HFC网络CMTS技术培训课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,HFC网络CMTS技术培训,广电网络双向改造技术培训,提纲,HFC网络,CMTS基本概念,相关技术标准,现有网络反向通道现状,反向通道常见故障及调试方法,Cable Modem 回传调试工艺,HFC网络,HFC即Hybrid FiberCoaxial的缩写，是混合光纤同轴电缆网。,HFC通常由光纤干线、同轴电缆干线和用户分配线网络三部分组成，从有线前端出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。,广西广电网络频道应用规划,CMTS基本概念,CMTS是线缆调制解调器终端系统的英文缩写，（Cable Modem Termination System），俗称大头端。CMTS通过有线电视网发送和接收数字线缆调制解调器信号。它接收从用户的线缆调制解调器发来的信号，将信号转换成IP包，然后将信号按一定路由发送给ISP，连接Internet。,DOCSIS,标准,1995,年,11,月，美国主要的有线电视经营商和研究机构,CableLabs,发起,MCNS,（,Multimedia Cable Network System,，多媒体电缆网络系统）合作组织，目的是建立一整套协议以在,HFC,网络上进行高速双向数据传输，为用户提供,Internet,等服务，同时使各个厂家的,CM,产品具有充分的兼容性。,DOCSIS标准,MCNS,于,1997,年,3,月颁布了应用于,HFC,网的有线传输数据业务接口规范（,Data Over Cable Service Interface Specification,，,DOCSIS,），定义如何通过电缆调制解调器提供双向数据业务。,MCNS,的,DOCSIS1.0,标准于,1998,年,3,月获得,ITU,（国际电联）通过，成为国际标准,ITU-TJ.112B,。为了能够进入欧洲市场，,MCNS,制订了适应欧洲情况的,EuroDOCSIS,。该标准的,MAC,层协议与,DOCSIS1.0/1.1,是一致的，只是物理层采用了欧洲关于频带划分等方面的规定。,DOCSIS1.0和Euro_DOCSIS1.0,DOCSIS1.0,和,Euro_DOCSIS1.0,的后续版本分别是,DOCSIS1.1,和,Euro_DOCSIS1.1,，是为,IP,电话和其他对时间要求苛刻的业务提供标准，并对,1.0,版本中的,QoS,的功能进行了扩展，提供极强的误码前向纠错能力，并使,Cable Modem,系统具有更强的信道传输和抗,HFC,网络回传噪声的性能。,2002,年,11,月又推出了,DOCSIS2.0,版本，采用了,ATDMA,（高级时分复用技术），提高了上行数据速率，下行速率不变。,DOCSIS,标准主要由以下几部分组成：,SP-CMCI,：,Cable Modem,与,CPE,之间的接口协议,SP-CMTS-NSI,：,CMTS,与数据网之间的接口协议,SP-RFI,：射频接口协议（,CMTS,和,CM,与有线电视网之间）,SP-CMTRI,：,CM,与电话回路的接口协议（基于单向传输的有线电视网使用）,SP-OSSI,：操作支持系统协议,SP-DBS,：数据安全协议,DOCSIS,标准主要支持在计算机网与有线电视网之间，以及有线电视前端（或,HFC,的光节点）与用户之间实现,IP,数据包的传输。其中，,CMTS,属于头端（局端）设备，可部署在有线电视网络的前端，也可以部署在双向,HFC,网络中的光节点。它在数据网与,HFC,网之间起网关的作用；,CM,（,Cable Modem,）是终端设备，介于,HFC,网与用户端设备（,CPE,：,Customer Premise Equipment,）之间；,CPE,包括,PC,机、,IAD,、工作站、网络计算机等。,骨干网,CMTS,CableModem,CableModem,CPE,CPE,Internet,出口路由器,CMTS,接入示意图,CableModem,CPE,HFC,双向网,HFC,双向网,CMTS,广西有线广播电视网络建设规范,2.,网络建设规范,2.3,电缆分配网,2.3.1,新建或改造网络采用,200400,户建立一个光节点，电缆网络采用树,-,星型结构，以无源集中分配到用户模式建设。,2.3.2,网络以模块化双向设计为主。室外分支、分配器采用防水过流型，分支损耗应,14dB,，接头采用,5/8,英寸防水掏空针形公制铝管电缆接头。下行通道集中分配端口数字信号输出电平为,644dBV,（模拟信号为,703 dBV,），以确保系统输出口数字电平不低于,50dBV,（模拟电平不低于,60 dBV,）。回传通道集中分配器输入端口到光工作站输入端口的电损耗应控制在,30dB,以内；宾馆、饭店和商务办公楼等单终端用户的回传通道电损耗应控制在,40dB,以内（含用户盒）。各回传通道内的用户电平差应,2dB,。,CableModem IP,规划,非常重要，必须兼容、预留新业务，如双向,STB,。,CPE IP,规划,调整方便，兼顾,DHCP,和静态,IP,IP,地址规划,PPPoE,Web-Login,客户端认证,专用设备,DHCP,CM,的授权管理,CMTS,的特性,DHCP Options 82,CM SNMP Filter,CPE,的管理,反向通道基本概念,反向通道一般指用户终端设备射频输出口到射频信号最终处理设备之间的网络通道。,反向通道所包含的部分,用户端：CableModem、终端用户盒、射频线路,支干线：入户分配器、干线分支（配）器、放大器、光发射机、射频线路、光纤,前端机房：光接收机、混合器、衰减器,反向通道各部分的意义（作用）,用户终端：反向通道的信号源。,支干线：反向通道的传输通道，其作用在于在,一定的标准内,，将信号由“源端”传送的“目的端”。,“目的端”：负责接收、处理由反向通道传送的信号。,反向通道是,HFC,双向网络,的重要组成部分。没有合格的反向通道，,HFC,双向网络将是一个美丽的残废！,反向通道技术标准,反向通道相关的技术标准,DOCSIS 1.0,1.1,2.0,3.0,HFC网络上行传输物理通道技术规范（中华人民共和国广播电影电视行业标准 GY/T 180-2001）,广西有线广播电视网络建设规范,序号,项目,技术指标,说明,测量方法,3,标称上行端口输入电平,（,dB,V）,105,此电平为设计标称值，并非设备实际工作电平。,注,6,上行最大过载电平,（,dB,V）,112,三路载波输入，当二次或三次非线性产物为40,dBc,时测量。,7,载波/汇集噪声比（,dB）,20（,Ra）,电磁环境最恶劣的时间段测量，一般为18:0022:00；注入上行载波电平为100,dB,V；,波段划分见表2。,26（,Rb、Rc）,(,对,CM,业务要求,CNR22),注,.设备实际工作电平按照设备的实际工作带宽和每赫兹（,Hz）,功率计算；105,dB,V,为35,MHz,带宽内满负载的电平，设备工作带宽为,B，,则实际工作电平为：（10510,log35B）dB,V。,有线电视860,MHz,双向,HFC,网络总体技术规范,对反向通道技术标准的理解,HFC网络原先是基于传输模拟信号而设计的,我们经常遇到的问题：,制定反向通道技术标准时的现状：,广泛采用的仪器是针对测量模拟信号设计的,模拟信号的测量方法已经相当成熟，并被广泛掌握,技术规范中为什么没有关于数字信号的相关指标？,CABLE MODEM与CMTS之间是传输的数字信号，应该用什么仪器，用什么方法测量数字信号？,理解反向通道技术标准的关键之一：,通过模拟信号的传输指标，判断信道是否满足数据信号传输要求。,反向通道主要技术参数,工作频率范围：565,MHz,其中按照国家标准，分为,Ra(5.0-20.2MHz)、Rb (20.2- 58.6MHz)、Rc (58.6-65MHz),三个波段。,目前绝大部分,CABLE MODEM,按照标准工作在,Rb,波段。,信噪比、载噪比：,S/N,、,C/N,DOCSIS,要求,:,大于22,dB,现有网络反向通道现状,调制带宽（,MHz,）,16QAM,调制,QPSK,调制,3.2,10Mbps,5Mbps,1.6,5Mbps,2.5Mbps,0.8,2.5Mbps,1.25Mbps,0.4,1.25Mbps,0.6Mbps,调制方式、调制带宽与传输速率对照表：,反向通常见故障分析,为什么反向通道容易产生信号问题？,其中一个重要的原因是：在“星树型”网络中，由于网络的拓补结构决定了，噪声的汇聚效应，即：漏斗效应。,一、噪声问题：,特征：信噪比低于规定标准（当信号电平符合要求时）,产生的影响：,CABLEMODEM,不能正常工作（数据丢失、“掉线”）、调制带宽低,噪声的主要分类：,器件噪声,侵入噪声,噪声的分布比例,侵入噪声的主要来源,电缆接头的连接,电缆接头的连接,电缆接头或连接器大量应用在分配网络中，从光接收机，放大器，分支、分配器，用户终端及两段电缆间的连接，接头的产品及施工的质量对射频信号的传输，特别对反向传输的噪声侵入会带来很大影响。,连接器连接要求：,电缆接头不良、接头松动、无防潮措施、水气侵入、接头被腐蚀会带来信号传输质量下降，标准要求连接器驻波比,1.2,（相当于反射损失,21dB,）反射系数,8.9%,。,在野外的各种电缆及设备接续,适宜用针型防水接头,对于,F,型接头及非防水型接头要用热缩套管防水处理。,接插件的氧化,在接插件的触点有氧化层，作用象一个微小的二极管,由于二极管的非线性引起正向信号的混频，差拍会落入回传频带！,侵入噪声的一个重要特征：,时域变化性。即时间不同，侵入噪声的范围及强度有所变化。,典型的情况是：白天正常，晚上掉线,侵入噪声示意图,解决侵入噪声的主要方法：,采用标准的终端用户盒,避免接头松动,分配（支）器空余端口的加终端屏蔽,放大器、光收发器外壳屏蔽,采用高屏蔽电缆,可寻址分段控制集中分配器（江门）,电视和数据滤波隔离器（江门）,总结：提高网络抗干扰性,二、反向通道信号电平问题,特征：相关节点或链路的信号电平不符合设计要求,影响：信噪比低于标准,反向通道电平设计的准则,单位增益,正向设计要求单位增益,即每个站点的输出一致，每个放大器用以补偿站点之间的损耗。因此各站点的输出口之间的增益为,0dB,（即,1,）谓之“单位增益”。,回传路径同样要求单位增益,因此，以下的观点是,错误,的：,在用户端（反向通道启始端）注入测试信号，在分机房光接收机输出口（反向通道终止端）测量测试信号电平达到要求，则说明反向通道电平调试完成。,正确,的观点是：,确保反向通道各个环节信号测试点电平均达到设计要求，此时反向通道正常实现单位增益。,以激光器为例说明电平对网络的影响,激光器的“削波”现象,过高或过低的输入信号都将导致放大器的“削波”，降低网络信噪比。,反向通道调试简介,调试反向通道必备的用品：,仪器：信号发生器、频谱仪（场强仪）,图纸：竣工图纸、信号注入表,信号注入表（建议采用的工作方法）,回传光接收机测试信号记录表,测量的常见问题,如何测量信号的有效带宽（,3dB,）带宽,选择测试信号注入点应注意的问题,选择信号平均峰值N，则以N-3为被测信号带宽边界电平数值。测量所得带宽为有效带宽,在定向耦合器件端口注入信号需要特别注意定向耦合关系。否则将导致测试结果不准确。,错,CABLE MODEM & CMTS可做为反向通道射频指标的实用测量手段,CABLE MODEM & CMTS可测量的指标,HFC,下行信号,上行信号,CMTS,CM,CM作为下行信号的接收端、上行信号的发射源,CMTS作为上行信号的接收端、下行信号的发射源,CMTS,可提供的检测信息,CMTS,输出信号电平（注意输出端口增加衰减器对信号的影响）,回传端口调制方式,回传端口调制带宽,回传端口信噪比（注意与某个小区信噪比的区别）,当前,CABLEMODEM,在线数,某个,CABLEMODEM,当前部分工作状态,CABLEMODEM,可提供的检测信息,下行信号（,CABLEMODEM,输入端）电平,下行信号信噪比,CABLEMODEM,发射电平,CABLEMODEM,当前工作状态,CABLEMODEM MAC,地址,MOTOROLA CABLEMODEM,可显示工作日志（,LOG）,MOTOROLA CABLE MODEM,内置信息面,下行信号同步,上行信号同步,CM,运行,CM,注册,CM,配置文件,获得,DHCP IP,同步时间,利用,CABLEMODEM,及,CMTS,检测时应注意的问题,检测数值的准确度与信道在检测期间的利用率有直接关系。信道利用率越高，检测数值的准确度越高。这与设备的内部工作原理有关。目前厂家尚未提供检测数值的准确度与信道利用率之间的数值关系，但基本原理是：,上行信道利用率越低（如，清早没有人在上网），,CMTS,测量的上行信道,S/N,越不准确。,下行信道利用率越低（如，清早没有人在上网），,CM,测量的下行信道,S/N,越不准确。,Cable Modem,回传调试工艺（玉林）,CMTS双向网络工作原理图,回传调试的总体思路,保证,CM,到光站入口链路的衰减在,30dB,左右。这是因为,CM,正常发射电平在,50-55dBmV,而,CMTS,的接收电平是,20dBmV,两者的差值是,30-35dB.,新网改的分配网回传电平损耗也是在,30-35dB.,每个光机回传到,CMTS,（或到光回传接收模块）的衰减（增益）值尽量保持一致，若电平不一致，各个,CM,的工作电平就会不同，其差值易造成干扰。,若光机有多于一路反传信号，则尽量保证光机每一路的反传信号衰减（增益）值一致。,在调试前必须先弄清楚信号源、放大器级数、电缆走向、分支分配器接法等，画出草图后再调试。,已网改网络的回传调试步骤,第,1,步,：在连接,CM,的集中分配器处,E,点用,105dBuv,的,20MHz,信号发生器注入信号；,第,2,步,：在光机对应的输出口,D,点检测,20MHz,信号，纪录电平，然后用,105,减去该电平，得出用户分配网衰减值,Z(,如第,3,步测试正常，此测试可跳过,),；,第,3,步,：上行总衰减处插,0dB,衰减片。适当调节该光机输出口的上行衰减片使得在四路上行混合输出口,C,点测得电平为,70dBuv,（若调不到,70,，则尽量接近,70,即可）。拔掉无反传业务的输出口的衰减片，防止干扰信号串入；,第,4,步,：调节机房光回传接收模块,B,点，使,B,点电平为,90dBuv,；,第,5,步,：将信号发生器换成,CM,，待,CM,上线后，在测量该,CM,的工作电平，根据实际值在用户端适当增加衰减，使,CM,发射电平在,50dBmV,左右即可；,第,6,步,：为客户端电脑设置,DHCP,方式获取,IP,地址，正常后即可。,已网改网络的回传调试图,此处调,70dB,0dB,康特光机原理框图,康特光机,康特光机,反向总输出射频线,反向总输出监测口在侧面，,-14dB,反向总输出衰减固定为,0dB,3,、在反向总监测口测得,56dB,，即反向总输出,70dB,4,、通知机房人员在光接收模块调,100dB,完成光机调试,康特光机,摩托罗拉,BSR2000,宽带服务路由器,BSR2000,宽带服务路由器,主要特点：,小巧、经济、功能齐备的,CMTS,系统，支持,1+1,冗余备份，确保电信级运营, Port of BSR 64000 Release 4.1,完全兼容,BSR64000 ,支持,A-TDMA,和,S-CDMA,调制模式，通过,DOCSIS2.0,和,EuroDOCSIS2.0,认证,并与,DOCSIS1.1,和,EuroDOCSIS1.1,和,PacketCable1.0,规范协调一致,支持,16000,个服务流，确保声音数据和多媒体流的有效处理。,全功能路由，支持域内、域间及多播路由，包括,OSPFv2,，,RIPv1/RIPv2,，,BGP4,，,IS-IS,，,VRRP,，,IGMP2,，,DVMRP,和,PIM-SM,，,MBGP ,灵活的管理功能,BSR2000,宽带服务路由器,采用机架安装，内置上变频器，对于小型分前端，它结构紧凑，成本合适的解决方案；对于大型前端，可满足宽带服务市场的初期需求，有效地扩展电缆网络结构以增加用户。,BSR2000,同时支持无线宽带应用。,BSR-2000,使用 “,RiverDelta SmartFlow TM ”,流技术和高级频谱管理内置智能频谱仪技术（即第,5,接收端口），为大量带保证的服务等级协议（,SLAs,）流进行,Qos,线速分类和转发，并确保业务发送的高质量和可靠性,支持,VoIP,实时业务。,BSR2000,可以配置成一个独立的,CMTS,路由器，或者是一个二层的,CMTS,。,BSR2000,宽带服务路由器,BSR2000,能隔离,CM,的,MAC,（,Media Access Control,）域，防止,CM,用户通过默认网关进入。,BSR2000,还提供了几个用于经营、控制和管理的选项。同时也提供,Cisco,兼容的,CLI,（,Command Line Interface,）。,BSR2000,的用户管理和支撑系统是一个可升级的开放式访问软件解决方案。,BSR2000,宽带服务路由器,小型分配式,CMTS,外形：,IU “,比萨盒 ” 高度：,1.75 in,；,44.4 mm ,宽度：,19 in,；,48.3 mm ,深度：,19.8 in,；,50.3 mm ,全配置重量：,20Lbs,；,7.5Kg VxWorks,实时操作系统 电源：,90-260,伏；,47-63,赫兹 工作温度：,-5 -50 ,存放温度：,-25 -70 ,工作湿度：,10 -90 ,，无结露 存放湿度：,5- - 95 ,，无结露,BSR2000,宽带服务路由器,标准协调性网络接口,DOCSIS2.0,已认证 ,EuroDOCSIS2.0,已认证 ,DOCSIS1.1,兼容 ,EruoDOCSIS1.1,兼容 ,PacketCable1.0,兼容,网络接口,4- 10/100 Base-T Ethernet 2- GE Ports with Small Form-Factor Pluggable Port (SFPs),小型可插拔, 1 Redundancy Port,冗余端口,BSR2000,宽带服务路由器,网管协议, 兼容,Cisco CLI SNMP v1,；,v3 ,标准,DOCSIS,和,IETF MIBs / Motorola MIBs / RiverDelta MIBs LDAP v3 ,用于计费、帐户管理的开放式 接口 ,HTTP/Java/XML,集成 ,DHCP,中继 多级账户,/,口令确认 安全延伸的远程,Telnet ,多群字符串,BSR2000,宽带服务路由器,无线中频支持, 输出频率：,44MHz,全射频波段支持,DOCSIS,和,EuroDOCSIS 4,上行,DOCSIS,标准接收器 上行调制方式：,QPSK,，,16QAM,，,32QAM,，,64QAM,，,256QAM ,每通道上行比特速率：,0.320-40.96Mbps ,上行频率范围：,5-42MHz,（,DOCSIS2.0,）,5-65MHz(Euro-DOSCIS2.0),谢谢！,