CMTS基础及操作培训20100826

CMTS基 础 及 操 作 培 训北 京 宏 天 德 美 数 码 科 技 有 限 公 司2010年 07月 CMTS概念及主要标准典型CMTS系统构成CMTS相关产品介绍CMTS系统规划建议基本操作培训Trouble Shooting主 要 内 容 什么是CMTS？CMTS（Cable modem termination system）是Cable Modem系统中的核心设备，其位于有线电视网前端，允许有线电视运营商通过光纤同轴电缆混合网（HFC）向家庭计算机提供高速Internet接入；CMTS是基于HFC网络的一种双向网改造技术，主要用于解决数据网络中“最后一公里”接入问题；CMTS系统的工作原理是将数据进行调制后在Cable（电缆）的一个频率范围内传输，接收时进行解调；CMTS属于共享介质系统，其它空闲频段则用于有线电视信号的传输； CMTS概 念 CMTS技术原理CMTS从下行信道中按照6MHz或8MHz的标准划分出一个或若干个频道用于提供数据通讯，CMTS和CM设备通过将在同轴电缆中传输的电信号转化为符合以太网协议规定格式的数据信息，从而实现数据通讯功能。在同轴电缆系统中，每个6MHz或8MHz频道均工作在不同的载波频率上，从而确保电视和数据可以共享一根电缆而互不影响。射频信号在用户和前端之间沿同轴电缆上行或下行。上行和下行信号被调制在不同的载波频率上，以避免相互干扰。上、下行通道的频谱范围： 上行通道： 5 - 42（DOCSIS）； 5 - 65（Euro-DOCSIC）下行通道：88 - 860（DOCSIS）；85 - 860（Euro-DOCSIC） CMTS技 术 原 理 两大技术标准体系北美技术标准体系DOCSIS（北美标准，Cable Labs制定并颁布）Euro-DOCSIS（兼容欧洲标准，Cable Labs制定并颁布）欧洲技术标准体系DVB/DAVIC Euro Modem标准（DVB 2.0，即ETS300800，欧洲有线电视实验室制定）CMTS主 要 遵 循 的 技 术 标 准 体 系 DOCSIS（Data Over Cable Service Interface Specification）DOCSIS 1.01998年，由多媒体有线电视网络系统（MCNS）发表了“Data Over Cable射频接口规范”，即后来的DOCSIS标准；而有线电视实验室提供了DOCSIS的正式程序以保证各个不同厂商的产品有兼容性。同年03月，国际电信联盟接受DOCSIS标准作为Cable Modem的标准，称为ITUJ.112标准DOCSIS 1.11999年0月有线电视实验室发布了第二代的标准：DOCSIS 1.1DOCSIS 2.02001年12月有线电视实验室发布了DOCSIS 2.0DOCSIS 3.02006年08月有线电视实验室发布了DOCSIS 3.0Euro-DOCSIS 有线电视实验室着手制定基于DVB-C的DOCSIS欧洲兼容标准：Euro-DOCSIS标准并于2000年发布第一个兼容欧洲的DOCSIS标准Euro-DOCSIS 1.1 DOCSIS的 发 展 DOCSIS特征DOCSIS 1.0DOCSIS 1.0提供基本的宽带互联网连接，并提供了用户数据速率控制的基本方法DOCSIS 1.1DOCSIS 1.1改善了操作的灵活性、安全性及QoS能力DOCSIS 2.0DOCSIS 2.0增强了上行信道的可靠性和数据吞吐能力DOCSIS 3.0DOCSIS 3.0提供信道绑定功能，为运营商提供了一种方式可以极大地增加用户接入速度：最多可提供高达160Mbps的下行数据传输速度，以及120Mbps的上行数据传输速度；同时支持IPv6及IPTV功能DOCSIS的 特 征 DOCSIS的优点对有线电视运营商和有线电视用户而言，符合DOCSIS 1.0标准的CM使Cable技术互操作性成为现实DOCSIS 1.0的标准化大幅度的降低了CM的价格，有利于技术的普及DOCSIS 1.1的应用使有线运营商有能力为潜在业务所需要的数据传输速率提供了品质保证DOCSIS 2.0的应用则使上行信道的传输速率增加到30Mbps以上（6.4MHzQAM64）DOCSIS 3.0则进一步提高了数据传输速率，允许有线运营商为有线用户 提供高达百兆的传输速率。 DOCSIS的 优 点 Upstream Channel Width Modulation Scheme Baud Rate(Sym/sec) Maximum Raw Bit Rate(Mbit/sec) 6.4 MHz （DOCSIS2.0及DOCSIS3.0）64-QAM 5.12 M 30.7232-QAM 25.616-QAM 20.488-QAM 15.36QPSK 10.243.2 MHz 64-QAM 2.56 M 15.3632-QAM 12.816-QAM 10.248-QAM 7.68QPSK 5.12 1.6 MHz 64-QAM 1.28 M 7.6832-QAM 6.416-QAM 5.128-QAM 3.84QPSK 2.56 CMTS上 行 信 道 速 率 表 Upstream Channel Width Modulation Scheme Baud Rate(Sym/sec) Maximum Raw Bit Rate(Mbit/sec) 800 kHz 64-QAM 640 K 3.8432-QAM 3.216-QAM 2.568-QAM 1.92QPSK 1.28400 kHz 64-QAM 320 K 1.9232-QAM 1.616-QAM 1.288-QAM 0.96QPSK 0.64 200 kHz 64-QAM 160 K 0.9632-QAM 0.816-QAM 0.648-QAM 0.48QPSK 0.32 CMTS上 行 信 道 速 率 表 （ 续 ） Downstream Channel Width Modulation Scheme Baud Rate(Sym/sec) Maximum Raw Bit Rate(Mbit/sec) 6MHz 256-QAM（8 bits per symbol）5.36M 42.8864-QAM（6 bits per symbol）5.057M 30.348MHz 256-QAM（8 bits per symbol）6.952M 55.6264-QAM（6 bits per symbol）6.952M 41.7CMTS下 行 信 道 速 率 表 CMTS概念及主要标准典型CMTS系统构成CMTS相关产品介绍CMTS系统规划建议基本操作培训Trouble Shooting主 要 内 容 典 型 CMTS系 统 架 构运维数据服务器（ORACLE） CNR用户数据服务器(LDAP)运营管理服务器(WEBLOGIC) CMTSCM CMHFCCMTSCM CMHFC CNRCMTSCM CMHFCCMTSCM CMHFC运维中心分前端-N分前端-1 IP城域网oss第三方系统 典型CMTS系统应该包括以下部分： CMTS提供HFC网络到IP网络的数据转换，在HFC网络中实现数据通讯 Cable Modem终端设备，与CMTS头端配合，在HFC网络中实现数据通讯网络注册服务器（CNR，Cisco Network Registrar）CM的注册于管理、提供DHCP、TFTP等功能用户数据服务器（LDAP）与BOSS系统配合完成用户认证、鉴权等功能运营管理系统（BOSS或OSS，第三方提供）提供基本运营管理服务，如业务管理、计费管理、订户管理等 HFC网络光发射、光接收及光站等 典 型 CMTS系 统 构 成 CMTS概念典型CMTS系统构成CMTS相关产品介绍CMTS系统规划建议基本操作培训Trouble Shooting主 要 内 容 主要提供商及产品CiscouBR系列CMTS产品：uBR7225VXR（2U）、uBR7246VXR（6U）及uBR10012（机架式）MotorolaBSR系列CMTS产品：BSR2000（1U）及BSR64000（机架式）ArrisC系列CMTS产品：C3（1U）、C4（机架式）及C4c（机架式）CASAC系列CMTS产品：C2200（1U）、C3200（3U）、C10200（机架式）CMTS产 品 介 绍 uBR系 列 产 品 介 绍 uBR7225 uBR7246VXR uBR10012 Ciscos original entry into Cable in 1998CMTS remains the foundation of the Cable IP NetworkCMTS产品线uBR7225VXRuBR7246VXRuBR 10012350+ Cable技术专利超过300名研发工程师, 超过2,000名CMTS相关技术领域的研发工程师Contributions / Leadership in IETF, SCTE and CableLabs (DOCSIS, PacketCable, CableHome, etc)四个CMTS开发中心 圣何塞班加罗尔上海Boxborough CMTS Business Unit Profile Orderable in Q4 CY07uBR7225VXRFeature Cisco uBR7225VXRArchitecture ModularSize 2 RUUpstream ports/system 6, 8, 12 or 16Downstream ports/system 1 min, 4 max（2 2x8 cards）FE/GE ports availability 3 GE（UBR7200-NPE-G1）Power supply Single AC or Dual AC, non-redundantLayer 3 routing support YPacketCable support YModule sharing within family (sparing) YFuture DOCSIS 3.0 Support Y 模块化设计Only platform w/ widest range* of field-installed capacity upgrades7U高密度设计高成熟度和高可靠性Built on industry-proven uBR7246 and c7200VXR领先的 PacketCable高可用性特征世界范围内已经部署的上行端口（ upstream ports ）超过250,000个可扩展性和高可用度线卡向下兼容所有模块均可升级主流标准支持：IETF, ITU, Euro/DOCSIS, PacketCable, MPLS, DPT/RPR分布式处理构架uBR7246VXRStandards-based for highest interoperability 1.DOCSIS 1.0, DOCSIS 1.1 Qualified2.PacketCable Qualified3.DOCSIS2.0 A-TDMA 更好更高容量、密度和扩容能力更好特征更可靠的软件和硬件更快Wideband / 3.0 DS shipping for 1 yearStability + feature velocity = quick time-to-service每个下行具有更低的成本更便宜每个下行具有更低的成本07年Q4以后每个DS成本可以减少30%-40%08年Q3以后每个DS成本再减少25%-30%Leverage Video + Data QAM Todays hardware good for many yearsLong-term: industrys lowest cost-per-bit uBR10012 3.0 BronzeQualified 增强的RF前端 A-TDMA支持板载频谱分析硬件 Dense Connector5个下行端口（Downstream）5 个上变频（Upconverter）20 个上行端口（Upstream）集成的上变频模块（upconverter）每个机框最多支持64,000个符合DOCSIS标准的设备同时支持DOCSIS和Euro-DOCSIS 标准 DOCSIS 1.x、2.0和3.0Euro-DOCSIS 1.x、2.0和3.0 uBR10012MC5x20U（MC5x20H） uBR10012MC5x20U（MC5x20H）说明详述物理参数 1U设计 Interface: line card single mode, with intermediate reach connector Hot-swappable; no slot dependency Weight: 16 lb（7.26 kg） Dimensions（H x W x D）: 20 x 1.36 x 16 in. （50.80 x 3.55 x 10.64 cm）Power Unit power: 185WReliability and Availability Mean time between failure（MTBF）: 75,610 hr Environmental Operating altitude: -197 to 13,123 ft（-60 to 4000m） Storage temperature: -4 to 149F（-20 to 65C） Operating temperature, nominal: 41 to 104F（5 to 40C） Storage relative humidity: 5 to 95% Operating relative humidity: 10 to 90%Software Release Cisco IOS Software Release 12.3（17）BC2 or higher uBR7246VXR IP address assignedinit(t) TOD request receivedinit(o) TFTP request receivedCable Modem Status Information Nonerror Status Conditionsoffline modem considered offlineonline modem registered, enabled for dataonline(d) modem registered, but network access for the CM is disabledonline(pk) modem registered, BPI enabled and KEK assignedonline(pt) modem registered, BPI enabled and TEK assignedexpire(pk)modem registered, BPI enabled, KEK assigned but has expiredexpire(pt) modem registered, BPI enabled, TEK assigned but has expiredCable Modem Status Information Error Status Conditionsreject(m) modem did attempt to register; refused due to bad MICreject(c) modem did attempt to register; refused due to bad CoSreject(pk) KEK modem key assignment rejectedreject(pt) TEK modem key assignment rejectedreject(ts) modem attempted to register, failed because TFTP server timestamp in the CM registration request did not match timestamp maintained by the CMTSreject(ip) modem attempted to register, failed because IP address in CM request did not match IP address TFTP server recorded when it sent the DOCSIS configuration filereject(na) modem attempted to register, failed because CM did not send Registration-Acknowledgement (REG-ACK) message in reply to Registration-Response (REG-RSP) message sent by CMTS Cable Modem Status Information Show命令通过show命令可以查看在CM、CPE以及服务状态，如：show cable mode show cable modem detailshow cable modem summaryshow interface cable x/y modem zshow cable qos profile例子：Router#show cable modemMAC Address IP Address I/F MAC Prim RxPwr Timing Num BPI State Sid (db) Offset CPE Enb00b0.64db.acff 10.32.224.4 C7/0/0/U0 online 1 -0.50 2816 0 N0050.04f9.f68e 10.32.224.3 C7/0/0/U1 online 2 0.25 1505 0 N0010.9500.c157 10.32.224.2 C7/0/0/U0 online 3 -0.25 2286 0 N0007.0e00.e6ed 10.32.240.3 C7/1/0/U0 online 1 -0.25 2815 0 N 0007.0e01.1f69 10.32.240.2 C7/1/0/U1 online 2 -0.50 2812 0 N00b0.64db.ad01 10.32.196.4 C8/0/0/U1 online 1 0.25 2820 0 N0050.04f9.f734 10.32.196.2 C8/0/0/U1 online 2 0.00 1505 0 N0010.9500.c13b 10.32.196.3 C8/0/0/U0 online 3 -0.50 2285 0 N0007.0e01.3a21 10.32.208.3 C8/1/0/U0 online 1 -0.25 2813 0 N0007.0e00.3d1d 10.32.208.5 C8/1/0/U1 online 2 -0.50 2814 0 N0007.0e00.3d25 10.32.208.4 C8/1/0/U0 online 3 0.75 2812 0 N0000.f025.146d 10.32.208.2 C8/1/0/U1 online 4 -0.25 2296 0 N Monitoring Cable Modems from CMTS Q&A 谢 谢 大 家 ！