《连线》杂志

档案管理应用:优化DOCSIS®3.1网络

配置文件管理应用优化DOCSIS 3.1

恋人Sundaresan
杰出的技术专家

1月14日

有线电视运营商正在广泛部署DOCSIS 3.1技术世界各地。北美和欧洲的运营商已经宣布千兆服务产品在他们的足迹中使用这项技术。在这篇博客中,我将重点介绍运营商提高现有DOCSIS 3.1网络容量和健壮性的技术。

介绍DOCSIS 3.1网络优化工具集

DOCSIS 3.1亚博苹果版怎么下载将正交频分复用(OFDM)技术引入接入网。在DOCSIS 3.0和之前的技术中,单载波下行信道(6 MHz)将只配置一个调制顺序(例如256-QAM)。DOCSIS 3.1技术将一个较宽的(例如192 MHz)信道划分为许多小的子载波,间隔为25 kHz或50 kHz,创建多达7600个子载波。这些子载波可以单独配置,以不同的调制顺序运行,从256-QAM到1024-QAM,一直到4096-QAM。

OFDM信道中每个子载波的调制顺序的特定配置称为“配置文件”。电缆调制解调器终端系统(CMTS)可以在一个信道上使用多个配置文件;分配给每个子载波的调制顺序不同。

PMA工具集 不同的调制解调器以不同的方式体验网络。一些调制解调器的环境可能比较嘈杂,而另一些调制解调器看到的是相对干净的植物。该图显示了调制解调器在部分OFDM信道中所看到的干扰的示例。

剖面允许信道在频谱的干净部分以更高的调制顺序操作,然后在有任何干扰时下降到更健壮的调制顺序。多配置文件的想法是让CMTS为这些不同的电缆调制解调器组使用不同的配置文件。这使得操作者可以达到两个目标:

  1. 尽量减少传输误差在网络上
  2. 最大化网络容量

同样的概念也适用于上游OFDMA通道,可以为通道创建上游配置文件,以提高可靠性和吞吐量。

概要管理应用程序(PMA)解决方案

如果每个端口有4个OFDM信道,每个线卡有10个端口,CMTS上有10个线卡,那么很容易就有超过几百万个子载波需要特定的配置!这是一个巨大的配置挑战,无法手动解决。这个问题变得更加困难,因为配置文件通常不是“一刀切”的,而是需要根据频道上的电缆调制解调器集、频道上的干扰进行定制,而且还需要随着时间的推移进行调整以适应植物的变化。接下来的问题是:自动化创建多个概要文件以最大化健壮性和容量的最有效方法是什么?

我很高兴地宣布,CableLabs通过引入配置文件管理应用程亚博yabo888vip网页版序(PMA)迎接了这一巨大的挑战。PMA为每个通道创建一组最佳配置文件,并将配置文件分配给调制解调器。PMA通过主动读取从网络收集的数据来动态地完成这一任务。PMA可以定期创建优化的调制配置文件,以及在发生错误时的备份配置文件。它还可以智能地决定何时向网络推出配置文件更改。单个PMA实例可以在短时间内为多个cmts创建和配置配置文件,并帮助操作员了解每个通道的数据容量。

它是如何工作的- pma架构和算法

亚博yabo888vip网页版CableLabs发布了一个PMA技术报告描述PMA体系结构、用例和接口定义。我们还开发了数据模型(YANG)和协议,以促进软件应用程序的设计,以配置和管理调制配置文件。

考虑到调制解调器的数量、子载波的数量以及每个调制解调器所经历的信道信号质量的差异,确定DOCSIS 3.1信道上使用的最优调制配置文件集是智能软件的一项任务。这Cabl亚博yabo888vip网页版eLabs在配置文件管理算法中,描述了优化计算配置文件的方法。本文还介绍了一个度量,表示一组概要文件与在256-QAM运行所有流量相比获得的容量增益。关键思想是使用聚类算法对信道中具有相似信噪比签名的调制解调器进行分组,然后为每个组设计配置文件。PMA算法搜索最佳的轮廓定义集,以最大化总体容量,同时保持单个轮廓对可观察到的干扰模式的鲁棒性。

PMA计算配置文件所需的一些信息包括来自CMTS的信道信息、调制解调器列表和网络信号质量度量(主要是每个调制解调器的每个子载波RxMER数据)。同样使用性能数据(例如,码字错误率),PMA可以进一步细化概要文件。

它是如何工作的——部署

档案管理应用程序(PMA)如何工作

PMA现场部署包括以下内容:

  1. 数据采集:modem和cmts需要通过集中服务器上传信号质量数据。操作员可以使用电缆实验室亚博yabo888vip网页版共同收集框架(DCCF)来实现这个。
  2. PMA使用收集到的数据,该应用程序为每个通道创建优化的概要文件。它在CMTS上配置这些概要文件,将CMs分配给概要文件,并可以启动性能测试。
  3. CMTS:为各个通道配置配置文件,将调制配置文件分配给CMs,并最终使用配置文件发送/接收数据。
  4. CMs:电缆调制解调器使用CMTS定义和分配的配置文件来接收/发送数据。

接下来是什么?可用PMA软件

亚博yabo888vip网页版CableLabs开发了网络部署软件,运营商可以在DOCSIS 3.1接入网络中集成和使用。这种PMA解决方案可以使用网络设备生成的数据并创建优化的OFDM/OFDMA配置文件,同时考虑跨CMTS平台支持的不同功能。该软件能够使用单个CPU进程在~30毫秒内计算约200 CMs通道的配置文件,因此很容易在运营商的网络中扩展。许多运营商正在使用该解决方案框架测试和规划PMA部署。PMA可通过亚博yabo888vip网页版CableLabs C3请联系我们尝试一下.(请观看即将发布的关于这个主题的视频博客。)

PMA的收益

PMA将有助于提高每个电缆调制解调器的吞吐量,并通过优化信道内子载波的比特负载来最大化网络容量。在工厂噪声区域周围设计剖面,使系统运行更加稳健。与以256-QAM运行整个通道相比,运行一组设计良好的配置文件可以在一个通道上增加15%到40%的容量。这可以在每个OFDM信道上转化为200到400 Mbps的额外容量!这使得运营商能够满足不断增长的带宽需求,并推迟潜在的节点拆分和新设备成本。

使用这种配置文件管理技术,运营商可以通过最小化传输错误和最大化OFDM/OFDMA信道的数据容量来实现DOCSIS 3.1网络的全部潜力。

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