Os modems a cabo ficam off-line em uma rede a cabo de 2 vias

Introduction

Este documento explica algumas etapas de troubleshooting que devem ser seguidas para determinar por que os modems a cabo ficam off-line. Como, na maioria dos casos, a causa será um problema de radiofrequência ou uma baixa razão portadora-ruído, esses problemas serão a ênfase principal deste documento.

Antes de Começar

Conventions

Consulte as Convenções de Dicas Técnicas da Cisco para obter mais informações sobre convenções de documentos.

Prerequisites

Não existem requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

As informações neste documento são baseadas nestas versões de software e hardware:

• Processador Cisco hardware uBR7246 VXR (NPE300) (revisão C)

• Software Cisco IOS® (UBR7200-K1P-M), versão 12.1(9)EC

• CVA122 Software Cisco IOS 12.2(2)XA

The information in this document was created from the devices in a specific lab environment. All of the devices used in this document started with a cleared (default) configuration. If your network is live, make sure that you understand the potential impact of any command.

Por que os modems a cabo ficam offline?

Um modem a cabo exige que três itens principais permaneçam on-line quando estiver conectado e operacional:

• Limpe a fábrica de RF com um carro para ruído consistentemente acima de 25 dB no upstream e acima de 35 no downstream.

• Pesquisas unicast do CMTS a cada 30 segundos (keepalives). Essas são oportunidades de transmissão unicast para o SID atribuído a esse modem, no qual ele pode enviar um RNG-REQ ao CMTS. Se o modem a cabo não receber uma oportunidade de transmissão unicast em T4 segundos (30 segundos), ele terá que expirar e reinicializar sua camada MAC. Se houver um problema (RF) no downstream, o modem a cabo talvez não "veja" essa oportunidade de transmissão unicast e fique off-line.

• Se o CMTS não receber uma resposta do CM para a oportunidade de transmissão unicast, o CMTS pesquisará o modem 16 vezes em breve para tentar obter uma resposta. O modem é considerado off-line pelo CMTS se não houver resposta após essas novas tentativas.

Qualidade da instalação de RF

De acordo com as especificações DOCSIS, a fábrica de RF precisa cumprir os seguintes requisitos para Upstream e Downstream para garantir a operação contínua:

• Os parâmetros de configuração

• As freqüências utilizadas de downstream e upstream

• As medidas de ruído em dB. Verifique se estão corretas e dentro dos limites permitidos. Uma tabela de limites de ruído está incluída abaixo:

Especificações RF de upstream de cabo DOCSIS

Especificações UPSTREAM	Especificações DOCSIS1
Sistema/canal
Intervalo de freqüência	5 a 42 MHz (América do Norte) 5 a 65 MHz (Europa)
O retardo no tráfego do CM mais distante para o CM ou CMTS mais próximo.	< 0,800 milissegundo (ms)
Portadora para razão de ruído	25 dB
Portadora para taxa de força de entrada	> 25 dB
Portadora para taxa de interferência	> 25 dB (QPSK2)3 > 25 dB (16 QAM4)3
Modulação de zunido de portadora	< -23 dBc5 (7%)
Ruído de intermitência	Não superior a 10 µs a uma taxa média de 1 kHz para a maioria dos casos.
Ripple de amplitude	0,5 dB/MHz
Ripple de retardo de grupo	200 ns/MHz
Micro reflexões (eco simples)	-10 dBc a < 0,5 µsec -20 dBc a < 1,0 µsec -30 dBc a > 1,0 µsec
Variação do nível de sinal sazonal/diurno	Não maior que 8 dB (mín. a máx.)
Níveis de sinal digital
Do cable modem (upstream)	+8 a +58 dBmV (QPSK) +8 a +55 dBmV (16 QAM)
Amplitude de entrada para placa de modem (upstream)	-16 a +26 dBmV, dependendo da taxa de símbolo.
Sinalizar como relativo ao sinal de vídeo adjacente	-6 a -10 dBc

¹ As especificações DOCSIS são configurações de linha de base para um sistema de dados sobre cabo bidirecional compatível com DOCSIS.

² QPSK = Chaveamento de fase-quadratura: um método de modulação de sinais digitais em um sinal de portadora de freqüência de rádio usando quatro estados de fase para codificar dois bits digitais.

³ Essas configurações são medidas em relação à portadora digital. Adicione 6 ou 10 dB, conforme determinado pela política da sua empresa e derivado da configuração inicial da rede a cabo, em relação ao sinal de vídeo analógico.

⁴ QAM = Modulação de Amplitude de Quadratura: um método de modulação de sinais digitais em um sinal da portadora de radiofreqüência que envolve amplitude e codificação de fases.

⁵ dBc = decibéis em relação ao transportador.

Especificações RF de downstream de cabo DOCSIS

Especificação DOWNSTREAM	Especificações DOCSIS1
Sistema/canal
Espaçamento de canal RF (largura de banda)	6 MHz
Atraso de trânsito2	0,800 milissegundo (ms)
Portadora para razão de ruído	35 dB
Razão portadora-interferência para energia total (sinais de ingresso discretos e de banda larga).	> 35 dB
Distorção de batida tripla composta	< -50 dBc3
Portadora para segunda ordem	< -50 dBc
Nível de modulação cruzada	< -40 dBc
Ripple de amplitude	0,5 dB em 6 MHz
Retardo de grupo	75 ns4 em 6 MHz
Limite de microreflexões para eco dominante	-10 dBc a < 0,5 µsec -15 dBc a < 1,0 µsec -20 dBc a < 1,5 µsec -30 dBc a > 1,5 µsec
Modulação de zunido de portadora	< -26 dBc (5%)
Ruído de intermitência	Não superior a 25 µs a uma taxa média de 10 kHz.
Variação do nível de sinal sazonal/diurno	8 dB
Alcance do nível do sinal (50 a 750 MHz)	16 dB
Nível máximo da portadora de vídeo analógico na entrada CM, incluindo a variação acima do nível do sinal.	+17 dBmV
Nível mínimo da portadora de vídeo analógico na entrada CM, incluindo a variação acima do nível do sinal.	-5 dBmV
Níveis de sinal digital
Entrada no modem a cabo (intervalo de nível, um canal)	de -15 a +15 dBmV
Sinalizar como relativo ao sinal de vídeo adjacente	-6 a -10 dBc

¹ As especificações DOCSIS são configurações de linha de base para um sistema de dados sobre cabo bidirecional compatível com DOCSIS.

² O atraso de trânsito é definido como a "viagem de ida e volta" da extremidade do cabo para o cliente mais distante e de volta.

³ dBc = decibéis relativos ao transportador.

⁴ ns = nanossegundos.

Observação: para um conjunto completo das especificações do padrão europeu, leia as Especificações de RF.

Para obter um documento sobre como solucionar problemas de RF em sua planta de cabos, vá para o documento Determinando problemas de RF ou configuração no CMTS. Para obter mais informações sobre medições de RF usando um analisador de espectro, consulte Conexão do Cisco uBR7200 Series Router ao Cabeçalho do Cabo.

Variação periódica (visualização CM)

O CMTS DEVE fornecer a cada CM uma oportunidade de intervalo periódico pelo menos uma vez a cada T4 segundos. O CMTS DEVE enviar oportunidades de alcance periódico em um intervalo suficientemente menor que o T4 para que um MAP possa ser perdido sem o tempo limite do CM. O tamanho desse "subintervalo" depende do CMTS. O CM DEVE reinicializar seu MAC após o T4 segundos terem decorrido sem receber uma oportunidade de intervalo periódico. O valor padrão para T4 é 30 segundos.

T4 é definido como "esperar por uma oportunidade de variação de unicast". Esse é o tempo que um modem espera para obter uma oportunidade de transmissão dedicada do CMTS. O valor é definido como mínimo de 30 segundos e máximo de 35 segundos por SP-RFIv1.1-I03-991105.

Se um modem UBR9xx ficar off-line devido a um tempo limite de T4, você verá as seguintes mensagens de erro no log debug cable mac:

router#debug cable mac log verbose
 .... 
 11:05:07: 39907.082 CMAC_LOG_T4_TIMER
 11:05:07: %UBR900-3-RESET_T4_EXPIRED: R04.0 Received Response to
 Broadcast Maintenance Request, But no Unicast Maintenance opportunities received. T4 timeout.
 11:05:07: 39907.090 CMAC_LOG_RESET_T4_EXPIRED
 ....

Isso geralmente aponta para um problema na RF, portanto a solução de problemas deve se concentrar nisso.

Variação periódica (Visualização CMTS)

O CMTS repetirá a pesquisa do CM até receber uma resposta ou até que o número de novas tentativas (o padrão é dezesseis) seja esgotado. Nesse momento, o CM é removido da lista de pesquisa e considerado offline.

Uma maneira de detectar se um modem está em constante variação é usar o comando show cable flap-list.

Utilização muito alta de upstream

Se a utilização de upstream for muito alta ou muitos modems estiverem conectados ao mesmo upstream, é possível que alguns modems não obtenham a largura de banda necessária ou as oportunidades de transmissão para atender aos requisitos de intervalo periódico, resultando também em um tempo limite de T4.

A experiência nos ensina que os clientes que desejam implantar dados com sucesso em redes a cabo com base no padrão DOCSIS devem levar em conta muitos fatores para o sucesso. Um ponto fundamental que garantirá o êxito é manter os domínios de retorno do cliente dentro do bom senso. Manter as residências passadas (HHP) por porta upstream em um nível razoável pode melhorar significativamente o sucesso da implantação, os custos de manutenção e a satisfação do cliente. Para obter o melhor desempenho, recomenda-se que 2.000 residências passadas por nó de fibra com uma penetração de ~10%, resultando em 200 modems a cabo de assinatura por porta upstream, é uma estrutura altamente eficaz para a implantação.

Mais informações sobre o número máximo de usuários podem ser encontradas em Qual é o número máximo de usuários por CMTS?.

Use o comando show interface cable slot/port upstream n como mostrado abaixo para verificar se há ruído na fábrica de RF. Se os contadores de erros incorrigíveis, ruído e de microreflexão estiverem altos e aumentando rapidamente, isso normalmente é uma indicação de que há ruído presente dentro das instalações de RF. Você pode verificar a utilização de upstream emitindo o seguinte comando no CMTS:

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 : 5 (5 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#

Transmissões recebidas	Pacotes de transmissão recebidos por meio desta interface de upstream
multicasts	Os pacotes de multicast recebidos por esta interface upstream
Unicasts	Pacotes Unicast recebidos por meio dessa interface
Discards	Pacotes descartados por esta interface
Erros	Soma de todos os erros que impediram a transmissão upstream de pacotes
Desconhecido	Pacotes recebidos que foram gerados usando um protocolo desconhecido dos pacotes Cisco uBR7246 Noise Upstream corrompidos pelo ruído da linha
Packets input	Pacotes livres de erros recebidos por interface de upstream
Corrigidos	Pacotes de erro recebidos através da interface upstream que foram corrigidos.
Incorrigível	Pacotes de erro recebidos através da interface upstream que não puderam ser corrigidos
Ruído	e pacotes upstream corrompidos por ruídos na linha
Microreflexões	Pacotes de upstream corrompidos por microeflecções
Total de modems neste canal upstream	Número de modems a cabo atualmente compartilhando este canal de upstream. Esse campo também mostra quantos desses modems estão ativos.
Rng Polls	A fila do agendador MAC que mostra o número de pesquisas de intervalo
Contagem de Mslots	A fila do programador MAC mostrando o número de slots de solicitações de concessões forçadas em MAPS
Concessões de CIR	A fila do programador MAC mostrando o número de concessões CIR pendentes
Concessões de BE	A fila do agendador MAC mostrando o número de concessões de melhor esforço pendentes
Grant Shpr	A fila de agendador de MAC que mostra o número de concessões armazenadas em buffer para modelagem do tráfego
Tabela de slots reservados	No momento, o comando emitido pelo agendador MAO admitiu 2 slots CBR na tabela de slots reservados.
Req IEs	Executando contador de lEs de requisição enviados em MAPS
Req/Data lEs	Contador de request/data lEs enviados no MAPS
Init Mtn IEs	Contador de IEs de Manutenção Inicial
Stn Mtn IES	Número de es de manutenção de estação (pesquisa de variação)
IEs de concessão longa	Número de licenças longas
ShortGrmg lEs	Número de IEs de garantia curta
Utilização média de canal de upstream	Porcentagem média da largura de banda do canal upstream que está sendo usada. Se estiver fechado para 100%, consulte T4 timeouts.
Percentagem média de conflito de slot	Percentagem média de slots disponíveis para que os modems solicitem largura de banda através de mecanismos de conflito. Indica também o total de capacidade não utilizada na rede.
Porcentagem média de enfileiramento de slots	A porcentagem média dos slots em estado de variação inicial.
Porcentagem média de minislots perdidos nas MAPs atrasadas	Percentual médio de slots perdidos porque uma interrupção MAP foi muito atrasada
Total channel bw reserved	A quantidade total de largura de banda reservada por todos os modems neste canal upstream que exigem reserva de largura de banda. A classe de serviço para estes modems especifica algum valor diferente de zero para a taxa upstream garantida. Quando um desses modems for admitido no upstream, este valor de campo será incrementado por este valor da taxa contra-corrente garantida.

Nota: Verifique os contadores de ruído e de microreflexão. Eles devem ser de um valor muito baixo e, em uma planta de cabos normal, aumentam lentamente. Se estiverem em um valor alto e aumentarem rapidamente, isso geralmente indica um problema com a fábrica de RF.

Observação: verifique se há erros incorrigíveis. Normalmente, indicam um problema com ruído na instalação RF. Verifique o nível de SNR upstream recebido.

Observação: é melhor manter isso em torno de 200 no máximo.

A Configuração do Routing Protocol Provoca uma Redefinição dos Modems a Cabo

Lembre-se de que, ao configurar um protocolo de roteamento em uma interface de cabo da série Cisco uBR7200 em versões mais antigas do IOS anteriores ao software Cisco IOS v12.1, o software Cisco IOS deve redefinir a interface para permitir a alteração. Isso, por sua vez, faz com que todos os modems a cabo nesse downstream específico sejam reinicializados, interferindo potencialmente na transmissão de dados nesse downstream. Portanto, você deve usar os comandos de configuração de interface, como router rip, em uma interface de cabo somente quando um mínimo de assinantes fosse afetado.

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