BER (Bit Error Rate) e determinaçao de probabilidade de erro (pe) em fibras opticas.

O BER é a taxa de erro de bit ou razão de erros binários, um valor que serve para indicar a taxa de bits errados durante uma transmissao electrónica. Geralmente considera-se a quantidade de bits enviados e a quantidade de bits que foram recebidos de forma errada. Como vocês sabem a transmissao de dados electrónica é realizada de diversos modos. Pode ser D/A (Digital/Analógica), A/D (Analógica/Digital). Numa transmissao a informação transmitida está sujeita a erros, quer sejam distorção, atenuação, ou interferências electromagnéticas ou de radiofrequência ou mesmo térmicas (ruídos).
Essas interferências durante uma transmissao Analógica ou Digital mesmo em meios fiáveis como Fibra Ópticas (cuja transmissao é considerada só e somente digital) provocam alterações na forma de onda da fonte de informação original. Na recepção durante o processo de conversão A/D por exemplo claramente a informação transmitida é diferente da original.

O BER está directamente relacionado aos meios de transmissao. As fibras ópticas possuem um BER avaliado em 10^-12. Geralmente calcula-se o BER como BER = BitsErrados/BitsEnviados.

Por exemplo: Um sistema de transmissao óptica monomodal pertencente a um anel metropolitano da cidade de Luanda, possui uma BER de 10^-12 pretende-se determinar o numero de bits errados por segundo no caso em que:
a) Considera-se uma rede com arquitectura DWDM-PON.
b) Considera-se uma rede local com padrão fastethernet.
c) Considere agora um meio de comunicação em par tran
çado de cobre para uma DWDM-PON.

a) Berrados=10^-12*(10*10^9bps)=o,o1bps
b) Berrados=10^-12*(100*10^6bps)=0.0001bps
c) Berrados=10^-5*
(10*10^9bps)=100kbps

Repare nos exemplos acima. Uma DWDM-PON (arquitectura já muito comum em países asiáticos como Coreia do Sul) possui débitos binários individuais a 10Gbps. Repare que para um meio de transmissao óptica normal praticamente não existem erros na transmissao de dados com estes débitos binários bastante altos. Para um sistema que transmite a débitos binários de 100mbps os erros são ainda menores. Mas repare na linha c). Ali tenta-se transmitir dados a débitos binários iguais a duma DWDM-PON num cabo de par trancado, esses iguais a que temos nas nossas redes locais Ethernet. O resultado são 100 kilobits errados por segundo. Esta eh a razão fundamental de se usar fibras ópticas em vez dos meios tradicionais de meios de transmissao. Com fibras ópticas erra-se menos e logo a transmissao eh mais rápida. Com par trançado a transmissao como erra bastante a débitos binários altos necessitaria de retransmissão e isso tornaria o sistema lento.

Nas fibras ópticas e não só geralmente se avalia o pe ou probabilidade de BER, um valor que se espera do BER. Como dizia nas fibras ópticas o pe eh dado por:

probabilidade de BER

A razão complementar de erro (erfc, que são valores tabelados) eh dada por:

razao complementar de erro

Com o valor de erfc(x) = 1.538×10^-12 obtemos um valor de Q de aproximadamente 7. O valor de Q depende da corrente I e do desvio padrão no momento em que o laser se encontra apagado (em comunicações rápidas nunca se apaga completamente o laser) e aceso (0 e 1). Ele é dado por:

Para se obter um valor de pe avaliado em 10^-12 que é o ideal para fibras ópticas é necessário ter em conta a sensibilidade do receptor óptico pr que é a potencia óptica mínima necessária no receptor para se obter um valor de pe equivalente a 10^-12:

sensibilidade do receptor

O R lambda é um valor que depende da corrente do laser no momento em que ele se encontra apagado ou aceso.

Com estes dados em mãos, seria interessante então para um projectista de redes de telecomunicações, tentar determinar a potencia óptica necessária a receber para garantir uma pe de 10^-12. Assunto que veremos adiante.

Fontes:
Telecommunications and data communications handbook.
Joao Pires, IST/UCAN/ERICSSON apontamentos.

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3 pensamentos sobre “BER (Bit Error Rate) e determinaçao de probabilidade de erro (pe) em fibras opticas.

  1. Olá Nataniel…

    E a continuação deste artigo? Achei muito interessante, bem melhor explicado do que quando aprendi, com exemplo prático.

    Fiquei interessado sobre o cálculo da Potência para um determinado BER.

  2. Pingback: Agregaçao de links Ethernet usando Etherchannel (I) « Switching News Network Angola (SNN Angola)

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