DOCSIS 3.1-Tests auf Bitübertragungsebene für Kabelmodems und Kabelkopfstellen vereinfachen

Der R&S®FSW Signal- und Spektrumanalysator ermöglicht schnelles und benutzerfreundliches Testen von Sendern für die hohen Anforderungen von DOCSIS 3.1-Kabelmodems (CM) und -Kabelkopfstellen (CMTS).

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Ihre Anforderung

Der DOCSIS 3.1-Standard wurde geschaffen, um zwei Hauptanforderungen von Kabelanbietern zu begegnen: höherer Datendurchsatz, um den Kundenwunsch nach Anwendungen mit hohen Datenraten zu befriedigen und Flexibilität, um eine Vielzahl an Applikationen zu unterstützen. Darüber hinaus muss er mit den Vorgängerversionen von DOCSIS kompatibel sein.

DOCSIS 3.1 begegnet diesen Herausforderungen mit größeren Bandbreiten und einer Modulationstechnik, die sich gegenüber früheren Versionen unterscheidet. Die Bandbreite beträgt im Downstream zwischen 24 MHz und 192 MHz, beim Upstream-Kanal zwischen 6,4 MHz und 96 MHz. Als Modulationsverfahren wurde OFDM/OFDMA gewählt, um den Durchsatz zu erhöhen und eine flexible Konfiguration zu ermöglichen. Bei der DOCSIS 3.1-Modulation lassen sich viele Parameter ändern, so lässt sich z. B. der Unterträgerabstand auf 25 kHz oder 50 kHz einstellen.

Der Cyclic Prefix und die Fenstergröße können ebenfalls verändert werden. Die Kabelkopfstelle (CMTS) ist für die Unterstützung der Modulationsarten von 16QAM bis 4096QAM (optional 8192QAM und 16384QAM) notwendig.

Kabelmodem und Kabelkopfstelle müssen ein komplexes Signal umsetzen, das hohe Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften eines Senders stellt, beispielsweise eine gute Linearität und geringes Rauschen, um die strikten Grenzen der Bitübertragungsschicht (PHY) einzuhalten. So muss etwa der Modulationsfehler (MER) der Kabelkopfstelle höher als 50 dB sein, und das bei einer belegten Kanalbandbreite von 192 MHz gemessen unter 600 MHz. Das ist nicht nur eine Herausforderung für die Kabelkopfstelle, sondern stellt auch hohe Anforderungen an die Prüfmittel, um exakte MER-Messungen durchzuführen.

Messtechnische Lösung

Der R&S®FSW Signal- und Spektrumanalysator, zusätzlich ausgerüstet mit den DOCSIS 3.1-Demodulatoroptionen R&S®FSW-K192 Downstream und R&S®FSW-K193 Upstream, ist das ideale Messgerät für detaillierte Analyse, exakte Messungen und schnelle Ortung von Störgrößen im Sender und auf dem Übertragungsweg.

R&S®FSW-K193: DOCSIS 3.1-Upstream-Modulationsanalyse.

Entwicklung und Konformitätsprüfung von DOCSIS 3.1-Kabelmodems und -Kabelkopfstellen sowie Kabelnetztests benötigen einen High-End-Vektorsignalanalysator mit sehr reinen spektralen Eigenschaften und niedrigem Rest-MER. Die große Anzahl an möglichen Signalkonfigurationen erfordert einen Analysator, der in der Lage ist, viele der Signalparameter auch in Gegenwart von Nachbarkanälen zu erkennen – und diese Messungen sehr schnell auszuführen.

Die DOCSIS 3.1-Option R&S®FSW-K192 Downstream analysiert zuerst den PLC, um die wichtigsten Signalparameter wie ausgeschlossene Unterträger, Profile und Cyclic Prefix automatisch zu konfigurieren. Dies reduziert die Einrichtungszeit für den Analysator merklich, vor allem bei Testfällen, die viele Signal- und/oder Kanalkonfigurationen besitzen können. R&S®FSW-K192 weist auch einen Low-Density-Parity-Check-Decoder (LDPC) auf, mit dem man Bitfehler erkennen und so die Bitfehlerrate (BER) berechnen kann.

R&S®FSW misst komplexe DOCSIS-Signale direkt und sehr schnell, das gilt auch für die LDPC-Dekodierung. So kann zum Beispiel der MER-Wert eines Rahmens in weniger als 500 ms erfasst werden. Aufgrund seiner sehr reinen spektralen Performance mit sehr niedrigem Grundrauschen und Rest-MER von 57 dB eignet sich R&S®FSW ideal für exakte MER-Tests bei Kabelkopfstellen. Mit den dedizierten Kanalfiltern ist es möglich, den MER auch in Gegenwart von anderen, aktiven Nachbarkanälen zu messen.

R&S®FSW besitzt einen großen Touchscreen, der einfach zu bedienen ist und viele Ergebnisfenster gleichzeitig darstellen kann, sodass dieser die ideale Lösung für das Testen von DOCSIS 3.1-Kabelmodems und -Kabelkopfstellen bildet.

Wesentliche Merkmale von R&S®FSW-K192/-K193

  • DOCSIS 3.1-Standard
  • Sehr niedriger Rest-MER von 57 dB
  • MER-Messung bei aktivem Nachbarkanal
  • Mehr als 192 MHz Demodulationsbandbreite
  • Kurze Schalt- und Messzeiten
  • Schnelle Dekodierung und Berechnung der Bitfehlerrate
  • Einfache Bedienung
  • Autokonfiguration von wichtigen Signalparametern (z. B. ausgeschlossene Unterträger, Profile, Cyclic Prefix, Roll-off, Position des PLC)
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Analyse eines typischen DOCSIS 3.1-CMTS-Szenarios