Radio Frequency (RF) Hybrid Fiber-Coaxial (HFC)

Errores FEC ascendentes y SNR como modos para garantizar la calidad de los datos y el rendimiento

Introducción

Para manejar una red de alta velocidad de datos (HSD) sobre una planta de cable coaxial/fibra híbrida (HFC) se requiere un gran nivel de control de calidad para asegurar la integridad de los datos y el más alto nivel del flujo de datos. Los dos medios generalmente aceptados a través de los cuales los operadores de cable pueden medir la calidad de los datos es controlando la velocidad de bits de error (BER) o la velocidad de bits de paquete (PER).

El Data Over Cable Service Interface Specification (DOCSIS) delinea los requisitos que cada operador de cable debe mantener para transportar confiablemente el tráfico de datos IP. Una característica importante del DOCSIS dirige la necesidad de proteger los datos IP contra las debilitaciones del ruido del Radiofrecuencia (RF). La función que DOCSIS utiliza para ayudar a preservar la integridad de los datos IP sobre plantas de cable es la codificación Reed-Solomon Forward Error Correction (FEC).

Esencialmente, la codificación FEC protege los datos IP y los mensajes de administración del DOCSIS contra los errores de símbolo causados por el ruido y otras debilitaciones. La única característica de FEC es que puede detectar errores de símbolos y corregirlos. Así, el DOCSIS especifica que todos los datos IP que se transmiten sobre una planta HFC deben pasar con codificador Reed-Solomon, donde los bytes de paridad adicionales se agregan a los marcos de datos para asegurarse de que son  del €  del error-protectedâ del œ del €  del â y debilitaciones menos propensas.

Nota: El FEC no trabaja muy bien si los errores son creados por el ruido del impulso que crea muchos errores sucesivamente. los errores Impulso-ruido-inducidos se dirigen en el rio abajo con el uso de la interpolación de hacer que los errores aparecen separados hacia fuera, que el FEC es eficaz en la fijación. El DOCSIS 2.0 ha agregado el ” por aguas arriba del €  del interleavingâ que las ayudas con este tipo de ” por aguas arriba sino de él del €  del impairmentâ (los E.E.U.U.) no están disponibles en el Cable módems 1.x (CMS).

Sin duda, el trayecto de retorno o la conexión en sentido ascendente del ™ s del €  del networkâ del cable es determinado vulnerable divulgar y las debilitaciones relacionadas. Puede tratarse de distintos tipos de ruido: de impulso, de ingreso, térmico, reducción con láser, etcétera. Sin codificación de FEC, son enormes las probabilidades de que se esté perdiendo un paquete debido a errores de bit. Los errores FEC en una planta de cable no son la única medida de la calidad. Hay otras variables que deben considerarse, como la Relación entre portadora y ruido (CNR).

La norma DOCSIS incluye parámetros recomendados para el rendimiento de RF de TV por cable descendente y ascendente. Específicamente, la sección 2.3.2 de la especificación de interferencia en radio frecuencia (RFI), œ del €  del â asumió las características de transmisión por aguas arriba del canal RF,  del €  del â estado esto:

DB de 25 del [will not be] de la relación de transformación de Portador-a-interferencia más el ingreso (la suma de ruido, distorsión, distorsión de trayecto común y cruz-modulación y la suma de ingreso discreto y de banda ancha señala, ruido del impulso excluido) menos.

Es decir el mínimo de DOCSIS recomendó los E.E.U.U. CNR es DB 25. Con el fin de este documento, el CNR se define como el relación portadora-ruido antes de que alcance el chip del desmodulador (dominio RF), según lo medido por un analizador de espectro. Inversamente, el SNR se define como el relación señal-ruido del chip del receptor ascendente del ™ s (™ s del €  del systemâ de la terminación del cablemódem del €  de CMTSâÂ) después de que el portador se haya desmodulado para dar una banda base pura, relación señal-ruido.

Por lo tanto, si se observa la lectura SNR en un uBR7246 de Cisco y aparece un número como 30 dB, es fácil suponer que la transmisión ascendente parece cumplir con las DOCSIS o aun superarlas y que el mundo del RF funciona bien. Sin embargo, este no siempre es el caso. El DOCSIS no especifica el SNR, y la estimación del SNR del ™ s del €  de CMTSâ no es la misma cosa que el CNR aquél mide con un analizador de espectro.

Este documento discute el ™ s del €  del uBRâ cálculo estimado del flujo ascendente SNR y también el ™ s FEC del €  del uBRâ contradice y muestra porqué estas dos variables se deben evaluar constantemente para asegurar la calidad HSD en entornos HFC.

Relación señal-ruido

La estimación del SNR del ™ s del €  del uBRâ puede a veces ser engañosa, y se debe considerar solamente un punto de partida cuando se trata de marcar la integridad del espectro de la conexión en sentido ascendente RF. Lectura de SNR encendido el linecard del uBR MC16C es proporcionado por el chip E.E.U.U., pero la lectura no es necesariamente un indicador confiable de las debilitaciones reales-worldâ del  RF del €  del œ del €  del âÂ, tales como ruido impulsivo del tipo, ingreso discreto, y así sucesivamente. Eso no significa que la lectura de SNR de US no sea adecuada. En los entornos con pocas debilitaciones en la conexión en sentido ascendente (por ejemplo, ruido del impulso, ingreso, distorsión de trayecto común, y así sucesivamente), la estimación del SNR E.E.U.U. sigue numéricamente el CNR dentro menos que un par de decibelios, cuando el CNR está en el rango DB 15 a 25. Es exacta con el ruido gausiano blanco aditivo (AWGN) como la única debilitación; en el mundo real, sin embargo, la exactitud de estos números puede variar. Esto depende de la naturaleza de las debilitaciones y refleja mejor la proporción de error de la modulación (MER) bastante que el CNR.

Cómo obtener las lecturas del SNR y CNR

Esta sección muestra algunos ejemplos de cómo obtener la estimación por aguas arriba del SNR del Cisco uBR7200 y el uBR10K (también vea el apéndice). Toman todos los comandos y salidas de comando del comando line interface(cli) del Software Release 12.2(15)BC2a de Cisco IOS®, salvo especificación de lo contrario.

Observe que un  del €  del cardâ del œ S del €  del â refiere a una placa de línea del cable con las capacidades incorporadas de la análisis de espectro del hardware, mientras que un  del €  del cardâ del C del œ del €  del â refiere a una placa de línea del cable sin esta capacidad. Bajo ciertas configuraciones, la tarjeta S reporta CNR en lugar de SNR, debido a que tiene un hardware incorporado para realizar funciones de análisis de espectro.

Consejo: Al recolectar la salida de los comandos CLI del Cisco IOS Software con el propósito de resolver problemas o para remitir a Cisco el Soporte técnico, recuerde habilitar el grupo fecha/hora terminal del prompt exec, de modo que cada línea de salida del comando CLI sea acompañada por un grupo fecha/hora y por la corriente carga de la CPU en el CMTS.

Para los indicadores luminosos LED amarillo de la placa muestra gravedad menor S:

ubr7246# show controller cable6/0 upstream 0Load for five secs: 5%/1%; one minute: 5%; five minutes: 5%Time source is NTP, 00:17:13.552 UTC Sat Feb 7 2004 Cable6/0 Upstream 0 is up  Frequency 21.810 MHz, Channel Width 3.2 MHz, 16-QAM Symbol Rate 2.560 Msps  This upstream is mapped to physical port 0  Spectrum Group 1, Last Frequency Hop Data Error: NO(0)  MC28U CNR measurement - 38 dB

Para los indicadores luminosos LED amarillo de la placa muestra gravedad menor del C o los indicadores luminosos LED amarillo de la placa muestra gravedad menor S sin los grupos del espectro asignados:

ubr7246vxr# show controller cable3/0 upstream 0Load for five secs: 10%/1%; one minute: 7%; five minutes: 5%Time source is NTP, 00:17:13.552 UTC Sat Feb 7 2004 Cable3/0 Upstream 0 is up  Frequency 25.392 MHz, Channel Width 3.200 MHz, QPSK Symbol Rate 2.560 Msps  Spectrum Group is overridden  BroadCom SNR_estimate for good packets - 26.8480 dB  Nominal Input Power Level 0 dBmV, Tx Timing Offset 2035

Se recomienda que usted guarda el conjunto del nivel E.E.U.U. en el valor por defecto de 0 dBmV y utiliza los atenuadores externos para forzar los módems para transmitir en niveles más altos, en caso necesario.

ubr7246# show cable modem phyMAC Address    I/F     Sid USPwr  USSNR  Timing MicrReflec DSPwr DSSNR Mode                          (dBmV)  (dB)   Offset (dBc)     (dBmV) (dB)0002.8a8c.6462 C6/0/U0  9  46.07  35.42  2063   31        -1.05  39.05  tdma000b.06a0.7116 C6/0/U0  10 48.07  36.12  2037   46         0.05  41.00  atdma

Consejo: El comando phy puede ser utilizado para señalar el SNR incluso si el CNR está señalado en el comando show controllers. Esto es especialmente útil porque el SNR está señalado después de que se realice la cancelación del ingreso y el CNR está señalado antes de la cancelación del ingreso.

Nota: La SNR se detalla por módem en el código EC con el comando show cable modem detail.

El comando phy también enumera otros atributos de la Capa física si se configura la telecontrol-interrogación. Estas tres líneas de código pueden ingresarse para activar la consulta remota:

snmp-server managersnmp-server community public rocable modem remote-query 3 public

Se utilizaron tres segundos para una respuesta rápida, no recomendada en un CMTS muy cargado. La identificación de comunidad sólo de lectura predeterminada en la mayoría de los módems es pública.

Nota: Desatienda la entrada de microreflexión, porque esto está para el DS y es limitada por la exactitud de la implementación del ™ s del €  del vendorâ CM.

ubr7246# show cable modem 000b.06a0.7116 cnrMAC Address    IP Address      I/F      MAC     Prim  snr/cnr                                        State   Sid   (dB)000b.06a0.7116 10.200.100.158  C6/0/U0  online  10     38

Este comando enumera SNR cuando utiliza una tarjeta C. Cuando se usa una tarjeta S y se asignan los grupos de espectro, se informa CNR. El comando show cable modem mac-address verbose también funciona.

Cómo ver el suelo del ruido

Las tarjetas S le permiten ver el piso de ruido con este comando:

ubr7246-2# show controller cable6/0 upstream 0 spectrum ?  <5-55>              start frequency in MHz  <5000-55000>        start frequency in KHz  <5000000-55000000>  start frequency in Hz  A.B.C.D             IP address of the modem  H.H.H               MAC address of the modem

Agregar el IP del módem o la dirección MAC al comando muestra el poder y el ancho del canal de la explosión del módem.

ubr7246-2# show controller cable6/0 upstream 0 spectrum 5 55 ?  <1-50>  resolution frequency in MHzubr7246-2# show controller cable6/0 upstream 0 spectrum 5 55 3Spect DATA(@0x61359914) for u0: 5000-55000KHz(resolution 3000KHz, sid 0:Freq(KHz) dBmV Chart5000 :    -608000 :    -23  ****************11000:    -45  *****14000:    -46  *****17000:    -5520000:    -6023000:    -6026000:    -5529000:    -18  *******************32000:    -6035000:    -6038000:    -6041000:    -5544000:    -45  *****47000:    -6050000:    -6053000:    -41  *******

Esa salida muestra el ruido bajo el portador y en otras frecuencias.

Además del CLI, las herramientas de administración de red SNMP basadas tales como Cisco Broadband Troubleshooter (CBT) se pueden utilizar para visualizar el espectro ascendente y otro los atributos. También, los CiscoWorks se pueden utilizar para monitorear el SNR según lo señalado por las placas de línea del cable usando el objeto del docsiIfSigQSignalNoise:

DOCS-IF-MIBdocsIfSigQSignalNoise	.1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.5	Signal/Noise ratio as perceived for this channel. 	At the CM, describes the Signal/Noise of the downstream 	channel.  At the CMTS, describes the average Signal/Noise 	of the upstream channel.

Nota: Las lecturas individuales del SNR CM están solamente disponibles en el MC5x20S y el linecards MC28U. Estas nuevas placas de línea incorporan la cancelación del ingreso que puede mejorar el funcionamiento pero pueden dar las lecturas engañosas del SNR. Las lecturas del SNR están después de cancelación del ingreso; Así pues, si la cancelación del ingreso quita matemáticamente el ingreso, después el SNR podría señalar mucho mejor que la relación de portadora-interferencia real.

Nota: Al usar a los grupos del espectro en un indicador luminoso LED amarillo de la placa muestra gravedad menor S, el comando show controllers selecciona aleatoriamente las lecturas CNR de todo el CMS en eso los E.E.U.U., que podrían ser levemente diferente, dando el aspecto de un puerto E.E.U.U. o de un CNR inestable.

Upstream Carriers (Portadoras ascendentes)

A modo que vale la pena que usa en un analizador de espectro es el modo del cero-span. Este es el modo de dominio temporal donde se muestra la amplitud comparada con el tiempo en lugar de la amplitud comparada con la frecuencia. Este modo es muy conveniente cuando se visualiza el tráfico de datos que está congestionado por naturaleza. El cuadro 1 muestra un analizador de espectro en el cero-span (dominio temporal) mientras que mira el tráfico por aguas arriba de un CM.

Cuadro 1 visualización del cero-span del “ del €  del â en un analizador de espectro

return_path_monitor_1.jpg

Los paquetes de datos se pueden ver en el cuadro 1, junto con las peticiones del módem y el ruido del impulso. Esto es muy útil para medir los niveles digitales medios y observar el ruido y el ingreso, como se ve en el cuadro 2.

El cuadro 2 medida del cero-span del “ del €  del â de la conexión en sentido ascendente Digital moduló la amplitud del portador

return_path_monitor_2.gif

El cero-span se puede también utilizar para considerar si los paquetes están chocando con uno a de la mala sincronización o poor headend splitter o aislamiento del combinador. Un paquete previsto para un puerto ascendente CMTS es  del €  del leakingâ del œ del €  del â sobre otra conexión en sentido ascendente. Refiera a los White Paper y a los documentos enumerados en la información relacionada