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2009年9月 CMTS系统 DOCSIS概述和系统构成DOCSIS3 0特性与应用CMTS系统组成以及相关设备配置构成CABLEMODEM上线过程介绍以及故障排查 内容简介 1 DOCSIS概述和系统构成 DOCSIS Data Over CableServiceInterfaceSpecificationsDOCSISCableModem系统的主要作用是在前端和用户端之间透明地传输IP包DOCSIS系统包括 CMTS 电缆调制解调器终端系统 位于前端电缆网络CM 电缆调制解调器 位于用户端 DOCSIS 有线数据业务 Cable网络系统结构图 RF 前端信号输入 105dBuV CISCOCMTS GE LAN CoreSwitch CiscoNetwrokRegistrar US0 DHCP TFTP TOD 上行回传接收机模块 下行发射机模块 12dBuV衰减 30MHZ0dBmv 60dBuv 663MHZ63dBmv 123dBuv CableModem HFC 26dBuV衰减 测试口电平值 5 1dbmv ALM 3 1dbmv LM 光发射机输入电平 33 35dBmV ALM 31 34dBm LM 接收机输出测试电平 27dbmv 39dbmv 573 585MHZ45 63dBmV 105 123dBuV 20 2 58 6Mhz 1 6MHz CNR 23 10 25dBm接收 50 85dBuV 5 8dBmV为宜 接收机调试输出电平 35dbmv 41dbmv 51dbmv 下行接收电平 CNR 35 15 15dBmV上行发射电平 8 58dBmV QPSK 8 55dBmv 16QAM 损耗6dB 2 DOCSIS3 0特性与应用 DOCSIS3 0的主要改进 是 在众多有线电视运营商 系统设备及芯片提供商参与下制定的旨在优化 网络结构提高双向传输速率 扩展网络传输功能使 网络成为更具优势的宽带双向结构的多业务传输系统 以较低的成本来满足 用户更高速的宽带接入业务的需求 主要特点是去耦合 绑定 模块化的 架构以及对 的支持 通过去耦合设计实现了灵活的下行和上行通道比率 不需要在 电缆调制解调器终端系统 中固定下行一上行通道比率 这便允许运营商在必要时只需要单独扩容下行或者上行资源 在保持 的通信协议和 的 接入方式等特性的基础上采用了信道绑定方式来提高上 下行传输速率 扩展网络节点的传输容量 为此在物理层和 层均作了极为有益的改进 通过上下行的绑定 实现在下行传输中支持至少 个 最多 个频道绑定成一个虚拟通道 上行传输通道中可以绑定 个通道 绑定后的通道组中的任何一个上行通道都可以支持 或 调制解调器接入 而在前端系统中设置了集成式 和模块式 两种模式的 来支持这种数据包绑定 方式 模块化的 架构被确定为一种选项 运营商可使宽带码流能够共享边缘 资源 支持 它提供了更大的 地址空间 支持较 更多的 地址 同时运营商还能向个别设备分配地址 增强了 模式下目标应用的灵活性 引入了负载均衡技术 能够根据 数量或者带宽利用率动态调整 的分布 让 均匀分布在不同的频点 从而充分利用每个频点的带宽资源这样若上 下行均采用 个8 带宽的信道绑定就可使下行在 调制时 其速率可高达200 上行在 调制时其速率则达 为适应信道绑定对频带占用的需要 规范允许对射频频谱作适当扩展 例如 将 网络的下行频率范围从 一 扩展为 一 上行频率范围可从 扩展为 Z 同样具有后向兼容性 即符合 的 可无缝连接到 的系统而 的 则可无缝支持 的 0可适用的业务包括 高速宽带互联网业务 分层业务 电视会议 商业服务及视频娱乐等多种业务 DOCSIS3 0典型应用 DOCSIS3 0典型应用 具体计算如下 模拟频道带宽为8MHz 滤波器的滚降系数为 0 16则符号速率是 Rs BW 1 8M 1 0 16 6 896Ms s由于采用64QAM调制方式 M 64则比特率为 R Rs log2M 6 896M log264 41 25Mb sDVB C只采用RS 204 188 最大有效码率为 41 25M 188 204 38 01Mb s则8M带宽下 采用64QAM调制方式最大有效码率约为 38Mb s 数字有线电视传输系统的码率受一个模拟电视频道带宽的制约 3 DOCSIS3 0系统组成以及相关设备配置构成 M CMTS架构 信道channel和物理端口RFPort分离下行 QAM模块和DOCSIS处理模块分离 uBR100012CMTS RFGW 1EQAM RFGW 10EQAM DPC3202EMTA DPC3000DataModem DPC3925Gateway OpticalNodes GainMakerAmplifiers PrismaIIOptics DTI服务器 信道channel和物理端口RFPort分离 QAM模块和DOCSIS处理模块分离 上下行物理端口比例可调 3G60部署 3G60部署 按照光接收机数配置3G60板卡数按照光发射机数配置IPQAM物理端口数按照用户分配的HFC频点资源配置IPQAM每物理端口的频点按照实际MACDOMAIN需求配置上下行信道 3G60板卡硬件特性 20个上行RF端口 5 85MHz 3 3下行GE端口 通过IPQAM扩展下行RF端口60个实际上行channel72个实际下行channel最小配置 PRE4 DTCC SIP 6003G60DTIServer IPQAM和2020 520 SPA混插 3G60卡配置逻辑 ConfiguringtheModularCableControllerforDownstream每个controller对应一对GE端口和IPQAM对接信息 IPQAM地址 DEPI remote id 频点 ANNEXA B QAM64 256 ConfiguringtheGigEInterfaceforDownstream以太口连接配置ConfiguringaCableInterface绑定上下行信道组成一个MACdomain上行参数设置 上行绑定设置ConfiguringtheModularCableInterface对应一个下行信道设定D2 0分配的带宽ConfiguringtheWidebandCableInterface对应一个bondinggroup设定D3 0分配的带宽ConfiguringtheRFPlantTopologyD3 0对应的FiberNode 为该FN分配哪些上下行信道 Slot Subslot 4 CABLEMODEM上线过程介绍以及故障排查 DOCSISCM的上线过程 1 扫描下行信道 与CMTS CableModemTerminalSystem电缆调制解调器终端系统 建立同步 CM上电后 CM不断调整自己的下行接收频率搜索下行信号 直到得到某个下行通道的SYNC帧 步长为6MHZ 2 获取上行信道参数 UCD是用来描述上行信道的 而且CMTS针对每个上行通道周期性的下发UCD帧 CM根据接收到的UCD 选择合适的上行通道 如果没有合适的 或没有接收到UCD帧 则返回到第一步 重新搜索下行信道 3 校准发射功率 CM进行测距 初始RANGING和周期RANGING CM捕获选取的上行通道的MAP 首先进行初始的RANGING CMTS会为它分配临时的SID 初步调整参数 包括时间偏差 频率 功率等偏差 然后 使用该临时SID 作周期RANGING进一步校准参数 4 建立IP连接 通过DHCP协议从OSS服务器获取CM TFTP服务器 TOD服务器IP地址以及CM的配置文件名 5 建立TOD 根据获取的TOD服务器地址 通过TOD协议从OSS服务器获取当前时间 6 获取配置文件 根据前面获取的TFTP服务器地址以及CM配置文件名 通过TFTP协议从OSS服务器下载CM的配置文件 7 完成到CMTS的注册 CM向CMTS注册 CMTS验证CM的合法性 为CM分配正式的SID 注册成功 可正常使用 8 运行BPI 运行基本安全加密 CableModem状态 CableModem状态故障排查 init r1 init r2 init rc 阶段是CableModem与CMTS测距 与物理线路和信噪比有关 init d init i 阶段与CNR的DHCP服务有关 init t 阶段是CableModem与CNR时间同步 init o 阶段与CNR的TFTP服务有关 Online d 阶段与CNR对该用户停止服务 可能与CNR针对该用户的策略有关 Offline阶段处于用户不在线或者无法正常上网 如果是无法正常上网 通过对该用户执行clearcablemodemXXXX XXXX XXXXreset命令对用户CM重启后 可以看到用户从哪一阶段进入offline的 online阶段为正常上线情况 RF层面排错 RF层面的问题可以等同为MAC层问题 下行方向是一个广播域 如果出现大面积无法上线 很可能是下行问题 对于每个CM来说 上行信道是独立的电路 少数几个用户的小面积用户不能上线 可能是由于上行问题 但也可能是下行问题 例如下行信道入侵噪声 松散的连接等 比较CMTS中Broadcom芯片估算值和频谱分析仪在现场测试值 Broadcom芯片估算的SNR在25 32dB范围比较可信 如果SNR达到或大约35dB 使用频谱仪现场测试 更低的信噪比 导致上行速率下降 CM初始化时候更容易产生超时 常见故障处理 1 无法获取ip1 1如果在CMTS上看不到CM信息需要机房配合查看端口是否正常 1 2可以看到CM信息 需要集团接入认证系统专业查看在CNR里是否有该CM的地址请求 以及是否下发有IP地址 2 可以获取ip但是无法上网根据用户获取IP地址 在设备上查看是否