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CMTS-CM系统同轴电缆部分问题及维护思路
公司现有CMTS-CM射频频道参数
频率范围:
CM下行接收: 626MHz, 674MHz, 666MHz（单频点8MHz）
CM上行发射: 5MHz-65MHz
最大数据率:
CM下行接收:55.2Mbps (256QAM)符号率 6.952bit/s
CM上行发射:5.12Mbps (QPSK)
10.2Mbps (16QAM)
30Mbps (ATDMA)
调制方式:
CM下行接收: 256QAM
CM上行发射: QPSK,16QAM，ATDMA
信号功率
CM下行接收电平: -10-15dBMV（50dBμV-75dBμV)
CM上行发射电平: 45-55dBMV（105dBμV-115dBμV)
二、CMTS-CM同轴电缆部分初始化过程基本交互原理
DOCSIS（基于电缆的数据业务接口规范）标准是由MCNS（多媒体电缆网络系统合作组织）制定的通信协议标准，目前大多CMTS-CM系统都是基于DOCSIS1.1或者DOCSIS2.0标准来设计的。
1、DOCSIS CMTS-CM系统的组成
DOCSIS CMTS-CM系统由前端设备CMTS（Cable Modem Termination System）和用户端设备CM（Cable Modem）通过双向HFC网络连接组成。CMTS是作为前端路由器、交换机与CM之间的连接设备，CM通过双向HFC网络连接到CMTS实现与城域网连接。
2、CM与CMTS的初始化交互原理
CMTS是管理和控制CM的设备，它的主要配置有：下行频率、下行调制方式、下行电平、DHCP和TFTP与TOD服务器等。其中DHCP服务器用作动态分配给每个CM的IP地址，TFTP服务器作用是记录每一个CM的配置文件，即给每个CM分配一个服务标识（Servite ID)，服务标识在CMTS与CM之间建立一个映射，CMTS将基于该映射给每个CM分配带宽。CMTS也可给CM分配多个服务标识来支持不同服务类型，每个服务标识对应不同服务类型，ToD称为时间服务器，给CM提供当前时间。CMTS把每个上行信道看成是一个由小时隙(mini－slot)组成的流，每个小时隙作为基本的带宽单位，通过控制各个CM对这些小时隙的访问进行带宽分配。CMTS进行带宽分配的基本机制是分配映射(MAP)，MAP是一个由CMTS发出的MAC管理报文，描述了上行信道的小时隙如何使用。每个MAP可以描述不同数量的小时隙数，从最小1个小时隙到最大持续几十ms所有的MAP要描述全部小时隙的使用方式。
3、CM与CMTS的初始化交互过程
瀀湥包在CMTS中被封装成MPEG-2 TS帧的形式经过QAM调制后通过双向HFC网传给各CM。在上行方向上，CMTS将接收到的经QPSK调制的数据进行解调并转换成以太网帧的形式传给路由器，CM通过由CMTS分配好的小时隙向CMTS传送数据。CM在加电之后进行初始化进入网络，接收CMTS发送的数据及向CM传输数据。
（1）、测试RSM 当CM接通电源后，CM首先要确认可移去的安全模块是否存在于RSM的时隙中。（2）、与CMTS建立同步 CMTS定时向下行通道中发送SYNC帧、UCD帧和MAP帧，CM接收SYNC帧以建立建立MAC层的定时机制、接收UCD帧以获取当前上行通道参数、接收MAP帧以搜索当前上行通道中的可用时隙；在初始化或信息丢失时，CM必须与一个下行信道建立同步。
（3）、获得上行信道的传输参数 CM在初始化和来自CMTS的周期性要求的情况下传送测距请求，以确定网络时延和请求电平调整。当CM搜索到上行通道中的可用时隙后，发送测距请求帧（RNG-REQ）；CMTS接收和处理测距请求帧，并返回测距响应帧（RNG-RSP）；CM接收和处理测距响应帧，完成测距，建立简单数据通路；建立同步之后CM等待一个从CMTS发送出来的上行信道描述符以获得上行信道的传输参数。CMTS周期性地传输上行信道描述符给所有的CM，CM从其中的信道描述参数中确定它是否使用该上行信道。若该信道不合适，那么CM必须等待直到有一个信道描述符指定的信道适合于它，若在一定时间内没找到这样的上行信道，那么CM必须继续扫描。找到另一个下行信道，再重复该过程。在找到一个上行信道后。CM从信道描述符中取出参数，然后等待下一个同步报文，并从该报文中取出上行小时隙的时间标记。随后CM等待一个给所选择的信道的带宽分配映射，然后它可以按照介质访问控制操作和带宽分配机制在上行信道中传输信息。（4）、校准 CM在获得上行信道的传输参数后，就可以与CMTS进行通讯。CMTS会在MAP中给该CM分配一个初始维护的传输机会，用于调整CM传输信号的电平、频率等参数，其中CM的输出电平是根据分配给CM的带宽，按每赫兹功率为参数，通过CMTS对CM的长线AGC来控制的。另外，CMTS还会周期性地给各个CM发周期维护报文，用于对CM进行周期性的校准。维护报文30秒更新一次。（5）、建立IP连接 校准完成后，CM向DHCP服务器发送DHCP请求；DHCP服务器接收和处理DHCP请求，并返回DHCP响应；CM接收和处理DHCP响应，并获取属于自己的IP地址；另外，DHCP服务器的响应中还必须包括一个包含配置参数文件的文件名，放置这些文件的TFTP服务器的IP地址、时间服务器的IP地址等信息。（6）、建立时间 CM和CMTS需要有当前的日期和时间CM向ToD服务器发送ToD请求；ToD服务器收和处理ToD请求，并返回ToD响应；CM接收和处理ToD响应，并获取系统基准时间。
（7）、建立安全机制 如果有RSM模块存在，并且没有安全协定建立，那么CM必须与安全服务器建立安全协定。安全服务器的IP地址可以从DHCP服务器的响应中获得。（8）、传输操作参数 CM使用TFTP协议从TFTP服务器上下载配置参数文件获得所需要的各种参数。CM向指定的TFTP服务器发送TFTP请求；TFTP服务器收和处理TFTP请求，并返回TFTP响应；CM接收和处理TFTP响应，并获取注册配置文件即CM的配置文件；当CM获取注册配置文件后，向CMTS发送注册请求帧（REG-REQ）；CMTS接收和处理注册请求帧，并返回注册响应帧（REG-RSP）；CM接收和处理注册响应帧，完成注册，建立完全数据通路。（9）、初始化基本保密机制 在获得配置参数后若RSM模块没有检测到，CM将初始化基本保密机制。完成初始化后CM将使用下载的配置参数向CMTS申请注册，当CM接收到CMTS发出的注册响应后CM进入了正常的工作状态。
附图1：CM与CMTS的初始化交互过程
4、CM指示灯灯语与初始化交互过程的对应关系
Power----电源指示
Receive----- 搜索下等参数完成
如果Receive指示灯稳定，说明CM已经锁定下行频率，并接收到下行同步信息，与QAM码元定时同步、FEC组帧同步等等。
Send-------搜索上行参数完成
如果Send等指示灯稳定，cm上行信息已经获取，找到MAP、UCD等，接下来就从DHCP建立IP连接、TOD、下载配置文件等等
Online------准备就绪数据传输（同州和摩托罗拉产品标识为Online，早期大显产品标识为Cable）
CMTS-CM同轴电缆部分的问题和解决思路
1、CMTS接入方式的主要优点：
（1）、成熟开放的标准和兼容度很高的产品。基于DOCSIS标准的CMTS和CM相互兼容，给运营商提供了更多选择。
（2）、在双向HFC系统指标正常、线路连接正常的情况下可以很好工作。
2、主要的缺点：
（1）、DOCSIS2.0及DOCSIS1.1标准下只有一个频点作为下行（626MHz、674MHz、666MHz）频道，带宽较小单位带宽成本高。
（2）、上行频段工作在5-65MHz，低于22MHz频段极易受到噪声干扰导致上行频道指标下降。
（3）、电缆射频信号同轴电缆分配系统存在部分用户放大器和大量的电缆接头，1个电缆接头接触不良或者1台放大器反向调试不当可能造成整个上行端口信噪比劣化进而影响该端口其他光节点所带全部小区CM正常上线。
（4）、DOCSIS2.0及DOCSIS1.1标准CMTS放置在机房，从用户终端到CMTS由射频信号同轴电缆分配系统、小区双向光接收机、机房正向光发射机及反向光接收机、机房光信号分配及射频分配系统几个环节组成，任何一个环节出现问题都会造成故障。
附图2：CMTS与CM的组网及衰减分配示意图
3、CMTS-CM同轴系统的故障现象分析及解决思路
1）、必须做好的准备工作：（1）、能够测试5-65MHz频段信号电平的数字场强仪；（2）、能够发射20-60MHz信号的信号发生器（建议使用40MHz频点做测试）；（3）、光功率计；（4）、各种电缆接头；（5）、做电缆接头的工具；（6）、公制及英制直通；（7）、测试用金属线1根；（8）、各种型号的衰减插片；（9）、高通滤波器；（10）、所维护小区的图纸资料：（11）CM1只。
2）、因为DOCSIS系列标准成熟和开放的特点，从目前公司的CMTS-CM运营过程来看，只要CMTS向CM的业务分发策略正确，二者之间的物理通道指标正常，整个系统就能正常工作。因此大部分CMTS-CM系统的故障都来自二级站机房到用户终端这个环节。
3）、现象分析及解决思路
（1）、用户家中CM下行灯闪烁，上行和在线灯不亮
分析：用户家中下行信号异常，使用数字场强仪测试，如电平超出CM正常工作范围则需要调试放大器或者小区光节点。如入户电平在CM正常工作范围内，则查看下行频点MER值和BER值，MER低于28dB，BER纠错后低于2×10-5则说明入户信号指标不正常。有4种情况可能导致此类现象：1、用户CM至小区光节点之间同轴线路异常（含双向放大器）；2、小区光节点工作状态异常；3、二级站光发射机工作异常；4、机房光发射机没有混合CMTS下行信号。
解决思路：从用户家中线路逐级向小区光节点测试。双向放大器正向输入电平在70-76dBμV之间，超出此范围部分放大器的输出就会出现失真现象。如果小区光节点端口即有信号失真，则继续测试其余端口，如果小区光接收其余端口均有同样问题，则使用光功率计测试输入光功率，如超过0- -3dBm范围或者短时间内出现剧烈波动则光接收机无法正常工作，此情况可向光缆维护组责转工单。小区光节点目前大致有4家公司产品，深圳飞通、成都康特公司产品在接收光功率正常情况下输出电平最高频点电平不宜超过106dBμV；PBN、摩托罗拉（西科）公司产品最高频点电平不宜超过110dBμV。如测试光功率及输出电平均在合理范围内，输出信号仍然失真，可以更换小区光节点或者由在线组指定同一分路器下就近另一小区光节点做相同测试，如更换小区光节点或者另一小区测试后结果相同，可大致判断为二级站机房光发射机工作状态不正常，此情况可向系统维护部责转工单。
（2）用户家中CM下行锁定，上行灯不停闪烁
分析：此现象说明用户家中CM无法锁定上行频道。有5种情况可能导致此问题：1、用户家中CM到小区光节点之间线路不通或者上行衰减过大（可能是小区光节点的一个端口）；2、小区反向光发射反向模块工作状态异常；3、该光接收机所接CMTS上行端口信噪比低；4、二级站光接收机或其到CMTS上行端口异常。5、小区光节点至二级站反向光纤断或者衰减过大
解决思路：在用户家中加信号发生器，从用户端逐级向光接收机端测试反向（即5-65MHz频段）衰减（建议测试20和40MHz两个频点）是否与计算结果相符，以此为依据找到衰减不通或者过大的节点。这个工作也可以逆向进行，将信号发生器加在小区光接收位置，从光接收机逐级测到用户端。如此段线路衰减正常，将信号发生器加在小区光节点输出端口，在反向模块射频测试接口测试小区光节点反向模块工作是否正常。通常在输出端注入86dBμV信号，4端口光接收反向模块检测口测试不低于74dBμV，2端口光接收机反向模块不低于76dBμV属于最佳范围，如果低于70dBμV则继续测试其余端口，以确定是否是光节点某一端口问题（如果是某一端口的问题可以更换上行衰减插片或者将故障端口所带电缆合并到正常端口上），所有端口都不正常则需要更换此光节点。如果光接收机反向模块测试正常，使用光功率计测试反向模块输出光功率，如在0- -3dBm之间且观察不到短时间内数值变化，则属于正常范围，否则需要更换新的光接收机。如果测试小区光节点完全正常，由在线组根据资料判断二级站内对应此小区的反向光接收机端是否有光，如果没有光此情况可以责转至光缆维护组，如果有光此情况可以责转至系统维护部。上行端口信噪比低情况可由在线组判断，解决思路单独描述。
用户家中CM上下行均锁定，在线灯不停闪烁或长亮后重新开始下行锁频过程
分析：此现象说明用户家中CM工作状态处于临界值。有2种情况可能导致此问题：1、CM上行发射电平超过正常范围（过高和过低）；2、该光接收机所接CMTS上行端口信噪比低。
解决思路：使用信号发生器测试小区线路，如线路衰减正常且小区光节点正常（光节点下同轴电缆系统衰减不大于30dB）如果有放大器也需要在输入端口和输出端口进行组网测试，如果线路测试衰减在正常范围内，继续在小区光接收端口下用CM组网，确定衰减值后通知系统维护部调试二级站至小区光节点之间上行衰减值。上行端口信噪比低情况可由在线组判断，解决思路单独描述。
4、用户家中CM上下行锁定，在线灯长亮，用户终端无法获取IP地址（认证过期情况表现为CM指示灯全部闪烁）
分析：此现象说明用户家中CM工作状态不正常，有3种情况可能导致此问题：1、CMTS下发用户策略不对；2、线路异常。3、CM电源故障。
解决思路：由在线组确定此CM用户策略问题，如用户策略正常，在线组在远端PING此CM如出现大量丢包或者延时非常大的情况，用信号发生器在室外注入信号，通过实际衰减值与应有衰减值对比找出电缆接触不良或者同轴阻抗不匹配（多数情况为用户家中多根同轴电缆短接在一起）节点。
如何排查CMTS上行端口信噪比低问题
以下情况可能造成CMTS上行端口低：1、同轴系统汇聚噪声影响；2、同轴系统突发侵入噪声干扰；3、同轴系统电缆破裂及接头锈蚀、短路；4、某光接收机反向衰减小于正常范围。
解决思路：因为汇聚噪声导致信噪比低可以通过机房内将反向光接收分解到不同上行端口解决。因为突发侵入噪声、同轴电缆及接头和反向衰减低情况导致的信噪比均可先由在线组在二级站光传输平台网管系统中逐一关断与小区光节点对应的机房反向光接收机，直到找出造成整个端口信噪比低的小区光节点（因为此时整个端口所有用户已经无法正常使用，所以此时可以进行关断操作以判断噪声来源）。之后通知维护站相关人员到达小区光节点，逐一中断小区光节点每个端口，找到噪声源所在的端口后，沿此端口向用户端逐一排查直到找到导致噪声的电缆节点并用高通滤波器隔离侵入噪声干扰。需要强调的一点是，在同轴电缆系统接头连接正常情况下，小区内双向放大器的反向调试非常重要，双向放大器所带用户端至小区光节点衰减必须与光节点只带用户衰减相同，如果小于直带用户衰减必然导致上行端口信噪比低。调试思路示例如图所示。
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狗仔卡
显身卡
