Cable Modem寬帶接入技術(shù)的簡(jiǎn)單介紹及其維護(hù)方法

2020-04-18 12:39:13

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供稿：網(wǎng)友

在談什么是Cable Modem寬帶接入技術(shù)及其維護(hù)的時(shí)候，我們有必要先了解下什么Cable Modem？
1 Cable Modem概念
Cable Modem又稱電纜調(diào)制解調(diào)器,是通過HFC有線電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)接入的終端設(shè)備,它由調(diào)諧器、解讀器、脈沖調(diào)制器、處理器和接口組成。將Cable Modem安裝在用戶端后即可為有線電視用戶提供寬帶高速Internet的接入、視頻點(diǎn)播、各種信息資源的瀏覽、網(wǎng)上多種交易等其他增值業(yè)務(wù)。
2 Cable Modem的傳輸過程
前端機(jī)房將帶有各套節(jié)目的電視信號(hào)及由CMTS調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào),經(jīng)混合器后經(jīng)光發(fā)射機(jī)把電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)送到各光接收機(jī)。遠(yuǎn)端的光接收機(jī)把有收到的信號(hào)還原成射頻信號(hào)送入同軸電纜分配網(wǎng)。最終送到終端設(shè)備Cable Modem射頻入口。CM將送入的射頻信號(hào)進(jìn)行64/256QAM解調(diào),并采用RS技術(shù)(Reed_Solomon)進(jìn)行誤碼糾錯(cuò)何MPEG同頻操作后將信號(hào)轉(zhuǎn)化為符合以太網(wǎng)傳輸協(xié)議的格式,通過Cable Modem以太網(wǎng)口送到終端PC機(jī)。
所有下行信號(hào)送到終端后,由用戶計(jì)算機(jī)發(fā)出的回傳數(shù)據(jù)信號(hào)首先經(jīng)終端設(shè)備CM,CM將把由計(jì)算機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)采用QPSK/16QAM調(diào)制技術(shù)調(diào)制成射頻信號(hào),經(jīng)由同軸電纜、集線器、雙向放大器、回傳光發(fā)射機(jī),并將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)光纖回傳到前段的光接收機(jī),光接收機(jī)將收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)行成電信號(hào),通過與其它回路的信號(hào)混合后送回CMTS數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。用戶即可通過CMTS設(shè)備與因特網(wǎng)連接,與其他主干光纖、局域網(wǎng)和局域計(jì)算機(jī)網(wǎng)相連,通過CMTS(Cable Modem Termination System)電纜數(shù)據(jù)傳輸?shù)那岸卧O(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,使用戶實(shí)現(xiàn)交互式雙項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸。
3 Cable Modem傳輸標(biāo)準(zhǔn)和頻率
CM在HFC光纖電纜混合網(wǎng)傳輸中下行采用64QAM或256QAM調(diào)制方式(正交振幅調(diào)制);將要傳送的信號(hào)按廣播電視技術(shù)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定450MHz~750MHz內(nèi)調(diào)制在一個(gè)8MHz(PAL_D)的寬帶中,下行信道是連續(xù)的,數(shù)據(jù)流以信源或者打包的方式來進(jìn)行信息的傳輸。上行采用QPSK/16QAM調(diào)制方式(四相移相鍵控制調(diào)制),按廣播電視技術(shù)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定5MHz~65MHz范圍內(nèi)上行數(shù)據(jù)和信通過調(diào)制接入控制,用于形成和控制用戶數(shù)據(jù)包或信元進(jìn)入公用信道。以上調(diào)制方式采用RS編碼技術(shù)進(jìn)行向前糾錯(cuò),上行信號(hào)的傳輸采用QPSK/16QAM調(diào)制技術(shù),能大幅度提高系統(tǒng)的抗干擾能力,而且能有效的使脈沖干擾的持續(xù)時(shí)間較短。
4 Cable Modem與CMTS傳輸系統(tǒng)配置管理及電平指標(biāo)
CM使用時(shí),先要搜索一下自己要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通道,并將頻道鎖定,完成向前糾錯(cuò)(FEC)后,就能收到前端數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備CMTS按時(shí)周期性送來的VCD(Vpstream Channel Descriptor)信息,便于和系統(tǒng)同步。CM收到VCD給出的信息后,開始掃描上行的空時(shí)隙,并利用空時(shí)隙向CMTS提出寬帶申請(qǐng)。如果CM得到了CMTS的授權(quán),即可在授權(quán)的頻道指定的時(shí)隙中發(fā)送數(shù)據(jù)。HFE寬帶網(wǎng)雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸工作就是在CM和CMTS之間完成的,若CM到達(dá)CMTS的電平過高、過低都會(huì)造成CMTS收不到來自CM送來的信號(hào)。
由于各個(gè)CM的位置、距離長(zhǎng)短都有一定的差異。返回到CMTS的電平就會(huì)出現(xiàn)明顯的差別,為了克服電平差異過大,CMTS都設(shè)計(jì)了一個(gè)標(biāo)注接收電平,回傳電平在調(diào)試時(shí),應(yīng)根據(jù)各部位的CM向CMTS送去一個(gè)參考電平,若送去的電平比較低,它將電平的差值返回給CM,CM根據(jù)CMTS確定的標(biāo)準(zhǔn)電平要求再送一個(gè)CMTS需要的標(biāo)準(zhǔn)接收電平,并保持發(fā)送電平的幅度,保證數(shù)據(jù)傳輸正常無(wú)誤,盡量避免超規(guī)范的誤碼率而影響信息的傳遞工作。
寬帶網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕⒅饕汕岸穗娎|數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(CMTS)和終端設(shè)備(CM)共同完成這項(xiàng)工作。HFC寬帶網(wǎng)雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸實(shí)際上就是CMTS與CM之間的數(shù)據(jù)交換工作,它是按通信的規(guī)則和協(xié)議耒運(yùn)行的,它們之間的信息傳輸協(xié)議,首先是初始化管理程序,這是CM終端設(shè)備開機(jī)后必須先與CMTS取得通信聯(lián)絡(luò)。當(dāng)CM開機(jī)后,前端CMTS就會(huì)發(fā)出數(shù)據(jù)信號(hào),CM就會(huì)自動(dòng)掃描找到數(shù)據(jù)頻道,確定QAM調(diào)制的定時(shí)同步,鎖定數(shù)據(jù)頻道,CM從下行數(shù)據(jù)中獲取傳輸下行數(shù)據(jù)參數(shù),還要獲取上行頻道數(shù)據(jù)調(diào)制方式、糾錯(cuò)格式和符號(hào)率,這時(shí)CMTS和CM之間即可通信,以上過程均是自動(dòng)運(yùn)行,無(wú)需用戶操作。
CM系統(tǒng)故障分析
雙向HFC網(wǎng)傳輸鏈路器件多，接頭多，線路上各點(diǎn)的上、下電平都必須調(diào)試到一定數(shù)值上，且稍一變動(dòng)就有可能出現(xiàn)故障，維護(hù)比其它網(wǎng)絡(luò)要復(fù)雜。常見故障維護(hù)可分為三大塊：一是CMTS與DHCP之間出現(xiàn)故障；二是CM與CMTS之間出現(xiàn)故障；三是CM與PC機(jī)之間出現(xiàn)故障；在日常維護(hù)過程中，這三種故障都遇見過，故障的多發(fā)處在第二塊。
1 CMTS與DHCP之間的故障及處理辦法
1）、CMTS與dhcp網(wǎng)絡(luò)不通。檢查網(wǎng)絡(luò)接口或線路是否正常。
2）、DHCP服務(wù)器死機(jī)。此問題重啟電腦一般能解決。
3）、DHCP服務(wù)器的軟件出現(xiàn)故障。例如TFTP服務(wù)沒有啟用、作用域沒有激活。
當(dāng)出現(xiàn)上述三個(gè)問題時(shí)，對(duì)于已上線CM及已獲得IP的PC機(jī)上網(wǎng)是沒有影響，因?yàn)镈HCP服務(wù)器只為初始化的CM提供IP及配置文件、為用戶CPE提供上網(wǎng)IP地址。對(duì)于沒有上線的CM在初始化過程中第四步通不過，建立不了IP連接
2 CM與CMTS之間的故障及處理辦法
 電平值不正常
當(dāng)CM接收電平低于設(shè)置值，而發(fā)射電平接近上限值時(shí)，說明鏈路損耗太大，此時(shí)的CM可能隨時(shí)掉線而出現(xiàn)測(cè)距通不過。對(duì)于此類問題，若是個(gè)別CM時(shí)，須檢查用戶家布線是否規(guī)范、是否串接了多個(gè)分支分配以及接頭是否接好；當(dāng)是某個(gè)放大器或某個(gè)光機(jī)所帶用戶全部出現(xiàn)問題時(shí)，則可以通過調(diào)節(jié)放大器或光機(jī)損耗來解決問題
當(dāng)CM接收電平在正常，而發(fā)射電平接近上限值時(shí)。說明高端正常，低端衰減過大，這可能是某個(gè)接頭接觸不好，或某個(gè)器件傳輸性能發(fā)生變化，使低頻段損耗偏大。此時(shí)的CM可能隨時(shí)掉線而出現(xiàn)測(cè)距通不過，此類問題，可用信號(hào)發(fā)生器從終端往前端逐步檢查，找出故障點(diǎn)。
 信噪比低而CM的發(fā)射、接收電平正常
回傳通道的匯聚噪聲太大或存在干擾信號(hào)，CM表現(xiàn)為上不了線或網(wǎng)速極慢。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)多數(shù)為某個(gè)小區(qū)存在噪聲干擾太大導(dǎo)致整個(gè)上行通道用戶信噪比下降。噪聲來源有：用戶家電器干擾；某小區(qū)傳輸器件壞或性能改變；同一上行通道CM發(fā)謝電平相差太大等。針對(duì)第一個(gè)問題，我們對(duì)出現(xiàn)問題的小區(qū)做了濾波處理，故障出現(xiàn)比以前少多了；第二個(gè)問題，逐步找出故障器件更換即可；第三問題對(duì)發(fā)射電平偏低小區(qū)
 信噪比太低，而CM的發(fā)射電平也低于正常的工作范圍
則是回傳通道損耗太小，此時(shí)可通過提高回傳通道的損耗值，以提高CM的發(fā)射電平，從而達(dá)到提高回傳信噪比。
通過指示燈發(fā)現(xiàn)、定位及處理
對(duì)于上述故障發(fā)現(xiàn)、定位及處理，我們一方面可以摘取CMTS記錄的一些CM的電平參數(shù)，同時(shí)也可以通過CM前面板指示燈的狀態(tài)來判斷故障。 www.49028c.com
指示燈的排列及所包含意思
CM前面板有五個(gè)狀態(tài)指示燈（編號(hào)為1至5號(hào)），從上往下依次是：（1號(hào)）電源（PWR）指示燈；（2號(hào)）接收（RECEIVE）指示燈；（3號(hào)）發(fā)送(SEND)指示燈；（4號(hào)）在線(CABLE)指示；（5號(hào)）與PC機(jī)相連（PC）指示燈。這些燈的狀態(tài)與CM初始化過程緊密關(guān)聯(lián)的，如CM上電后，1號(hào)指示燈亮；CM完成下行同步后，2號(hào)指示燈常亮；CM完成測(cè)距后，3號(hào)指示燈常；CM完成注冊(cè)后，4號(hào)指示燈。5號(hào)指示燈常亮表示CM與PC機(jī)連接完好，閃爍表示CM與PC機(jī)有流量交換。
如何通過指示燈判斷故障
 在CM初始化過程中，2號(hào)指示燈始終閃爍不常亮，那么可判斷下行信號(hào)存在問題，搜索不到有效同步信號(hào)；
 若2號(hào)指示燈常亮后，3號(hào)始終閃爍不常亮，則表示測(cè)距通不過，可能是上行電平問題；
 若2、3號(hào)指示燈均常亮，而4號(hào)指示燈始終終閃爍不常亮，那么故障表現(xiàn)為建立不了IP連接，問題可能：一是S/N太低，誤碼率太大；二是DHCP服務(wù)器故障；
 4號(hào)指示燈常亮后，表示CM上線了；
 若5號(hào)指示燈沒亮，表示CM與PC機(jī)沒有建立連接，問題可能：一是CM網(wǎng)絡(luò)RJ45接口壞；二是CM與PC機(jī)之間的網(wǎng)線故障；三是用戶PC機(jī)的網(wǎng)卡壞、禁用、驅(qū)動(dòng)丟失等。
通過上述方法，在故障發(fā)生時(shí)能迅速定位故障點(diǎn)及解決故障。
CM與PC機(jī)之間存在故障及處理辦法
 CM 上線了，但PC機(jī)獲不到IP地址
①：CM與PC機(jī)網(wǎng)線存在問題，可通過測(cè)線器來排除及解決此問題；
②：PC機(jī)的網(wǎng)卡禁用。啟用網(wǎng)卡即可；
③：網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)丟失。通過查看網(wǎng)絡(luò)屬性，發(fā)現(xiàn)本地連接沒有了。換網(wǎng)卡或重裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)；
④：在本地連接屬性/internet 協(xié)議屬性中未選擇“自動(dòng)獲取IP及DNS地址”；重新選擇自動(dòng)獲取即可；
⑤：超線程。用戶更換主機(jī)。清除原IP地址，新PC主機(jī)就能重新獲到IP；
⑥：系統(tǒng)問題。當(dāng)用戶系統(tǒng)中毒及木馬后，因系統(tǒng)DHCP務(wù)程序被破壞，不會(huì)向DHCP服務(wù)器發(fā)起獲取IP地址請(qǐng)求，所以主機(jī)獲取不到IP地址。須重裝系統(tǒng)。 www.49028c.com
CM與PC機(jī)之間存在故障及處理辦法
 PC主機(jī)獲取到了IP地址，但網(wǎng)速極慢。丟包嚴(yán)重或時(shí)延大
①：上行信噪比偏低，通過調(diào)試提高信噪比；
②：用戶PC機(jī)中病毒，病毒清除后恢復(fù)正常；
③：網(wǎng)卡工作性能下降，通過更改網(wǎng)卡工作模式來提高網(wǎng)卡性能。如將網(wǎng)卡工作模式指定為10M。
④：用戶PC機(jī)的系統(tǒng)或軟件問題。系統(tǒng)上軟件裝得太多、防病毒軟件或防火墻設(shè)置級(jí)別太高、系統(tǒng)用久了，產(chǎn)生的垃圾文件多等。

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