitspanne und Integrieren der zweiten Anzahl von Abtastwerten, um eine zweite BER zu bestimmen; und
    • – Mittel zum Vergleichen der ersten und der zweiten Bitfehlerrate mit entsprechenden ersten und zweiten programmierten Schwellwerten, um einen Klienten des Bitfehlermonitors zu informieren, falls eine der ersten oder zweiten Bitfehlerrate den entsprechend ersten oder zweiten Schwellwert erreicht hat.
  • Das Verfahren basiert somit auf dem Erkennen von durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingungen in einem synchronen digitalen Signal, umfassend die Schritte des Erkennens der Existenz und/oder der Nichtexistenz von bestimmten Bitfehlerverhältnissen durch Integration der empfangenen Paritätsfehler über der Zeit in einer Vielzahl von Bitfehlermonitormitteln und durch Reagieren auf Meldungen von den Bitfehlermonitormitteln darüber, dass sich der Status von Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten geändert hat, um eine vorbestimmte Aktion, abhängig vom Status der Monitormittel, durchzuführen.
  • Bei der Erfindung wird die zur Erkennung von Signalabbau erforderliche Funktionalität in zwei getrennte Einheiten aufgeteilt. Die erste, als Bitfehlermonitor bezeichnet, ist ausschließlich zuständig dafür, die Existenz und/oder die Nichtexistenz eines bestimmten Bitfehlerverhältnisses durch Integration der empfangenen Paritätsfehler über der Zeit (es ist anzumerken, dass mehrere Exemplare dieser Bitfehlermonitore gleichzeitig angewendet werden können, um verschiedene Fehlerraten gleichzeitig zu detektieren). Die zweite Einheit, als Bitfehlermonitor-Klient bezeichnet, ist dafür zuständig, auf Meldungen der Bitfehlermonitore darüber, dass sich der Status von Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten geändert hat, zu reagieren.
  • Außerdem soll das regelmäßige Abfragen der empfangenen Fehlerzahlen nur während eines einzigen Intervalls durch einen einzigen Polling- (=Abfrage) Vorgang erfolgen.
  • Für das Überwachen eines bestimmten Bitfehlerverhältnisses in einem empfangenen Signal kann jeder Bitfehlermonitor verwendet werden. Um dies zu erreichen, muss er entsprechend exakt konfiguriert und zu gleich bleibenden Intervallen mit Mustern von Fehlerzählwerten versorgt werden (d.h. durch Polling). Innerhalb des Bitfehlermonitors gibt es eine Statusmaschine, deren Aufgabe es ist, zu verfolgen, ob der Monitor momentan eine Bitfehlerrate detektiert, die gleich oder größer ist als die gegenwärtig programmierte Bitfehlerrate (der "gleich oder größer" Status), oder ob diese kleiner ist als diese Rate (der "kleiner als" Status). Ebenfalls in diesem Objekt ist eine Warteschlange von Paritätsfehler-Abtastwerten, die verwendet werden, die Anzahl der Fehler, die innerhalb einer festen Zeitspanne aufgetreten sind, zu integrieren (ausgedrückt als eine ganze Zahl von Abtastwerten). Diese Integration wird unter Verwendung einer Gleitfenstertechnik durchgeführt.
  • Jedes Mal, wenn ein neuer Fehlerabtastwert empfangen wird, wird der Wert am Kopf der Warteschlange entfernt und von der Gesamtzahl der Fehler, die sich über der Breite des Integrationsfensters angesammelt haben, subtrahiert. Der neue Abtastwert wird dann am Schwanz der Warteschlange eingefügt und zu dieser akkumulierten Gesamtzahl addiert. Diese neue Gesamtzahl wird dann mit dem Paritätsfehlerzahl-Schwellwert verglichen, und wenn die Gesamtzahl kleiner ist als die Schwelle, wird der Bitfehlermonitor als im "kleiner als" Status befindlich betrachtet. Wenn sie gleich oder größer ist als die Schwelle, dann ist er im "gleich oder größer" Status.
  • Ein einzigartiger Nebeneffekt der Tatsache, dass die Bitfehlermonitore mit Paritätsfehler-Zählwerten versorgt werden (anstatt dafür zuständig zu sein, ihre eigenen zu ermitteln), ist, dass es nicht notwendig ist, diesen Abtastwert aus einem Hardware-Register einer Paritätsprüfungseinrichtung bereitzustellen. Es ist nämlich tatsächlich möglich, dass dieser Paritätsfehlerzahl-Abtastwert von einem weiteren Exemplar eines Bitfehlermonitors bereitgestellt werden kann. Im Ergebnis kann das Konzept eines "oberen Monitors" eingeführt werden, wobei ein Bitfehlermonitor so konfiguriert wird, dass er seinen "oberen Monitor" (ein weiteres Exemplar eines Bitfehlermonitors) mit Paritätsfehlerzahl-Abtastwerten versorgt, die aus den Fehlerzahlabtastwerten gewonnen werden, mit denen er versorgt wird. Durch Versorgen des "oberen Monitors" mit der Summe von je n Fehlerzahlabtastwerten wird der "obere Monitor" effektiv mit den gleichen Fehlerzahlabtastwerten versorgt wie der Bitfehlermonitor, ausgenommen bei n mal der Abtastrate. Das ermöglicht, dass eine Vielzahl von Bitfehlermonitoren zusammengeschaltet werden können, um gleichzeitig auf die Existenz mehrerer verschiedener Bitfehlerraten zu überprüfen.
  • Die Erfindung stellt auch eine Einrichtung zum Erkennen einer durch Signalabbau verursachten Fehlerbedingung in einem synchronen digitalen Signal bereit, bestehend aus einer Vielzahl von Monitoren für Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von bestimmten Bitfehlerraten durch Integration der empfangenen Paritätsfehler über der Zeit und Bitfehlermonitorklienten, die auf Meldungen von der besagten Vielzahl der Bitfehlermonitore reagieren, um vorbestimmte Aktionen durchzuführen in Abhängigkeit vom Status der besagten Vielzahl der besagten Bitfehlermonitore.
  • Die Erfindung wird im Folgenden, nur anhand eines Beispiels, detaillierter beschrieben, mit Bezug auf die anhängenden Zeichnungen, in denen:
  • 1 ein System darstellt, das Bitfehlermonitore und einen Bitfehlermonitorklienten verwendet, um Änderungen der empfangenen Bitfehlerrate zu detektieren; und
  • 2 eine Kurvendarstellung von BIP Fehlerwahrscheinlichkeit über N BIP Fehlern zeigt.
  • In 1 sind die Fehlermonitore 1, 2 ausschließlich zuständig für das Erkennen der Existenz und/oder Nichtexistenz einer bestimmten Bitfehlerrate in, beispielsweise, einem SONET Signal. Der Klient 3 reagiert auf Fehler, die von den Monitoren 1, 2 gemeldet werden, um erforderlichenfalls einen Alarm auszulösen.
  • In dem in 1 gezeigten System soll ein Alarm ausgelöst werden, wenn das Bitfehlerverhältnis eines empfangenen Signals 1E-6 übersteigt. Dieser Alarm wird dann gelöscht, wenn das empfangene Bitfehlerverhältnis auf ein Zehntel dieser Schwelle, 1E-7, gefallen ist. Um das zu realisieren, sind zwei Exemplare der Bitfehlermonitore (1, 2) und ein Exemplar eines Bitfehlermonitorklienten (3) erforderlich.
  • Jeder der Bitfehlermonitore 1, 2 ist so konfiguriert, dass er die Existenz eines einzigen Bitfehlerverhältnisses detektiert. Der Monitor 1 detektiert die Existenz von 1E-6, während Monitor 2 1E-7 detektiert. Die einzige Funktion dieser beiden Monitore ist, die Existenz des Bitfehlerverhältnisses zu detektieren, für das sie konfiguriert sind. Es ist dann die Aufgabe des Bitfehlermonitorklienten 3, festzustellen, wann ein Alarm tatsächlich auszulösen und zu löschen ist. Die Bitfehlermonitore selbst haben keinerlei Kenntnis von diesem Alarm.
  • Nach der Durchführung einer statistischen Analyse (die sehr speziell ist für genau das überwachte Signal, für alle erforderlichen Detektionszeiten usw.) wird festgestellt, dass der 1E-6 Monitor 1 die Anzahl der empfangenen Paritätsfehler alle 50 ms abtasten muss und über 10 Abtastwerte integrieren muss, um deren Bitfehlerrate genau zu erkennen. Ähnlich muss der 1E-7 Monitor 2 alle 400 ms abtasten und ebenfalls über 10 Abtastwerte integrieren. Das System fragt somit alle 50 ms die Hardware ab und aktualisiert den 1E-6 Monitor 1 mit diesen 50 ms-Fehlerzählwerten. Der 1E-7 Monitor ist als ein "oberer Monitor" des 1E-6 Monitors konfiguriert, der jeweils nach 8 Abtastwerten mit einem Paritätsfehlerzählwert versorgt werden muss (da 50 ms × 8 = 400 ms). Somit erzeugt das 1E-6 Objekt 1 400 ms-Paritätsfehlerzählwerte aus 8 aufeinander folgenden 50 ms-Abtastwerten. Nach dem Ansammeln jedes 400 ms-Abtastwerts aktualisiert der 1E-6 Monitor 1 den 1E-7 Monitor 2 und beginnt den Prozess aufs Neue. Das führt dazu, dass der 1E-7 Bitfehlermonitor tatsächlich den empfangenen Paritätsfehlerzählwert in 400 ms Intervallen abtastet. Wenn einer der beiden Bitfehlerratenmonitore das Überschreiten oder Unterschreiten ihrer entsprechenden Paritätsfehlerzählwert-Schwellen (entweder von unterhalb nach oberhalb der Schwelle, oder von oberhalb nach unterhalb der Schwelle) erkennen, informieren sie den Bitfehlermonitorklienten über diese Über/Unterschreitung. Dieser Klient bewertet dann den gegenwärtigen Status beider Monitore und schreitet fort und löst einen Alarm aus oder löscht einen, je nach Lage.
  • Wenn man dieses einfache Beispiel bewertet, lässt sich die Einsparung an Speicherkapazität, die mit diesem Detektionsalgorithmus erzielt werden kann, demonstrieren. Wenn man annimmt, dass sich jeder Paritätsfehlerabtastwert in einem einzigen Byte im Speicher gespeichert werden kann, wäre die erforderliche Speicherkapazität für die beiden Bitfehlermonitore, wenn beide alle 50 ms Fehlerabtastwerte erfordern würden:
  • Figure 00100001
  • Im Vergleich dazu wäre der Speicherbedarf für diese zwei Monitore, wenn das Konzept des "oberen Monitors" zur Anwendung käme, um die zwei miteinander zu verbinden:
  • Figure 00100002
  • Daraus kann man schließen, dass, wenn die Bitfehlermonitore des Beispiels zusammengeschaltet wären bei Verwendung des Algorithmus des "oberen Monitors", der Speicherplatzbedarf für diese Anwendung über 66% niedriger wäre, als wenn beide ihre Paritätsfehlerabtastwerte bei 50 ms Intervallen unabhängig voneinander integrieren würden. Es sollte auch erwähnt werden, dass die durch den Algorithmus des "oberen Monitors" erzielbaren Einsparungen an Speicherkapazität proportional zu der Anzahl der gleichzeitig zu erkennenden Bitfehlerraten und zu dem Bereich dieser Fehlerraten sind.
  • Die Monitore und Klienten sind als objektorientierte Software realisiert.
  • Protokoll/Prozedur Eingangspunkte
  • Bitfehlermonitor
  • Es wird eine Bitfehlermonitor-Klasse verwendet, um mit der ungefähren Bitfehlerrate eines empfangenen Signals zu assistieren. Die BMon_BERMonitor_cl Klasse definiert eine einzelne Ebene, die benutzt werden kann, eine einzelne Bitfehlerrate zu detektieren. Normalerweise werden mehrere dieser Ebenen kombiniert, um zu ermöglichen, dass mehrere Bitfehlerraten gleichzeitig überwacht werden können. Davon sind gegenwärtig definiert:
  • (1) int SetBitErrorRate (BERD_tBitErrorRate errorRate)
  • Stellt die Fähigkeit bereit, den Schwellwert für den Fehlerzählwert zu setzen, der mit der zu überwachenden Bitfehlerrate bei der gegenwärtigen Fenstergröße korrespondieren muss.
  • Diese Funktion gibt stets eine null (0) zurück.
  • (2) int SetErrorCountThreshold (long errorCountThreshold)
  • Stellt die Fähigkeit bereit, den Schwellwert für den Fehlerzählwert zu setzen, der mit der zu überwachenden Bitfehlerrate bei der gegenwärtigen Fenstergröße korrespondieren muss.
  • Diese Funktion gibt stets eine null (0) zurück.
  • (3) int SetWindowSize (int windowSize)
  • Ermöglicht das Setzen der Fenstergröße. Der Parameter windowSize bestimmt die Anzahl der Abtastwerte, die im Integrationsfenster existieren.
  • Diese Funktion gibt stets eine null (0) zurück.
  • Figure 00120001
  • Dies ermöglicht, dass ein zweites Bitfehlermonitorobjekt an den gegenwärtigen Bitfehlermonitor angehängt werden kann. Das erlaubt, dass mehrere BER Monitor Objekte als "Daisy Chain" zusammengeschaltet werden können, so dass eine Vielzahl von Bitfehlerraten gleichzeitig überwacht werden kann. Der Parameter upperMonitor stellt eine Beziehung her zum angehängten BER Monitorobjekt. Der zweite Parameter highOrderMonitorWindowSize zeigt an, dass die Anzahl der Fehlerabtastwerte vom BER Monitor zu einem einzelnen Fehlerabtastwert angesammelt werden muss, der dem highOrderMonitor zu übergeben ist.
  • Sollte diese Funktion aufgerufen werden, wenn der BER Monitor bereits einen Monitor höherer Ordnung hat, wird der gegenwärtige Monitor höherer Ordnung entfernt, und der im Parameter highOrderMonitor übergebene ersetzt ihn.
  • Diese Funktion gibt eine null (0) zurück, wenn das indizierte Monitorobjekt höherer Ordnung erfolgreich zum fraglichen BER Monitor Objekt hinzugefügt wurde. Andernfalls wird ein Wert größer als eins zurückgegeben.
  • (5) int AddDClient (BERC_BERClient_cl*myClient)
  • Dieses Verfahren ermöglicht einem Bitfehlermonitorklienten (durch den Parameter myClient spezifiziert), an den fraglichen BER Monitor angehängt zu werden. Der indizierte Klient wird dann jedes Mal von dem BER Monitorobjekt informiert, wenn es erkennt, dass die empfangene Bitfehlerrate seine programmierte Schwelle überschritten hat oder unter seine Schwelle gefallen ist.
  • Sollte diese Funktion aufgerufen werden, wenn der BER Monitor bereits ein Klientenobjekt hat, wird der gegenwärtige Klient entfernt, und der im Parameter myClient übergebene ersetzt ihn.
  • Diese Funktion gibt eine null (0) zurück, wenn das indizierte Klientenobjekt erfolgreich zum fraglichen BER Monitor Objekt hinzugefügt wurde. Andernfalls wird ein Wert größer als eins zurückgegeben.
  • (6) intUpdateWithSample (long newSample)
  • Diese Funktion wird aufgerufen, um den Monitor mit einer Fehlerabtastwert-Zahl zu versorgen. Der Parameter accepted, newSample enthält diesen letzten Fehlerabtastwert.
  • Diese Funktion gibt stets eine null (0) zurück.
  • (7) int Reset (leer)
  • Diese Funktion wird verwendet, den Bitfehlermonitor zurückzusetzen. Er wird nur benutzt, um die angesammelte Historie von Fehlerzählwerten auf null zu setzen und beeinflusst nicht die gegenwärtig programmierten Schwellwerte, Fenstergröße oder irgendwelche Merkmale des nächsten Monitors.
  • Diese Funktion gibt stets eine null (0) zurück.
  • Bitfehlermonitorklient
  • Die Schnittstelle, die durch die Bitfehlermonitorklient-Klasse (BERC_BERClient_cl) definiert wird, ist die, die erforderlich ist. so dass korrekte Anpassung an ein Exemplar der Bitfehlermonitorklasse erfolgen kann. Gegenwärtig besteht nur eine solche Schnittstelle, diese ist wie folgt definiert:
    Int HandleBERCrossing (
    BERD_tBitErrorRate,
    BERD_tBERMonStatType direction)
  • Diese Funktion ist als rein virtuelle Funktion definiert, die durch Klassen implementiert werden muss, die von der BERC_BERClient_cl Klasse abgeleitet sind. Sie dient dazu, die Antwort des Bitfehlerklientenobjekts auszulösen auf die Anzeige, dass die Bitfehlerrate die vom Parameter errorRate angezeigte Fehlerrate über/unterschritten hat. Die Parameterrichtung wird benutzt, um anzuzeigen, ob die gefundene Bitfehlerrate gleich oder größer ist als der errorRate (BERD_eExceededOrEqualTo) oder kleiner ist als errorRate (BERD_eLessThan).
  • Diese Funktion gibt stets den Wert null (0) zurück.
  • Die folgenden Verfahren werden als Anwendungen innerhalb der Bitfehlermonitorklassen definiert:
  • (1) BERD_tBERMonStateType GetStateOfBERMonitor (leer)
  • Diese Funktion kann aufgerufen werden, um den augenblicklichen Status des fraglichen Bitfehlermonitors zu bestimmen. Der zurückgegebene Wert zeigt an, ob die gegenwärtige Bitfehlerrate gleich oder größer ist als die programmierte Schwelle (BER_eExceededOrEqualTo) oder ob sie kleiner ist als die programmierte Schwelle (BER_eLessThan).
  • Die Bitfehlermonitorklasse wird normalerweise während ihres Aufbaus initialisiert. Um dies durchzuführen, werden die folgenden Konstruktoren definiert:
  • (1) BMon_BERMonitor_cl ( )
  • Dies ist der Default-Konstruktor für die Bitfehlermonitorklasse. Er erzeugt ein Exemplar der BMon_BERMonitor_cl Klasse, das keinen Klienten hat und dessen Schwelle auf eins gesetzt ist. Als Default wird die Fenstergröße auf eins gesetzt.
  • Figure 00150001
  • Dieser Konstruktor stellt eine bessere Initialisierung dar als der Default Konstruktor, wenn ein Objekt instantiiert wird. Die Parameter, die von dieser Funktion akzeptiert werden, werden benutzt, um das BER Monitorobjekt zu konfigurieren. Sie werden verwendet, um dem Klienten des Monitorobjekts (myClient) die mit dem Objekt verbundene Bifehlerrate (myBitErrorRate), die Größe (in Abtastwerten) des zu verwendenden Integrationsfensters (myWindowSize), wie auch die Anzahl der Fehlerzählungen anzuzeigen, die im Integrationsfenster auftreten müssen, um eine spezifizierte Bitfehlerrate zu überschreiten, die in myBitErrorRate (myErrorCountThreshold) spezifiziert ist.
  • (3) BMon_BERMonitor_cl (BMon_BERMonitor_cl &copy)
  • Dies Verfahren ist ein Copy-Konstruktor, der benutzt wird, um ein Objekt der BMon_BERMonitor_cl Klasse mit der gleichen Klienten- und Konfigurationsinformation zu instantiieren, wie das, auf das sich die Parameterkopie bezieht. Es ist zu beachten, dass die vom Quellenobjekt gehaltene Historie der Abtastwerte nicht in das Zielobjekt kopiert wird.
  • Gegenwärtig ist nur ein einziger Konstruktor für den Bitfehlermonitorklienten definiert. Dessen Schnittstelle ist wie folgt:
  • (1) BERC_BERClient_cl ( )
  • Das ist der Default Konstruktor der Bitfehlermonitorklientenklasse. Weil dies eine abstrakte Basisklasse ist, die nur eine Schnittstelle definiert, tut der Konstruktor sonst nichts, da es nichts zu initialisieren gibt.
  • Die Schnittstelle für den Destruktor, der von dem Bitfehlermonitor bereitgestellt wird, ist:
  • (1) ~BMon_tBERMonitor_cl (leer)
  • Diese Funktion wirkt als Destruktor für die Bitfehlermonitorklasse.
  • Die Schnittstelle für den Destruktor, der von dem Bitfehlermonitorklienten bereitgestellt wird, ist:
  • (1) ~BERC_tBERClient_cl (leer)
  • Diese Funktion wirkt als Destruktor für die Bitfehlermonitorklientenklasse.
  • Der Typ (BERD_tBitErrorRate) wird definiert, um die Identifizierung des Exponententeils der angenäherten Bitfehlerrate, die bei einem gegebenen Signal empfangen wird, zu erleichtern. Es ist anzumerken, dass der mit BER_e1Emx definierte Wert tatsächlich benutzt wird, um eine Bitfehlerrate von 10–x anzugeben. Die gültigen Werte dieses Typs sind:
    BERD_eUnkown // 0
    BERD_e1Em1 // 1
    BERD_e1Em2 // 2
    BERD_e1Em3 // 3
    BERD_e1Em4 // 4
    BERD_e1Em5 // 5
    BERD_e1Em6 // 6
    BERD_e1Em7 // 7
    BERD_e1Em8 // 8
    BERD_e1Em9 // 9
    BERD_e1Em10 // 10
    BERD_e1Em11 // 11
  • Dieser bezifferte Typ (BERD_tBERMonStateType) wird benutzt, um den gegenwärtigen Status eines bestimmten BER Monitorobjekts anzuzeigen. Die gültigen Werte dieses Typs sind:
    BERD_eLessThan // 0
    BERD_eExceededOrEqualTo // 1
  • Bitfehlermonitor
  • (1) BERC_BERClient_cl* myClient
  • Diese Member-Variable wird verwendet, um einen Bezug zu dem Bitfehlermonitorklienten herzustellen, der zu informieren ist, falls der BER Monitor feststellt, dass die BER seine gegenwärtige Schwelle innerhalb des programmierten Integrationsfensters überschritten oder unterschritten hat.
  • (2) BERD_tBitErrorRate myBitErrorRate {privat}
  • Dies wird verwendet um die angenäherte Bitfehlerrate aufzunehmen, die überwacht wird. Obwohl der Wert tatsächlich bei der Implementierung der Überwachung nicht gebraucht wird, muss er für das registrierte Klientenobjekt festgelegt werden, wenn es über eine Statusänderung informiert wird.
  • (3) BERD_tBERMonStateType currentState {privat}
  • Diese Variable wird verwendet, um den gegenwärtigen Status der Bitfehlermonitoreinrichtung aufrechtzuerhalten. Wenn die Fehlerzählwerte im programmierten Integrationsfenster gleich oder größer als myErrorCountThreshold wird, dann hat sie den Wert von BER_eExceededOrEqualTo. Andernfalls hat sie den Wert BER_eLessThan.
  • (4) BMon_BERMonitor_cl* myUpperMonitor {privat}
  • Dies stellt einen Bezug zu dem BER Monitorobjekt her, der "oberhalb" des betreffenden BER Monitors angesiedelt ist. Dies ist das Objekt, dem der BER Monitor Abtastwerte bereitstellt.
  • (5) CirLQ_LongQueue_cl* myUpperMonitorSampleQ {privat}
  • Dies stellt einen Bezug zu der ringförmigen Warteschlange für lange Ganzzahlen her, die verwendet wird, die Bitfehlerabtastwerte für das Bitfehlermonitorobjekt, das mit dem Bitfehlermonitorobjekt zum Ansammeln von Bitfehlerzählwerten registriert ist.
  • (6) CirLQ_LongQueue_cl* mySampleQ {privat}
  • Dies stellt einen Bezug zu der ringförmigen Warteschlange für lange Ganzzahlen her, die verwendet wird, die Fehlerzahlabtastwerte zu bewahren, die sich innerhalb des Integrationsfensters des fraglichen Bitfehlermonitors befinden.
  • (7) long myErrorCountThreshold {privat}
  • Bewahrt eine Kopie der gegenwärtigen Schwelle, die vom BER Monitor zu benutzen ist.
  • (8) long myRunningTotal {privat}
  • Enthält die Gesamtzahl der Fehlerzählwerte, die im gegenwärtigen Integrationsfenster existieren. Dieser Wert wird jedes Mal aktualisiert, wenn ein neuer Abtastwert für das BER Monitorobjekt bereitgestellt wird.
  • Jeder Bitfehlermonitor kann verwendet werden, eine bestimmte Bitfehlerrate in einem empfangenen Signal zu überwachen. Um dies zu erreichen, muss er konfiguriert werden und in regelmäßigen Intervallen mit Fehlerabtastwerten versorgt werden (d.h. durch Polling).
  • Innerhalb des Monitorobjekts 1, 2 gibt es eine einfache Statusmaschine. Diese Maschine verfolgt, ob das Monitorobjekt gegenwärtig eine Bitfehlerrate detektiert, die entweder gleich oder größer ist als die gegenwärtig programmierte überwachte Bitfehlerrate (der BER_eExceededOrEqualTo Status) oder kleiner als diese Rate (der BER_eLessThan Status). Ebenfalls innerhalb dieses Objekts gibt es eine kreisförmige Warteschlange für Fehlerzahlabtastwerte, die benutzt wird, die Anzahl der in einer festen Zeitspanne aufgetretenen Fehler (ausgedrückt als eine ganzzahlige Anzahl von Abtastwerten), zu integrieren. Diese Integration wird mit einer Gleitfenstertechnik durchgeführt.
  • Jedes Mal, wenn ein neuer Fehlerzahl-Abtastwert empfangen wird, wird der Wert am hinteren Ende der Warteschlange entfernt und von der Gesamtzahl der über der Breite des Integrationsfensters angesammelten Fehler abgezogen. Der neue Abtastwert wird dann am Kopfende der Warteschlange eingefügt und zur Gesamtzahl der angehäuften Fehler addiert. Diese neue Gesamtzahl wird dann mit dem programmierten Fehlerzahlschwellwert verglichen, und wenn diese kleiner ist als die Schwelle, wird angenommen, dass der Monitor im BER_eLessThan Status ist. Wenn er gleich oder größer ist als diese Schwelle, dann ist er im BER_eExceededOrEqualTo Status.
  • Die Länge des Integrationsfensters und die Fehlerzahlenschwelle sind konfigurierbar über öffentlich exportierte Memberfunktionen und unterscheiden sich in Abhängigkeit vom überwachten Signal und der interessierenden Bitfehlerrate. Jedes Mal, wenn einer dieser Werte geändert wird, werden die Fehlerzahlabtastwerte in der Warteschlange mit Nullen überschrieben (wodurch somit der Integrationsprozess neu gestartet wird).
  • Das Vorstehende gibt die grundsätzliche Funktionalität wieder, die ein BER Monitorobjekt zur Verfügung stellt. Zur Bereitstellung größerer Vielseitigkeit ist das Objekt jedoch auch in der Lage, folgendes durchzuführen:
    • (i) Die Definition der BER Monitorklasse sieht die Registrierung eines BER Monitorklientenobjekts vor (oder eines Exemplars aus deren abgeleiteten Klassen). Dieses Klientenobjekt wird informiert über alle Statusänderungen, die im BER Monitor stattfinden. Hier ist beabsichtigt, dem Monitorklienten zusätzliche Verarbeitung zu ermöglichen, immer wenn er von solch einer Statusänderung informiert wird.
    • (ii) Zweitens ermöglicht die Definition der BER Monitorklasse den BER Monitorobjekten, ein weiteres BER Monitorobjekt (als "oberer Monitor" bezeichnet) mit Fehlerzahlabtastwerten zu versorgen. Die Abtastwerte, die für den "oberen Monitor" bereitgestellt werden, können entweder identisch zu denen sein, die vom BER Monitorobjekt empfangen werden, oder, häufiger, die Summe einer festen Anzahl von empfangenen Abtastwerten (z.B. kann der "obere Monitor" mit der Summe von jeweils n Abtastwerten versorgt werden). Dies ermöglicht dem BER Monitorobjekt, die empfangenen Fehler mit einer ganz bestimmten Rate abzutasten und dem "oberen Monitor" die gleichen empfangenen Fehler effektiv mit einem ganzzahligen Vielfachen dieser Abtastrate abzutasten (z.B. verwendet der "obere Monitor" die n-fache Abtastrate des BER Monitorobjekts). Es ist zu erwähnen, dass dieses Merkmal ermöglicht, dass mehrere BER Monitorobjekte zusammengeschaltet werden können, um mehrere
  • Bitfehlerraten gleichzeitig zu überwachen.
  • Für das Detektieren der Fehlerrate aus der rohen BIP Information kann jedes geeignete Verfahren verwendet werden. Zwei mögliche Verfahren sind die folgenden:
  • Methode 1
  • Es wird eine Poisson'sche Verteilung der Einzelbitfehler bei dem eingehenden SONET Signal angenommen.
    • K
    = Anzahl der Bits in einem Rahmen
    BER
    = Bitfehlerrate (Bit Error Ratio)
    P(n)
    = Wahrscheinlichkeit, n fehlerhafte Bits zu haben
  • Die Wahrscheinlichkeit, keine fehlerhaften Bits zu haben: P(n = 0) = (1 – BER)K
  • Die Wahrscheinlichkeit, ein fehlerhaftes Bit zu haben: P(n = 1) = K·(BER)·(1 – BER)K-1
  • Deshalb ist der allgemeine Fall der Wahrscheinlichkeit, n fehlerhafte Bits zu haben:
    Figure 00210001
    was die Binomialverteilung ist.
  • Fehlererkennungsverfahren können nur zeigen, dass es im vorhergehenden Rahmen einen oder mehrere Fehler gegeben hat.
  • Deshalb ist die Wahrscheinlichkeit, dass es wenigstens einen oder mehrere Fehler gegeben hat: P(n☐1) = 1 – (1 – BER)K
  • Eine BIP zeigt jedoch nur, dass es einen Fehler gab, wenn die Anzahl der Fehler im vorhergehenden Rahmen ungerade war. Die endgültige Gleichung ist etwas anders, obwohl die ursprünglichen Annahmen ähnlich sind:
  • Bei Anwendung der Definition einer Binomialverteilung:
  • Figure 00220001
  • Durch Subtrahieren von Gleichung (2) von (1) und Teilen durch zwei erhält man:
  • Figure 00220002
  • Was verbleibt, ist die Summe der ungeraden Terme, während die geraden Terme sich zu null aufheben. Wenn man ersetzt X = (1 – BER) und y = BER, erhält man:
    Figure 00230001
    wobei n = ungerade ist.
  • Das ist die Wahrscheinlichkeit, dass es wenigstens einen Fehler im vorhergehenden Rahmen gibt, wenn eine Paritätsprüfung zur Fehlererkennung eingesetzt wird.
  • Methode 2
  • Bei der Annahme
    • K
    = Anzahl der Bits in einem Rahmen
    BER
    = Bitfehlerrate (Bit Error Ratio)
    P(n)
    = Wahrscheinlichkeit, n fehlerhafte Bits zu haben
    Pr
    = Wahrscheinlichkeit der Feststellung, dass der Block fehlerhaft ist
  • Für die Poisson'sche Verteilung gilt:
  • Figure 00230002
  • Durch Einsetzen von J = K·BER
    Figure 00230003
    und
    Figure 00240001
    für ungerade n.
  • Figure 00240002
  • Beispielsweise überwachen die B2 Bytes eines OC-4/STM-1, die BIP-24, bei SONET/SDH den ganzen Rahmen, minus 27 Bytes (Spalten 1–9 der Reihen 1–3).
  • D.h. [(9 × 270) – 27] × 8 = 19224 Bits. Die Anzahl der Bits, die von jedem Paritätsbit überwacht wird, ist 19224/24 = 801 Bits.
    Somit ist die Wahrscheinlichkeit eines Paritätsbitfehlers bei einem Verbindungsfehlerverhältnis BER: Pr = 0,5(1 – e–1602·BER) (5)
  • Bei einem Vergleich der beiden Methoden bei Verwendung der gleichen numerischen Werte auf einem Rechner wurde festgestellt, dass sie innerhalb von 0,04% auseinander lagen. Das erste Verfahren benutzt die Binomialverteilung, während die zweite die Poisson'sche anwendet, so ergeben die beiden bei großen Proben (Anzahl der Bits) und niedriger Wahrscheinlichkeit (kleine Fehlerrate) ähnliche Ergebnisse.
  • Bei gegebenem Verhältnis zwischen Fehlerrate und Wahrscheinlichkeit eines Paritätsfehlers ist die nächste Aufgabe, die Paritätsfehler über einem bekannten Fenster anzusammeln und die Schwelle für das Erkennen der Fehlerrate bei einer gewählten Vertrauensgrenze zu berechnen. Es gibt eine Anzahl möglicher Verfahren, um dies zu tun, mit verschiedenen Graden an Komplexität und Geschwindigkeit der Erkennung:
    • • Einfacher fester Fensteralgorithmus: Ansammeln der BIP Fehler über eine feste Anzahl von Rahmen; Auslösen eines Alarms, wenn eine Schwelle erreicht wird; Zähler zurücksetzen für das nächste Fenster.
    • • Blockierter fester Fensteralgorithmus: Ansammeln der BIP Fehler über einen Block von Rahmen; Auslösen eines Alarms, wenn eine Schwelle erreicht wird; Ansammeln fehlerhafter Blöcke und Fehlerratenalarm bei Erreichen der Schwelle auslösen; Zähler zurücksetzen für das nächste Fenster.
    • • Einfacher gleitender Fensteralgorithmus: Ansammeln der BIP Fehler über ein gleitendes Fenster von Rahmen; Auslösen eines Alarms, wenn eine Schwelle erreicht wird; Zähler zurücksetzen für das nächste Fenster.
    • • Exponential gleitender Fensteralgorithmus: Ansammeln der gewichteten BIP Fehler über ein gleitendes Fenster von Rahmen; Wichtung für den neuesten = wichtigster Wert; Auslösen eines Alarms, wenn eine Schwelle erreicht wird.
  • Die Gleitfensteralgorithmen können bei gegebenen Vertrauensgrenzen kürzere Erkennungszeiten liefern, denn wenn Fehler bei festem Fenster aufzutreten beginnen, kann sein, dass das Fehlerverhältnis erst zu Ende des nächsten festen Fensters erkannt wird. Die Verwendung von Rahmenblöcken oder exponential gleitenden Fenstern können Fehlerbursts ausfiltern auf Kosten weiterer Komplexität und reduzierter Fehlerratenunterscheidung, obwohl die Anforderungen hierfür nicht klar sind.
  • Das Folgende ist beschränkt auf einfache feste Fenster, weil diese am leichtesten in Hardware für eine schnelle Erkennung zu implementieren sind oder in Software durch einfaches Polling eines BIP Fehleransammlungs-Registers in gleichmäßigen Intervallen.
  • Bei Anwendung einer einfachen Festfenster-Technik wird die Anzahl der BIP Fehler über eine feste Anzahl von Rahmen angesammelt. Bei der Wahrscheinlichkeit eines einzigen BIP Fehlers bei einer gegebenen Fehlerrate kann die Wahrscheinlichkeit der Erkennung von N oder mehr BIP Fehlern berechnet werden. Somit kann ein geeigneter Wert von N bestimmt werden, um zu einer hohen Wahrscheinlichkeit von N oder mehr BIP Fehlern bei einer gegebenen Fehlerrate zu kommen, aber zu einer niedrigen Wahrscheinlichkeit bei der Hälfte dieser Fehlerrate.
  • 2 zeigt eine Darstellung des allgemeinen Verlaufs der Graphen, wenn die akkumulierte Wahrscheinlichkeit von N oder mehr BIP Fehlern innerhalb eines festen Fensters berechnet wird. Je höher die Fehlerrate desto höher die Anzahl der BIP Fehler, die angehäuft werden können. Die gestrichelte Linie zeigt den gewünschten Schwellenpunkt für die Fehlerrate BER mit einer hohen Wahrscheinlichkeit des Ansammelns so vieler BIP Fehler bei BER und einer geringen Wahrscheinlichkeit bei der halben Rate.
  • Zur Erzeugung der erforderlichen Zahlen kann die Binomialverteilung verwendet werden. Zur Berechnung der Wahrscheinlichkeit von exakt N auftretenden Fehlern:
    Figure 00270001
    wobei
    • W
    = Anzahl der BIPs im Fenster;
    Pr
    = Wahrscheinlichkeit eines BIP Fehlers sind.
  • Die Wahrscheinlichkeit von N oder mehr BIP Fehlern ist:
  • Figure 00270002
  • Zur Berechnung der Werte nach Gleichung (6) wurde folgendes Programm 'pcal' geschrieben, das in Anhang A gelistet ist. Wegen der großen Menge der Zahlen in der binomialen Expansion (z.B. Faktor 106) müssen die Expansion und die Wahrscheinlichkeiten schrittweise berechnet und durch Addition ihrer Logarithmen multipliziert werden. Die Berechnung geschieht wie folgt:
  • Figure 00270003
  • Wobei L = Anzahl der Bits im Fenster ist log(Pa(N)) = log(A(N) + log(B(N))
  • Figure 00280001
  • Bevor der Antilog von C(N) berechnet wird, wird der Wert überprüft, weil der Antilog einer großen negativen Zahl zu einem numerischen Überlauf führen kann (das ist maschinenabhängig).
  • Das Programm läuft auf der Sun Workstation und sollte mit dem Befehl cc pcal_v3.c-lm kompiliert werden. Der -lm Switch ist erforderlich für eine Verbindung in das Math.-Verzeichnis.
  • Das folgende Beispiel zeigt die Verwendung des Programms für die Berechnung eines 10–3 Alarms für ein OC-3/STM-1 Signal bei Verwendung des BIP-24 mit einer Festfenstertechnik.
  • Die nachfolgend aufgeführten Kriterien wurden für diesen Alarm ausgewählt:
    • • Maximale Detektionszeit = 8 msec (64 Rahmen)
    • • Vertrauensbereich für die Erkennungszeit = 98%
    • • Wahrscheinlichkeit für das Löschen des Alarms = 95% bei 10–4 (für eine Hysterese)
    • • Sehr geringe Wahrscheinlichkeit der Alarmauslösung innerhalb 104 sec bei 0,5 × 10–3 Fehlerrate (das ist nach der Berechnung der Schwelle nachzuprüfen, ob akzeptabel)
  • Bei Berechnung mit festem Fenster hängt die Detektionszeit von der Startposition des Fensters relativ zum Beginn der Fehler ab. Wenn also die Fensterlänge auf 32 Rahmen gesetzt wird, gibt es immer innerhalb von 10 msec vom Beginn der Fehler ein volles Fenster. Die mittlere Detektionszeit wird dominiert von der mittleren Position des Fensters in Bezug auf eine 8 msec Fehlerperiode. Es ist anzumerken, dass hier angenommen wird, dass das Verbindungssystem in einer Schrittfunktion von einer Fehlerrate null zu einer Fehlerrate von 10–3 geht. Das mag im täglichen Leben realistisch sein oder auch nicht, repräsentiert aber die Situation einer Einrichtung bei einer Abnahmeprüfung, bei der plötzlich ein Fehler eingeschoben wird und die Reaktionszeit gemessen wird.
  • Beim Lauf des pcal_v3 auf einer Sun Workstation wurden die unten gezeigten (abgetasteten) Ergebnisse erzielt.
    Eingabe Fehlerrate: 1e-3
    Eingabe Anzahl der Rahmen: 32
    Figure 00290001
    Auswahl Mapping (a–g): a
    P1 Fehlerverhältnis = 0,001
    P2 Fehlerverhältnis = 0,0005
    P3 Fehlerverhältnis = 0,0001
    Anzahl der Rahmen = 32
    Anzahl der BIPs = 768
    Wahrscheinlichkeit eines BIP Fehlers beim Fehlerverhältnis 0,001 = 0,399253
    Wahrscheinlichkeit eines BIP Fehlers beim Fehlerverhältnis 0,0005 = 0,27556
    Wahrscheinlichkeit eines BIP Fehlers beim Fehlerverhältnis 0,0001 = 0,0740133
  • Kumulative Wahrscheinlichkeitsberechnung (N oder mehr)
    Figure 00310001
  • Figure 00320001
  • Der Punkt (a) liefert den Schwellwert für das Auslösen des Alarms. D.h., es gibt eine 95% Wahrscheinlichkeit, ≤ 283 BIP Fehler innerhalb von 32 Rahmen bei einem Fehlerverhältnis von 10–3 zu erhalten.
  • Der Punkt (b) ergibt die Hysterese-Schwelle, unter der der Alarm gelöscht werden sollte, falls er ausgelöst war, d.h. es gibt eine 95% Wahrscheinlichkeit, ≤ 44 BIP Fehler innerhalb von 32 Rahmen bei einem Fehlerverhältnis von 10–4 zu erhalten.
  • Die Wahrscheinlichkeit, den Alarm fälschlicherweise bei einem Fehlerverhältnis von 10–3 über 104 Sekunden auszulösen, ist: P = 1 – (1 – Wahrsch. d. Alarmauslösg. Im Fenster)(Anzahl der Fenster)
    • Anzahl der Fenster
    = 104 sec/4 msec = 2,5 × 10–6
    P = 1 – (1 – 8,5145E-9)2,5E-6 Pspuriours = 0,021
  • PROGRAM PCAL_V3.C
    Figure 00330001
  • Figure 00340001
  • Figure 00350001
  • Figure 00360001
  • Figure 00370001
  • Figure 00380001
  • Figure 00390001
  • Figure 00400001
  • Figure 00410001

Claims (23)

  1. Verfahren zum Erkennen einer Signalbeeinträchtigungsbedingung in einem synchronen digitalen Signal, bei dem das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten erkannt wird durch Integration der empfangenen Paritätsfehler über der Zeit in Bitfehlermonitormitteln und durch Reagieren auf Meldungen von den Bitfehlermonitormitteln darüber, dass sich der Status von Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten geändert hat, um eine vorbestimmte Aktion, abhängig vom Status der Monitormittel, durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: i) Durchführen einer für das Signal spezifischen statistischen Analyse zum Bestimmen eines ersten und eines zweiten Zeitintervalls für das Abtasten der Bitfehlerzählwerte, die mit dem synchronen digitalen Signal empfangen werden; ii) Anhäufen der Bitfehlerzählwerte, die in dem Signal erkannt wurden, in einer ersten Warteschlange beim ersten Bitfehlermonitor (1); iii) Sammeln einer ersten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim ersten Bitfehlermonitor aus der Warteschlange über die erste Zeitspanne und Integrieren der ersten Anzahl von Abtastwerten, um eine erste Bitfehlerrate BER zu bestimmen; iv) Anhäufen der Abtastwerte, die von dem ersten Bitfehlermonitor erhalten werden, in einer zweiten Warteschlange bei einem zweiten Bitfehlermonitor (2); v) Sammeln einer zweiten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim zweiten Bitfehlermonitor (2) aus der zweiten Warteschlange über die zweite Zeitspanne und Integrieren der zweiten Anzahl von Abtastwerten, um eine zweite BER zu bestimmen; und vi) Vergleichen der ersten und der zweiten Bitfehlerrate mit entsprechenden ersten und zweiten programmierten Schwellwerten, um einen Klienten (3) des Bitfehlermonitors zu informieren, falls eine der ersten oder zweiten Bitfehlerrate den entsprechend ersten oder zweiten Schwellwert erreicht hat
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt vi) umfasst: – Erzeugen einer "überschritten oder gleich"-Meldung an den Bitfehlermonitorklienten, immer wenn die erste und die zweite Bitfehlerrate gleich oder höher wird als der entsprechende programmierte Schwellwert; und – Auslösen eines Alarms bei dem Bitfehlermonitorklienten, um anzuzeigen, dass der entsprechende programmierte Schwellwert erreicht oder überschritten wurde.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt vi) umfasst: – Erzeugen einer "weniger als"-Meldung an den Bitfehlermonitorklienten, immer wenn die erste und die zweite Bitfehlerrate kleiner wird als der entsprechende programmierte Schwellwert; und – Aufheben des Alarms bei dem Bitfehlermonitorklienten, um anzuzeigen, dass die entsprechende erste und zweite Bitfehlerrate kleiner wurden als der entsprechende programmierte Schwellwert.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweite Anzahl von Abtastwerten berechnet wird als Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Zeitintervall, so dass der zweite Bitfehlermonitor effektiv die Paritätsbitfehlerzählwerte im empfangenen synchronen digitalen Signal bei jedem zweiten Intervall abtastet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt v) unter Anwendung einer Gleit-Fenstertechnik durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei jedes Mal, wenn ein neuer Fehlerzählwert empfangen wird, der Wert am Kopf der Warteschlange entfernt wird und von der Gesamtzahl der Fehler subtrahiert wird, die über die Breite des Integrationsfensters angehäuft wurden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, weiterhin umfassend das Anhäufen der von dem zweiten Bitfehlermonitor empfangenen Abtastwerte in einer Warteschlange bei einem weiteren Bitfehlermonitor, Sammeln einer dritten Anzahl von Abtastwerten aus der Warteschlange über ein drittes Zeitintervall, Integration der dritten Anzahl von Abtastwerten zur Ermittlung einer dritten Bitfehlerrate und Vergleichen der dritten Bitfehlerrate mit einem entsprechenden programmierten Schwellwert.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die besagte vorbestimmte Aktion das Auslösen oder das Aufheben eines Alarms ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Bitfehlermonitore Mitteilungen erzeugen, wenn sie das Erreichen oder Überschreiten der entsprechenden Schwelle der Paritätszählwerte feststellen.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jeder Monitor eine Warteschlange für Abtastwerte von Paritätszählwerten aufweist, die verwendet wird, um die Anzahl der Fehler, die in einer festen Zeitspanne aufgetreten sind, zu integrieren.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei wenigstens einige der besagten Monitore vernetzt sind, so dass wenigstens einer der besagten vernetzten Monitore seine Abtastwerte von Paritätszählwerten von einem weiteren der besagten vernetzten Monitore mit einer n-fach niedrigeren Rate empfängt als der besagte weitere vernetzte Monitor.
  12. Einrichtung zum Erkennen einer Signalbeeinträchtigungsbedingung in einem synchronen digitalen Signal, mit Mitteln zum Erkennen des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von bestimmten Bitfehlerraten durch Integration der empfangenen Paritätsfehler über der Zeit in Bitfehlermonitormitteln und Mitteln, eingerichtet zum Reagieren auf Meldungen von den Bitfehlermonitormitteln darüber, dass sich der Status von Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von bestimmten Bitfehlerraten geändert hat, um eine vorbestimmte Aktion, abhängig vom Status der Monitormittel, durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: – Mittel zum Durchführen einer für das Signal spezifischen statistischen Analyse zum Bestimmen eines ersten und eines zweiten Zeitintervalls für das Abtasten der Bitfehlerzählwerte, die mit dem synchronen digitalen Signal empfangen werden; – Mittel zum Anhäufen der Bitfehlerzählwerte, die in dem Signal erkannt wurden, in einer ersten Warteschlange beim ersten Bitfehlermonitor (1); – Mittel zum Sammeln einer ersten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim ersten Bitfehlermonitor aus der Warteschlange über die erste Zeitspanne und Integrieren der ersten Anzahl von Abtastwerten, um eine erste Bitfehlerrate zu bestimmen; – Mittel zum Anhäufen der Abtastwerte, die von dem ersten Bitfehlermonitor erhalten werden, in einer zweiten Warteschlange bei einem zweiten Bitfehlermonitor (2); – Mittel zum Sammeln einer zweiten Anzahl von Abtastwerten der Paritätsbitfehler-Zählwerte beim zweiten Bitfehlermonitor (2) aus der Warteschlange über die zweite Zeitspanne und Integrieren der zweiten Anzahl von Abtastwerten, um eine zweite BER zu bestimmen; und – Mittel zum Vergleichen der ersten und der zweiten Bitfehlerrate mit entsprechenden ersten und zweiten programmierten Schwellwerten, um einen Klienten (3) des Bitfehlermonitors zu informieren, falls eine der ersten oder zweiten Bitfehlerrate den entsprechend ersten oder zweiten Schwellwert erreicht hat.
  13. Einrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mittel zum Vergleichen umfassen: – Mittel zum Erzeugen einer "überschritten oder gleich"-Meldung an den Bitfehlermonitorklienten, immer wenn die erste und die zweite Bitfehlerrate gleich oder höher wird als der entsprechende programmierte Schwellwert; und – Mittel zum Auslösen eines Alarms bei dem Bitfehlermonitorklienten, um anzuzeigen, dass der entsprechende programmierte Schwellwert erreicht oder überschritten wurde.
  14. Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei Mittel zum Vergleichen umfassen: – Mittel zum Erzeugen einer "weniger als"-Meldung an den Bitfehlermonitorklienten, immer wenn die erste und die zweite Bitfehlerrate kleiner wird als der entsprechende programmierte Schwellwert; und – Mittel zum Aufheben des Alarms bei dem Bitfehlermonitorklienten, um anzuzeigen, dass die entsprechende erste und zweite Bitfehlerrate kleiner wurden als der entsprechende programmierte Schwellwert.
  15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, eingerichtet zum Berechnen der zweite Anzahl von Abtastwerten als Verhältnis zwischen dem zweiten und dem ersten Zeitintervall, so dass der zweite Bitfehlermonitor effektiv die Paritätsbitfehlerzählwerte im empfangenen synchronen digitalen Signal bei jedem zweiten Intervall abtastet.
  16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei Mittel zum Sammeln zur Anwendung einer Gleit-Fenstertechnik eingerichtet sind.
  17. Einrichtung nach Anspruch 16, mit Mitteln, die so eingerichtet sind, dass, wenn ein neuer Fehlerzählwert empfangen wird, der Wert am Kopf der Warteschlange entfernt wird und von der Gesamtzahl der Fehler subtrahiert wird, die über die Breite des Integrationsfensters angehäuft wurden.
  18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, weiterhin umfassend Mittel zum Anhäufen der von dem zweiten Bitfehlermonitor empfangenen Abtastwerte in einer Warteschlange bei einem weiteren Bitfehlermonitor, Sammeln einer dritten Anzahl von Abtastwerten aus der Warteschlange über ein drittes Zeitintervall, Integration der dritten Anzahl von Abtastwerten zur Ermittlung einer dritten Bitfehlerrate und Vergleichen der dritten Bitfehlerrate mit einem entsprechenden dritten programmierten Schwellwert.
  19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, weiterhin umfassend Mittel für das Auslösen oder das Aufheben eines Alarms.
  20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei die Bitfehlermonitore eingerichtet sind, um Mitteilungen zu erzeugen, wenn sie das Erreichen oder Überschreiten der entsprechenden Schwelle der Paritätszählwerte feststellen.
  21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei jeder Bitfehlermonitor eine Warteschlange für Abtastwerte von Paritätszählwerten aufweist, die verwendet wird, um die Anzahl der Fehler, die in einer festen Zeitspanne aufgetreten sind, zu integrieren.
  22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, wobei wenigstens einige der besagten Monitore vernetzt sind, so dass wenigstens einer der besagten vernetzten Monitore seine Abtastwerte von Paritätszählwerten von einem weiteren der besagten vernetzten Monitore mit einer n-fach niedrigeren Rate empfängt als der besagte weitere vernetzte Monitor.
  23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der besagten Monitore eine Statusmaschine umfasst, die verfolgt, ob der Monitor gegenwärtig eine Bitfehlerrate erkennt, die gleich oder größer ist als ihre momentan überwachte Bitfehlerrate.
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