MANUAL DEL BUEN INSTALADOR (I): El BER

Durante la época analógica las medidas principales que todo instalador de telecomunicaciones conocía perfectamente eran el nivel de señal y la relación señal/ruido. Además, también podía obtener pistas de posibles problemas al observar la calidad de la reproducción de imagen y audio. Esto ya no es posible con la transmisión digital, que ha obligado al profesional a utilizar nuevas medidas que no existían durante la época analógica. Dos de estas medidas son de gran importancia y de obligado cumplimiento para certificar la calidad de una instalación de televisión digital: el BER y el MER. Hoy nos centraremos en el BER y próximamente hablaremos del MER.

Como mencionamos en la entrada dedicada a MPEG-2 TS, la transmisión digital no es más que una serie de datos binarios organizados por paquetes de 188 bytes y puestos en serie. A este flujo de datos se le da el nombre de trama de transporte digital o transport stream. Durante la transmisión, estos bits pueden alterar su estado original debido a interferencias, ruido, distorsiones en la sincronización, etc. De estos bits “defectuosos” se obtiene el BER.

El BER es el Bit Error Ratio o Tasa de Error de Bits. El propio nombre es bastante significativo: el BER es la medida que indica la proporción de bits erróneos respecto al total de bits recibidos. El BER se obtiene de dividir  el número de bits erróneos entre el número total de bits recibidos durante un tiempo determinado.

Pongamos como ejemplo la transmisión de una secuencia de 25 bits como esta:

1100111011000101100010111

y en el receptor se recibe la secuencia siguiente de bits:

1000111001000101100011111

En este caso, hay 3 bits erróneos (los subrayados) que han cambiado su estado respecto a la señal enviada. El resultado de dividir 3 bits erróneos entre los 25 totales daría como resultado un BER = 0,12.

En realidad, el número de bits erróneos suele ser muchísimo más bajo con respecto a la cantidad de bits transmitidos. Por este motivo se suele utilizar la notación científica para representar el BER. Pongamos por ejemplo que en el medidor de campo aparece el valor BER = 9.0E-05, matemáticamente es equivalente a 9 x 10-5 que es lo mismo que decir 9 dividido entre 105 (9:100.000). Traduciendo a bits: 9 de cada 100.000 bits eran erróneos.

La conclusión es que hemos de conseguir un BER que sea lo más pequeño posible. Para ello, cada vez que veamos el BER hemos de fijarnos en el exponente. Cuanto mayor (en valor absoluto) sea el exponente, mejor será el BER. Por ejemplo, un valor de 1.0E-07 será mejor que un 9.0E-05, puesto que el exponente (7) es mayor y por tanto la proporción de bits erróneos mucho menor.

Por otro lado, según donde se realice la medida del BER, su valor puede variar. Si la medida se realiza justo después de la demodulación, su valor será distinto que si se mide después de la aplicación del sistema de corrección de errores. Por este motivo dentro de la medida del BER se diferencia entre CBER (Channel BER; BER del canal) y VBER (BER after Viterbi; BER despues de Viterbi). CBER es la medida del BER de la señal después de ser demodulada y antes de aplicar la corrección de errores. VBER es la medida del BER después de aplicar el sistema de corrección de errores (FEC Viterbi).

Medida del CBER y del VBER

Medida del CBER y del VBER

El sistema de corrección de errores o FEC (Forward Error Correction o corrección posterior de errores) es un sistema que corrige los errores en los bits transmitidos. El FEC se basa en un algoritmo matemático que corrige la información recibida en función de una información redundante que se envía junto con la señal original. Esta información redundante se utilizan a posteriori para reconstruir la información distorsionada durante la transmisión. Entre los FEC más utilizados está el basado en el algoritmo de Viterbi y el de Reed-Solomon.

Utilizaremos un medidor HDRANGER + para medir el BER (CBER y VBER).

Medida de señal digital (VBER) en el HDRANGER +

Medida de señal digital (VBER) en el HDRANGER +

En pantalla vemos en la parte principal el valor numérico del VBER y en la parte inferior el VBER en forma de gráfica de barra. La representación gráfica se presenta sobre una escala logarítmica (no lineal), es decir, las marcas de la barra se corresponden con el exponente de la medida, así que cuanto menor sea la longitud de la barra mejor será la calidad de la señal.

Sobre la barra también aparece la palabra QEF (del inglés Quasi Error Free, casi libre de errores). QEF es un valor orientativo sobre la calidad de la imagen que corresponde a un VBER de 1.0xE-04. Por lo tanto la medida del VBER para señales aceptables debería encontrarse a la izquierda de esta marca.

Medida de señal digital (CBER) en el HDRANGER +

Medida de señal digital (CBER) en el HDRANGER +

El mejor valor que se puede obtener de VBER es 1.0xE-08. Este valor no puede superarse e indica que todos los bits recibidos han sido corregidos y que por tanto ya no queda ningún bit erróneo. El VBER está en relación con el CBER, ya que cuanto mejor sea la calidad de la señal recibida, menos errores habrán y más fácil lo tendrá el FEC para corregirlos y llegar a cero bit erróneos. Para conseguir un buen VBER, el CBER debería ser siempre superior a 1.0xE-02. A partir de 1.0xE-04 se considera una muy buena señal.

Aun así, cada país suele tener su propia legislación que determina los valores para estas medidas. En el caso de España está el Real Decreto 346/2011, Reglamento regulador de las infraestructuras comunes de telecomunicaciones para el acceso a los servicios de telecomunicación en el interior de las edificaciones y la orden ITC/1644/2011, que desarrolla este reglamento.

Esta normativa indica los valores mínimos de calidad para varios tipos de medidas y tipos de transmisión. En el caso de la televisión digital terrestre (modulación COFDM) el valor del VBER (según la normativa, BER medido a la entrada del decodificador de Reed Solomon) debe ser menor o igual que 9 x 10-5.

Por último, la propia experiencia que vaya adquiriendo el instalador también le servirá para saber cuando está recibiendo una bueña señal, ya que puede depender también de otras variantes como la calidad del receptor de TV y del sistema de corrección de errores que utilice.

Aquí acabamos con el BER. En la próxima entrada hablaremos de otra medida fundamental, el MER.

Acerca de El blog de PROMAX

PROMAX es una compañía líder en el área de la instrumentación electrónica, especialista en las tecnologías de la información y las telecomunicaciones. La gama de equipos incluye instrumentos para instalar, certificar y mantener redes de fibra óptica, así como servicios de banda base como MPEG2, y servicios de banda ancha como TV Cable, Satélite y Televisión Digital Terrestre. La empresa fue fundada en Barcelona en 1963 y en la actualidad dispone de una amplia red de ventas con servicios de calibración en numerosos países.
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Una respuesta a MANUAL DEL BUEN INSTALADOR (I): El BER

  1. Jose dijo:

    Muy buena explicación. Estaba buscando explicación sobre el BER y encontré este tutorial. Me gustaría que tuvierais uno sobre el MER. Gracias.

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