Präzise Qualitätsanalyse von DOCSIS-Upstream-Signalen

Ihre Anforderung

Um zuverlässig hohe Datenraten im Rückkanal zwischen der Kabelkopfstelle und kundenseitigen Geräten sicherzustellen, müssen sowohl Hersteller von Kabelmodems bei der Entwicklung und Produktion als auch Kabelnetzbetreiber bei der Inbetriebnahme und Wartung von Geräten und Anlagen die Qualität der (EURO-)DOCSIS‑Upstream-Signale prüfen. Dazu ist eine hochpräzise Messtechnik erforderlich, welche beispielsweise den MER-Wert des Konstellationsdiagramms auch über 40 dB hinaus noch zielsicher nachweist. Weiterführende Messungen zur Ursachenanalyse (z. B. Frequenzgang, Kanalimpulsantwort) müssen ebenfalls eine entsprechend hohe Genauigkeit aufweisen.

Messtechnische Lösung

Die TV-Messempfänger R&S®ETL, R&S®EFA und R&S®FSH3‑TV sind bekannt für ihre hohe Präzision bei der Qualitätsanalyse von Downstream-Signalen jeglicher Art. Dazu zählen sowohl Fernsehprogramme als auch Daten für dedizierte Teilnehmer. Die Geräte erfassen alle relevanten Parameter, prüfen automatisch gegen vordefinierte Grenzwerte und speichern die Ergebnisse auf Wunsch zu Zwecken der Archivierung oder umfangreicheren Analyse. Upstream-Signale entsprechen im Gegensatz zum Downstream nicht dem J.83/A-(DVB-C)-, J.83/B- oder J.83/C-(ISDB-C)-Standard. Trotzdem sind nur wenige Einstellungen erforderlich, um auch Upstream-Signale mit derselben Präzision vermessen zu können. Diese spezielle Konfiguration, mit der auch für DOCSIS-Upstream-Signale die volle Leistungsfähigkeit der Messempfänger genutzt werden kann, wird auf der nächsten Seite beschrieben.

Applikation

Konfiguration

Der Messempfänger von Rohde & Schwarz wird gemäß den im Downstream verwendeten Standards optioniert (siehe Tabelle). R&S®ETL oder R&S®FSH3-TV können mithilfe der Spektrumanalysefunktion im Zero-Span-Modus die Leistung von Upstream-Burst-Signalen ermitteln. Für alle anderen Messungen muss das zu vermessende DOCSIS-Upstream-Signal kontinuierlich übertragen werden. Dazu ist der Burst-Modus des Kabelmodems zu deaktivieren.

Am Messempfänger wird der Roll-off-Faktor auf 0,18 sowie die Symbolrate und die QAM-Ordnung entsprechend der Upstream-Parameter eingestellt. Bei der Symbolrate ist der Einstellbereich des Messempfängers zu beachten (siehe Tabelle). Die Synchronisation wird gemäß Tabelle eingestellt, da sonst fälschlicherweise das MPEG-2-Synchronwort 0x47 eines Downstream-Signals gesucht wird.

Ergebnis

Die vorgestellte Lösung ermöglicht die präzise Qualitätsvermessung von (EURO)-DOCSIS-Upstream-Signalen und deren Übertragungskanälen, einschließlich Leistung, Konstellationsdiagramm, MER, Frequenzgang, MER(f) und Ingress(f). Nur die Bitfehlerratenmessung ist nicht direkt möglich, kann aber mit einem DVB-C-Signal durchgeführt werden.

Die Roll-off-Faktor-Einstellung entspricht mit 0,18 zwar nicht exakt der DOCSIS-Upstream-Spezifikation (0,25), was die Messempfänger von Rohde & Schwarz mit äußerst leistungsstarken Equalizern jedoch vollständig kompensieren. Einzig bei der Frequenzgangmessung ergeben sich im Randbereich geringfügige Abweichungen (siehe Screenshot).

Mit der beschriebenen Konfiguration können neben (EURO)-DOCSIS-Upstream-Signalen sogar allgemeine QAM-Signale mit beliebigem Inhalt – ob bekannt oder unbekannt – vermessen werden.

Der Screenshot zeigt die genauen Messergebnisse des R&S®ETL für den Frequenzgang eines DOCSIS-Upstream-Signals. Beachten Sie den hohen MER-Wert von 46,6 dB (Statusleiste unten). Der MPEG-Indikator ist rot, da die DOCSIS-Upstream-Signale nicht das MPEG-2-Synchronwort 0x47 enthalten. Aufgrund der unterschiedlichen Roll-off-Faktoren von Signal (r = 0,25) und Messempfänger (r = 0,18) gibt es kleine Amplitudeneinbrüche (gelbe Messkurve, < 0,2 dB) in den äußeren Flanken des Kanals. Dies wirkt sich nicht auf die Genauigkeit von weiteren Messungen aus.