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1、2020/12/19,1,Cable Modem安装维护,王 建 勋 工程部 维护科,2020/12/19,2,一 Cable Modem简介,目前我们公司正在使用CableModem有以下两种型号 . Motorola SB 4100 . Motorola SB 5100,2020/12/19,3,Cable Modem前面板,2020/12/19,4,Cable Modem后面板,2020/12/19,5,二 DOCSIS 简介,DOCSIS标准是有线电视数据业务的接口标准。 其全称为 Data Over Cable System Interface Specification。 起源 为
2、了适应宽带网的迅猛发展，特别是基于有线电视电缆的宽带接入方式，美国有线电视实验室 (Cable Labs) 近年来先后发布了DOCSIS标准的一系列规范，这些规范现已成为有线电视双向HFC网络电缆数据通信的主要工业标准, 并被ITU（International Telecommunition Union，国际电信联盟）认可为全球的统一标准。,2020/12/19,6,二 DOCSIS 简介,分类 目前DOCSIS标准共有欧标(Euro-DOCSIS)和美标(DOCSIS)两个系列，每个系列其版本由最初的DOCSIS1.0、DOCSIS1.1、DOCSIS2.0发展到目前最新的DOCSIS3.0
3、版本（基于3.0版本的CMTS、CM等相关产品将于2008年问世），每个版本向下兼容并且融合了一些新的技术。目前国内应用较多的为欧标1.1和2.0两个版本（中国有线电视行业一般采用欧洲标准设计）。,2020/12/19,7,二 DOCSIS 简介,DOCSIS1.0 1997年3月发布，支持高速传输数据业务，主要定义了物理层和数据链路层。采用这一规范，有线电视运营商从传统的电视娱乐节目业务转变为视频、语音和高速数据通信业务的综合业务提供商。该标准采用TDMA的通信方式，上行支持QPSK、16QAM调制方式，下行支持64QAM和256QAM调制方式。,2020/12/19,8,二 DOCSIS
4、简介,DOCSIS1.1 1999年4月发布，增强了操作的灵活性，提供了传送实时业务的QoS（Quality of Service，服务质量）保证，解决了业务安全等问题，支持IP电话（VoIP）和交互式游戏等业务，提供更稳定的数据传输速率，兼容DOCSIS 1.0。该标准采用TDMA的通信方式，上行支持QPSK、16QAM调制方式，下行支持64QAM和256QAM调制方式。,2020/12/19,9,DOCSIS 1.1 射频标准,下 行 参 数 HFC网络的下行射频参数：,2020/12/19,10,CMTS 输出参数：,DOCSIS 1.1 射频标准,2020/12/19,11,射频信号到
5、达CM时的参数，即CM的输入标准：,DOCSIS 1.1 射频标准,2020/12/19,12,上 行 参 数,HFC网络的上行射频参数： CMTS接收参数：,DOCSIS 1.1 射频标准,2020/12/19,13,CM输出到上行信道的射频参数：,DOCSIS 1.1 射频标准,2020/12/19,14,DOCSIS2.0 2002年12月发布，增加对称服务能力，整个上行频段在更高速率下增加了频道容量，并提高了抗干扰能力，提供同步码分多址技术(S-CDMA)和改进的时分多址技术(A-TDMA)，兼容DOCSIS 1.0和DOCSIS 1.1。该标准上行支持QPSK、 8 QAM、16 Q
6、AM、32 QAM、64 QAM和128 QAM调制方式，下行支持64QAM和256QAM。,二 DOCSIS 简介,2020/12/19,15,DOCSIS 3.0 将于2007年底正式发布，增加了上、下行信道绑定技术，可同时捆绑四个或四个以上的有线电视频道带宽在一起进行数据传输，采用了IPv6技术和组播技术并提供QoS保证。在通信方式和调制方式上包含了支持DOCSIS1.0、DOCSIS2.0、DOCSIS3.0的所有方式并且与低版本全面兼容。,二 DOCSIS 简介,2020/12/19,16,上行调制方式的比较,根据BER比特误码率和C/N的特性曲线 图2,10 20 30 40 C/
7、N dB,QPSK 16QAM 64QAM 256QAM,BER 10-5 10-7 10-8 10-9 10-10,2020/12/19,17,三 关于上行通道的噪声,2020/12/19,18,三 关于上行通道的噪声,关于上行通道噪声问题 上行通道的信号是从用户端进入上行回传系统，同时也将自身引入的各种噪声送入上行信道，汇集到一起向前端传送，因此，从同轴分配网各用户到光节点，上行通道形成一个“漏斗”，将上行通道的噪声带到光节点，然后通过光纤上行信道，并和光纤信道的噪声一起，一同传至前端。上行通道的噪声比下行通道的噪声复杂得多，严重得多。分类 1.热噪声：由有源器件(放大器和接收机)产生，源
8、自电子无规则热运动。 2.光纤链路噪声：由回传激光器、光纤和前端接受机产生。 3.同轴链路侵入噪声：是最主要的噪声，主要来自不连续的窄带干扰如短波广播、无线寻呼、业余无线频段、太阳黑子等以及宽频谱干扰如电弧、开关切换、电子点火装置和家用电器，另外分支分配器屏蔽不良或接头脱落、用户盒打开、路匹配不好和接地不好、没接匹配负载等都会引入侵入噪声。,2020/12/19,19,三 关于上行通道的噪声,几种噪声的频谱图,CPD产物（接头受潮氧化）,冲击钻工作时的脉冲噪声,电缆弯曲度过大造成屏蔽性能劣化,5-15MHz固定载波侵入噪声,2020/12/19,20,三 关于上行通道的噪声,降低上行通道侵入噪
9、声措施 减少每个光节点覆盖的用户数，建议不超过500户。 减少同轴电缆的长度，从光节点引出的同轴电缆只能作分配线，不能再作为干线。 选择屏蔽性能好的网络器材，如铝管屏蔽物理发泡电缆或网状四层屏蔽物理发泡电缆，入户线可用铝箔高密度编织物理发泡电缆，选用背面后盖焊接的分支器和铝锌合金压铸终端盒，保证低频段具有良好的屏蔽性能。 提高网络的施工质量。如电缆弯曲半径要严格按照厂家规定，否则屏蔽系数下降；不用的分支分配端口要用75欧电阻终接；F头要用专用压接钳压接；网络各种接头要紧固；接地要好。 对非双向用户端装高通滤波器，隔离上行频段的信号。 靠近电视机的34M电缆可盘成直径15CM(约56圈)之盘，可
10、有效降低脉冲噪声，对入侵噪声也有抑制作用。,2020/12/19,21,四 Cable Modem和CMTS的通信过程,Cable Modem初始化： . 搜索下行并同步到下行频点 . 获取上行参数 . 测距和自动电平调整 . 与DHCP服务确认IP连接 . 与时间服务确认时间 . 传送配置文件 . 注册,2020/12/19,22,图3,开 始,是否 找到下行?,上行 参数请求?,测距 自动调整?,继续 搜索下行,继续 参数请求,继续 测距和调整,是,是,是,否,否,否,2020/12/19,23,是,否,能否 注册?,能否 传送TFTP?,能否 获得TOD?,能否 IP 连接?,注 册,继
11、续 测距和调整,继续 测距和调整,继续 测距和调整,继续 测距和调整,2020/12/19,24,搜索下行获取上行参数Cable modem扫描下行频谱，搜索DOCSIS QAM信号，根据同步时钟广播信号设置它的信号频率。如果无信号或信号质量太差会导致搜索失败。 如果成功，则建立了下行链接，Cable modem会根据UCD（上行通道描述）设定上行通道的频率。Cable modem会等待MAP广播，其定义了上行时隙，上行通道的生存时间信息（每4秒每上行通道）。 测距和自动电平调整 接下来Cable modem将开始测距和自动调整过程。Cable modem发送测距请求，CMTS根据接受的信号电
12、平与设定的接收电平比较，决定响应内容。Cable modem根据CMTS的响应，决定是否调整发射电平，调整幅度的每次0.25dB。此过程直至信号电平达到CMTS预定的要求为止。CMTS会发送“在线确认”信息来维护链接，连续丢失16个“在线确认”信息，链路就被认为是中断了。,2020/12/19,25,获取IP地址、获取TOD网络时间标签 CM建立与CMTS的链接，需要从DHCP服务器获得ip地址，CM发送DHCP请求广播包，CMTS返回一个初始IP地址，根据收到的IP地址，CM发送DHCP请求，CMTS返回DHCP确认，包括指定的主机IP地址、默认网关、TOD服务器地址、TFTP启动配置文件名
13、，完成DHCP过程，CM发送TOD请求，TOD服务器返回时间标签。IP地址生存时间是由系统管理员定，并在达到50%和90%的生存时间时重新确认。如果CM还在线，将继续保持原来的IP地址，否则，IP地址会被重新分配给另一用户。 获取TFTP文件传输CM请求TFTP启动文件，TFTP服务器返回配置文件，包括QOS参数、加密参数等，甚至传送升级文件。 注册CM发送注册请求，CMTS返回注册响应，指派SID，SID会保留一段时间。CM上线，并通过在线确认维持链接状态。,2020/12/19,26,CMTS和Cable Modem的工作状态说明,通常对于CMTS和Cable Modem工作状态的判断，需
14、要用到Windows自带的Telnet工具，远程登陆到CMTS上，对这台CMTS和其所带的所有反向通道以及每个通道下的所有Cable Modem 进行状态分析。 远程登录后，使用CMTS命令“show cable modem”可以观察到当前每个modem的工作状态。 Cable Modem状态说明： offline - modem 离线 init(r1) - modem 发送初始测距请求 init(r2) - modem 测距 init(rc) 测距完成 init(d) dhcp请求 init(i) 接收dhcp 响应; 指派ip地址 init(t) TOD 请求 init(o) - TFTP
15、 请求. online - modem 已注册, 能传输数据 online(d) - modem 已注册, 但CM不能访问网络 online(pk) - modem已注册, 应用BPI加密,指派KEK online(pt) - modem已注册,应用BPI加密,指派TEK reject(pk) - KEK 指派被拒绝 reject(pt) - TEK指派被拒绝,2020/12/19,27,CMTS 状态观察,show int cable4/0 ups 2 Cable4/0板卡的ups2反向通道状态 show contr cable4/0 | in SNR 察看Cable4/0所有通道的SNR
16、show contr cable4/0 | in Width 察看Cable4/0所通道的带宽 show contr cable4/0 | in Power 察看Cable4/0所有通道的接收电平 sh cable modem summary cable4/0 t 察看Cable4/0所有CM上线统计 show cable modem cable4/0 ups 2 察看单独一个通道所有CM的状态,2020/12/19,28,cmts-cisco-JF-A#sh int cable3/0 ups 3 Cable3/0: Upstream 3 is up Received 1298726 broadcasts, 69789 multicasts, 504488490 unicasts 0 discards, 4814745 errors, 0 unkno
