Upstream FEC-fouten en SNR als manieren om gegevenskwaliteit en -doorgifte te waarborgen

Inleiding

Om een hogesnelheidsgegevensnetwerk (HSD) te kunnen gebruiken via een hybride glasvezel-/coaxiale kabelcentrale (HFC), is een belangrijk kwaliteitscontroleniveau nodig om de gegevensintegriteit en het hoogste gegevensdoorvoerniveau te waarborgen. De twee algemeen aanvaarde middelen waarmee kabelexploitanten de gegevenskwaliteit kunnen meten, zijn door ofwel de bit error rate (BER) of de Packet error rate (PER) te controleren.

Data over Cable Service Interface Specifications (DOCSIS) definieert vereisten die elke kabelexploitant moet onderhouden om IP-gegevensverkeer op betrouwbare wijze te verzenden. Een belangrijk kenmerk van DOCSIS is dat IP-gegevens moeten worden beschermd tegen RF-ruis (radio Frequency). De optie DOCSIS gebruikt om IP-gegevensintegriteit via HFC-kabelplanten te behouden is Reed-Solomon Forward Error Correction (FEC)-codering.

FEC-codering biedt in wezen bescherming tegen IP-gegevens en DOCSIS-beheerberichten tegen symbolische fouten die worden veroorzaakt door ruis en andere beperkingen. Het unieke kenmerk van FEC is dat het symbool fouten kan detecteren en deze ook kan corrigeren. DOCSIS specificeert dus dat alle IP-gegevens die via een HFC-fabriek worden verzonden door een Reed-Solomon-encoder moeten gaan, waar extra parity bytes worden toegevoegd aan gegevensframes om er zeker van te zijn dat ze  zijn die beveiligd zijn met een fout en minder gevoelig zijn voor beperkingen.

Opmerking: FEC werkt niet erg goed als de fouten worden gemaakt door impulsruis die vele achtereenvolgende fouten veroorzaakt. De door de geluidsoverlast veroorzaakte fouten worden in de stroomafwaarts aangepakt door interleaving te gebruiken om fouten te maken, die door FEC effectief worden vastgesteld. DOCSIS 2.0 heeft upstream interleaving toegevoegd, wat helpt met dit soort upstream-stoornissen, maar is niet beschikbaar op 1.x-kabelmodems (CMs).

Zonder twijfel is het retourpad van het kabelnetwerk of de stroomopwaarts bijzonder kwetsbaar voor ruis en hiermee samenhangende beperkingen. Dit lawaai kan impulsen zijn, lawaai van het binnendringen, thermisch lawaai, laserknippering enzovoort. Zonder FEC-codering is de kans dat een pakje wordt gevallen vanwege fouten in het bit groot. FEC-fouten op een kabelfabriek zijn niet de enige kwaliteitsmaatregel. Er zijn andere variabelen die in aanmerking moeten worden genomen, zoals de verhouding drager/lawaai (CNR).

De DOCSIS-standaard bevat aanbevolen parameters voor zowel de stroomafwaartse als de stroomopwaartse kabelTV RF-prestaties. In punt 2.3.2 van de radiofrequentie-interferentie-specificatie (RFI), aangenomen stroomopwaarts RF-kanaaltransmissiekenmerken, € staat :

Carrier-naar-interferentie plus ingress (de som van ruis, vervorming, vervorming en kruismodulatie en de som van discrete en breedbandingangssignalen, impulsruis uitgesloten) ratio [zal niet kleiner zijn dan 25 dB.

Met andere woorden: het door DOCSIS aanbevolen minimum Amerikaanse CNR is 25 dB. Voor de toepassing van dit document wordt CNR gedefinieerd als de verhouding tussen drager en lawaai voordat het de demodulatorchip (RF-domein) bereikt, zoals gemeten door een spectrumanalysator. SNR is daarentegen gedefinieerd als de signaal-ruisverhouding van de Amerikaanse ontvangerchip (CMTS) van het kabelmodemafhandelingssysteem nadat de drager is gedemoduleerd om een pure baseband, signaal-ruisverhouding te geven.

Dus als je naar de SNR-lezing kijkt op een Cisco uBR7246 en een getal als 30 dB ziet, is het makkelijk om aan te nemen dat de upstream lijkt te voldoen aan of zelfs DOCSIS overschrijdt en dat alles in de RF-wereld prima is. Dit is echter niet altijd het geval. DOCSIS specificeert geen SNR, en de raming van de SNR van de CMTS is niet hetzelfde als de CNR die één meet met een spectrumanalyzer.

In dit document wordt de door uBR geschatte SNR upstream berekening besproken, evenals de FEC tellers van de uBR en wordt aangegeven waarom deze twee variabelen voortdurend moeten worden geëvalueerd om de HSD kwaliteit boven HFC-omgevingen te waarborgen.

Verhouding signaal-tot-geluid

De SNR-schatting van uBR kan soms misleidend zijn en zou slechts als een beginpunt moeten worden beschouwd als het gaat om het controleren van de integriteit van het stroomopwaarts gelegen RF-spectrum. Het SNR-lezen op de uBR MC16C lijnkaart wordt geboden door de Amerikaanse chip, maar het lezen is niet noodzakelijk een betrouwbare indicator van "echte wereld" €  RF-beperkingen, zoals impulsief type lawaai, discrete ingangen, enzovoort. Dat wil niet zeggen dat het Amerikaanse SNR-onderzoek niet nauwkeurig is. In omgevingen met weinig beperkingen in de stroomopwaarts (bijvoorbeeld impulslawaai, indringing, gemeenschappelijke padvervorming, enzovoort) volgt de schatting van de Amerikaanse SNR numeriek CNR binnen een paar decibel, wanneer de CNR in het 15 tot 25 dB bereik ligt. Het is accuraat met additief wit gaussiaans geluid (AWGN) als de enige beperking; in de echte wereld kan de nauwkeurigheid van deze cijfers echter verschillen . Dit hangt af van de aard van de waardeverminderingen en weerspiegelt beter de modulatie-foutenratio (MER) in plaats van CNR.

SNR- en CNR-lezingen verkrijgen

Deze sectie toont een paar voorbeelden van hoe u de upstream SNR schatting van Cisco uBR7200 en uBR10K kunt verkrijgen (zie ook het Bijlage). Alle opdrachten en opdrachtoutput van de opdrachtregel van de interface (CLI) worden genomen van Cisco IOS® softwarerelease 12.2(15)BC2a, tenzij anders gespecificeerd.

Merk op dat een € "S kaart" verwijst naar een kabellijnkaart met ingebouwde hardwareanalyse, terwijl een  "C kaart" verwijst naar een kabellijnkaart zonder deze mogelijkheid. Onder bepaalde instellingen rapporteert de S-kaart CNR in plaats van SNR, omdat het ingebouwde hardware heeft om spectrumanalysefuncties uit te voeren.

Tip: wanneer u de uitvoer van Cisco IOS Software CLI-opdrachten verzamelt voor het probleemoplossing of voor het doorsturen naar Cisco Technical Support, vergeet u om terminal exec prompt tijdstempel aan te zetten, zodat elke regel van CLI-opdrachtuitvoer vergezeld gaat van een tijdstempel en de huidige CPU-lading in de CMTS.

Voor S-kaarten:

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

Voor C-kaarten of S-kaarten zonder spectrumgroepen toegewezen:

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

Aanbevolen wordt om het Amerikaanse niveau op het standaard niveau van 0 dBmV te houden en gebruik externe verzwakkers om modems te dwingen om, indien nodig, op een hoger niveau te verzenden.

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

Tip: De opdracht Vertaling kan worden gebruikt om SNR te rapporteren, zelfs als CNR wordt gemeld in de opdracht showcontrollers. Dit is vooral nuttig omdat SNR wordt gemeld nadat de ingangsannulering is uitgevoerd en CNR wordt gerapporteerd voordat de ingangsannulering wordt geannuleerd.

Opmerking: SNR is per modem in EC-code vermeld met details over kabelmodems.

De opdracht geeft ook een lijst van andere fysieke laageigenschappen indien afstandsbediening wordt ingesteld. Deze drie regels code kunnen worden ingevoerd om een afstandsbediening te activeren:

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

Drie seconden werd gebruikt voor een snelle respons, die niet kan worden aanbevolen bij een sterk geladen CMTS. De standaard alleen-lezen community string in de meeste modems is openbaar.

Opmerking: Houd de microreflectuatie buiten beschouwing, omdat dit voor DS geldt en beperkt is door de nauwkeurigheid van de implementatie van de CM-verkoper.

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

Deze opdracht maakt een lijst van SNR bij gebruik van een C-kaart. Wanneer een S-kaart wordt gebruikt en spectrumgroepen worden toegewezen, wordt CNR gerapporteerd. De show kabelmodems mac-address breedband opdracht werkt ook.

De ruis bekijken

Met S-kaarten kunt u ook de ruis vloer met deze opdracht bekijken:

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

Wanneer u het IP-of MAC-adres van de modem aan de opdracht toevoegt, vindt u de modembarstkracht en de kanaalbreedte.

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  *******

Deze output toont het geluid onder de drager en op andere frequenties.

Naast de CLI kunnen op SNMP gebaseerde netwerkbeheertools zoals Cisco Broadband Troubleshooter (CBT) worden gebruikt om het Amerikaanse spectrum en andere eigenschappen weer te geven. Tevens kan CiscoWorks worden gebruikt om de SNR te controleren zoals gemeld door kabellijnkaarten met behulp van het object docsiAsSigQSSignalNoise:

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.

Opmerking: Individuele CM SNR-lezingen zijn alleen beschikbaar op de MC5x20S- en MC28U-lijnkaarten. In deze nieuwe lijnkaarten is sprake van annulering van binnengrenzen die de prestaties kan verbeteren, maar misleidende SNR-lezingen kan opleveren. De SNR-aflezingen worden na het annuleren van de ingang; Dus als het annuleren van ingangen de ingang wiskundig verwijdert, zou SNR veel beter kunnen rapporteren dan de eigenlijke carrier-interferentieverhouding.

Opmerking: Bij het gebruik van spectrumgroepen op een S-kaart selecteert de opdracht van tooncontrollers willekeurig CNR-uitslagen uit alle CM's in de VS, die iets anders zouden kunnen zijn, waardoor er een instabiele Amerikaanse haven of CNR zou optreden.

Upstream carriers in nulbereik

Een modus die in een spectrumanalyzer gebruikt moet worden, is de nulspan-modus. Dit is de tijddomein modus waarin de weergave amplitude versus tijd is in plaats van amplitude versus frequentie. Deze modus is zeer gunstig voor het bekijken van gegevensverkeer dat zwaar in de natuur is. Afbeelding 1 toont een spectrumanalyzer in een nulspan (tijddomein) terwijl het upstreamverkeer van een CM wordt bekeken.

Afbeelding 1 - Weergave van een nulpunt op een spectrumanalyzer

Gegevenspakketten kunnen in Afbeelding 1 worden gezien, samen met modemverzoeken en impulsruis. Dit is zeer nuttig voor het meten van de gemiddelde digitale niveaus en het observeren van ruis en intrede, zoals in figuur 2 te zien is.

Afbeelding 2 - Meting van een nulbereik van de stroomopwaartse digitale multiplexiteit van de Carrier

Zero-span kan ook worden gebruikt om te zien of pakketten met elkaar botsen van slechte timing of slechte head-end splitter of combiner-isolatie. Een pakket dat bedoeld is voor één CMTS upstream poort is 'lekken' € naar een andere upstream. Raadpleeg de witboeken en documenten die in het gedeelte Verwante informatie van dit document zijn opgenomen. Raadpleeg de Cisco uBR7200 Series router aan te sluiten op het Kabelhead-end voor een beschrijving van de nulspan-meetprocedure.

Vrijwel alle RF-beperkingen die tot nu toe in dit document zijn vermeld, kunnen de prestaties stroomopwaarts verbeteren en zich als slechte gegevensdoorvoersnelheid manifesteren zonder dat ze noodzakelijkerwijs als lage SNR worden gereflecteerd. Het observeren van oncorrigeerbare FEC fouten (analoog aan slechte BER en PER)—ook al lijkt de SNR boven de minimum DOCSIS standaard uit te komen kan wijzen op andere tijdelijke kwesties die moeten worden aangepakt. Er zou ook een frauduleus CM kunnen zijn die fouten veroorzaakt en een slechte SNR-interpretatie voor alle andere CM's in dezelfde VS. In dit geval zou CNR, gemeten op een spectrumanalyzer, er goed uitzien, maar de CMTS zou anders verslag uitbrengen.

Forward error Correction

Bedenk dat Reed-Solomon FEC-codering wordt gebruikt om redundante parity bytes aan gegevenspakketten toe te voegen, om de detectie en correctie van barstfouten mogelijk te maken die door de kabelfabriek worden geïntroduceerd.

In een ideale wereld zouden meetbare bit fouten - corrigeerbaar of oncorrigeerbaar FEC fouten -zelden voorkomen. Wanneer er oncorrigeerbare FEC-fouten bestaan, kunnen de effecten echter ernstig zijn en kunnen ze worden veroorzaakt door een aantal verschillende factoren. Dit is een lijst met bekende gebeurtenissen die oncorrigeerbare FEC-fouten in de upstream kunnen veroorzaken en die in aanmerking moeten worden genomen bij het oplossen van FEC-fouten:

• interferentie met transpondersignaal

• overbelasting van versterker (compressie, een vorm van knipperen)

• laserknippering

• impulslawaai of ingangsinterferentie

• losse of intermitterende verbindingen

• arme upstreamcombinatie of splitter-isolatie

• defecte modems

Er zijn twee methoden waarmee men FEC-informatie kan verzamelen:

• CLI

• SNMP-object identifier (OID) bij verkiezingen

Dit is een voorbeeld van hoe de FEC-informatie te verzamelen met behulp van de CLI (zie ook het aanhangsel):

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—Het totale aantal FEC - blokken (zowel goed als slecht) dat door alle stroomopwaarts gelegen havens in verband met een bepaalde stroomafwaarts gelegen haven wordt ontvangen.

• UnCorFECBlks—Het totale aantal FEC-blokken dat door alle stroomopwaarts met een bepaalde stroomafwaarts gelegen haven is ontvangen en dat door ruis of stress zo is gecorrumpeerd dat ze niet door het FEC-algoritme konden worden gecorrigeerd of hersteld.

• CorFECBlks—Het totale aantal door alle upstreamhavens ontvangen FEC - blokken dat in verband wordt gebracht met een bepaalde stroomafwaarts gelegen haven die licht gecorrumpeerd waren door ruis of ingedrukte bronnen en die door het FEC-algoritme gecorrigeerd en hersteld zouden kunnen worden.

Stationonderhoudsbeurten verhogen de FECBlks teller met ongeveer 2 per x seconden, waarbij x het minimum opinieinterval is (zoals weergegeven in de show-kabelhopopdracht) gedeeld door 1000. Remote query doet ook in stappen van deze teller, net als initiële onderhoud wanneer modems online komen. Omdat eerste onderhoud optreedt tijdens de aanhoudtijd, kunnen er aanrijdingen en daaropvolgende oncorrigeerbare FEC-fouten optreden.

Tip: Zorg ervoor dat modems niet uiteenlopen of online komen voordat ze ervan uitgaan dat de VS instabiel is alleen maar omdat de oncontroleerbare FEC-tellers juist groeien. Ook de waarde NoCollNoEngy zou kunnen stijgen als er modems zijn met timing-emissies. Uniek Word is specifiek voor BRCM en niet voor DOCSIS. Het is de laatste paar bytes van de preambule.

Een percentage kan worden geschat door UnCorrFECBlks / FECBlks × 100 in te nemen. De FECBleks teller is het totaal verzonden FEC - blokken, goed of slecht. Deze uitvoer is voor het gehele MAC-domein (alle US's). Het is het beste om naar de tellers tussen een vastgestelde tijdsperiode te kijken om de delta te zien.

Toelichting: Een nadeel van het verzamelen van FEC - informatie met behulp van het CLI is dat de UnCorFECBlks, CorFECBlks en het totaal FECBlks niet per upstream worden gescheiden.

Om de informatie per-upstream FEC te bekijken moet u SNMP OIDs gebruiken. U kunt ook de opdracht Show kabel op hop gebruiken om correcteerbare of onverbeterlijke FEC fouten per upstream poort te bekijken, maar niet de totale FEC blokken.

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
     

Opmerking: de opdracht duidelijke tellers geeft alleen de show interface en de kabeltellers te tonen, maar niet de show controllers teller. De controllers kunnen alleen worden gewist als de CMTS opnieuw wordt geladen of als de interface met deze opdracht wordt ingeschakeld:

ubr# cable power off slot/card

     

Voor nadruk is het de moeite waard om te herhalen dat oncorrigeerbare FEC fouten in geworpen pakketten resulteren en zeer waarschijnlijk een slechte doorvoersnelheid voor upstream gegevens veroorzaken. Voordat de gebeurtenissen in deze cruciale fase terechtkomen, zijn er echter voorspellers en aanwijzingen dat de prestaties in de upstream achteruitgaan. Correceerbare FEC-fouten dienen als indicator dat de upstream-gegevensdoorvoersnelheid degradeert en dient als waarschuwingsteken dat toekomstige oncorrigeerbare FEC-fouten mogelijk zijn.

Tip: Als de tegenstappen van de uncorr veel sneller stijgen dan de Corr-teller, dan zou het probleem gerelateerd kunnen zijn aan impulsruis. Als de Corr-teller net zo snel (of sneller dan) toeneemt, is hij waarschijnlijk gerelateerd aan AWGN of het is een steady-state-toegangsprobleem, zoals burgerband (CB), kustradio, gemeenschappelijke padvervorming (CPD), enzovoort.

Hoe u FEC-tellers kunt verkrijgen via SNMP

Deze drie SNMP OIDs uit het DOCS-IF-MIB SNMP MIB-bestand worden gebruikt om FEC-fouten te verzamelen en te analyseren (ongewijzigd, gecorrigeerd en niet-corrigeerbaar FEC-ook het appendix):

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.

Omdat deze drie MIB's absolute waarden zijn (gebaseerd op het totale aantal FEC-gegevensblokken dat de CMTS ontvangt), biedt het berekenen van het percentage een beter beeld van de feitelijke upstream-doorvoerprestaties. Deze formules moeten worden gebruikt:

• _Cx = docsIfSigQUnerroreds op tijdstip x

• _Ecx = docsAsSigQCorrecteds op tijdstip x

• _Eux = docsIfSigQUncorrectabels op tijdstip x

% corrigeerbaar = [(EC1 - EC0)/ [(EU1 - EU0) + (EC1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

% niet te corrigeren = [(EU1 - EU0)/ [(EU1 - EU0) + (EC1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

Opmerking: Niet-correcteerbaar plus onwaarvoor plus correctie gelijk is aan het totale aantal codewoorden (CW’s); ook bekend als FEC-gegevensblokken) ontvangen op deze VS, met inbegrip van alle CW's, ongeacht of zij deel uitmaakten van frames die bestemd waren voor de CMTS. De grootte van een CW wordt bepaald door het modulatieprofiel.

FEC-tellers voor elke modem

Als een Amerikaans pakje is gevallen, wordt er een Uncorr FEC-teller ingevoegd. Dit gebeurt in de fysieke laag. U kunt vragen hoe CMTS een verbroken pakket onderscheidt, als het geen kans heeft om de Service-ID (SID) of het bronadres (Layer 2) te zien. De CM SID is echter in de DOCSIS-header opgenomen.

Voorbeelden van een Amerikaanse uitbarsting:

(preambule) + {(docsis hdr = 6 bytes) + (BPI+, docsis extender hdr = 4 tot 7 bytes) + 1500 Ethernet + 18 Ethernet-header} + (guardband)

Alles tussen {en} wordt opgeteld, in CW's gesneden op basis van het modulatieprofiel, dan wordt 2×T aan elke CW toegevoegd. Technisch gezien, als het specifieke codewoord dat de SID houdt wordt ingetrokken, hoe kan CMTS onderscheiden van welke modem het werd verzonden? Eén manier om dit te bereiken is om de planner van de CMTS te gebruiken, die de tijd kent wanneer bepaalde pakketten van specifieke modems zullen aankomen.

U kunt de FEC-waarden per modem weergeven door de opdracht SID-nummer tegen breedband te gebruiken in de Cisco-interfacekabel/sleuf. U kunt ze ook door SNMP ophalen met behulp van deze OID's:

• Goede codewoorden ontvangen (docsIfCMTSCCMStatusonwel)

• Gecorrigeerde ontvangen codewoorden (docsIfCMTSCCMStatusCorrecds)

• Ongecorrigeerde ontvangen codewoorden (docsIfCMTSCCMStatusUncorrecteerbaar)

Opmerking: dit is momenteel alleen van belang voor de MC28U- en MC5x20-lijnkaarten.

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

Dit is specifiek voor deze modem en de tellers werken ongeveer elke 10 seconden bij.

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
     

Merk op dat de opdracht Show kabel opdracht nog één Uncorr FEC fouten meldt. Dit is waarschijnlijk omdat er een CW is gevallen die toevallig tot een andere modem behoorde.

Het zou interessant zijn om een grafiek van FEC-fouten per CM te zien door de MIBs te peilen en de multi-router verkeersgraaf (MRTG) of andere software zoals Cisco BT te gebruiken. Dit kan gebruikt worden om te zien of bepaalde modems een slechte groepsvertraging hebben, microreflecties, enzovoort. Dit zou iets zijn dat alleen invloed heeft op een bepaalde modem.

Upstream pakkettellers

Een andere opdracht die fouten lijsten is de upstream opdracht van de show interface kabel5/1/0. Dit zijn pakketten die verschillen van FEC CW's. Een pakje kan uit veel cellen bestaan.

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)

Dit zijn de definities van termen:

• uitzendingen-Ontvangen uitzendingen.

• multicast—ontvangen multicast frames.

• unicast - Ontvang eenastframes.

• teruggooi: alleen in stappen op de MC5x20S-lijnkaart. Lijsten die weggegooid zijn vanwege verschillende foutvoorwaarden die specifiek zijn voor de kaart en niet voor het echte frame.

• fouten—Het totaal van een hele reeks fouten, die er veel niet toe doen. De fouten die deze waarde tellen zijn voor op BCM3210 gebaseerde kaarten zoals MC16C en MC28C:

  • Het aantal toegewezen stroomopwaarts toegewezen slots waarin de preambule en uniek woord niet goed werden ontvangen.

  • Het aantal niet-correcteerbare ontvangen frames.

  • Botsingen in de bandbreedte "verzoek" mogelijkheden.

  • Aansluitingen in "request/data"-slots (deze typen slots doen zich niet voor op Cisco CMTS’s).

  • Beschadigde frames ontvangen tijdens bandbreedte 'request'-kansen.

  • Schade frames ontvangen tijdens "request/data" slots.

  • Het aantal beschadigde veeleisende verzoeken werd gehoord.

  Voor op JIB gebaseerde lijnkaarten zoals MC5x20 en MC28U:

  • Hogerverschoven frames die om de een of andere reden niet zijn geclassificeerd als header check sequentie (HCS) of cyclische redundantie check (CRC).

  • Hogere frames met HCS-problemen.

  • Upstream frames met CRC-fouten.

  • Ontvangen niet-corrigeerbare CW's.

  • Botsingen in het bandbreedteverzoek, IUC.

• Onbekend protocol-Aantal ontvangen frames dat niet IP, Protocol voor adresoplossing (ARP) of Point to Point Protocol over Ethernet (PPPoE) was. Deze teller bevat ook frames met misvormde DOCSIS-headers of ongeldige headeropties.

• pakketten die worden ingevoerd - Totaal van uitzendingen, multicast, en unicast.

• niet te corrigeren—Totaal aantal frames dat ten minste één niet-corrigeerbaar FEC CW in had. Dit veld toont N/A voor de MC5x20 en 28U. Gebruik in plaats daarvan de kolom Uncorr FEC fouten in show kabelhopuitvoer om een idee over onverbeterlijke fouten te krijgen.

• ruis-Voor kaarten op basis van BCM3210 zoals de MC16C en MC28C, is dit het aantal beschadigde frames die in bandbreedte "verzoek" of "regelend" intervallen werden ontvangen. Dit maakt dit nummer een subset van de getallen in fouten.

  • Beschadigde frames ontvangen tijdens bandbreedte-"request"-kansen

  • Schade frames ontvangen tijdens "request/data" slots.

  • Het aantal beschadigde veeleisende verzoeken werd gehoord.

  Voor kaarten op basis van JIB zoals MC5x20 wordt deze teller helemaal niet verhoogd.

• microreflecties—aantal microreflecties; altijd ingesteld op 0.

De fouten en de ruis tellers tellen niet slechts corrupte beelden; ze tellen ook dingen zoals aanvankelijk regelende verzoeken botsingen en bandbreedte verzoeken botsingen. Een stijgende ruis-teller betekent dus niet altijd dat er een probleem is. Dit kan alleen maar betekenen dat de klant veel modems heeft die proberen online te komen of dat modems hebben geprobeerd meer transmissie uit te voeren (wat tot meer van de hierboven genoemde conflicten leidt). De ruis-teller is eigenlijk een subset van de fouten-teller omdat ruis de laatste drie componenten van de fouten-teller omvat.

Conclusie

Dankzij ervaring en laboratoriumtests die zijn uitgevoerd door de groep Advanced Services en Rapid Response, zijn dit een paar observaties met betrekking tot FEC en slechte upstream prestaties:

• De aanwezigheid van niet-corrigeerbare FEC-fouten is een goede maatstaf wanneer ruis een ondraaglijk niveau bereikt of wanneer pakketten met elkaar botsen van slechte timing of slechte head-end splitter of combiner-isolatie. Wat het laatste betreft, is een pakje bestemd voor één CMTS upstream-haven "lekt" naar een andere upstream vanwege de slechte isolatie.

• Een grote toename van oncorrigeerbare FEC-fouten resulteert in spraakkwaliteitsproblemen.

• Correceerbare FEC-fouten worden gezien als het geluidsniveau wordt verhoogd. Correceerbare FEC-fouten resulteren niet in pakketdruppels of slechte spraakkwaliteit, zolang er geen begeleidende oncorrigeerbare FEC-fouten zijn.

• Het verhogen van de FEC T-bytes in het modulatieprofiel van de VS kan tot een bepaald punt helpen, maar het hangt af van de geluidsbron. Zeven tot tien procent FEC-dekking lijkt optimaal.

Uit de voorgaande opmerkingen blijkt duidelijk dat het inschatten van de CMTS voor de oncorrigeerbare FEC-fouten waardevol is. Voice-over-IP (VoIP) over-kabel is bijzonder gevoelig voor oncorrigeerbare FEC fouten. Als het percentage oncorrigeerbare FEC-fouten hoog genoeg is, worden spraakkwaliteitsproblemen ondervonden, terwijl IP-gegevens slechts minimaal worden beïnvloed.

Ten slotte kan het probleem veel ingewikkelder worden wanneer de SNR-lectuur van de Amerikaanse chip misleidend is wanneer er snelle, tijdelijke RF-verstandelingen worden geïntroduceerd (zoals eerder vermeld) maar er nog steeds onherstelbare FEC-fouten optreden.

Afbeelding 3 belicht een voorbeeld van een VS die te kampen hebben met een lage SNR op hetzelfde moment dat zij onjuistheid en corrigeerbare FEC-fouten ervaart, waarbij de nadruk wordt gelegd op de nauwe relatie tussen deze twee parameters bij het meten van de prestaties stroomopwaarts.

Afbeelding 3 - SNR- en FEC-fouten in de loop der tijd

 

De eerste grafiek toont het oncorrigeerbare en corrigeerbare FEC foutenpercentage, terwijl de onderste grafiek slechte SNR lezingen in de tijd bij het zelfde geval aangeeft. Een snelle controle van de upstream digitaal gemoduleerde drager op een spectrumanalyzer (zoals een Agilent HP8591C) zou waarschijnlijk in-kanaalruis op een vrij hoog niveau laten zien. Startproblemen van upstream RF kunnen worden bevestigd met testapparatuur van derden (zoals Hukk CM1000 - raadpleeg de website voor zonsopgang Telecom—of Acterna DSAM) die de BER-foutsnelheid (vergelijkbaar met BER) kan meten. Dit zou bevestigen dat er waarschijnlijk een RF-probleem bestaat, zelfs wanneer de Amerikaanse SNR-interpretatie goed lijkt.

Het komt er op neer dat als het lezen van de Amerikaanse SNR goed lijkt, je er niet automatisch van uit moet gaan dat het goed is met de RF. Er kan een beetje onderzoek met geschikte testapparatuur nodig zijn om te bepalen wat er precies gebeurt op het RF-gebied. De kansen zijn vrij goed dat het RF-spectrum niet zo schoon is als aanvankelijk werd aangenomen.

Bijlage

In dit gedeelte worden de stroomopwaartse parameters voor de bewaking beschreven.

Upstream correcteerbaar FEC-percentage

Beschrijving

Percentage op dit kanaal ontvangen CW's met onjuistheden. Dit omvat alle CW's, ongeacht of zij al dan niet deel uitmaakten van frames bestemd voor dit apparaat.

Formule

%Correcteerbaar = [(EC1 - EC0)/ [(EU1 - EU0) + (EC1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

• C = docsIfSigQUnerroreds

• _EC = docsIfSigQCorrecteds

• _EU = docsIfSigQUncorrectafels

Netregel

Waarden >2,5% van de ontvangen pakketten worden geel gemarkeerd.

Waarden >=5% van de ontvangen pakketten zijn vet rood.

Net Info

Percentage van input-CW's met correcteerbare FEC-fouten ten opzichte van het totale aantal CW's dat op die interface wordt ontvangen. Aanbevolen wordt dat deze verhouding onder 5% van alle input-CW's ligt.

Gedetailleerde informatie

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.

Upstream oncorrigeerbaar FEC-percentage

Beschrijving

Percentage op dit kanaal ontvangen CW's met onjuistheden. Dit omvat alle CW's, ongeacht of zij al dan niet deel uitmaakten van frames bestemd voor dit apparaat.

Formule

%Niet te corrigeren = [(EU1 - EU0)/ [(EU1 - EU0) + (EC1 - Ec0) + (C₁ - C_{0)] * 100}

• C = docsIfSigQUnerroreds

• _EC = docsIfSigQCorrecteds

• _EU = docsIfSigQUncorrectafels

Netregel

Waarden >0,5% van de ontvangen CW's worden geel gemarkeerd.

Waarden >=1% van de ontvangen CW's zijn vet rood.

Net Info

Druppercentage voor CW-ingangssignaal toont het percentage CW's dat bij invoer is gevallen, in verhouding tot het totale aantal CW's dat op die interface is ontvangen. Aanbevolen wordt dat deze verhouding onder 0,5% van alle input-CW's ligt.

Opmerking: Voor specifieke "real-time" diensten, zoals VoIP, kan een striktere controle nodig zijn. Een 1% niet-corrigeerbare FEC-waarde kan nog steeds voldoende pakketverlies zijn om spraakkwaliteit problemen te veroorzaken, afhankelijk van of het verlies barst of willekeurig is.

Gedetailleerde informatie

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.

Upstream SNR

Beschrijving

SNR zoals waargenomen voor dit kanaal. In de CMTS beschrijft u het gemiddelde signaal-naar-ruis van het stroomopwaarts kanaal.

Formule

SNR = docsIfSigQSignalNoise/10

Netregel

Waarden <27 dB worden geel gemarkeerd.

Waarden <23 dB zijn vet rood.

Net Info

DOCSIS specificeert een minimum CNR (digitaal gelijk aan SNR) van 25 dB. Afhankelijk van het geconfigureerde upstream-modulatieprofiel (QPSK of 16-QAM) moet de minimale SNR van 25 dB mogelijk worden verhoogd.

Gedetailleerde informatie

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.

Voorbeeld van hoe u OID’s kunt verwijderen voor FEC-tellers per modem op een MC28U of 5x20-lijnkaart

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

Om de tellers van het Codewoord van deze modem te vinden, moet u eerst twee stukken informatie krijgen:

• De SNMP Interface Index van de kabel 6/0 interface.

• De docsIfCMTSServiceNewCmStatusIndex van de modem.

Vind de ifIndex van kabel 6/0 met deze opdracht:

% 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"

Vind de docsIfCMTSServiceNewCmStatusIndex van modem met SID 50 op interface met ifIndex 10 (kabel 6/0) met deze opdracht:

% snmpwalk -cpublic 172.18.73.167 docsIfCmtsServiceNewCmStatusIndex.10.50

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

Nu u de docsIfCMTSServiceNewCmStatusIndex van de modem (983090) hebt, kunt u deze FEC tellers vinden:

• Goede codewoorden ontvangen (docsIfCMTSCCMStatusonwel)

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

  Opmerking: De teller van de Werken is enigszins toegenomen in de tijd sinds u het bevel van de showinterface kabel hebt uitgegeven.

• Gecorrigeerde ontvangen codewoorden (docsIfCMTSCCMStatusCorrecds)

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

• Ongecorrigeerde ontvangen codewoorden (docsIfCMTSCCMStatusUncorrecteerbaar)

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

Gerelateerde informatie

• De betekenis van gegevensinvoer in een DOCSIS-wereld
• Upstream modulatieprofielen voor kabellijnkaarten
• DOCSIS-interfacekaart voor radiofrequentie
• Ondersteuning van breedbandkabeltechnologie
• Technische ondersteuning - Cisco-systemen