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

Erreurs FEC ascendantes et SNR comme moyens d'assurer la qualité et le débit des données

Introduction

L'exécution d'un réseau de données à grande vitesse (HSD) sur un réseau de câblage hybride fibre optique-câble coaxial (HFC) exige un important niveau de contrôle de la qualité afin d'assurer l'intégrité des données et le plus haut niveau de débit de données. Les deux méthodes généralement reconnues par lesquelles les câblodistributeurs peuvent mesurer la qualité des données sont par la surveillance du taux d'erreur sur les bits (TEB) ou du taux d'erreur de paquet (TEP).

Le DOCSIS (DOCSIS) trace les grandes lignes des conditions requises que chaque câblo-opérateur doit mettre à jour afin de transporter sûrement le trafic de données IP. Une importante caractéristique de DOCSIS satisfait la nécessité de protéger des données IP contre des problèmes de bruit de Radiofréquence (RF). Les utilisations de la caractéristique DOCSIS d'aider à mettre à jour l'intégrité des données IP au-dessus des usines de câble HFC est codage de la correction d'erreurs de transfert de Reed-Solomon (FEC).

Essentiellement, le codage FEC protège des données IP et des messages de gestion DOCSIS contre des erreurs de symbole provoquées par bruit et d'autres problèmes. La fonctionnalité unique de la FEC est qu'elle peut détecter des erreurs de symbole et également les corriger. Ainsi, DOCSIS spécifie que toutes les données IP qui sont transmises au-dessus d'une usine HFC devraient traverser un encodeur de Reed-Solomon, où des octets supplémentaires de parité sont ajoutés aux trames de données pour s'assurer qu'ils sont  du €  d'erreur-protectedâ de œ du €  d'â et problèmes moins enclins.

Remarque: La FEC ne fonctionne pas très bien si les erreurs sont créées par le bruit impulsif qui crée beaucoup d'erreurs en succession. des erreurs impulsion Impulsion bruit sont adressées sur l'en aval avec l'utilisation de l'interfoliage de faire les erreurs apparaître étendent, qui la FEC est efficace à la fixation. Le DOCSIS 2.0 a ajouté le ” en amont du €  d'interleavingâ qui les aides avec ce type de ” en amont mais de lui du €  d'impairmentâ (US) n'est pas disponible sur les Modems câble 1.x (CMS).

Sans aucun doute, le chemin de retour ou l'en amont du ™ s du €  de networkâ de câble est particulièrement vulnérable pour ébruiter et des problèmes relatifs. Un tel bruit peut être impulsion, bruit d'entrée, bruit thermique, découpage laser, et ainsi de suite. Sans codage FEC, les possibilités d'un paquet étant abandonné en raison des erreurs de bit sont considérables. Les erreurs FEC sur une usine de câble ne sont pas la seule mesure de qualité. Il y a d'autres variables qui doivent être considérées, comme le rapport porteuse/bruit (le CNR).

La norme DOCSIS inclut des paramètres recommandés pour la représentation en aval et en amont de la télévision par câble rf. Spécifiquement, la section 2.3.2 de la spécification de l'interférence de radio frequency (IFR), œ du €  d'â a supposé des caractéristiques en amont de transmission de la Manche rf, le  du €  d'â énonce ceci :

Transporteur-à-interférence plus le rapport d'entrée (la somme de bruit, déformation, déformation de commun-chemin et croix-modulation et la somme du d'entrée discret et large bande signale, bruit impulsif exclu) [ne soyez pas] moins de 25 dB.

En d'autres termes, le CNR recommandé par minimum DOCSIS USA est 25 dB. Afin de ce document, le CNR est défini comme rapport porteuse/bruit avant qu'il atteigne la puce de démodulateur (domaine rf), comme mesuré par un analyseur de spectre. Réciproquement, le SNR est défini comme rapport signal/bruit de la puce de récepteur du ™ s (™ de €  de CMTSâ s) USA du €  de systemâ de cable modem termination après que le transporteur ait été démodulé pour donner une bande de base pure, rapport signal/bruit.

Ainsi, quand on regarde la lecture SNR sur Cisco uBR7246 et voit un nombre comme 30 dB, il est facile de supposer que l'en amont semble rencontrer ou même dépasser DOCSIS et que les choses dans le monde rf sont bien. Ce n'est pas toujours le cas, cependant. DOCSIS ne spécifie pas le SNR, et l'évaluation du ™ s SNR du €  de CMTSâ n'est pas la même chose que le CNR celui-là mesure avec un analyseur de spectre.

Ce document discute l'en amont SNR du ™ s du €  d'uBRâ a estimé que le calcul et également le ™ s FEC du €  d'uBRâ pare et affiche pourquoi ces deux variables devraient être constamment évaluées pour assurer la qualité HSD au-dessus des environnements HFC.

Rapport signal/bruit

L'évaluation du ™ s SNR du €  d'uBRâ peut parfois être fallacieuse, et devrait être considérée seulement un point commençant quand il s'agit de vérifier l'intégrité du spectre de l'en amont rf. La lecture SNR sur le linecard de l'ubr MC16C est fournie par la puce des USA, mais la lecture n'est pas nécessairement un indicateur fiable problèmes du  rf du €  de œ du €  d'â de vrais-worldâÂ, tels que le bruit impulsif de type, d'entrée discret, et ainsi de suite. Ce n'est pas de dire que la lecture des USA SNR n'est pas précise. Dans les environnements avec peu de problèmes sur l'en amont (par exemple, bruit impulsif, d'entrée, déformation commune de chemin, et ainsi de suite), l'évaluation des USA SNR dépiste numériquement le CNR dans moins que quelques décibels, quand le CNR est dans la plage du dB 15 à 25. Il est précis avec le bruit gaussien blanc additif (AWGN) comme seul problème ; dans le monde réel, cependant, la précision de ces nombres peut varier. Ceci dépend de la nature des problèmes et reflète mieux le rapport d'erreur de modulation (MER) plutôt que le CNR.

Comment obtenir des lectures SNR et CNR

Cette section affiche quelques exemples de la façon obtenir l'évaluation de l'en amont SNR de l'uBR7200 de Cisco et uBR10K (voyez également l'annexe). Toutes les commandes et sorties de commande de l'interface de ligne de commande (CLI) sont prises de la version de logiciel 12.2(15)BC2a de Cisco IOS®, sauf indication contraire.

Notez qu'un  du €  de cardâ du œ S du €  d'â se rapporte à un linecard de câble avec des capacités intégrées d'analyse du spectre de matériel, tandis qu'un  du €  de cardâ de C de œ du €  d'â se rapporte à un linecard de câble sans cette capacité. Sous certaines configurations, la carte S signale le CNR au lieu du SNR, parce qu'elle a le matériel intégré pour remplir des fonctions d'analyse du spectre.

Conseil : En recueillant la sortie des commandes CLI de logiciel de Cisco IOS aux fins du dépannage ou pour expédier au support technique de Cisco, souvenez-vous pour activer l'horodateur prompt de terminal exec, de sorte que chaque ligne de sortie de commande CLI soit accompagnée d'un horodateur et du chargement CPU de courant sur le CMTS.

Pour des cartes 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

Pour des cartes de C ou des cartes S sans groupes de spectre assignés :

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

Il est recommandé que vous gardez le positionnement de niveau des USA au par défaut de 0 dBmV et utilisez les atténuateurs externes pour forcer des Modems pour transmettre aux niveaux supérieurs, s'il y a lieu.

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

Conseil : La commande phy peut être utilisée pour signaler le SNR même si le CNR est signalé dans la commande de shows controllers. C'est particulièrement utile parce que le SNR est signalé après que l'annulation d'entrée soit exécutée et le CNR est signalé avant l'annulation d'entrée.

Remarque: Le SNR est répertorié par code EC de modem in avec le détail de show cable modem.

La commande phy répertorie également d'autres attributs de couche physique si la distant-requête est configurée. Ces trois lignes de code peuvent être écrites pour lancer la distant-requête :

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

Trois secondes ont été utilisées pour une réponse rapide, qui ne peut être recommandée dans un CMTS fortement chargé. La chaîne de caractères de la communauté en lecture seule par défaut dans des la plupart des Modems est publique.

Remarque: Négligez l'entrée de microreflection, parce que c'est pour le DS et est limité par la précision de l'implémentation du ™ s du €  de 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

Listes de ces commandes SNR en utilisant la carte courant alternatif. Quand une carte S est utilisée et des groupes de spectre sont assignés, le CNR est signalé. La commande bavarde de mac-address de show cable modem fonctionne aussi bien.

Comment visualiser le plancher de bruit

Les cartes S te permettent également pour visualiser le plancher de bruit avec cette commande :

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

Ajouter l'IP de modem ou l'adresse MAC à la commande affiche l'alimentation de rafale de modem et la largeur de canal.

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  *******

Cette sortie affiche le bruit sous le transporteur et à d'autres fréquences.

En plus du CLI, des outils de gestion de réseau basés sur SNMP tels que le Cisco Broadband Troubleshooter (CBT) peuvent être utilisés pour afficher le spectre et autre des USA des attributs. En outre, des CiscoWorks peuvent être utilisés pour surveiller le SNR comme signalés par des linecards de câble utilisant l'objet de 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.

Remarque: Les différentes lectures cm SNR sont seulement disponibles sur les linecards MC5x20S et MC28U. Ces nouveaux linecards incorporent l'annulation d'entrée qui peut améliorer la représentation mais peuvent donner les lectures trompeuses SNR. Les lectures SNR sont après l'annulation d'entrée ; ainsi, si l'annulation d'entrée retire mathématiquement le d'entrée, puis le SNR pourrait signaler bien mieux que le rapport porteuse/interférence réel.

Remarque: En utilisant des groupes de spectre sur une carte S, les shows controllers commandent sélectionne aléatoirement des lectures CNR de tout le CMS sur cela les USA, qui pourraient être légèrement différents, donnant l'apparence d'un port des USA ou d'un CNR instable.

Transporteurs en amont dans la Zéro-envergure

Une valeur de mode utilisant dans un analyseur de spectre est le mode de zéro-envergure. C'est le mode de domaine de temps où l'affichage est amplitude contre le temps plutôt que l'amplitude contre la fréquence. Ce mode est très salutaire en visualisant le trafic de données qui est bursty en nature. La figure 1 affiche un analyseur de spectre dans la zéro-envergure (domaine de temps) tout en regardant le trafic ascendant d'un cm.

Affichage de Zéro-envergure de “ du €  d'â de figure 1 sur un analyseur de spectre

return_path_monitor_1.jpg

Des paquets de données peuvent être vus dans la figure 1, avec des demandes de modem et le bruit impulsif. C'est très utile pour mesurer les niveaux numériques moyens et observer le bruit et le d'entrée, comme vu dans la figure 2.

La mesure de Zéro-envergure de “ du €  d'â de figure 2 de l'en amont Digital a modulé l'amplitude de transporteur

return_path_monitor_2.gif

la Zéro-envergure peut également être utilisée pour voir si les paquets se heurtent les uns avec les autres de la mauvaise synchronisation ou du distributeur de headend ou de l'isolation pauvre de combinateur. Un paquet destiné à un port ascendant CMTS est  du €  de leakingâ de œ du €  d'â sur un autre en amont. Référez-vous aux livres blancs et aux documents répertoriés dans les informations relatives