论文部分内容阅读
【摘要】本文从双向HFC网络组网方式开始，逐步解决CM系统的工作原理，故障成因及处理办法，重点阐述了网络维护知识。
【关键词】双向HFC网络CMTS CM O增益上、下行指标网络环境
【中图分类号】TN943.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0079-02
1、引言
随着互联网业务的快速发展，电信、联通、移动等公司先后组建的各自属地的网络，广电顺势而为地将互联网接入到自己的网络中，开展了本行业的宽带增值业务，国内大型广电网络公司大多是在90年代末期进行双向HFC的网络改造，利用CMTS（cM系统的局端设备）+CM（Cable Modem电缆调制解调器，下面简称CM）组网方式能够快速实现宽带业务推广，国内广电网络公司主流宽带业务基本上是采用这种接入方式的，下面就重点介绍下CM常见故障及处理办法。
2、CM系统工作原理
2.1 CM系统工作过程
CM的技术实现一般是从87MHz 860MHz的电视频道中分离出一条或多条8MHz的信道用于下行数据传送，通常下行数据采用64QAM或256QAM的调制方式，上行通道为5
65MHz，在早前的调制方式为QPSK，现在随着DOCSIS的版本升级也变化为16或32QAM（或更高）的调制方式；通信过程：CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MlEG-TS帧中，通过下行数据调制后与有线电视模拟信号混合后输出RF信号到HFC网络，CMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转换成以太网帧给数据模块，用户端的CM将计算机输出的上行数字信号调制成射频信号进入上行通道，同时CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给计算机。
2.2 CM系统对HFC网络工作环境需求
由于双向HFc网络下行是广播式传输方式，决定了上行数据呈漏斗式汇聚至CMTS头端设备处，同时也将用户分配网络中噪声功率汇聚至头端，CM能否正常工作取决于网络环境及网络的服务质量Qos的优劣，主要是以上、下行电平、CMTS端口的信噪EgSNR值以及回传频段的频谱底噪水平来衡量，以Motorola头端设备为例：
QDOCSIS2.0版本以下的要求sNR不低于26dBuV
DOCSIS2.0版本要求SNR不低于28dBuV；
DOCSIS2.0版本以上SNR不低于30dBuV；
②用户端下行电平有一定的要求，以国内某广电公司的质量文件为例：
98.5MHz：M+4dBuV.855.25MHz：54+4dBuV
730MHz电平不低于60dBuV，MER≥34dB@64QAM&256QAM，BER<10-8（R-S纠错后）；
③对端口的5～65MHz频段频谱底噪要求不高于20dBuV。
④早期的CM系统上行链路设计图如图2，整个链路增益6dBuV，目前流行整个链路增益为0dBuV，能大幅度降低频谱底噪，提升端EISNR值。
2.3 用户端CM注册上线过程
①搜索下行通道，找到SYNC
②获取上行通道参数，根据UCD选择上行通道
③CM进行测距，捕获MAP，校准参数
④建立IP连接能力，通过DHCP协议从oss服务器获取TFFP、TOD服务器IP地址和CM配置文件名
⑤通过得到的TOD服务器地址，用TOD协议从OSS服务器获取当前时间
⑤根据获得的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
⑦CM向CMTS注册，CMTS验证ECM的合法性，为CM分配正式的SID
⑧CM注册成功，可以正常工作
3、CM常见故障及成因
上文介绍了广电双向HFC网络组网方式，CM系统工作原理，下面对用户端CM常见故障进行分析。
3.1 引起CM故障的主要原因
用户端CM故障主要是掉线和网速慢两种，有数据表明90%以上CM宽带报修来自用户分配网络，光站以下干线系统故障率占5%，机房系统故障不到1%，处理下行电平指标问题、回传链路指标问题外，上行通道噪声干扰极具杀伤力，会造成大范围的用户报修，其主要干扰形式如下：
①共用通路互调失真简称CPD（common path distortion）。野外架空过流器件接头进水或受潮气侵入对接头自身和器件底板形成腐蚀，接头屏蔽层氧化或铜芯表层覆盖黑色粉状物，由于氧化物导电性能较差，当下行频点信号流经此接头处产生二极管效应，部分信号落在上行5～65MHz通道上，如图3所示。
CPD可引发上行通道噪声，严重时致使CM掉线，图4是CPD产物形成的干扰上行通道的频谱截图
②放大器、分支、分配器有接口空载、电缆屏蔽层断裂引入空中磁场或产生信号泄露（侵入噪声）。目前发现的干扰源主要有电瓶车充电器、可充电剃须刀、日光灯、路灯、霓虹灯（电源都带有整流电路）以及电视机（本振38MHz泄露）等家用电器。
③有源设备产生的热噪声。
④光纤链路噪声（忽略不计）
4.解决办法
CM宽带故障主要集中在用户分配网络（含用户室内线路问题），接到报修首先进行故障范围确认，是单户故障，是同一放大器范围多户故障，还是同一光站范围内多户报修，单户和同？周围内多户报修问题主要集中在用户室内问题或放大器下分配网上、下行电平指标问题，按照正常的指标要求修复即可解决问题；同一光站下多户报修主要问题集中回传通道噪声干扰和回传链路损耗异常。回传链路问题同样按指标要求恢复即可，上行通道噪声干扰须在分配网中查出干扰源并加以处理，恢复通道的SNR值及达到频谱底噪合格范围以内。
发现问题处理问题是应付式维修，还可根据网络状况进行主动性维稳工作，主要有以下几点：
①0增益调试，要想获得较好的上行通道CNR，首要任务就是降低上行5～65MHz频段内的底噪水平；0增益调法有以下两点好处：
a.释放出CMTS回传混合单元的一定衰减量，加大回传链路衰减，提高系统sNR值。
b.减少回传激光器发生削波的几率。
②楼栋频谱扫描，当把一个光机范围内的所有放大器反向按照Q增益调法过一遍后，就要开始着重排查每栋楼分配网带出的小范围噪声干扰，对于干扰源要一查到底，端口的SNR值将稳定在30dB以上，好一点的会在34dB以上。
③重视日常管理，一个经过第一、二步工作流程的光机所覆盖的小区，上行通道的载噪比、信噪比都有大幅提升，要保持这种良好的通道质量必须重视对这个区域的管理，从每个接头抓起，需做好以下工作
a.安装时接头制作务必规范，安装必须牢靠，要用扳手扳紧，维护时则需主动更换用户室内不合格的接头器件，优化线路分布结构，使线路阻抗匹配，指标从优。一个制作不规范或安装不规范的接头也许在刚工作时不会出现问题，但随着时间推移会逐步氧化生锈或与电缆产生接触不良，造成阻抗失配问题。
b.定期查看回传调试指标，信噪比指标，频谱底噪指标是不是在合格线范围，发现问题及时解决，让网络始终稳定在一个良好的运营状态。
5、结束语
三网融合的档期逐步临近，全国各地新一轮双向网络改造工作已经有序进行，在新的网络投入使用之前，双向HFC网络仍然是承载广电宽带业务的主力军，用恰当的维护方法能提升网络的稳定性，稳定的网络环境有利于广电增值业务的拓展，有利于广电宽带用户的发展，以上文章仅作参考，如有不当之处，敬请指正。
【关键词】双向HFC网络CMTS CM O增益上、下行指标网络环境
【中图分类号】TN943.6 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0079-02
1、引言
随着互联网业务的快速发展，电信、联通、移动等公司先后组建的各自属地的网络，广电顺势而为地将互联网接入到自己的网络中，开展了本行业的宽带增值业务，国内大型广电网络公司大多是在90年代末期进行双向HFC的网络改造，利用CMTS（cM系统的局端设备）+CM（Cable Modem电缆调制解调器，下面简称CM）组网方式能够快速实现宽带业务推广，国内广电网络公司主流宽带业务基本上是采用这种接入方式的，下面就重点介绍下CM常见故障及处理办法。
2、CM系统工作原理
2.1 CM系统工作过程
CM的技术实现一般是从87MHz 860MHz的电视频道中分离出一条或多条8MHz的信道用于下行数据传送，通常下行数据采用64QAM或256QAM的调制方式，上行通道为5
65MHz，在早前的调制方式为QPSK，现在随着DOCSIS的版本升级也变化为16或32QAM（或更高）的调制方式；通信过程：CMTS从外界网络接收的数据帧封装在MlEG-TS帧中，通过下行数据调制后与有线电视模拟信号混合后输出RF信号到HFC网络，CMTS同时接收上行接收机输出的信号，并将数据信号转换成以太网帧给数据模块，用户端的CM将计算机输出的上行数字信号调制成射频信号进入上行通道，同时CM还将下行的RF信号解调为数字信号送给计算机。
2.2 CM系统对HFC网络工作环境需求
由于双向HFc网络下行是广播式传输方式，决定了上行数据呈漏斗式汇聚至CMTS头端设备处，同时也将用户分配网络中噪声功率汇聚至头端，CM能否正常工作取决于网络环境及网络的服务质量Qos的优劣，主要是以上、下行电平、CMTS端口的信噪EgSNR值以及回传频段的频谱底噪水平来衡量，以Motorola头端设备为例：
QDOCSIS2.0版本以下的要求sNR不低于26dBuV
DOCSIS2.0版本要求SNR不低于28dBuV；
DOCSIS2.0版本以上SNR不低于30dBuV；
②用户端下行电平有一定的要求，以国内某广电公司的质量文件为例：
98.5MHz：M+4dBuV.855.25MHz：54+4dBuV
730MHz电平不低于60dBuV，MER≥34dB@64QAM&256QAM，BER<10-8（R-S纠错后）；
③对端口的5～65MHz频段频谱底噪要求不高于20dBuV。
④早期的CM系统上行链路设计图如图2，整个链路增益6dBuV，目前流行整个链路增益为0dBuV，能大幅度降低频谱底噪，提升端EISNR值。
2.3 用户端CM注册上线过程
①搜索下行通道，找到SYNC
②获取上行通道参数，根据UCD选择上行通道
③CM进行测距，捕获MAP，校准参数
④建立IP连接能力，通过DHCP协议从oss服务器获取TFFP、TOD服务器IP地址和CM配置文件名
⑤通过得到的TOD服务器地址，用TOD协议从OSS服务器获取当前时间
⑤根据获得的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
⑦CM向CMTS注册，CMTS验证ECM的合法性，为CM分配正式的SID
⑧CM注册成功，可以正常工作
3、CM常见故障及成因
上文介绍了广电双向HFC网络组网方式，CM系统工作原理，下面对用户端CM常见故障进行分析。
3.1 引起CM故障的主要原因
用户端CM故障主要是掉线和网速慢两种，有数据表明90%以上CM宽带报修来自用户分配网络，光站以下干线系统故障率占5%，机房系统故障不到1%，处理下行电平指标问题、回传链路指标问题外，上行通道噪声干扰极具杀伤力，会造成大范围的用户报修，其主要干扰形式如下：
①共用通路互调失真简称CPD（common path distortion）。野外架空过流器件接头进水或受潮气侵入对接头自身和器件底板形成腐蚀，接头屏蔽层氧化或铜芯表层覆盖黑色粉状物，由于氧化物导电性能较差，当下行频点信号流经此接头处产生二极管效应，部分信号落在上行5～65MHz通道上，如图3所示。
CPD可引发上行通道噪声，严重时致使CM掉线，图4是CPD产物形成的干扰上行通道的频谱截图
②放大器、分支、分配器有接口空载、电缆屏蔽层断裂引入空中磁场或产生信号泄露（侵入噪声）。目前发现的干扰源主要有电瓶车充电器、可充电剃须刀、日光灯、路灯、霓虹灯（电源都带有整流电路）以及电视机（本振38MHz泄露）等家用电器。
③有源设备产生的热噪声。
④光纤链路噪声（忽略不计）
4.解决办法
CM宽带故障主要集中在用户分配网络（含用户室内线路问题），接到报修首先进行故障范围确认，是单户故障，是同一放大器范围多户故障，还是同一光站范围内多户报修，单户和同？周围内多户报修问题主要集中在用户室内问题或放大器下分配网上、下行电平指标问题，按照正常的指标要求修复即可解决问题；同一光站下多户报修主要问题集中回传通道噪声干扰和回传链路损耗异常。回传链路问题同样按指标要求恢复即可，上行通道噪声干扰须在分配网中查出干扰源并加以处理，恢复通道的SNR值及达到频谱底噪合格范围以内。
发现问题处理问题是应付式维修，还可根据网络状况进行主动性维稳工作，主要有以下几点：
①0增益调试，要想获得较好的上行通道CNR，首要任务就是降低上行5～65MHz频段内的底噪水平；0增益调法有以下两点好处：
a.释放出CMTS回传混合单元的一定衰减量，加大回传链路衰减，提高系统sNR值。
b.减少回传激光器发生削波的几率。
②楼栋频谱扫描，当把一个光机范围内的所有放大器反向按照Q增益调法过一遍后，就要开始着重排查每栋楼分配网带出的小范围噪声干扰，对于干扰源要一查到底，端口的SNR值将稳定在30dB以上，好一点的会在34dB以上。
③重视日常管理，一个经过第一、二步工作流程的光机所覆盖的小区，上行通道的载噪比、信噪比都有大幅提升，要保持这种良好的通道质量必须重视对这个区域的管理，从每个接头抓起，需做好以下工作
a.安装时接头制作务必规范，安装必须牢靠，要用扳手扳紧，维护时则需主动更换用户室内不合格的接头器件，优化线路分布结构，使线路阻抗匹配，指标从优。一个制作不规范或安装不规范的接头也许在刚工作时不会出现问题，但随着时间推移会逐步氧化生锈或与电缆产生接触不良，造成阻抗失配问题。
b.定期查看回传调试指标，信噪比指标，频谱底噪指标是不是在合格线范围，发现问题及时解决，让网络始终稳定在一个良好的运营状态。
5、结束语
三网融合的档期逐步临近，全国各地新一轮双向网络改造工作已经有序进行，在新的网络投入使用之前，双向HFC网络仍然是承载广电宽带业务的主力军，用恰当的维护方法能提升网络的稳定性，稳定的网络环境有利于广电增值业务的拓展，有利于广电宽带用户的发展，以上文章仅作参考，如有不当之处，敬请指正。