DOCSIS 3.1-BER-Messungen an CATV-Verstärkern mit R&S®CLGD und R&S®FSW

Ihre Anforderung

Die Notwendigkeit höherer Datenraten und größerer Flexibilität für IP- und Kabelfernsehen (CATV) hat zur Einführung von DOCSIS 3.1 geführt. Bei Kanalbandbreiten von bis zu 192 MHz im Vorwärtskanal und 96 MHz im Rückkanal und einer Kabelnetz-Frequenzbereichserweiterung von bis zu 1,2 GHz (1,8 GHz als zukünftige Erweiterung) müssen Kabelbauteile deutlich höhere technische Anforderungen erfüllen. Zu den Messanforderungen gehört die Unterstützung einer Vollbelegung und der Koexistenz von DOCSIS 3.0- und DOCSIS 3.1-Signalen (in einigen Fällen auch analoges Fernsehen).

CATV amplifier testing setup with R&S®CLGD and R&S®FSW
CATV amplifier testing setup with R&S®CLGD and R&S®FSW

Lösung von Rohde & Schwarz

Der R&S®CLGD ist die einzige flexible und kompakte Lösung auf dem Markt, die diese Messanforderungen erfüllen kann. Die Einführung deutlich größerer Bandbreiten für DOCSIS 3.1 in Verbindung mit höheren Konstellationsmodi (bis zu 16kQAM) macht sehr leistungsfähige Spektrum- und Signalanalysatoren erforderlich. Der R&S®FSW ist dafür ideal, da er Modulationsfehler von typischerweise 57 dB und höher messen kann und auch BER-Messungen auf Basis von DOCSIS 3.1-Signalen ermöglicht.

BER-Messlösung für DOCSIS 3.1

Die Bitfehlerrate (BER) ist eine wichtige Messgröße für Hersteller von CATV-Bauteilen. Um die Bitfehlerrate messen zu können, muss die vom Signalgenerator gesendete Datensequenz dem Signalanalysator im Voraus bekannt sein.

Für den R&S®FSW ist dies nicht notwendig, da er die Bitfehlerrate anhand der erkannten Bitfehler vom LDPC-Decoder in der Analyseoption R&S®FSW-K192 DOCSIS 3.1 berechnet. Der R&S®FSW vergleicht die gemessenen (demodulierten) Daten mit den verfügbaren Referenzinformationen und berechnet selbst die Bitfehlerrate.

R&S®CLGD GUI for setting up DOCSIS 3.1 channels.
R&S®CLGD GUI for setting up DOCSIS 3.1 channels.
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Der R&S®CLGD kann eine Vollbelegung mit DOCSIS 3.1-Signalen erzeugen. Die Abbildung links zeigt eine typische Signalkonfiguration für DOCSIS 3.1. Die wichtigsten Parameter sind rot eingerahmt (Frequenz und Konstellation der DOCSIS-Profile).

Full channel load generated by the CLGD as an input to the CATV amplifier.
Full channel load generated by the CLGD as an input to the CATV amplifier.
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Auf ähnliche Weise kann der R&S®CLGD eine Vollbelegung mit DOCSIS 3.0-Signalen erzeugen, um das gesamte CATV-Frequenzspektrum zu belegen.

Die HF-Ausgangsfrequenz und -leistung der Signale kann unabhängig voneinander eingestellt werden, was den R&S®CLGD zu einem sehr flexiblen Kabellastgenerator für die Simulation komplexer Szenarios für das Messobjekt macht.

DOCSIS 3.1 downstream analysis with the R&S®FSW-K192.
DOCSIS 3.1 downstream analysis with the R&S®FSW-K192.
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Der HF-Ausgang des Messobjekts ist direkt mit dem HF-Eingang des R&S®FSW verbunden. Wählen Sie am R&S®FSW „Mode“ und dann „DOCSIS 3.1“ im Kontextmenü aus. Wählen Sie anschließend die Option für die Downstream-Messung aus und stellen Sie die richtige Frequenz ein. Drücken Sie im Menü auf der rechten Seite „Auto Level“ und „Auto Set From PLC & Run“, damit alle DOCSIS 3.1-Parameter automatisch eingestellt werden.

DOCSIS 3.1 BER measurement screenshot from the R&S®FSW signal and spectrum analyzer.
DOCSIS 3.1 BER measurement screenshot from the R&S®FSW signal and spectrum analyzer.
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Wählen Sie im Ansichtsmodus des R&S®FSW die Option „Signal Content Detailed“ aus, um eine detaillierte Analyse aller PLC-Daten, Codewords für verschiedene DOCSIS 3.1-Profile usw. anzuzeigen. BER-Messungen werden für Pre-LDPC und Post-LDPC bereitgestellt. Dieses Beispiel zeigt ein DOCSIS 3.1-Profil mit 4096QAM. Diese Messung kann durchgeführt werden, indem entweder die HF-Ausgangsleistung erhöht oder die AWGN-Einstellungen des R&S®CLGD angepasst werden. Der Benutzer kann diese Änderungen im BER-Analysefenster überwachen.

The R&S®FSW signal and spectrum analyzer with the R&S®CLGD DOCSIS cable load generator.
The R&S®FSW signal and spectrum analyzer with the R&S®CLGD DOCSIS cable load generator.
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Fazit

R&S®CLGD und R&S®FSW bieten alle notwendigen Funktionen für Messungen an Verstärkern, DFB-Lasern und anderen Bauteilen in einem DOCSIS 3.1-Netz. Zusätzlich können mit den beiden Geräten vorhandene DOCSIS 3.0-Signale erzeugt und analysiert werden, wodurch die Lösung sehr kostengünstig wird.