谈DOCSIS宽带业务接入系统的调试与运行维护

王枫

【摘要】DOCSIS作为新时代发展重要宽带业务。通过了解新时代发展提出的全新要求，明确宽带业务对城市建设的重要性，分析DOCSIS宽带业务接入系统的调试步骤，并结合互联网技术应用需求，提出有效的运行维护措施，以此为构建和谐发展的社会环境奠定基础。

【关键词】DOCSIS;宽带业务;接入;运行维护;调试系统

在OTT（互联网向用户提供各种应用服务）持续发展的过程中，互联网作为我国经济发展的重要依据，也是提高居民日常生活水平的前提条件。而在电缆调制解调器（Cable Modem）接入技术作为网络跨带重要依据进行全面推广时，虽然得到了同轴网络双向数据传输的认可，但在广电网络推广中却涌现出了大量问题，如应用不平稳，在运营过程中经常掉线等。通过应用DOCSIS宽带业务接入系统，在获取国外发达国家支持的同时，还证明这一系统是成熟而且有效的，因此在实践应用中，在保障网络设计与建设都满足规定的背景下，工作人员要加大对系统调试与运营维护工作的关注。下面对DOCSIS宽带业务接入系统的调试与运行维护进行分析。

1. 分析DOCSIS

1.1 概述

从本质上讲，其是指有线电缆数据服务接口规范，是一个由有线电缆标准组织Cable Labs 制定的国际标准[1]。

简单说，Cable Modem与普通Modem的通信形式一致，都是在模拟信道中传递数据信息，但也有一定差距。前者的介质为HFC网，而后者的价值在于用户与访问服务器间彼此独立存在，换句话说应用者可以自主享用传输介质。同时，前者要比后者的结构构成更加繁琐，其中包含了以太网集线器、调制解调器及网络接口卡等，其在实践运行中并不需要拨号上网，也不需要引用电话线，用户可以随时进行二十四小时服务。现阶段，Cable Modem是欧美两地的标准系统，DOCSIS是北美标准，而DVB/DAVIC是欧洲标准。

1.2 不同版本的区别

其一，DOCSIS1.0可以让有线电视网中进行双向信号的传递，现阶段其已经引用到了上百个有线电视网中。其二，DOCSIS1.1在优化上一版本的过程中，增加了QOS服务保证，确保有线网络在运行过程中具备VoIP作为保障，而CableLabs也对设计相关的工作组实施对应分析。例如，当前北美等地的有线网络中已经提出了大量电缆电话进行应用。其三，DOCSIS2.0对上一版本的优化主要集中在物理层次上，通过在上行引用S—CDMA与A—TDMA两种技术，有助于提升其传递数据信息的速度，如DOCSIS1.0是每秒5Mbit，DOCSIS1.1是每秒10Mbit而DOCSIS2.0是每秒30Mbit[2]。同时，在S—CDMA技术的引导下，工作人员可以有效控制上行信号的载噪比，对解决噪音问题具有积极作用;其四，DOCSIS 3.1。现阶段我国正在研发的一项具备突发性的 CATV 技术就是全双工 DOCSIS 3.1，而且也能将其简称为FDX，有助于帮助 CATV 运营商增加其 HFC 网络容量，以此为下一代数据需求提供有效依据。同时这种方法可以全面提高现有混合光纤同轴 （HFC） 有线电视网络的上行容量。上述几种版本的具体区别如下表所示：

2. DOCSIS宽带业务接入系统调试分析

DOCSIS作为一个双向系统，但在现如今的广电网络下行信号调试中并没有过多问题，而上行回传电平调试才是工作人员关注的焦点。这是因为下行信号只有在满足网络带宽要求的基础上，结合规定内容，确保上下行的电平数据差满足设备带通滤波其隔离度的规定，而且数据信号中的载波电平要低于模拟信号，一般情况下控制在10dB，频响范围要符合规定要求，通常情况下不会出现任何问题。在双向HFC网络当中，工作人员在进行上行回传电平调试时，要保障每个应用者CM提出的上行信号，促使其在进入前段机房CMTS（管理控制Cable Modem的设备）入口位置的基础上，可以满足标称的电平数值。在这一背景下，各级网络设施要针对上行电平数值提出统一的明确要求，例如应该怎样才能满足预期设定的电平值。具体问题主要分为两点，一方面是指CMTS的网络设计;另一方面是指与整体网络系统相关的调试方法。

通过了解当前DOCSIS宽带业务接入系统调试情况可知，各个环节的工作内容是彼此相连的，因此在进行调试工作时，需要两个以上的员工进行协调操作，亦或是引用具备通信功能的专业设备进行工作，而后通过认真记录调试数据，以便为后续维护工作奠定基础。

若是上下行的链路衰减没有得到科学配置，將会影响CM在CMTS上的注册。因此在进行回传通道电平调试工作的过程中，工作人员能依据了解具体注册过程，来判断系统的应用状态，而后明确其中存在的问题。一般情况下，在机房了解CMTS提出的命令后，有助于深入分析系统配置展现出的问题，但在用户家内或线路上，就需要引用专业的设备仪器进行操作。需要注意的是，CMTS可以对CM上线全过程进行全面的监控工作，如配置文件下发、线路传输功率等[3]。

3. DOCSIS宽带业务接入系统运行维护

3.1 噪音特点及源头

其一，侵入噪声。这一类型的噪音源头主要分为以下几点：一，窄带连续波干扰。这种类型噪音最常出现的就是窄带辐射感染;二，脉冲噪音。其是由空调器、电视机等家用电梯引发的，最大的特点就是持续性短、偶然性大及频带宽等;三，突发感染。这种类型的噪音与脉冲噪音有一定相同点，但持续的时间相对更短。

其二，电缆线路结构。从这一角度分析，可以将出现噪音的原因及构成的影响分为三点：一，热噪音。这些噪音是由DVD、RF放大器及电视机等内容引发的，通常来讲属于一种高斯白噪声，拥有的电平非常稳定;二，公共通道失真。这一类型的噪音是由电缆接头引发的，如在接触不良、器件生锈等因素的影响下，会导致其表层构成氧化层，而在与正向电平接近的过程中，将会影响下行多频信号，最终形成一定间隔;其三，组合互调。这一问题出现的原因在于有源设备的非线性失真，信息传递系统非线性失真带来新的频率成分，并进入所在频道或其他区域，这样都会引发噪音感染。因为在传递频率数较大的情况下，非线性产物的数量也是会随之提升的。光链路非线性存在于激光器，此时受激光器RF峰值的增加，在负方向比驱动数值阈值低的情况下，将会带来肖波失真现象。而在反向信道中传递数字载波信号，若是其出现差拍问题，互调产物也将出现具备数字载波特点的信号，这是因为信号与固定宽带噪音类似，那么其也会引发噪音。换句话说，这类噪音也叫做数字信号失真。

其三，光线链路噪音。信号在通过光纤后，从小区的光节点向HFC的前端进行传递，势必会受多个噪音源的影响，像光接收机、光发射机等，这些都是可能发生的噪音。了解当前DOCSIS宽带业务接入系统运行情况可知，其产生的噪音有以下几种，如因光纤色散对射频信号产生了影响，最终分化了噪音;受光纤内部问题的制约，促使其在多次反射中带来强度噪音;在激光强度变化的过程中将会出现噪声等[4]。

3.2 噪声影响

具体内容主要分为以下几点：其一，长期受尖脉冲的影响，上行通道拥有的载噪比将会逐渐减少，最终致使CMTS与CM难以有效通信，亦或是增加通道的误码率，控制其应用概率;其二，不管是短期还是瞬间，噪音的影响都会让CM出现断线问题，同时这类型的噪音寻找起来非常困难，且无法根除;其三，通道本底在太高，将会导致通道难以正确应用，亦或是减少上行通道的带宽。尤其是在本底噪音提高的情况下，还会出现光站内反向光发射模块超出预期范围的现象，最终致使通道中断[5]。

3.3 排查噪音

噪音作为网络运行过程中势必会出现的问题，为了保障网络运行安全，工作人员必须要掌握噪音排查技巧。具体工作主要分为以下几点：

其一，要点。一方面，在进行排查工作时，一定要及时响应，并设计噪音监测系统，以此通过实时监测，获取有效的监管信息。同时，在排查工作中，不管是工作人员还是应用设备都要及时处理网络信息;另一方面，在遇到噪音后，工作人员要在了解发生规律、声音强弱等信息的基础上进行科学处理。可以引用的方法有：按照调节工作频点，减少干扰或噪音过大的区域;受长期噪音影响时，要明确出现的缘由;了解噪音发生的规律，认真记录与噪音有关的数据信息，并提出有效的排查方案;在增加用户的过程中，控制CMTS接入的光节点等。除此之外，工作人员还要根据噪音排查工作构建完善的工作系统，只有这样才能有效解决噪音问题[6]。

其二，排查步骤。通过了解受噪音影响的CMTS端口下拥有的光节点，引用仪器设备检测各个区域的回传波形，而后明确噪音过大的位置，在进入光机处，要引用仪表延电缆网逐一检测用户端，一直到明确噪音的位置结束，最终通过整合以往工作经验提出有效的处理方案。

其三，应急处理方法。一方面，工作人员若是面对影响范围大、强度高的噪音时，难以在短时间内进入现场进行排查工作，能在前端通过断开来明确噪声的光节点，以此减少噪音影响的范围，并保障各家用户的安全，而后继续进行排查工作;另一方面，在噪音不高的情况下，若是载噪比已经减少，且误码率提升的情况下，可以通过临时控制上行带宽，来提升信道的载噪比[7]。

结束语

综上所述，DOCSIS宽带业务接入系统作为新时代发展下具有信誉度且可以全面管控的系统，只有在应用过程中，科学管控应用设备和工艺技术，并选择合理的方法进行调试和运营管理，就能为用户需求提供优质服务。

参考文献

[1]向志成，苏峰.浅谈天威宽带提速及C-DOCSIS技术运用[J]. 有线电视技术， 2016， 23（9）：46-48.

[2]孙辉.定量解析DOCSIS 3.1网络的容量[J]. 广播电视信息， 2018， No.315（07）：100-102.

[3]卢伟，张帆. C-DOCSIS：广电网络必经之路-有线电视同轴双向接入网分析报告[J]. 西部广播电视， 2016（18）：252-252.

[4]邝楚祥，区伟东，冯香菱.DOCSIS 3.1技术在广电网络中的实践[J].广播与电视技术， 2017， 44（9）：64-67.

[5]包建国.由传统CMTS过渡C-DOCSIS中多業务融合的分析[J]. 中国有线电视， 2017（4）：488-492.

[6]周立， 付晓. C-DOCSIS接入方式下PPPOE认证的实现[J]. 广播与电视技术， 2017（11）：62-64.

[7]魏甲戈.基于有线电视网络有线无线融合覆盖的智慧社区组网方案[J].中国有线电视，2018， No.396（7）：34-39.