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Optimierung der DOCSIS-3.1-Leistung für Gigabit-DiensteOFDM UND PROFILE TESTS UND BEREITSTELLUNG

OPTIMIERUNG VON DIENSTENHinzu kommen die zahlreichen Testfunktionen der optionalen Software und Komponenten:

Tests nach DOCSIS 3.1 und noch viel mehr …

Ein optischer USB-Leistungspegelmesser (OPM) zum Ermitteln der Faserdämpfung und ein Prüfmikroskop für optische Steckverbinder

Optischer Leistungs-pegelmesser und Prüfmikroskop

Testen mehrerer SD- und HD-TV-Ströme unabhängig vom Kompressionsformat

IP-Video

Zügiger Aufbau von VoIP-Verbindungen und Prüfen der QoS anhand des MOS-Wertes (Mean Opinion Score)

SIP VoIP

BSSID-, Spektrum- und Kanaltests

WiFi-Test

Gehostete Lösung verwaltet Tester, Konfigurationen und Testdaten

StrataSync

DOCSIS-3.1-Systeme stellen einen Durchsatz von 1 Gbit/s und mehr bereit.

Zur Ermittlung der Erlebnisqualität (QoE) des Kunden ist es wichtig zu prüfen, ob das Netzwerk und die Dienste die abonnierten Datenraten gewährleisten. Tests auf der physischen DOCSIS-Schicht identifizieren die HF-Auswirkungen auf die Gesamtleistung der Dienste. Die Möglichkeit, DOCSIS-Dienste und das Ethernet zu testen, trägt zu einer herausragenden QoE bei.

Bei vielen PCs für Heimanwender verhindern Hardware-Beschränkungen, Tests bis 1 Gbit/s auszuführen. Eine Lösung, die sowohl die DOCSIS-Schicht als auch die Ethernet-Schicht bis 1 Gbit/s testet, kann zwischen Störungen der Dienste und der Geräte unterscheiden.

Durchsatz und Download-Bandbreite

DURCHSATZ

DURCHSATZ (100 %)

Downstream-URL:Upstream-URL:

Durchsatz messen

2,01 Gbit/s 719,99 Mbit/s

Die HyperSpectrum-Funktion erfasst mühelos schnelle Transienten selbst innerhalb aktiver Upstream-Träger.

Aufgrund der vielen Kurven bleibt diese Beeinträchtigung unsichtbar. Die Rauschen-Kurve zeigt wiederholt auftretende Impulseinstrahlungen unter aktiven Trägern an.

Die Fehlerdiagnose an konsistenten Störeinstrahlungen/Rauschquellen ist traditionell einfacher. Da jedoch kaum noch freies Upstream-Spektrum vorhanden ist, ist es umso wichtiger, Rauschen unter aktiven QAM-Trägern zu lokalisieren und zu unterbinden. Die permanenten Messungen des Ingress-Experten- Modus erfassen Rauschsignale auch unter aktiven Upstream-Trägern und zeigen diese an.

Fehlerdiagnose an permanent und sporadisch auftretenden Rausch-/Störsignalen

Das Kanalverhalten-Diagramm (ICR) für DOCSIS-Signale gibt einen aussagekräftigen Überblick über die HF-Upstream-Leistung.

Die Analyse des Upstream-Equalizers erlaubt, Störungen im Upstream zu erkennen/zu korrelieren und die Entfernung zur Fehlerstelle (DTF) zu ermitteln.

Upstream-Analyse

DASHBOARD

DOCSIS (100 %) STATUS: VERBUNDEN

32x (1x OFDM) | Downstream

Upstream | 5x

Rückwärts-TPC: 0,0 dBMax Tx: 36,0 dBmV Max ICFR: 2,7 dB

Vorwärts-TPC: 0,0 dBMin Rx: 13,2 dBmV Min MER: 39,8 dBMax BER: 1,0e-9 (vor) Max MER: 43,6 dB

Testen der Dienstgüte

Da D3.1-Modems abwärtskompatibel sind, können sie 3.0 QAM-Träger nutzen. Wenn gewährleistet ist, dass der Dienst mit OFDM-Trägern gebündelt wird oder OFDM-Träger nutzt, wird der Datenverkehr der höheren Ebenen auf den effizienteren OFDM-Trägern übertragen und beeinträchtigt andere Kunden nicht.

Nicht korrigierbare

CWE

Profil D

Profil C

Profil B

Profil A

Dose/CPE

HÜPAbzweiger

ProfilEingestellt?

Nicht korrigierbare

CWE

ProfilEingestellt?

Nicht korrigierbare

CWE

ProfilEingestellt?

JA

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

JA

JA

JA

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

JA

JA

JA

Die Profilverfügbarkeit wechselt zwischen den Testorten und zeigt Störungen am Anschluss/in Heimverkabelung an.

LDPC und Codewort-Fehler

LDPC mit Frequenzverschachtelung ermöglicht eine robuste Fehlerkorrektur.LDPC korrigiert zahlreiche Fehler und überträgt selbst noch beeinträchtigte Daten.

Das mittlere MER ist in Ordnung, aber der Datenfluss wird gestört, wenn zu viele Träger betroffen sind. Ein MER-Perzentil von 10 % würde eine ausreichende Reserve und Vorwarnung ermöglichen. Mit SpeedCheck lässt sich die Gesamtfunktion validieren.

45 % beeinträchtigt

15 % beeinträchtigt

477,39 Mbit/s

Empfangen0,0 Bit/s 1,0 Gbit/s

938,59 Mbit/s

Empfangen0,0 Bit/s 1,0 Gbit/s

1 oder 2 Unterträger betroffen und erzeugen korrigierbare Codewortfehler (CCWE).

Daten sind in Ordnung.Keine nichtkorrigierbaren Codewortfehler (UCWE)!

BEISPIELE:

Rauschen verursacht leichte MER-Abweichungen, kann CCWEs erzeugen, aber keine Auswirkung auf UCWEs.

Validierung höherer Profil-LeistungProfil-Management kann Leitungsnetz und Nutzer für maximale Effizienz optimieren. Abstimmung der Profile auf höhere Modulationen mit UCWEs, die Übertragungswiederholungen verursachen.

Profil

ABCD

Eingestellt

JAJAJANEIN

Korrigierbare CWE

0,0e+002,0e-0101,6e-09--

Nichtkorrigierbare CWE

0,0e+000,0e+001,7e-05--

Nichtkorrigierbare CWE

Wieder-holungen

Codewort-Fehler

Codewort-Fehler Erwartung/AuswirkungBedeutungKomponente

Profil B, C, D ... Hoch UCWE beeinträchtigen Durchsatz und Gesamt-QoE.UCWE verschlechtern QoE und verhindern Nutzung der OFDM-Träger, so dass Modems QAM-Standardträger verwenden müssen.

KritischProfil A

Sollte 0 UCWE haben, sonst funktioniert OFDM vielleicht nicht.KritischNCP

Sollte 0 UCWE haben, sonst funktioniert OFDM vielleicht nicht.

KritischPLC

Höhere Profile verbessern die Effizienz des Netzwerks. Idealerweise sollten mehr Modems die höheren Profile für ein effizienteres Netzwerk und eine bessere QoE nutzen. Im Unterschied zu SC-QAMs sollten CCWEs nicht als Indikator für eine hohe Leistung angesehen werden. Alle Profile haben sicherlich CCWEs und funktionieren häufig auch bei 100 % CCWEs.

ZU PRÜFENProfilstatus: eingestellt Nichtkorrigierbare CWE: variiert

Profile B, C, D ... ermöglichen höhere Modulationen für bessere Spektrumeffizienz.

Profil B, C, D ...

Testen höherer Profile

Physikalische Messungen (Pegel, MER, Rauschen)

Mittlere OFDM-Leistung muss im Bereich liegen. Gutes MER und geringes Rauschen ermöglichen höhere Modulationen.

OFDM (mittl. Leistung, MER und Rauschen)

CNR-Mindestleistung des CM im AWGN

Min P6AVG dBmV

-6

-9

-12

-12

-15

-15

-15

-15

Bis zu 1 GHz CNR (dB)

41,0

37,0

34,0

30,5

27,0

24,0

21,0

15,0

Kanal-Konstellation

4096 2048 1024 512 256 128 64

16

ZU PRÜFEN

Mittl. Pegel, variabel: >-6 dBmV empfohlenICFR-Kanalverhalten: < 2 dB Spitze-SpitzeMittl. MER, variabel: >36 dB empfohlen (alle sollten mit Profil A+B funktionieren)

MER Std.-Abweichung: < 2 dB empfohlen

MER bei 2 Perzentil:>35 dB empfohlen, um unter allen Bedingungen 1024 sicherzustellen. Oder 33 MER im 10. Perzentil als Indikator für ein robustes Netzwerk.

Das MER-2-Perzentil zeigt an, wie gut 98 % der Unterträger funktionieren, und filtert schwache Unterträger heraus, die wahrscheinlich mit der LDPC-Fehlerkorrektur korrigiert werden können.

Das MER-Perzentil ist ein besserer Indikator für den OFDM-Status als das mittlere MER oder CCWEs.

Es wird empfohlen, das MER für das 10. Perzentil für das kleinste Profil einzustellen, das jeder nutzen soll. Zurückhaltender könnte man auch ein niedrigeres Perzentil, wie das 5. oder 2., wählen.

Beispiel: Stellen Sie die MER-Schwelle am 10. Perzentil auf 33 ein, um robuste Parameter zu nutzen, so dass 1024 QAM ohne UCWEs funktioniert.

10 % 33 dB Mind. Fehler

Kleinstes MER-Perzentil für OFDM

0,1 % 0,1 %2,1 %

37,6 40,7 42,7 43,5 MER

2,1 %13,6 % 34,1 %

1,4

34,1 % 13,6 %

36,834,45

33,1

0

10

20

30

40

50

60

MER-Diagramm

Mittel: 37,6 | 2. Perzentil: 33,1 | 10. Perzentil: 34,45 | 30. Perzentil: 36,8

HINWEIS:Bei 90 % der Träger ist das MER besser als 34,45 dB. 1024 QAM wird also problemlos möglich sein.

1 4 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 ZU PRÜFEN

Profilstatus: eingestelltNichtkorrigierbare CWE: keine

Wenn Profil A nicht eingestellt ist oder UCWEs enthält, kann ein Modem zurückschalten und nur SC-QAMs im 3.0-Modus nutzen.

Profil A ist die Voraussetzung für die D3.1-Modemkommunikation über einen OFDM-Träger. Dort erfolgen Befehlsübertragung, Steuerung, Ranging und Anmeldung.

In der Praxis migrieren viele Netzbetreiber zu 256 QAM/1024 QAM auf Profil A. CCWEs werden erwartet und sind üblich. Das ist in Ordnung, da das LDPC so effektiv ist.

Profil A ist das Start-Profil. Alle 3.1-Modems müssen Profil A nutzen können.

Testen von Profil AProfil A

NCPDer NCP sagt dem Modem, welche Codewörter vorhanden sind und in welchem Profil sich diese befinden (Codewort-Fehleranalyse). Das ist die Voraussetzung für eine korrekte Datenkommunikation.

Testen des Next Codeword Pointers (NCP)

ZU PRÜFEN

Profilstatus: eingestellt Nichtkorrigierbare CWE: keine

PLCDer PLC enthält kritische Angaben zur OFDM PLC-Signaldecodierung.

Testen des PLC (PHY Link Channel)

ZU PRÜFEN

Pegel: >-15 dBmV (6 MHz) MER: >15 dB (min) Profilstatus: eingestellt Nichtkorrigierbare CWE: keine Sonstige Angaben: PLC-Mittenfrequenz

Signaltest und Störungsdiagnose nach DOCSIS 3.1

Die MER-Messung über den gesamten Unterträger erlaubt, potenzielle Beeinträchtigungen zu erkennen, die sich auf höhere Profile auswirken. Signaltests

Spektrum und Rauschen zeigen Trägeranteile mit möglichen Beeinträchtigungen an, die

eventuell eine Profilkorrektur erfordern.

Instabiles MER mit Einbrüchen unter 30 

bedeutet, nur niedrigere Profile mit 256 QAM oder darunter funktionieren.

SPEKTRUM/IUC

999,000792,000

0,0

-25,0

-50,0 dBmV

Pegelschwankungen innerhalb des OFDM-Kanalbandes vermitteln

Einblicke in Störungen im Frequenzverhalten.

PEGELSCHWANKUNG (OFDM)

1028,000MHz871,000

70,0

65,0

60,0 dBmV

AktuellMax 68,8 dBµVMin 66,8 dBµV

Max 69,1 dBµV Mittl: 68,2 dBµVMin 66,6 dBµV

Gesamt

MHz

MER-SCHWANKUNG (OFDM)

1199,000MHz993,000

40,0

30,0

20,0 dB

Gesamt

Min 34,7 dB Mittl: 39,2 dBMax 41,9 dB

Min 34,7 dBMax 41,9 dB

Aktuell

MER-SCHWANKUNG (OFDM)

999,000MHz793,000

40,030,0

20,0 dB

Gesamt

Min 20,0 dB Mittl: 38,1 dBMax 41,7 dB

Min 20,0 dBMax 41,7 dB

Aktuell

Stabiles MER besser als 40 dB bedeutet, QAM 2048 und

4096 funktionieren.

Messung der OFDM-Trägerpegel nach DOCSIS 3.1

QAMDOCSIS 3.1

OFDM-Träger DOCSIS 3.1

OFDM-Träger

Messungen und Referenzmessungen der OFDM-Träger im Vergleich zur Leistung bei einer 6-MHz-Bandbreite (CableLabs®-Empfehlung).

In einem flachen System sollte die mittlere Leistung eines OFDM-Trägers, die auf einen 6-MHz-Träger bezogen wird, den gleichen Pegel wie die benachbarten 6 MHz QAM 256-Träger aufweisen.

Die Gesamtleistung des OFDM-Trägers unterscheidet sich deutlich von der mittleren Leistung in einer 6-MHz-Bandbreite.

Nehmen Sie nicht die OFDM-Gesamtleistung zum Einstellen der CMTS-Ausgangsleistung: Das wäre, als ob man die gesamte integrierte Leistung der 32 DOCSIS QAM-Träger nehmen würde.

Die OFDMA-Signalpegelmessung im Upstream ist auf ein Kanalband von 1,6 MHz bezogen. Also besteht die Messung aus 1,6 MHz großen Abschnitten des OFDMA-Trägers. Beispiel: Die Messung dieses 34 MHz breiten Trägers basiert auf dem Durchschnitt der 1,6-MHz-Abschnitte des gesamten Kanalbands.

Pegel gleicht 6 MHz SC QAM-Leistung an, z. B. alle bei 10 dBmV

Prüfen des mittleren OFDM-Trägerpegels

Auswahl des OFDM-Trägers im Scan

Messungen mit dem OneExpert

Aufgrund nicht einheitlicher Bedingungen werden nicht alle Teile des Netzwerks in der Lage sein, das höchste Profil zu nutzen. Durch mehrere Profile und Tests lässt sich die Leistung der Anlage steigern und die QoE des Kunden insgesamt verbessern.

Netzwerkbedingungen und mehrere Profile

Profil Ungefähre # von Bit/HzModulationsmix (Beispiel)

Profil A 64 QAM und 1024 QAM 6,5

Profil B 64, 1024 und 2048 QAM 8,0

Profil C 64, 1024, 2048 und 4096 QAM 9,5

Profil D 1024, 2048 und 4096 QAM 10,1

102410241024 646464 256256256

192 MHz breites OFDM

Bit/

Hz

SNR

FREQ

PROFILBEISPIEL: Unterträger-Modulation schwankt mit Frequenz

Der PLC (PHY Link Channel) enthält kritische Angaben zur Decodierung des OFDM-Signals.

Der NCP (Next Codeword Pointer) sagt dem Modem, welche Codewörter vorhanden sind und in welchem Profil sich diese befinden (Codewort-Fehleranalyse).

Profil A ist das Start-Profil. ALLE 3.1-Modems müssen in der Lage sein, Profil A zu nutzen, wenn sie den OFDM-Träger verwenden und in einem D3.1-Modus betrieben werden sollen.

Die mittlere OFDM-Leistung muss im Bereich liegen. Gutes MER und Rauschfreiheit ermöglichen höhere Modulationen.

Profile B, C, D ... ermöglichen höhere Modulationen für bessere Spektrumeffizienz und höhere Durchsatzraten.

Testen von OFDM-Komponenten und Ergebnisanalyse

NCP

Profil B, C, D ...

PLC

Profil A

OFDM (Mittl. Leistung, MER und Rauschen)

Es ist unverzichtbar, jede dieser OFDM-Komponenten zu testen, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Jede Komponente wird im Abschnitt „Tests und Bereitstellung“ dieses Posters genauer erläutert.