데이터 품질 및 처리량을 보장하는 방법으로 업스트림 FEC 오류 및 SNR

소개

HFC(Hybrid Fiber/Coaxial) 케이블 플랜트를 통해 HSD(High Speed Data) 네트워크를 작동하려면 데이터 무결성과 최고 수준의 데이터 처리량을 보장하기 위해 상당한 수준의 품질 제어가 필요합니다.일반적으로 케이블 운영자가 데이터 품질을 측정할 수 있는 두 가지 방법은 비트 오류율(BER) 또는 패킷 오류율(PER)을 모니터링하는 것입니다.

DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification)는 IP 데이터 트래픽을 안정적으로 전송하기 위해 각 케이블 사업자가 유지해야 하는 요구 사항을 간략하게 설명합니다.DOCSIS의 중요한 기능은 RF(Radio Frequency) 노이즈 장애로부터 IP 데이터를 보호해야 하는 과제를 해결합니다.DOCSIS가 HFC 케이블 플랜트를 통한 IP 데이터 무결성을 유지하는 데 사용하는 기능은 FEC(Reed-Solomon Forward Error Correction) 인코딩입니다.

기본적으로 FEC 인코딩은 노이즈 및 기타 장애에 의한 기호 오류로부터 IP 데이터 및 DOCSIS 관리 메시지를 보호합니다.FEC의 고유한 기능은 기호 오류를 탐지하고 수정할 수 있다는 것입니다.따라서 DOCSIS는 HFC 플랜트를 통해 전송되는 모든 IP 데이터가 Reed-Solomon 인코더를 통과하도록 지정합니다. Reed-Solomon 인코더는 데이터 프레임에 추가 패리티 바이트가 추가되어 오류로 보호되고 장애가 덜 발생할 수 있습니다.

참고: 오류가 연속적으로 많은 오류를 생성하는 충동 노이즈에 의해 생성되는 경우 FEC는 제대로 작동하지 않습니다.충동소음으로 유발되는 오류는 인터리빙을 사용하여 오류가 분산되어 나타나도록 함으로써 다운스트림에서 해결되며, FEC는 이를 해결하는 데 효과적입니다.DOCSIS 2.0에는 업스트림 인터리빙이 추가되어 이러한 유형의 업스트림(미국) 손상에 도움이 되지만 1.x 케이블 모뎀(CM)에서는 사용할 수 없습니다.

케이블 네트워크의 반환 경로 또는 업스트림은 소음 및 관련 장애에 특히 취약합니다.이러한 노이즈는 충동, 인그레스 노이즈, 열 노이즈, 레이저 클리핑 등이 될 수 있습니다.FEC 인코딩이 없으면 비트 오류로 인해 패킷이 삭제될 가능성이 높습니다.케이블 플랜트의 FEC 오류만 품질 측정값이 아닙니다.CNR(Carrier-to-Noise Ratio)과 같은 다른 변수를 고려해야 합니다.

DOCSIS 표준에는 다운스트림 및 업스트림 케이블 TV RF 성능 모두에 대한 권장 매개변수가 포함되어 있습니다.특히, RFI(Radio Frequency Interference) 사양의 2.3.2절, Conceed Upstream RF Channel Transmission Characteristics(업스트림 RF 채널 전송 특성 가정)에 € 다음이 내용이 나와 있습니다.

통신 사업자 간 간섭 + 인그레스(노이즈, 왜곡, 공통 경로 왜곡 및 교차 변조, 불연속 및 광대역 인그레스 신호, 충동 노이즈 제외) 비율의 합계가 25dB보다 작지 않습니다.

즉, DOCSIS 최소 권장 US CNR은 25dB입니다.이 문서에서 CNR은 스펙트럼 분석기로 측정된 대로 RF 도메인(demodulator chip)에 도달하기 전에 캐리어 대 잡음 비율로 정의됩니다.반대로, SNR은 캐리어가 순수 베이스밴드, 신호 대 잡음 비율을 제공하도록 요구된 후 CMTS(Cable Modem Termination System)의 US 수신기 칩에서 신호 대 잡음 비율로 정의됩니다.

따라서 Cisco uBR7246에서 SNR을 읽고 30dB와 같은 숫자를 보면 업스트림이 DOCSIS를 충족하거나 심지어 초과하는 것처럼 보이고 RF 세계에서는 정상 상태라고 가정할 수 있습니다.그러나 항상 그런 것은 아니다.DOCSIS는 SNR을 지정하지 않으며, CMTS의 SNR 추정은 스펙트럼 분석기를 사용하여 측정되는 CNR과 다릅니다.

이 문서에서는 uBR의 업스트림 SNR 예상 계산 및 uBR의 FEC 카운터에 대해 설명하고, HFC 환경에서 HSD 품질을 보장하기 위해 이러한 두 변수를 지속적으로 평가해야 하는 이유를 보여줍니다.

신호 대 잡음 비율

uBR의 SNR 추정은 오해의 소지가 있으며 업스트림 RF 스펙트럼의 무결성을 확인하는 경우 시작점으로 간주해야 합니다.uBR MC16C 라인 카드의 SNR 판독은 미국 칩에서 제공되지만, 이 판독은 충동적인 유형 노이즈, 이산 인그레스 등과 같은 "실제" €  RF 장애의 신뢰할 수 있는 지표가 아닐 수 있습니다.그렇다고 미국 SNR의 판독이 정확하지 않다는 것은 아니다.업스트림에서 장애가 거의 없는 환경(예: 충동 노이즈, 인그레스, 일반 경로 왜곡 등)에서 미국 SNR은 CNR이 15dB ~ 25dB 범위에 있는 경우 2데시벨 미만의 범위에서 CNR을 숫자로 추적합니다.이는 추가 흰색 가우스 노이즈(AWGN)를 유일한 장애물로 사용하여 정확합니다.그러나 현실에서는 숫자에 따라 차이가 있을 수 있다.이는 장애의 특성에 따라 다르며 CNR보다는 MER(변조 오류 비율)를 더 잘 반영합니다.

SNR 및 CNR 판독 방법

이 섹션에서는 Cisco uBR7200 및 uBR10K에서 업스트림 SNR 가견적을 얻는 방법에 대한 몇 가지 예를 보여줍니다(부록 참조). 별도의 언급이 없는 한 모든 CLI(Command-Line Interface) 명령 및 명령 출력은 Cisco IOS® Software Release 12.2(15)BC2a에서 가져옵니다.

"S 카드"는 하드웨어 스펙트럼 분석 기능이 내장된 케이블 라인 카드€를 의미하지만 "C 카드"는 이 기능이 없는 케이블 라인 카드를 의미합니다.특정 설정에서 S 카드는 스펙트럼 분석 기능을 수행하기 위한 내장 하드웨어를 갖추고 있기 때문에 SNR 대신 CNR을 보고합니다.

팁: 트러블슈팅 또는 Cisco Technical Support로 전달하기 위해 Cisco IOS Software CLI 명령의 출력을 수집할 때는 terminal exec prompt timestamp를 활성화해야 각 CLI 명령 출력 줄에 타임스탬프와 CMTS의 현재 CPU 부하가 동반됩니다.

S 카드의 경우:

ubr7246# show controller cable6/0 upstream 0

Load 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

스펙트럼 그룹이 할당되지 않은 C 카드 또는 S 카드의 경우:

ubr7246vxr# show controller cable3/0 upstream 0

Load 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

필요한 경우 미국 레벨을 기본값인 0dBmV로 설정하고 외부 감쇠기를 사용하여 모뎀을 더 높은 수준으로 전송하도록 하는 것이 좋습니다.

ubr7246# show cable modem phy

MAC 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  tdma
000b.06a0.7116 C6/0/U0  10 48.07  36.12  2037   46         0.05  41.00  atdma

팁: show controllers 명령에서 CNR이 보고되더라도 phy 명령을 사용하여 SNR을 보고할 수 있습니다.인그레스 취소가 수행된 후 SNR이 보고되고 인그레스 취소 전에 CNR이 보고되므로 특히 유용합니다.

참고: SNR은 케이블 모뎀 세부 정보가 표시된 EC 코드에서 모뎀당 나열됩니다.

phy 명령은 원격 쿼리가 구성된 경우 다른 물리적 레이어 특성도 나열합니다.원격 쿼리를 활성화하기 위해 다음 세 가지 코드 줄을 입력할 수 있습니다.

snmp-server manager
snmp-server community public ro
cable modem remote-query 3 public

빠른 응답에 3초가 사용되었으며, 로드가 많은 CMTS에서는 권장되지 않을 수 있습니다.대부분의 모뎀에서 기본 읽기 전용 커뮤니티 문자열은 public입니다.

참고: DS용 항목이며 CM 벤더 구현의 정확성에 의해 제한되므로 마이크로리플렉션 항목을 무시하십시오.

ubr7246# show cable modem 000b.06a0.7116 cnr

MAC 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

이 명령은 C 카드를 사용할 때 SNR을 나열합니다.S 카드를 사용하고 스펙트럼 그룹을 할당하면 CNR이 보고됩니다.show cable modem mac-address verbose 명령도 작동합니다.

노이즈 층 보기 방법

또한 S 카드를 사용하면 다음 명령을 사용하여 노이즈 층을 볼 수 있습니다.

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

명령에 모뎀 IP 또는 MAC 주소를 추가하면 모뎀 버스트 전원 및 채널 폭이 표시됩니다.

ubr7246-2# show controller cable6/0 upstream 0 spectrum 5 55 ?

  <1-50>  resolution frequency in MHz

ubr7246-2# show controller cable6/0 upstream 0 spectrum 5 55 3

Spect DATA(@0x61359914) for u0: 5000-55000KHz(resolution 3000KHz, sid 0:
Freq(KHz) dBmV Chart
5000 :    -60
8000 :    -23  ****************
11000:    -45  *****
14000:    -46  *****
17000:    -55
20000:    -60
23000:    -60
26000:    -55
29000:    -18  *******************
32000:    -60
35000:    -60
38000:    -60
41000:    -55
44000:    -45  *****
47000:    -60
50000:    -60
53000:    -41  *******

이 출력은 통신 사업자 아래의 노이즈와 다른 주파수의 노이즈를 보여줍니다.

CLI 외에도 CBT(Cisco Broadband Troubleshooter)와 같은 SNMP 기반 네트워크 관리 툴을 사용하여 미국 스펙트럼 및 기타 특성을 표시할 수 있습니다.또한 CiscoWorks는 docsiIfSigQSignalNoise 객체를 사용하여 케이블 라인 카드에서 보고한 대로 SNR을 모니터링하는 데 사용할 수 있습니다.

DOCS-IF-MIB
docsIfSigQSignalNoise	.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.

참고: 개별 CM SNR 판독은 MC5x20S 및 MC28U 라인 카드에서만 사용할 수 있습니다.이러한 새로운 라인 카드에는 성능이 향상될 수 있지만 SNR 수치가 오해의 소지가 있는 인그레스(ingress) 취소가 포함됩니다.인그레스 취소 후 SNR 판독값인그레스(ingress) 취소가 수학적 방식으로 인그레스(ingress)를 제거한다면 SNR은 실제 캐리어 대 간섭 비율보다 훨씬 더 나은 결과를 보고할 수 있습니다.

참고: S 카드의 스펙트럼 그룹을 사용하는 경우 show controllers 명령은 미국 내 모든 CM에서 CNR 판독값을 무작위로 선택하며, 이는 약간 다를 수 있으므로 불안정한 미국 포트 또는 CNR을 나타냅니다.

제로 스팬의 업스트림 캐리어

스펙트럼 분석기에서 사용할 수 있는 모드는 제로 스팬 모드입니다.시간 도메인 모드이며, 이 모드에서는 진폭 대 주파수 대신 진폭 대 시간이 표시됩니다.이 모드는 기본적으로 과부하 상태인 데이터 트래픽을 볼 때 매우 유용합니다.그림 1은 CM의 업스트림 트래픽을 살펴보는 동안 0스팬(시간 도메인)으로 스펙트럼 분석기를 보여줍니다.

그림 1 - 스펙트럼 분석기의 제로 스팬 디스플레이

데이터 패킷은 그림 1에서 모뎀 요청 및 충동 소음과 함께 확인할 수 있습니다.이 기능은 그림 2에서 볼 수 있듯이 평균 디지털 수준을 측정하고 노이즈 및 인그레스(ingress)를 관찰하는 데 매우 유용합니다.

그림 2 - 업스트림 디지털 모듈화된 캐리어 진폭 제로 스팬 측정

또한 제로 스팬(zero-span)을 사용하여 패킷이 서로 잘못된 타이밍이나 형편없는 헤드엔드 스플리터 또는 조합 격리와 충돌하는지 확인할 수 있습니다.하나의 CMTS 업스트림 포트에 의도된 패킷이 다른 업스트림€으로 "유출"됩니다.이 문서의 관련 정보 섹션에 나열된 백서 및 문서를 참조하십시오.제로 스팬 측정 절차에 대한 설명은 Cisco uBR7200 Series 라우터를 케이블 헤드엔드에 연결을 참조하십시오.

이 문서에서 지금까지 언급한 모든 RF 장애가 거의 모두 업스트림 성능을 저하시킬 수 있으며, 낮은 SNR로 반영되지 않고 낮은 데이터 처리량으로 나타날 수 있습니다.수정 불가능한 FEC 오류(SNR이 최소 DOCSIS 표준보다 높은 것처럼 보이지만 유사)를 관찰하면 해결해야 하는 다른 일시적인 문제를 파악할 수 있습니다.또한 동일한 미국 내 다른 모든 CM에 대해 잘못된 CM의 오류 발생 및 SNR 판독이 잘못될 수 있습니다.이 경우 스펙트럼 분석기에서 측정한 CNR은 괜찮지만 CMTS는 그렇지 않다고 보고합니다.

착신 전환 오류 수정

Reed-Solomon FEC 인코딩은 데이터 패킷에 이중화 패리티 바이트를 추가하는 데 사용되므로 케이블 플랜트에서 가져온 버스트 오류를 감지하고 수정할 수 있습니다.

이상적인 환경에서 측정 가능한 비트 오류(수정 가능 또는 수정 불가능한 FEC 오류)는 드물게 발생해야 합니다.그러나 수정 불가능한 FEC 오류가 있는 경우 효과는 심각할 수 있으며 여러 다른 요인에 의해 발생할 수 있습니다.다음은 업스트림에서 수정 불가능한 FEC 오류를 일으킬 수 있는 알려진 이벤트 목록입니다. FEC 오류를 해결할 때 고려해야 합니다.

• 송신기 간섭 제거

• 증폭기 오버로드(클리핑 형태의 압축)

• 레이저 클리핑

• 충동적인 소음 또는 인그레스 간섭

• 느슨하거나 간헐적인 연결

• 낮은 업스트림 조합 또는 분할자 격리

• 결함 모뎀

FEC 정보를 수집할 수 있는 방법에는 두 가지가 있습니다.

• CLI

• SNMP OID(object identifier) 폴링

다음은 CLI를 사용하여 FEC 정보를 수집하는 방법의 예입니다(부록 참조).

ubr7246vxr# show controller cable3/0

Load for five secs: 5%/1%; one minute: 5%; five minutes: 5%
Time source is NTP, 00:17:13.552 UTC Sat Feb 7 2004
Interface Cable3/0
Hardware is MC16C

!--- Output suppressed.

 Slots 937882 NoUWCollNoEngy 82 FECorHCS 4 HCS 4
 Req 1160824263 ReqColl 350 ReqNoise 96 ReqNoEnergy 1160264889
 ReqData 0 ReqDataColl 0 ReqDataNoise 0 ReqDataNoEnergy 0
 Rng 609652 RngColl 0 RngNoise 76
 FECBlks 1638751 UnCorFECBlks 7 CorFECBlks 4
     

• FECBlks - 지정된 다운스트림과 연결된 모든 업스트림 포트에서 수신한 총 FEC 블록(정상 및 불량) 수입니다.

• UnCorFECBlks - 지정된 다운스트림과 연결된 모든 업스트림 포트에서 수신한 총 FEC 블록 수(노이즈 또는 인그레스 때문에 손상되어 FEC 알고리즘에서 수정하거나 복구할 수 없음).

• CorFECBlks - 지정된 다운스트림과 연결된 모든 업스트림 포트에서 수신한 총 FEC 블록 수(노이즈 또는 인그레스(ingress)에 의해 약간 손상되었으며 FEC 알고리즘에 의해 수정 및 복구될 수 있음)

스테이션 유지 관리 버스트는 FECBlks 카운터를 x초 당 약 2초 단위로 증가시킵니다. 여기서 x는 show cable hop 명령에 표시되는 최소 폴링 간격입니다.또한 모뎀이 온라인 상태일 때 초기 유지 관리가 수행되는 것과 마찬가지로 원격 쿼리는 이 카운터를 증가시킵니다.경합 시간 동안 초기 유지 관리가 수행되므로 충돌 및 후속 수정 불가능한 FEC 오류가 발생할 수 있습니다.

팁: 수정 불가능한 FEC 카운터가 증가하고 있기 때문에 미국이 불안정하다고 가정하기 전에 모뎀의 범위가 제한되거나 온라인 상태가 되지 않는지 확인하십시오.또한 시간 문제가 있는 모뎀이 있는 경우 NoUwCollNoEngy 값이 증가할 수 있습니다.Unique Word는 DOCSIS가 아니라 BRCM에만 해당되며 프리앰블의 마지막 몇 바이트입니다.

백분율은 UnCorrFECBlks / FECBlks × 100을 사용하여 추정할 수 있습니다. FECBlks 카운터는 좋든 나쁘든 전송된 총 FEC 블록입니다.이 출력은 전체 MAC 도메인(모든 미국)에 대한 것입니다. 지정된 기간 사이의 카운터를 확인하여 델타를 보는 것이 좋습니다.

참고: CLI를 사용하여 FEC 정보를 수집하면 UnCorFECClks, CorFECBlks 및 총 FECBlks가 업스트림 당 분리되지 않는다는 단점이 있습니다.

업스트림 당 FEC 정보를 보려면 SNMP OID를 사용해야 합니다.또한 show cable hop 명령을 사용하여 업스트림 포트당 수정 가능 또는 수정 불가능한 FEC 오류를 볼 수 있지만 총 FEC 블록은 볼 수 없습니다.

ubr7246# show cable hop

Load for five secs: 5%/1%; one minute: 5%; five minutes: 5%
Time source is NTP, 00:17:13.552 UTC Sat Feb 7 2004
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
Cable6/0/U0 21.810 MHz 1000 0      10     0%     75%   15     2664305 3404
Cable6/0/U1 admindown  1000 * * *   frequency not set   * * * 0       0
Cable6/0/U2 10.000 MHz 1000 * * *set to fixed frequency * * * 0       0
     

참고: clear counters 명령은 show interface 및 show cable hop counters만 지우지만 show controllers 카운터는 지우지 않습니다.컨트롤러 카운터는 CMTS가 다시 로드되거나 다음 명령을 사용하여 인터페이스가 전원 순환되는 경우에만 지워질 수 있습니다.

ubr# cable power off slot/card

     

강조하자면, 수정 불가능한 FEC 오류로 인해 패킷이 삭제되고 업스트림 데이터 처리량이 저하될 수 있다는 점을 반복해 볼 필요가 있습니다.그러나 이벤트가 이러한 중요한 단계에 도달하기 전에 업스트림 성능이 저하되고 있다는 예측 및 지표가 있습니다.수정 가능한 FEC 오류는 업스트림 데이터 처리량이 저하되고 있음을 나타내는 지표로서 향후 수정 불가능한 FEC 오류가 발생할 수 있다는 경고 신호입니다.

팁: Corr 카운터가 Corr 카운터보다 훨씬 빠르게 증가하면 충동 소음과 관련된 문제가 발생할 수 있습니다.Corr 카운터가 Uncorr 카운터만큼 빠르게(또는 그보다 더 빠르게) 증가하면 AWGN과 관련되거나 CB(Citizen Band), 단파 라디오, CPD(Common Path Distortion) 등과 같은 안정적인 인그레스(ingress) 문제입니다.

SNMP를 통해 FEC 카운터를 얻는 방법

DOCS-IF-MIB SNMP MIB 파일의 이 3개의 SNMP OID는 FEC 오류(오류 발생, 수정 및 수정 불가 FEC 참조)를 수집 및 분석하는 데 사용됩니다.

DOCS-IF-MIB
docsIfSigQUnerroreds       .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.2
      Codewords received on this channel without error.
      This includes all codewords, whether or not they
      were part of frames destined for this device.

docsIfSigQCorrecteds       .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.3
      Codewords received on this channel with correctable
      errors. This includes all codewords, whether or not
      they were part of frames destined for this device.

docsIfSigQUncorrectables   .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.4
      Codewords received on this channel with uncorrectable
      errors. This includes all codewords, whether or not
      they were part of frames destined for this device.

이러한 3개의 MIB는 절대 값이므로(CMTS가 수신하는 FEC 데이터 블록의 총 수를 기준) 백분율을 계산하면 실제 업스트림 처리량 성능을 보다 정확하게 파악할 수 있습니다.다음 수식을 사용해야 합니다.

• _CX = docsIfSigQUnerroreds at time x

• _Ecx = docsIfSigQCorrecteds at time x

• _eux = docsIfSigQUncorrectables at time x

% 수정 가능 = [(Ec1 - Ec0)/ [(Eu1 - Eu0) + (Ec1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

% 수정 불가 = [(Eu1 - Eu0)/ [(Eu1 - Eu0) + (Ec1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

참고: 수정 불가능한 테이블 + 수정 가능한 코드 수(CW;모든 CW가 CMTS로 향하는 프레임의 일부인지 여부와 상관없이 이 미국에서 수신되는 FEC 데이터 블록이라고도 합니다.CW의 크기는 변조 프로필에 따라 결정됩니다.

모뎀당 FEC 카운터

US 패킷이 삭제되면 Uncorrelr FEC 카운터가 증가합니다.이는 물리적 레이어에서 발생합니다.CMTS에서 삭제된 패킷을 어떻게 구별하는지 질문할 수 있습니다. 단, SID(Service ID) 또는 소스 주소(레이어 2)를 볼 수 있는 기회가 없습니다. 그러나 CM SID는 DOCSIS 헤더에 포함됩니다.

미국 버스트의 예:

(프리앰블) + {(docsis hdr = 6바이트) + (BPI+, docsis extended hdr = 4 - 7바이트) + 1500 이더넷 + 18 이더넷 헤더} + (보장 밴드)

{ 및 } 사이의 모든 것이 추가되어 변조 프로필에 따라 CW로 잘린 다음 각 CW에 2 x T가 추가됩니다.따라서 기술적으로, SID를 포함하는 특정 코드워드가 삭제되면 CMTS는 어떤 모뎀을 전송했는지 어떻게 구별할 수 있을까요?이를 위한 한 가지 방법은 특정 모뎀에서 특정 패킷이 도착하는 시간을 아는 CMTS의 스케줄러를 사용하는 것입니다.

show interface cableport/slot sid-number counter verbose 명령을 사용하여 모뎀당 나열된 FEC 값을 표시할 수 있습니다.다음 OID를 사용하여 SNMP를 통해 검색할 수도 있습니다.

• 수신된 올바른 코드 단어(docsIfCmtsCmStatusUnerrors)

• 수정된 코드 단어 수신(docsIfCmtsCmStatusCorrecteds)

• 수정되지 않은 코드 단어 수신(docsIfCmtsCmStatusUncorrectables)

참고: 현재 MC28U 및 MC5x20 라인 카드에만 적용됩니다.

ubr7246-2# show interface cable6/0 sid 10 counter verbose

Load for five secs: 5%/1%; one minute: 5%; five minutes: 5%
Time source is NTP, 00:17:13.552 UTC Sat Feb 7 2004
Sid                            : 10
Request polls issued           : 0
BWReqs {Cont,Pigg,RPoll,Other} : 1, 527835, 0, 0
No grant buf BW request drops  : 0
Rate exceeded BW request drops : 0
Grants issued                  : 1787705
Packets received               : 959478
Bytes received                 : 1308727992
Fragment reassembly completed  : 0
Fragment reassembly incomplete : 0
Concatenated packets received  : 0
Queue-indicator bit statistics : 0 set, 0 granted
Good Codewords rx              : 7412780
Corrected Codewords rx         : 186
Uncorrectable Codewords rx     : 11
Concatenated headers received  : 416309
Fragmentation headers received : 1670285
Fragmentation headers discarded: 17

이는 이 모뎀과 관련이 있으며 카운터는 약 10초마다 업데이트됩니다.

ubr7246-2# show cable hop cable6/0

Load for five secs: 5%/1%; one minute: 5%; five minutes: 5%
Time source is NTP, 00:17:13.552 UTC Sat Feb 7 2004
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
Cable6/0/U0   23.870 MHz 1000 0      10     0%     75%   15     186     12
     

show cable hop 명령에서 하나 이상의 Uncorrect FEC 오류를 보고합니다.다른 모뎀에 속하는 CW가 삭제되었기 때문일 수 있습니다.

MIB를 폴링하고 MRTG(Multi-Router Traffic Grapher) 또는 Cisco BT와 같은 기타 소프트웨어를 사용하여 CM별 FEC 오류의 그래프를 보는 것이 흥미롭습니다.특정 모뎀이 그룹 지연, 마이크로반사 등의 문제가 있는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다.이는 특정 모뎀에만 영향을 줄 수 있습니다.

업스트림 패킷 카운터

오류를 나열하는 또 다른 명령은 show interface cable5/1/0 upstream 명령입니다.이것은 FEC CW와 다른 패킷입니다.패킷은 여러 CW로 구성될 수 있습니다.

ubr10k# show interface cable5/1/0 upstream

Load for five secs: 4%/0%; one minute: 5%; five minutes: 5%
Time source is NTP, 03:53:43.488 UTC Mon Jan 26 2004
Cable5/1/0: Upstream 0 is up
     Received 48 broadcasts, 0 multicasts, 14923 unicasts
     0 discards, 32971 errors, 0 unknown protocol
     14971 packets input, 72 uncorrectable
     4 noise, 0 microreflections
     Total Modems On This Upstream Channel: 12 (12 active)

용어의 정의는 다음과 같습니다.

• broadcast - 수신된 브로드캐스트 프레임

• 멀티캐스트 - 수신된 멀티캐스트 프레임

• unices - 수신된 유니캐스트 프레임

• discards(폐기) - MC5x20S 라인 카드에서만 증가합니다.실제 프레임이 아닌 카드와 관련된 다양한 오류 조건 때문에 삭제된 패킷을 나열합니다.

• errors—전체 오류 범위의 총계, 그 중 다수는 중요하지 않습니다.이 값이 차지하는 오류는 MC16C 및 MC28C와 같은 BCM3210 기반 카드에 사용됩니다.

  • 프리앰블 및 고유 Word를 제대로 받지 못한 할당된 업스트림 슬롯 수입니다.

  • 수신된 수정 불가능한 프레임 수입니다.

  • 대역폭 "요청" 기회의 충돌

  • "요청/데이터" 슬롯의 충돌(이러한 유형의 슬롯은 Cisco CMTS에서 발생하지 않음)

  • 대역폭 "요청" 기회 동안 손상된 프레임이 수신되었습니다.

  • "요청/데이터" 슬롯 중에 손상된 프레임이 수신되었습니다.

  • 수신된 손상된 범위 요청 수입니다.

  MC5x20 및 MC28U와 같은 JIB 기반 라인 카드의 경우:

  • 어떤 이유로 HCS(헤더 확인 시퀀스) 또는 CRC(순환 중복 검사) 오류가 발생한 업스트림 오류 프레임으로 분류되지 않습니다.

  • HCS 문제가 있는 업스트림 프레임

  • CRC 오류가 있는 업스트림 프레임

  • 수정 불가능한 CW를 받았습니다.

  • 대역폭 요청 IUC의 충돌.

• unknown protocol—IP, ARP(Address Resolution Protocol) 또는 PPPoE(Point to Point Protocol over Ethernet)가 아닌 수신한 프레임 수입니다. 이 카운터에는 DOCSIS 헤더 또는 잘못된 헤더 옵션이 있는 프레임도 포함되어 있습니다.

• packets input—브로드캐스트, 멀티캐스트 및 유니캐스트의 총계.

• Uncorrectable(수정 불가) - 수정 불가능한 FEC CW가 하나 이상 포함된 총 프레임 수입니다.이 필드에는 MC5x20 및 28U에 대한 N/A가 표시됩니다.수정 불가능한 오류에 대한 정보를 얻으려면 show cable hop output의 Uncorrect FEC Errors 열을 대신 사용합니다.

• noise - MC16C 및 MC28C와 같은 BCM3210 기반 카드의 경우 대역폭 "요청" 또는 "범위 지정" 간격으로 받은 손상된 프레임 수입니다.이렇게 하면 이 번호가 오류의 숫자의 하위 집합으로 설정됩니다.

  • 대역폭 "요청" 기회 동안 손상된 프레임 수신

  • "요청/데이터" 슬롯 중에 손상된 프레임이 수신되었습니다.

  • 수신된 손상된 범위 요청 수입니다.

  MC5x20과 같은 JIB 기반 카드의 경우 이 카운터가 전혀 증가하지 않습니다.

• 마이크로반사—마이크로반사 수항상 0으로 설정합니다.

오류 및 노이즈 카운터가 손상된 프레임만 카운팅하는 것은 아닙니다.또한 초기 범위 지정 요청 충돌 및 대역폭 요청 충돌과 같은 사항을 계산합니다.따라서, 노이즈 카운터가 증가한다고 해서 항상 문제가 있는 것은 아닙니다.고객이 온라인으로 오려고 하는 모뎀이 많거나 더 많은 전송을 시도하는 모뎀이 있다는 의미일 수 있습니다(앞에서 언급한 충돌 사항이 더 많아짐). 노이즈 카운터에는 오류 카운터의 마지막 세 구성 요소가 포함되어 있기 때문에 노이즈 카운터가 오류 카운터의 하위 집합입니다.

결론

Cisco의 Advance Services 및 Rapid Response Group에서 수행한 경험과 랩 테스트를 통해 FEC와 낮은 업스트림 성능에 대한 몇 가지 관찰을 제공합니다.

• 수정 불가능한 FEC 오류의 존재는 노이즈가 견딜 수 없는 수준에 도달하거나 패킷이 잘못된 타이밍이나 잘못된 헤드엔드 분할자 또는 조합 격리와 충돌할 때 좋은 방법입니다.후자에 대해, 한 CMTS 업스트림 포트에 사용할 패킷은 격리가 좋지 않아 다른 업스트림으로 "새고 있다"고 합니다.

• 수정 불가능한 FEC 오류가 크게 증가하면 음성 품질 문제가 발생합니다.

• 노이즈 수준이 증가함에 따라 수정 가능한 FEC 오류가 표시됩니다.수정 가능한 FEC 오류는 수정 불가능한 FEC 오류가 동반되지 않는 한 패킷 삭제 또는 음성 품질이 저하되지 않습니다.

• 미국 변조 프로필에서 FEC T-바이트를 늘리면 특정 시점까지 도움이 될 수 있지만 노이즈 소스에 따라 다릅니다.7~10%의 FEC 지원 범위가 최적의 것으로 보입니다.

이전 관찰에서 수정 불가능한 FEC 오류에 대해 CMTS를 폴링하는 것이 중요합니다.VoIP(Voice over IP)는 수정 불가능한 FEC 오류에 특히 민감합니다.수정 불가능한 FEC 오류의 비율이 높으면 음성 품질 문제가 발생하는 반면 IP 데이터는 최소로 영향을 받을 수 있습니다.

마지막으로, 빠른 일시적 RF 장애가 도입(앞에서 설명한 것처럼)되었지만 수정 불가능한 FEC 오류가 계속 발생할 경우 미국 칩의 SNR 읽기가 오해의 소지가 있는 경우 문제 해결이 훨씬 복잡해질 수 있습니다.

그림 3에서는 업스트림 성능을 측정할 때 이 두 매개변수의 긴밀한 관계를 강조하여, 수정이 불가능한 FEC 오류를 동시에 경험하는 미국의 예를 보여 줍니다.

그림 3 - 시간의 경과에 따른 SNR 및 FEC 오류

 

첫 번째 그래프에는 수정 불가 및 수정 가능한 FEC 오류 백분율이 표시되고, 아래쪽 그래프에는 동일한 인스턴스에서 낮은 SNR 판독값이 표시됩니다.스펙트럼 분석기에서 업스트림 디지털 방식 통신업체를 빠르게 점검하면(예: 에이전트 HP8591C) 채널 내 잡음이 상당히 높은 수준으로 나타날 수 있습니다.충동적인 특성의 업스트림 RF 문제는 서드파티 테스트 장비(예: Hukk CM1000)를 사용하여 확인할 수 있으며, 업스트림 블록 오류율(BER와 유사)을 측정할 수 있는 Sunrise Telecom 웹 사이트 또는 Acterna DSAM 참조)을 참조하십시오. 이렇게 하면 미국 SNR 읽기가 양호한 것처럼 보이는 경우에도 RF 문제가 발생할 수 있음을 확인할 수 있습니다.

결론은 미국 SNR 판독이 양호한 것으로 보이는 경우 RF가 정상이라고 자동으로 가정하지 않는 것입니다.RF 도메인에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하기 위해 적절한 테스트 장비를 갖춘 약간의 조사가 필요할 수 있습니다.RF 스펙트럼이 처음에 생각했던 것만큼 깨끗하지 않을 가능성이 매우 높습니다.

부록

이 섹션에서는 모니터링할 업스트림 매개변수에 대해 자세히 설명합니다.

업스트림 수정 가능 FEC 백분율

설명

이 채널에서 수정 불가능한 오류가 발생한 CW의 백분율입니다.여기에는 이 디바이스로 향하는 프레임의 일부인지 여부에 관계없이 모든 CW가 포함됩니다.

수식

%수정 가능 = [(Ec1 - Ec0)/ [(Eu1 - Eu0) + (Ec1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

• C = docsIfSigQUerroreds

• _{오류 코드} = docsIfSigQCorrecteds

• _EU = docsIfSigQUncorrectables

네트 규칙

2.5%의 수신된 패킷이 노란색으로 강조 표시됩니다.

값 >=5% 수신된 패킷은 굵은 빨간색으로 표시됩니다.

네트워크 정보

수정 가능한 FEC 오류가 있는 입력 CW의 백분율이며, 해당 인터페이스에서 수신된 총 CW 수에 상대적입니다.이 비율은 모든 입력 CW의 5% 미만이어야 합니다.

세부 정보

DOCS-IF-MIB
docsIfSigQUnerroreds       .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.2
      Codewords received on this channel without error.
      This includes all codewords, whether or not they
      were part of frames destined for this device.

docsIfSigQCorrecteds       .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.3
      Codewords received on this channel with correctable
      errors. This includes all codewords, whether or not
      they were part of frames destined for this device.

docsIfSigQUncorrectables   .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.4
      Codewords received on this channel with uncorrectable
      errors. This includes all codewords, whether or not
      they were part of frames destined for this device.

업스트림 수정 불가 FEC 백분율

설명

이 채널에서 수정 불가능한 오류가 발생한 CW의 백분율입니다.여기에는 이 디바이스로 향하는 프레임의 일부인지 여부에 관계없이 모든 CW가 포함됩니다.

수식

%수정 불가 = [(Eu1 - Eu0)/ [(Eu1 - Eu0) + (Ec1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

• C = docsIfSigQUerroreds

• _{오류 코드} = docsIfSigQCorrecteds

• _EU = docsIfSigQUncorrectables

네트 규칙

수신된 CW의 0.5%가 노란색으로 강조 표시됩니다.

수신된 CW의 값 >=1%은 굵게 빨간색으로 표시됩니다.

네트워크 정보

입력 CW에 대한 삭제 백분율은 해당 인터페이스에서 수신된 총 CW 수에 따라 입력에서 삭제된 CW의 백분율을 표시합니다.이 비율은 모든 입력 CW의 0.5% 미만이어야 합니다.

참고: VoIP와 같은 특정 "실시간" 서비스에는 더욱 엄격한 모니터링이 필요할 수 있습니다.1%의 수정 불가능한 FEC 값은 손실된 부분이 버스트인지 또는 무작위적인지에 따라 음성 품질 문제를 일으키기에 충분한 패킷 손실일 수 있습니다.

세부 정보

DOCS-IF-MIB
docsIfSigQUnerroreds       .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.2
      Codewords received on this channel without error.
      This includes all codewords, whether or not they
      were part of frames destined for this device.

docsIfSigQCorrecteds       .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.3
      Codewords received on this channel with correctable
      errors. This includes all codewords, whether or not
      they were part of frames destined for this device.

docsIfSigQUncorrectables   .1.3.6.1.2.1.10.127.1.1.4.1.4
      Codewords received on this channel with uncorrectable
      errors. This includes all codewords, whether or not
      they were part of frames destined for this device.

업스트림 SNR

설명

이 채널에서 인식되는 SNR입니다.CMTS에서는 업스트림 채널의 평균 신호 대 잡음에 대해 설명합니다.

수식

SNR = docsIfSigQSignalNoise / 10

네트 규칙

값 <27dB는 노란색으로 강조 표시됩니다.

값 <23dB는 굵게 빨간색입니다.

네트워크 정보

DOCSIS는 25dB의 최소 CNR(SNR과 디지털 동등)을 지정합니다.구성된 업스트림 변조 프로필(QPSK 또는 16-QAM)에 따라 최소 SNR 25dB를 늘려야 할 수 있습니다.

세부 정보

ubr7246vxr# show controller cable3/0 upstream 0

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

MC28U 또는 5x20 라인 카드의 모뎀당 FEC 카운터에 대해 OID를 끌어오는 방법 예

ubr7246# show cable modem 10.200.100.115

MAC Address    IP Address    I/F        MAC    Prim  RxPwr   Timing  Num  BPI
                                        State  Sid   (dBmV)  Offset  CPE  Enb
0005.5e25.bdfd 10.200.100.115  C6/0/U0  online 50     0.50   2077    0    N

ubr7246# show interface cable 6/0 sid 50 counters verbose | incl Sid|Codeword

Sid                            : 50
Good Codewords rx              : 7580
Corrected Codewords rx         : 0
Uncorrectable Codewords rx     : 2

이 모뎀의 코드 워드 카운터를 찾으려면 먼저 다음 두 가지 정보를 얻어야 합니다.

• 케이블 6/0 인터페이스의 SNMP 인터페이스 색인.

• 모뎀의 docsIfCmtsServiceNewCmStatusIndex입니다.

다음 명령을 사용하여 케이블 6/0의 ifIndex를 찾습니다.

% snmpwalk -cpublic 172.18.73.167 ifDescr | grep Cable6/0

RFC1213-MIB::ifDescr.10 = STRING: "Cable6/0"

!--- ifIndex of cable 6/0 is "10".

RFC1213-MIB::ifDescr.36 = STRING: "Cable6/0-upstream0"
RFC1213-MIB::ifDescr.37 = STRING: "Cable6/0-upstream1"
RFC1213-MIB::ifDescr.38 = STRING: "Cable6/0-upstream2"
RFC1213-MIB::ifDescr.39 = STRING: "Cable6/0-upstream3"
RFC1213-MIB::ifDescr.40 = STRING: "Cable6/0-downstream"

ifIndex 10(케이블 6/0)과 다음 명령을 사용하여 인터페이스에서 SID 50을 사용하는 모뎀의 docsIfCmtsServiceNewCmStatusIndex를 찾습니다.

% snmpwalk -cpublic 172.18.73.167 docsIfCmtsServiceNewCmStatusIndex.10.50

DOCS-IF-MIB::docsIfCmtsServiceNewCmStatusIndex.10.50 = INTEGER: 983090
     

모뎀(983090)의 docsIfCmtsServiceNewCmStatusIndex가 있는 경우 다음 FEC 카운터를 찾을 수 있습니다.

• 수신된 올바른 코드 단어(docsIfCmtsCmStatusUnerrors)

  % snmpget -cpublic 172.18.73.167 docsIfCmtsCmStatusUnerroreds.983090
  
  DOCS-IF-MIB::docsIfCmtsCmStatusUnerroreds.983090 = Counter32: 8165
           

  참고: Unerrors 카운터는 show interface cable 명령을 실행한 이후 시간이 조금씩 증가합니다.

• 수정된 코드 단어 수신(docsIfCmtsCmStatusCorrecteds)

  % snmpget -cpublic 172.18.73.167 docsIfCmtsCmStatusCorrecteds.983090
  
  DOCS-IF-MIB::docsIfCmtsCmStatusCorrecteds.983090 = Counter32: 0
           

• 수정되지 않은 코드 단어 수신(docsIfCmtsCmStatusUncorrectables)

  % snmpget -cpublic 172.18.73.167 docsIfCmtsCmStatusUncorrectables.983090
  
  DOCS-IF-MIB::docsIfCmtsCmStatusUncorrectables.983090 = Counter32: 2
           

관련 정보

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