DOCSIS

DOCSIS主动网络维护的演进

DOCSIS主动网络维护(PNM)的发展

汤姆威廉姆斯
网络技术首席架构师

2014年12月10日

所有有线电视运营商都希望在客户遇到问题之前迅速发现并解决问题。

很久以前,在DOCSIS出现之前,电缆工厂是单向下游的,运营商等待客户通知他们,通常是通过电话。随着DOCSIS和双向通信的出现,报告过程可能变得更容易了,但没有业务支持系统,退路仍然是电话。例如,有线调制解调器终端系统(CMTS)可以知道特定的有线调制解调器(CM)已经脱机,但没有任何软件来发现问题并将事件报告给关注的OSS,用户仍然必须拿起电话并与人交谈。当有线电视系统也变成电话系统,以及交互式视频娱乐系统时,这种情况就变得难以接受了。

传统上,对于有线网络中的问题,大约有8个基本指标。这些细节包括CM的发射功率过大或接收CM信号电平过低。在CM和CMTS上,也有高包或码字错误的指标,以及低接收器MER(调制错误率,信号中噪声和干扰的测量)。虽然这些指标是有用的,但它们不能准确地告诉操作员问题是什么。例如,是否应该派一名线路技术人员或安装人员?他们应该去哪里,他们应该被告知检查什么?在任何情况下,如果有人在发生包错误时使用受影响的频率,则高包错误通常表明客户体验较差。

电缆操作支持系统(OSS)的钩子,传统上使用IPDR(互联网协议详细记录)或SNMP(简单网络管理协议)来中继DOCSIS mib(管理信息库)数据,已经在稳步改进,并处于量子改进的阈值。在早期,一些mib没有得到充分的指定或实现,无法产生有价值的数据。这种情况正在迅速改变。

用于详细了解工厂问题的第一个MIB对象是上游均衡系数。DOCSIS在CM处使用上游线性预失真,使突发传输在经过网络失真后干净地到达CMTS。打个比方,眼镜可以预先扭曲图像,使图像聚焦在你的视网膜上。

例如,频率响应中的摆动表示由回声隧道产生的驻波。强回波隧道的一端或两端定位于电缆装置损坏引起的信号反射。驻波的频率可以通过测量来揭示回声隧道的长度,这表明了一条线的距离。

对预失真分析技术的进一步改进允许对影响多个cm的常见损伤进行精确分组。如果网络的拓扑结构是已知的,那么就可以在地图上定位一个POI(兴趣点),即常见损伤可能所在的位置。

另一项改进是为间歇性损伤的一小部分生成了时间线。图1显示了上游通道的时间和频率图,其中两个图分别来自3天每10分钟采集的数据。两种颜色的痕迹表明连接是断断续续的。第三个轨迹表示功率随时间的变化,第四个轨迹表示上游线性失真的变化。通常情况下,当连接是间歇的,需要更大的发射功率。

Figure1-pnm

图1 3天观察到的间歇性CM

第二个有价值的MIB对象来自较新的CM芯片,可以将全频段捕获作为解调过程的一部分。这些芯片允许CM提供全频带频谱分析仪功能。图2是CM的光谱图。

Figure2-pnm

图2 CM在现场捕获的全频带频谱分析仪图。

现在,通过一些协调一致的努力,我们的诊断能力有可能在DOCSIS 3.1中向前迈出一大步。DOCSIS 3.1 PHY规范的第9节描述了一组功能强大的管理对象,可以实现更高效的工厂维护。然而,这些好处不会从天上掉下来。为了将正确的数据集转换成正确的格式,需要与设备供应商和有线电视运营商进行仔细的协调和协作。

此外,还有其他重大运营改进的机会。例如,终端设备能够生成自己的投诉,即使用户不在家。但是终端设备只是网络的一个组成部分。

认识到最接近订户的设备可能最了解订户的体验,还可以使用几个订户终端的集体过去的经验来确定影响多个订户的常见问题,以及只影响一个订户的问题。此功能可以存储在类似于syslog的通用格式日志中。

简而言之,由于DOCSIS 3.1指定的管理对象,电缆OSS的未来可以像我们愿意做的那样光明。

Tom Williams是CableLabs网络技术组的首席架构师。亚博yabo888vip网页版Tom的主要兴趣是有线网络的物理层,他喜欢数字信号处理(DSP), RF网络设计和测试。他做电缆工程师已经34年了。

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