Dando continuidade ao artigo anterior, publicado no blog sobre os testes de desempenho em redes, vamos falar sobre o teste da taxa de erro de bits – BER.
Erros são inevitáveis numa transmissão de dados e bits errados surgem em sistemas de telecomunicações como resultado de efeitos distintos, imprevisíveis e aleatórios no tempo, tais como: ruídos causados por indução eletromagnética, falhas de sincronismo entre o transmissor e o receptor, defeitos de componentes eletrônicos, mudanças de características ou configurações do meio físico, entre outros.
Os sistemas de comunicação devem, portanto, possuir mecanismos capazes de monitorar e, posteriormente, controlar e corrigir os erros ocorridos. A Taxa de Erro de Bit (BER – Bit Error Rate), ou taxa de bits errados, é um importante indicador de qualidade para um enlace de telecomunicações, usado para expressar a relação entre o número de bits recebidos com erro na recepção a partir do número total de bits enviados na transmissão, durante um determinado intervalo de tempo:
BER = (número de bits errados) / (número de bits transmitidos)
A BER faz uma comparação dos bits transmitidos com os recebidos, computando o número de erros e a taxa de erros dos mesmos. A medição de bits errados na rede é indispensável ao bom funcionamento dos links de dados e todos os padrões de redes trazem especificações da BER como uma forma de garantir que os sinais sejam recebidos com poucas distorções. No Brasil, a ANATEL especifica e homologa para cada tipo de sistema a taxa máxima aceitável de bits errados, seguindo normas internacionais como, por exemplo, G.821, G.826 e M.2100, da ITU-T (International Telecommunication Union – Telecommunications section).
Na prática, o método de medição de bits errados é baseado na utilização de um padrão de teste gerado por um equipamento conhecido como Bit Error Rate Tester (BERT). Normalmente é um equipamento portátil, também conhecido por muitos profissionais como testset, projetado especificamente para análise de desempenho e para a manutenção de redes digitais e que são projetados para transmitir e receber determinados padrões de bits. Alguns modelos são providos de módulos distintos que os capacitam a realizar testes em circuitos onde trafegam diferentes tipos de protocolos, como Ethernet, por exemplo. É possível realizar testes com o BERT continuamente, por um período de tempo pré-definido ou estabelecendo um determinado tamanho de bloco de dados selecionado pelo operador do instrumento.
Um BERT deve ser capaz de gerar um padrão de testes fixo ou uma sequência binária pseudoaleatória (PRBS – Pseudo Randon Binary Sequence) de ‘0’s e ‘1’s. O comprimento da sequência possui 2N-1 estados sem repetição. Esse valor de N é importante para a precisão da medição, uma vez que ele determina o comprimento máximo da sequência e sua repetição. Os valores típicos de N são 7, 10, 15, 20, 23 e 31. Os padrões com comprimentos N=15 e N=23 foram adotados como prática internacional e estão presentes na maioria dos instrumentos de teste.
Uma vez definido o padrão de bits no equipamento transmissor, deve-se definir o mesmo padrão no equipamento receptor. Dessa forma, o equipamento receptor aguarda a sequência de bits que deve chegar e faz a comparação, um a um, de cada bit recebido com o padrão que é esperado. Se na comparação os bits forem diferentes é sinal que existe algum problema ao longo do percurso (link), o que ocasionou um “erro de bit”, sendo então incrementado o contador de bits errados. Todos os padrões de recepção trazem especificações de BER como uma forma de garantir que os sinais sejam recebidos com poucas distorções.
BER é uma medida do desempenho adimensional, que pode ser expressa como uma percentagem ou expressa como uma potência de 10; por exemplo, para a qualidade de transmissão em redes Ethernet a 10Mbps, é esperado um valor inferior a um bit errado para um bilhão de bits transmitidos, ou uma BER de 10-9 e para as especificações de redes em banda larga, espera-se erro máximo de um bit de erro em um trilhão de bits transmitidos, ou seja, uma BER de 10-12.
