ブロードバンド ケーブル : 無線周波数(RF)光ファイバ / 同軸ハイブリッド(HFC)

CMTS における RF または設定の問題の特定

2003 年 2 月 5 日 - ライター翻訳版
その他のバージョン: PDFpdf | 機械翻訳版 (2013 年 8 月 21 日) | 英語版 (2006 年 9 月 3 日) | フィードバック

目次

概要
はじめに
     表記法
     前提条件
     使用するコンポーネント
RF プラントのトラブルシューティングに関するルール
RF 問題に関するケーブルの show コマンド
     DOCSIS ケーブル アップストリーム RF の仕様
     DOCSIS ケーブル ダウンストリーム RF の仕様
     表中の注意事項
     ダウンストリームのチェック
     アップストリームのチェック
RF 問題の診断でのフラップ リストの使用方法
関連するシスコ サポート コミュニティ ディスカッション
関連情報

概要

この文書では、ケーブル ネットワークの問題の原因が、ケーブル ルータと RF プラントのどちらにあるかを判断するためのトラブルシューティング手順について説明します。RF プラントに関する問題の大部分は、低いアップストリーム Signal to Noise Ratio(SNR; 信号対雑音比)レベルで診断されるため、この値の検査に重点を置きます。この文書では、まず最初に、従わなければならない簡単なルールと、アップストリーム SNR レベルを計算する方法について説明します。次に、ダウンストリーム チャネルとアップストリーム チャネルを確認するために使用する、主な設定パラメータとコマンドについて説明します。そして最後に、RF 問題を詳しく診断するためのフラップ リスト コマンドについて説明します。

RF プラントのトラブルシューティングにスペクトル アナライザを使用する方法についての説明は、この文書の範囲外です。SNR レベルまたはその他の分析結果が RF プラントの問題を示唆していて、スペクトル アナライザを使用してこの分野を詳しくトラブルシューティングしたい場合は、関連情報のセクションにある「ケーブル ヘッドエンドの接続と設定」を参照してください。

異なるケーブル Cisco IOS(R) ソフトウェア バージョンを使用する uBR7100、uBR7200、および uBR10000 の各モデル、および NPE カードのトラブルシューティングでは、RF に関する問題であるかどうかにかかわらず、同じ方法に従ってください。唯一の違いは、いくつかのコマンド構文の違いと処理能力、および uBR7100 には内蔵アップコンバータがあることだけです。

はじめに

表記法

文書表記の詳細については、「シスコ テクニカル ティップスの表記法」を参照してください。

前提条件

この文書では、読者の環境で Cisco uBR9xx または CVA120 シリーズのケーブル モデムにアクセスでき、トラブルシューティングに使用できることを前提としています。

使用するコンポーネント

この文書の情報は、シスコのハードウェア uBR7246 VXR(NPE300)プロセッサ(リビジョン C)、Cisco IOS ソフトウェア(UBR7200-K1P-M)バージョン 12.1(9)EC、および CVA122 Cisco IOS ソフトウェア 12.2(2)XA に基づいています。

RF プラントのトラブルシューティングに関するルール

  • RF プラントは、MAC レイヤ 2 に相当すると考えることができます。通常、RF プラントに問題がある場合は、レイヤ 2 の接続が確立できなくなります。show cable modem コマンドでオンライン状態が init(rc) ステータスを通過していることが示されている場合は、レイヤ 2 の接続が確立されていることを意味し、通常は RF に関係する問題はないことを示しています。ただし、ケーブル モデムが init(rc) を通過し、init(i) すら通過した場合でも、RF に関する問題がある場合があります。このとき、より狭いアップストリーム チャネルを使用すると、その問題が RF に関連していることを証明できる場合があります。詳しくは cable upstream 0 channel-width xxx コマンドを参照してください。

  • 実稼動ネットワークを設置する前に、RF プラントの特性などが分かっているラボなどの管理された環境で、ケーブル ルータの設定を必ず確認してください。これを行っておけば、実稼動ネットワークを設置する際にはルータ設定の特性が判明しており、問題の原因を切り分けられます。このためには、適切な RF の設計が必須です。ケーブル ネットワークを実稼動環境に設置する前に読む必要がある文書は、「ケーブル ヘッドエンドの接続と設定」および「RF 仕様」です。

  • ダウンストリーム方向はブロードキャスト ドメインになります。ここでの問題は多数のケーブル モデム(またはすべてのケーブル モデム)に影響を与え、専らダウンストリーム プラント内で起きる可能性が高いものです。

  • アップストリーム方向は、各ケーブル モデムの個々の回線に基づきます。ほとんどのケーブル ネットワークの問題は、アップストリーム方向で生じます。個々のケーブル モデムまたは小規模なケーブル モデムのグループに影響を与える問題が、アップストリーム方向で生じる可能性があります。しかし、不安定な接続、ダウンストリームの入力、およびドロップの問題は、個々のケーブルモデムへのダウンストリーム信号に影響を与えます。さらに、個々のダウンストリーム レーザー、光リンク、ノード、またはノードを越えての同軸ケーブルプラントに関する問題が、少数のモデムに影響を与えることもあります。

  • アップストリーム側のケーブル モデムに関する問題の多くは、低い signal to noise ratio(SNR; 信号対雑音比)が原因で発生します。しかし、インパルス ノイズ(または SNR では示されない同様の障害)が本当の原因である場合には、Broadcom のチップの SNR の予測値は見かけ上通常の運用を示すこともあることに注意してください。show controller cable x/x コマンドおよび show cable modem detail コマンドは、アップストリーム SNR 値を計算する uBR72xx ラインカード上の Broadcom 3137 チップに問い合せを行います。SNR は実際には検出後のベースバンド測定値であるため、carrier-to-noise ratio(CNR; 搬送波対雑音比)の方がより適切な用語であることに注意してください。次に、アップストリームの計算方法について説明します。

  • uBR7200 および uBR10000 がある場合、使用する外部アップコンバータの設定が正しく行われている必要があります。GI アップコンバータは NTSC テーブルに基づき、中心周波数よりも低い 1.75 MHz に設定されていることに注意してください。この理由については、「ケーブルの無線周波数(RF)に関する FAQ」を参照してください。

  • MC カードが異なると、ダウンストリーム ポートの出力パワーも異なります。このため、パディング(外部減衰用)の付加を必要とするカードもあります。使用しているラインカードに応じて、追加するパディング量が仕様に従っていることを確認してください。MC11 カードと MC16B カードの出力パワーは 32 dBmV で、パディングの必要はありません。しかし、他の MCxx カードの出力パワーはすべて 42 dBmV であるため、10 dB のパディングが必要です。

SNR の予測プロセスでは、修正不能な forward error correction(FEC; 転送エラー修正)エラーのないパケットだけを使用し、受信したシンボル 10,000 個の平均値を導き出します。パケットが損傷を受けた場合はカウントしないため、アップストリーム SNR の予測値は不自然に高くなる場合があります。アップストリーム SNR の予測には、CATV アップストリーム ネットワークで一般的に見られる実際のバースト雑音、インパルス、または断続的なノイズは考慮されません。。Broadcom のアップストリーム SNR の予測値と、スペクトル アナライザで測定される値を比較すると、大きな違いが現れることがよくあります。Broadcom チップのアップストリーム SNR の予測プロセスは、25 dB から 32 dB の範囲で最も信頼性が高くなります。アップストリーム SNR の予測値が 35 dB 以上になった場合は、その結果に信頼性がないことを考慮し、スペクトル アナライザを使用して実際の アップストリーム CNR 測定値を計ってください。

10,000 シンボルを収集する最適な時間は、3.2 MHz または 1.6 MHz のチャネル幅の場合、使用率 100 % のアップストリームで 10 〜 20 ミリ秒です。これだけの通過トラフィック量があり、同時にアップストリーム SNR の低下が生じることはあまり一般的ではありません。アップストリームの SNR が低いほど、通過するトラフィックがより劣化します。この劣化により、Broadcom チップで 10,000 シンボルを収集するのにかかる時間が長くなり、結果として得られるアップストリームの SNR 予測値は不正確になります。アップストリームの SNR 予測値が 25 dB よりも低くなった場合、その値には信頼性がないということを考慮してください。アップストリームの SNR レベルがこのように低くなると、システムにエラーが多発し、トラフィックは著しく低下します。フラップ リストのエントリの多くや、SID の接続数も低くなると思ってください。show cable hop コマンドでは、修正可能および修正不能な FEC のエラーが多数あることが示されます。

ただし、上記の制限事項を考慮した上で、show controller cable x/x コマンドで示されるアップストリームの SNR レベルが 25 dB から 32 dB の範囲にある場合は、このコマンドを使用して、明らかな RF 問題があるかどうかを判断してください。

アップストリームの CNR 予測値は、通常はアップストリームの SNR 予測値よりも 3 〜 4 dB 低くなります。一般的なケーブル プラントでは、アップストリームの SNR が 32 〜 33 dB、アップストリームの CNR が 28 〜 29 dB になります。

RF 問題に関するケーブルの show コマンド

次の show コマンドは CMTS で使用され、RF 問題の診断に役立ちます。

次の shwo コマンドは CM で使用され、RF 問題の診断に役立ちます。

参照用として、「show コマンドの応答について」も参照してください。

show controllers cable x/x downstream および show controllers cable x/x upstream コマンドは、疑わしい RF 問題を診断する場合に、CMTS のケーブル カードのレイヤ 2 のステータスを表示するために使用できます。これらのコマンドは、使用されている周波数の設定と、アップストリームの SNR 値をチェックするために使用します。SNR 値が急速に変化しているかどうかを見るには、show controllers cable x/x upstream コマンドを数回入力する必要があります。アップストリームの SNR 値が正常な場合でも、急速に変動している場合は RF 問題を示唆しています。

RF プラントでのノイズの確認には、show interface cable x/x upstream y コマンドを使用します。修正不能なエラー、ノイズ、および微小反射のカウンタが高く、急速に増加している場合は、一般的には RF プラントにノイズがあることを示唆しています。ケーブル モデムへのレイヤ 2 の接続性を確認するには、ping docsis コマンドも使用できます。

これらのコマンドは、次の項目のチェックに使用します。

  • 設定パラメータ

  • 使用されているダウンストリームおよびアップストリームの周波数

  • dB の単位でのノイズの測定。この値が許容範囲内で正しいことを確認してください。ノイズの制限の表は、次の表に含まれています。

DOCSIS ケーブル アップストリーム RF の仕様

注:*n は、後方に追加情報があることを意味しています。

アップストリームの仕様

DOCSIS の仕様*1

最小設定値 *2

システム/チャネル

周波数の範囲

5 〜 42 MHz(北米)、5 〜 65 MHz(ヨーロッパ)

5 〜 42 MHz(北米)、5 〜 65 MHz(ヨーロッパ)

最も遠い CM から最も近い CM または CMTS までの伝送遅延。

< 0.800 マイクロ秒

< 0.800 マイクロ秒

搬送波対雑音比

25 dB

25 dB

搬送波対受信電力比

> 25 dB

> 25 dB

搬送波対干渉波比

> 25 dB(QPSK) *4

> 25 dB(16 QAM) *4

> 21 dB(QPSK) *4

> 24 dB(16 QAM) *4

搬送波ハム変調

< -23 dBc  *6 (7%)

< -23 dBc(7%)

バースト雑音

ほとんどの場合、1 kHz の平均レートで 10 マイクロ秒以下

ほとんどの場合、1 kHz の平均レートで 10 マイクロ秒以下

振幅リプル

0.5 dB/MHz

0.5 dB/MHz

グループ遅延リプル

200 ns/MHz

200 ns/MHz

微小反射(シングル エコー)

-10 dBc @ < 0.5 マイクロ秒

-20 dBc @ < 1.0 マイクロ秒

30 dBc @ 1.0 マイクロ秒

-10 dBc @ < 0.5 マイクロ秒

-20 dBc @ < 1.0 マイクロ秒

30 dBc @ 1.0 マイクロ秒

季節的/1 日の信号レベルの変動

最小値と最大値の差が 8 dB 以下。

最小値と最大値の差が 8 dB 以下。

デジタル信号レベル

ケーブル モデムから(アップストリーム) 

+8 〜 +58 dBmV(QPSK)

+8 〜 +55 dBmV(16 QAM)

+8 〜 +58 dBmV(QPSK)

+8 〜 +55 dBmV(16 QAM)

モデム カードへの入力振幅(アップストリーム)

-16 〜 +26 dBmV、シンボル レートによって変化。

-16 〜 +26 dBmV、シンボル レートによって変化。

隣接ビデオ信号相対信号

-6 〜 -10 dBc

-6 〜 -10 dBc

DOCSIS ケーブル ダウンストリーム RF の仕様

ダウンストリームの仕様

DOCSIS の仕様*1

最小設定値 *2

システム/チャネル

RF チャネル スペーシング(帯域幅)

6 MHz

6 MHz

伝送遅延 *3

0.800 マイクロ秒

0.800 マイクロ秒

搬送波対雑音比

35 dB

35 dB

全電力の搬送波対干渉波比(離散的かつ広帯域の入力信号)

> 35 dB

> 35 dB

複合トリプル ビート ディストーション

< -50 dBc *6

< -50 dBc

二次搬送波

< -50 dBc

< -50 dBc

混変調レベル

< -40 dBc

< -40 dBc

振幅リプル

6 MHz で 0.5 dB

6 MHz で 0.5 dB

グループ遅延

6 MHz で 75 ns

6 MHz で 75 Ns

主要なエコー方向への微小反射

-10 dBc @ < 0.5 マイクロ秒

-15 dBc @ < 1.0 マイクロ秒

-20 dBc @ < 1.5 マイクロ秒

-30 dBc @ > 1.5 マイクロ秒

-10 dBc @ < 0.5 マイクロ秒

-15 dBc @ < 1.0 マイクロ秒

-20 dBc @ < 1.5 マイクロ秒

-30 dBc @ > 1.5 マイクロ秒

搬送波ハム変調

< -26 dBc (5%)

< -26 dBc (5%)

バースト雑音

10 kHz の平均レートで 25 マイクロ秒以下

10 kHz の平均レートで 25 マイクロ秒以下

季節的/1日の信号レベルの変動

8 dB

8 dB

信号レベルのスロープ(50 〜 750 MHz)

16 dB

16 dB

CM 入力でのアナログ ビデオ キャリアの最大レベル、上記の信号レベルの変動を含む。

+17 dBmV

+17 dBmV

CM 入力でのアナログ ビデオ キャリアの最小レベル、上記の信号レベルの変動を含む。

-5 dBmV

-5 dBmV

デジタル信号レベル

ケーブル モデムへの入力(レベルの範囲、1 チャネル)

-15 〜 +15 dBmV

-15 〜 +15 dBmV

隣接ビデオ信号相対信号

-6 〜 -10 dBc

-6 〜 -10 dBc

表中の注意事項

*1 -DOCSIS の仕様は、DOCSIS 準拠の双方向 Data-Over-Cable システムの基準となる設定です。

*2 - 最小設定は、システムの経年変化や温度の点で、DOCSIS 設定とはわずかに異なります。これらの設定を使用すると、DOCSIS 準拠の双方向 Data-Over-Cable システムの信頼性が向上します。

*3 - QPSK = Quadrature Phase-Shift Keying(4 位相偏移変調):2 つのデジタル ビットをコードするのに 4 つの位相状態を使用して、デジタル信号を無線周波数キャリア信号に変調する方式。

*4 - これらの設定は、デジタル キャリアに関連して計測されています。会社のポリシー、ケーブル ネットワークの初期設定などに基づいて、アナログ ビデオ信号との関係で 6 〜 10 dB を追加します。

*5 - QAM = Quadrature Amplitude Modulation(直交振幅変調):振幅と位相コードにより、デジタル信号を無線周波数キャリア信号に変調する方法。

*6 - dBc = キャリアに関連するデシベル値。

注:ヨーロッパ標準のための完全な仕様については、「RF 仕様」を参照してください。

ダウンストリームのチェック

ダウンストリーム インターフェイスをチェックする際には、設定が正しいことの確認から始めます。CMTS のダウンストリーム ケーブル インターフェイスを設定する際には、ほとんどの場合、デフォルトの値で十分です。システムのデフォルト設定を変更しない限り、個々のパラメータを指定する必要はありません。ダウンストリーム側の設定パラメータと、CMTS およびケーブル モデムの show コマンドで示される対応する値を照合するには、次の出力を使用してください。


  interface Cable6/1

   ip address 192.168.161.1 255.255.255.0 secondary

   ip address 10.1.61.1 255.255.255.0

   no keepalive

   cable insertion-interval 100

   cable downstream annex B

   cable downstream modulation 64qam

   cable downstream interleave-depth 32

   cable downstream frequency 405000000

   cable upstream 0 frequency 20000000

   cable upstream 0 power-level 0

   cable upstream 0 channel-width 3200000

   no cable upstream 0 shutdown

   cable upstream 1 shutdown

   cable upstream 2 shutdown

   cable upstream 3 shutdown





  VXR#show controller cable 6/1 downstream

   Cable6/1 Downstream is up

    Frequency 405.0000 MHz, Channel Width 6 MHz, 64-QAM, Symbol Rate 5.056941 Msps

    FEC ITU-T J.83 Annex B, R/S Interleave I=32, J=4

    Downstream channel ID: 3

  VXR#

物理的な CMTS ケーブル接続が緩んだり、外れたりしていないことを確認し、さらにケーブル モデム カードがシャーシのスロットに取り付けネジでしっかりと装着されていることを確認します。また、チェックの対象となるダウンストリーム インターフェイスに対して、正確なスロットとポートの番号が入力されていることもチェックします。

CMTS のダウンストリーム中心周波数の入力は、uBR7200 および uBR10000 に対しては形式的なものであることに注意してください。uBR7100 は組み込みのアップコンバータを備えています。設定方法については、「内蔵アップコンバータの設定」を参照してください。

チェック対象となるダウンストリーム インターフェイスに対して shut/no shut コマンドを入力すると、ケーブル モデムがダウンストリーム信号のみを検出し、アップストリーム信号を検出しないという問題が解決する場合があります。

重要:数百のケーブル モデムがある実稼動環境で、ダウンストリーム インターフェイスに対して shut/no shut コマンドを使用すると、オンラインに戻るまで長い時間がかかる場合があります。新しいケーブルを設置する場合などの非実稼動環境では、このコマンドの使用は問題ありません。

ダウンストリームの SNR 値は、これを受信しているケーブル モデムではチェックする必要がありますが、ケーブル モデムに送られる信号を担っているアップコンバータへの入力を行っている CMTS ではチェックする必要はありません。ケーブル モデムでの測定では、次のような問題が生じる場合があります。

  • ケーブルの設置ではたいていの場合、シスコのケーブル モデムは使用しない。使用する場合でも、ケーブル モデムのコンソール ポートがデフォルトでロックされている。

  • 受信された SNR 値を測定するために、ケーブル モデムに Telnet する必要がある。Telnet を行うための IP 接続がない場合は、コンソール ポートを使用して接続するため、シスコのケーブル モデムが設置されているカスタマーの設置場所へ実際に出向かなければなりません。コンソール ポートにアクセスを許可する設定が、ケーブル モデムに行われていることを確認してください。

ケーブル モデムで受信されたダウンストリームの SNR 値をチェックするには、次の show controllers cable-modem 0 | include snr コマンドを使用します。受信された SNR のレベルが許容範囲である 64 QAM で >30 dB、256 QAM で >35 dB を満たしていることを確認します。

Router#show controller cable-modem 0 | include snr

      snr_estimate 336(TenthdB), ber_estimate 0, lock_threshold 23000

  Router#

注:この出力は、ケーブル モデムでのダウンストリーム受信 SNR 値が 33.6 dB であることを示しています。許容レベルは、64 QAM で >30 dB、256 QAM で > 35 dB です。

Annex B は、北米向けの DOCSIS MPEG フレーミング形式の標準です。Annex A は、EuroDOCSIS Annex A の運用をサポートする Cisco MC16E ケーブル モデム カードと シスコ CMTS イメージを使用している場合にのみサポートされる、ヨーロッパ標準です。Annex A または Annex B のフレーミング形式は、シスコのケーブル モデム カードの設定時に自動的に設定されます。ケーブル モデム カードのダウンストリーム ポートと、ネットワークで接続されている CPE は、同じ MPEG フレーミング形式に設定され、DOCSIS または EuroDOCSIS のどちらかの適切な運用方法をサポートしている必要があります。MC16E カードの詳細については、「Cisco uBR-MC16E 8-MHz モデム カード」を参照してください。

加入者のケーブル モデムで、256-QAM のダウンストリーム変調方式の設定には、64-QAM の設定よりも 6 dB 高い carrier-to-noise ratio(CNR; 搬送波対雑音比)が必要です。ネットワークの能力が 256-QAM に対して余裕がないか、信頼性が高くない場合は、代わりに 64-QAM の形式を使用してください。

ケーブル モデムがオフラインの場合、最初に調べることの 1 つは RF プラントです。詳細については、トラブルシューティングのセクションの「オフライン」および「レンジング」を参照してください。

アップストリームのチェック

アップストリーム側では、SNR レベルが低いことで、多くの RF 問題の兆候が発生します。アップストリーム側のインパルス ノイズは、ビット エラー レートの性能を劣化させる主要な原因であることに注意してください。Broadcom の SNR 予測値は、通常はインパルス ノイズの存在を示してはいません。

このセクションの後方では、アップストリームの SNR レベルのチェック方法について説明します。

アップストリーム インターフェイスをチェックする際には、設定が正しいことの確認から始めます。CMTS のアップストリーム ケーブル インターフェイスを設定する際には、ほとんどの場合、デフォルトの値で十分です。システムのデフォルト設定を変更しない限り、個々のパラメータを指定する必要はありません。アップストリーム側の設定パラメータと、CMTS での show コマンドの対応する値を照合するには、次の図を使用してください。


  interface Cable6/1

   ip address 192.168.161.1 255.255.255.0 secondary

   ip address 10.1.61.1 255.255.255.0

   no keepalive

   cable insertion-interval 100

   cable downstream annex B

   cable downstream modulation 64qam

   cable downstream interleave-depth 32

   cable downstream frequency 405000000

   cable upstream 0 frequency 20000000

   cable upstream 0 power-level 0

   cable upstream 0 channel-width 3200000

   no cable upstream 0 shutdown

   cable upstream 1 shutdown

   cable upstream 2 shutdown

   cable upstream 3 shutdown



  VXR#show controller cable 6/1 upstream 0

   Cable6/1 Upstream 0 is up

    Frequency 19.984 MHz, Channel Width 3.200 MHz, QPSK Symbol Rate 2.560 Msps

    Spectrum Group is overridden

    SNR 35.1180 dB

    Nominal Input Power Level 0 dBmV, Tx Timing Offset 2738

    Ranging Backoff automatic (Start 0, End 3)

    Ranging Insertion Interval 100 ms

    TX Backoff Start 0, TX Backoff End 4

    Modulation Profile Group 1

    Concatenation is enabled

    part_id=0x3137, rev_id=0x03, rev2_id=0xFF

    nb_agc_thr=0x0000, NB_agc_nom=0x0000

    Range Load Reg Size=0x58

    Request Load Reg Size=0x0E

    Minislot Size in number of Timebase Ticks is = 8

    Minislot Size in Symbols = 128

    Bandwidth Requests = 0x335

    Piggyback Requests = 0xA

    Invalid BW Requests= 0x0

    Minislots Requested= 0xA52

    Minislots Granted  = 0xA52

    Minislot Size in Bytes = 32

    Map Advance (Dynamic) : 2447 usecs

    UCD Count = 46476

    DES Ctrl Reg#0 = C000C043, Reg#1 = 0

  VXR#

物理的な CMTS ケーブル接続が緩んだり、外れたりしていないことを確認し、さらにケーブル モデム カードがシャーシのスロットに取り付けネジでしっかりと装着されていることを確認します。また、チェックの対象となるアップストリーム インターフェイスに対して、正確なスロットとポートの番号が入力されていることも確認します。

シスコのケーブル モデムのアップストリーム側チャネルは、デフォルトでシャットダウンの状態になっているため、これをアクティブにするには no shut コマンドを実行する必要があることに注意してください。

注意:show controllers cable コマンドの出力に表示されるアップストリーム周波数は、アップストリーム周波数の設定時に入力した周波数と一致しない場合があります。シスコの CMTS では、よりよい性能を提供するために、入力した周波数に近いアップストリーム周波数を選択する場合があります。MC16C でアップストリーム周波数の最小ステップ サイズは、32 kHz です。シスコの CMTS では、使用可能な最も近い周波数を選択します。これに関しては、cable upstream 0 frequency コマンドの説明を参照してください。

注:ケーブル システムの中には、許可された帯域の両端付近の周波数では信頼性のある転送ができないものもあります。アップストリーム チャネルが広くなるほど(MHz 単位)、この転送がより困難になることがあります。問題が発生した場合は、20 〜 38 MHz の中心周波数を入力してください。これで、Cisco CMTS からケーブル モデムに対し、この範囲内のアップストリーム周波数を使用するよう、命令が送られます。正しいアップストリーム周波数の設定は、RF ネットワークの設計において、最も重要な作業です。アップストリーム側は 5 〜 42 MHz の範囲で運用されます。20MHz 以下では、通常、多数の干渉が検出されます。ラボ環境とは異なり、実稼動ネットワークでのアップストリームの設定は、RF に関する最大の難関です。

注:シンボル レートが高いほど、RF のノイズや干渉による影響を受けやすくなります。HFC ネットワークの能力以上のシンボル レートや変調方式を使用していると、パケット損失が発生したり、ケーブル モデムの接続性が低下することがあります。下の図では、より複雑な変調方式で同じ bit error rate(BER; ビット誤り率)を維持するには、より高い CNR が必要なことが分かります。

rf1.gif

ウォーターフォール曲線。同じ BER を維持するには、変調方式が複雑になるほど、高い CNR(または C/N 比)が必要になります。

CMTS でのアップストリーム側の入力パワーレベルは、通常は 0 dBmV です。この電力レベルを上げることで、RF プラントでのノイズに対処することができます。アップストリーム側の入力パワーレベルが上げられると、HFC ネットワークのケーブル モデムでもアップストリーム側の送信パワーレベルが上がります。これにより、RF プラントでノイズに対処する carrier-to-noise ratio(CNR; 搬送波対雑音比)が上がります。これに関しては、cable upstream x power-level y コマンドの説明を参照してください。入力パワーレベルの調整は、30 秒の間隔で 5 dB 以内に収めてください。パワーレベルを 30 秒以内に 5 dB 以上上げると、ネットワークでのケーブル モデムのサービスが中断されます。パワーレベルを 30 秒以内に 5 dB 以上下げると、ネットワークでのケーブル モデムが強制的にオフラインにされます。

測定の際の微小な差異や、設定およびポート間のカリブレーションの差異を調整するには、ソフトウェアによる 1 〜 3 dB の調整も使用できます。このような調整により、ケーブル モデムの性能が著しく向上します。特に、境界に近い状態にあった場合には顕著です。大きな調整は、ヘッドエンドやディストリビューション ハブで、スペクトル アナライザを使って行う必要があります。

先に説明したように、アップストリームの SNR レベルが低いことで、多くの RF 問題の兆候が発生します。アップストリームの SNR レベルが低い場合は、アップストリーム側にさらに狭いチャネル幅(cable upstream 0 channel-width xxx)を使用してみてください。たとえば、3.2 Mhz に代えて 200 khz を使用します。アップストリームの SNR レベルが上がると、ノイズの問題が発生します。

特定のケーブル インターフェイスでアップストリームの SNR レベルをチェックするには、show controller cable x/x upstream y コマンドを使用します。

VXR#show controller cable 6/1 upstream 0

   Cable6/1 Upstream 0 is up

    Frequency 19.984 MHz, Channel Width 3.200 MHz, QPSK Symbol Rate 2.560 Msps

    Spectrum Group is overridden

    SNR 35.1180 dB 

  !-- 注:インターフェイスのアップストリーム SNR レベルをここでチェックします。

  

    Nominal Input Power Level 0 dBmV, TX Timing Offset 2738

    Ranging Backoff automatic (Start 0, End 3)

    Ranging Insertion Interval 100 ms

    TX Backoff Start 0, TX Backoff End 4

    Modulation Profile Group 1

    Concatenation is enabled

    part_id=0x3137, rev_id=0x03, rev2_id=0xFF

    NB_agc_thr=0x0000, NB_agc_nom=0x0000

    Range Load Reg Size=0x58

    Request Load Reg Size=0x0E

    Minislot Size in number of Timebase Ticks is = 8

    Minislot Size in Symbols = 128

    Bandwidth Requests = 0x335

    Piggyback Requests = 0xA

    Invalid BW Requests= 0x0

    Minislots Requested= 0xA52

    Minislots Granted  = 0xA52

    Minislot Size in Bytes = 32

    Map Advance (Dynamic) : 2447 usecs

    UCD Count = 46476

    DES Ctrl Reg#0 = C000C043, Reg#1 = 0

  VXR#

個々のケーブル モデムの SNR 予測値を表示するには、show cable modem detail コマンドを使用できます。(SID、MAC アドレス、Max CPE などの詳しい説明については、次の表を参照してください)。

VXR#show cable modem detail

  Interface   SID  MAC address    Max CPE  Concatenation  Rx SNR

  Cable6/1/U0 1    0001.64ff.e47d 1        yes            33.61

  Cable6/1/U0 2    0001.9659.47bf 1        yes            31.21

  Cable6/1/U0 3    0004.27ca.0e9b 1        yes            31.14

  Cable6/1/U0 4    0020.4086.2704 1        yes		32.88

  Cable6/1/U0 5    0002.fdfa.0a63 1        yes            33.61

  

SID

サービス ID

MAC アドレス

ケーブル モデムのケーブル インターフェイスの Mac アドレス

最大 CPE

ケーブル モデムに対して同時にアクティブになるホストの最大数

連結

連結とは複数のアップストリーム パケットを 1 つのパケットに結合することで、パケットのオーバーヘッドと全体の遅延を減らし、伝送効率を向上させます。連結を使用すると、DOCSIS に準拠したケーブル モデムでは、複数のパケットに対して帯域幅を 1 つだけ要求します。個々のパケットに別々の帯域幅を割り当てることはしません。

連結は、1 台のケーブルモデムが複数の音声コールを持ち、それぞれが同じデータ レートで実行され、Voice Activity Detection(VAD)パケット抑制を使用していない場合に限り、有効です。

注:VOIP が正しく設定されていない場合、連結によって問題が発生する場合があります。

Rx SNR

CMTS で受信したアップストリームの SNR レベル。CMTS でケーブル モデムからの SNMP 読み込みが設定されていない場合、CMTS からはゼロが返されます。

Signal to Noise Ratio(SNR; 信号対雑音比)は、ベースバンド信号とスペクトルの一部の雑音との振幅の差です。

実際の使用では、信頼性の高い運用のためには 6dB 以上のマージンが必要です。

次に示すように、RF プラントでのノイズの確認には、show interface cable x/x upstream y コマンドを使用します。修正不能なエラー、ノイズ、および微小反射のカウンタが高く、急速に増加している場合は、一般的には RF プラントにノイズが存在することを示唆しています(この出力に関する詳細は、次の表を参照してください)。

VXR# show interfaces cable 6/1 upstream 0

  Cable6/1: Upstream 0 is up

       Received 22 broadcasts, 0 multicasts, 247822 unicasts

       0 discards, 1 errors, 0 unknown protocol

       247844 packets input, 1 uncorrectable

       0 noise, 0 microreflections

       Total Modems On This Upstream Channel : 1 (1 active)

       Default MAC scheduler

       Queue[Rng Polls]  0/64, fifo queueing, 0 drops

       Queue[Cont Mslots]  0/52, FIFO queueing, 0 drops

       Queue[CIR Grants]  0/64, fair queueing, 0 drops

       Queue[BE Grants]  0/64, fair queueing, 0 drops

       Queue[Grant Shpr]   0/64, calendar queueing, 0 drops

       Reserved slot table currently has 0 CBR entries

       Req IEs 360815362, Req/Data IEs 0

       Init Mtn IEs 3060187, Stn Mtn IEs 244636

       Long Grant IEs 7, Short Grant IEs 1609

       Avg upstream channel utilization : 0%

       Avg percent contention slots : 95%

       Avg percent initial ranging slots : 2%

       Avg percent minislots lost on late MAPs : 0%

       Total channel bw reserved 0 bps

       CIR admission control not enforced

       Admission requests rejected 0

       Current minislot count   : 40084    Flag: 0

       Scheduled minislot count : 54974    Flag: 0

  VXR#

Received broadcasts

このアップストリーム インターフェイスを介して受信したブロードキャスト パケット

multicasts

このアップストリーム インターフェイスを介して受信したマルチキャスト パケット

Unicasts

このインターフェイスを介して受信したユニキャスト パケット

Discards

このインターフェイスで廃棄されたパケット

Errors

パケットのアップストリーム伝送を妨げたエラーの総数

Unknown

Cisco uBR7246 にとって未知のプロトコルを使用して生成された受信パケット。ノイズ アップストリーム パケットは、回線ノイズによって破損します。

Packets input

アップストリーム インターフェイスを介して、エラーなしで受信されたパケット

Corrected

アップストリーム インターフェイスを介して受信されたエラー パケットで、修正されたもの。

Uncorrectable

アップストリーム インターフェイスを介して受信されたエラー パケットで、修正されていないもの。

Noise

回線ノイズによって破損したアップストリーム パケット

Microreflections

微小反射によって破損したアップストリーム パケット

Total Modems On This Upstream Channel

現在このアップストリーム チャネルを共有しているケーブル モデムの数。このフィールドは、このうちのアクティブなモデムの数も示しています。

Rng Polls

レンジング ポールの数を示す MAC スケジューラ キュー。

Cont Mslots

MAPS 内の強制コンテンション要求スロットの数を示す MAC スケジューラ キュー

CIR Grants

保留中の CIR 式グラントの数を示す MAC スケジューラ キュー。

BE Grants

保留中のベストエフォート型のグラントの数を示す MAC スケジューラ キュー。

Grant Shpr

トラフィック シェーピング用にバッファされたグラントの数を示す MAC スケジューラ キュー

Reserved slot table

コマンドが発行された時に、MAO スケジューラは予約スロット テーブルに 2 つの CBR スロットを許可。

Req IEs

MAPS で送信された要求 IE の実行カウンタ

Req/Data lEs

MAPS で送信された要求またはデータ IE のカウンタ

Init Mtn IEs

初期メンテナンス lE のカウンタ

Stn Mtn IES

ステーション メンテナンス(レンジング ポール)lE の数

Long Grant lEs

ロング グラント lE の数

ShortGrmg lEs

ショート グラント lE の数

Avg upstream channel utilization

使用されているアップストリーム側チャネルの帯域幅の平均的な割合

Avg percent contention slots

コンテンション メカニズムを使用して、モデムが帯域幅を要求するために使用できるスロットの平均的な使用可能率。同時に、ネットワーク上での使用されていない容量の合計も示します。

Avg percent initial ranging slots

初期のレンジング状態でのスロットの平均的な割合

Avg percent minislots lost on late Maps

MAP 割り込みが遅すぎるために失われたスロットの平均的な割合

Total channel bw reserved

このアップストリーム チャネルを共有する帯域予約が必要なすべてのモデムによって予約された帯域幅の合計。これらのモデムに対するサービス クラスによって、保証されたアップストリーム レートとしてゼロ以外の値がいくつか指定されます。これらのモデムのいずれかがアップストリームに対して許可された場合、このフィールドの値は保証されたアップストリーム レート値だけ増分されます。

注:ノイズと微小反射のカウンタを確認してください。これらの値は非常に低くなければなりません、また通常のケーブル プラントでは、増加はゆっくりである必要があります。これらの値が高く、急速に増加しているのは、RF プラントの問題の典型的な兆候です。

注:修正不能エラーをチェックしてください。これらは、RF プラントでのノイズによる問題の典型的な兆候です。受信されたアップストリームの SNR レベルをチェックしてください。

特定のインターフェイスまたはアップストリーム ポートについて、修正可能および修正不能な FEC エラーの数を調べるには、show cable hop コマンドを使用します。修正不能な FEC エラーの結果として、パケットがドロップされることを考慮してください。修正可能な FEC エラーは、修正不能な FEC エラーの直前に起こるもので、修正不能なエラーがこれから現れることの警告だと考えられます。show cable hop で得られる情報は、アップストリーム ポートの周波数ホップの状態を示しています(この出力に関する詳細は、次の表を参照してください)。

VXR#show cable hop cable 6/1 upstream 0

  Upstream    Port       Poll Missed Min    Missed Hop   Hop     Corr    Uncorr

  Port        Status     Rate Poll   Poll   Poll   Thres Period  FEC     FEC

                         (ms) Count  Sample Pcnt   Pcnt  (sec)   Errors  Errors

  Cable6/1/U0 20.000 MHz 1000 * * * set to fixed frequency * * * 10      1

  VXR#

Upstream Port

この情報の行のアップストリーム ポート

Port Status

ポートのステータスのリスト。周波数が割り当てられていない場合は有効な状態がダウンで、ポートがシャットダウン状態の時は管理上ダウンしていることになります。ポートがアップ状態の時は、このカラムにはこのチャネルの中心周波数が表示されます。

Poll Rate

ステーション メンテナンス ポールが生成されたレート(ミリ秒)。

Missed Poll Count

損失したポールの数。

Min Poll Sample

サンプルでのポールの数。

Missed PollPcnt

ポール数に対する損失ポールの割合。パーセント値で表示。

Hop Thres Pcnt

損失したポールの割合がこのレベルを超えたときに周波数ホップをトリガするレベル。パーセント値で表現。

Hop Period

周波数ホップが発生する最大レート(秒)

Corr FEC Errors

このアップストリーム ポートでの修正可能な転送エラー修正(FEC)エラーの数。FEC はノイズを測定します。

Uncorr FEC Errors

このアップストリーム ポートでの修正不能な FEC エラーの数。

特定のインターフェイスでの修正可能および修正不能な FEC エラーをチェックするには、show cable hop コマンドを使用できます。これらは低い値である必要があります。修正不能なエラーの数が多いか、あるいは急速に増加しているのは、RF プラント内でのノイズの問題の典型的な兆候です。これにあてはまる場合は、受信したアップストリームの SNR レベルをチェックしてください。

最後に、ping docsis コマンドを使用して、ケーブル モデムへのレイヤ 2 の接続性を確認します。

VXR#ping docsis ?

    A.B.C.D  Modem IP address

    H.H.H    Modem MAC address

注:このコマンドを使用して、モデムの IP アドレスまたは MAC アドレスのいずれかに ping を送信します。

VXR#ping docsis 10.1.61.3

  Queueing 5 MAC-layer station maintenance intervals, timeout is 25 msec:

  !!!!!

  Success rate is 100 percent (5/5)

  VXR#

RF 問題の診断でのフラップ リストの使用方法

ケーブル ネットワークでの RF 問題を診断するための CMTS の最も強力なツールは、show cable flap-list コマンドです。CMTS では、ケーブル プラントの問題の所在を突き止めやすくするために、フラッピング ケーブル モデムのデータベースを管理しています。この文書では、実地的な観点から、この機能で使用される最も重要な事項に焦点を当てています。フラップ リスト機能に関するより詳細な情報については、この機能についてあらゆる事項が記載されている「シスコのケーブル モデム終端システムに対するフラップ リストによるトラブルシューティング」を参照してください。

show cable flap-list コマンドの出力例を次に示します。特定のモデムに対する不安定なリターン パスが検出され、パワー調整が行われた場合には、P-Adj フィールドにアスタリスク マークが表示されることに注意してください。パワー調整を繰り返し、モデムが伝送パワーの最大レベルに達してしまい、これ以上増加できなくなった場合は、感嘆符が表示されます。これらはいずれも RF プラントの問題を表示しています。

VXR#sh cable flap-list

  MAC Address     Upstream     Ins   Hit   Miss  CRC   P-Adj Flap  Time

  0001.64ff.e47d  Cable6/1/U0  0     20000 1     0    *30504 30504 Oct 25 08:35:32

  0001.9659.47bf  Cable6/1/U0  0     30687 3     0    *34350 34350 Oct 25 08:35:34

  0004.27ca.0e9b  Cable6/1/U0  0     28659 0     0    !2519  2519  Oct 23 16:21:18

  0020.4086.2704  Cable6/1/U0  0     28637 4     0     2468  2468  Oct 23 16:20:47

  0002.fdfa.0a63  Cable6/1/U0  0     28648 5     0     2453  2453  Oct 23 16:21:20

*

パワー調整が行われたことを意味する。

!

ケーブル モデムのパワー レベルが最大レベルに達したことを示す。シスコのケーブル モデムの場合、61 dBmV。

フラップ リストはイベントを検出する仕組みであり、イベントがカウントされるのには 3 つの状況があります。ケーブル モデムがフラップ リストに登録されるためのイベントについて、以下に説明します。

  1. 再挿入

    まず最初に、モデムで登録に関する問題が発生し、短い間隔で何度も再登録が行われると、挿入時にフラップが見られることがあります。P-Adj カラムの値が低くなることがあります。ケーブル モデムによる 2 度の初期メンテナンス時の再登録の間隔が 180 秒以下の場合、「挿入」とともに「フラップ」が生じます。したがって、これはフラップ検出でカウントされます。必要であれば、デフォルト値の 180 秒を変更できます。再挿入は、ダウンストリームの潜在的な問題を識別するためにも役立ちます。それは、ケーブル モデムへの入力が不適切な場合には、リンクを何度も再確立しようとするからです。

    VXR(config)#cable flap-list insertion-time ?
    
        <60-86400>  Insertion time interval in seconds
    
    
    
    
    
      
  2. ヒット/ミス

    次に、「ミス」の後に「ヒット」が続いた場合に、フラップ検出によってフラップがカウントされます。イベントの検出は、「Flap」カラムにのみカウントされます。これらのポールは、30 秒ごとに送出される hello パケットです。「ミス」の後に「ミス」が続いて得られると、16 秒ごとにポールが送られ、積極的な応答の取得が試みられます。16 秒経過するまでに「ヒット」が得られると、フラップが発生しますが、16 回のポールの間に「ヒット」が得られない場合は、モデムがオフラインになり、初期メンテナンスがもう一度最初から開始されます。最終的にモデムがオンライン状態に戻ると、CM がアクティブな状態に挿入し直されるため、「挿入」の状態が得られます。6 回連続してミスが起きると、フラップのカウントが増分されます。必要であれば、デフォルト値を変更できます。ミスの回数が多いということは、アップストリームに潜在的な問題がある場合の一般的な兆候です。

    VXR(config)#cable flap miss-threshold ?
    
        <1-12>  missing consecutive polling messages
    
      
  3. パワー調整

    最後に、パワー調整のアクティビティが発生すると、フラップ検出はリストに「フラップ」を表示します。イベントの検出が、P-Adj カラムと Flap カラムにカウントされます。ステーション メンテナンスポールが、ケーブル モデムの送信パワー、周波数、およびタイミングを常に調整しています。パワー調整が 2 dB を超えると、Flap と P-Adj のカウンタが増分されます。これは、アップストリーム プラントに問題があることを示唆しています。必要であれば、しきい値のデフォルトの 2 dB は変更できます。パワー調整が連続して検出される場合、通常は増幅器に問題があることを示しています。さまざまな増幅器の前後にあるケーブル モデムを確認すると、問題の原因がわかります。

    VXR(config)#cable flap power-adjust ?
    
        threshold  Power adjust threshold

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