Łatwe testowanie DOCSIS 3.1 CM oraz CMTS PHY

Analizator sygnału i widma R&S FSW pozwala na łatwe i szybkie testy nadajników pracujących w wymagającym standardzie modemów przewodowych (CM) i współpracujących z nimi urządzeń CMTS DOCSIS 3.1

Zadanie

Standard DOCSIS 3.1 został opracowany w odpowiedzi na dwa podstawowe problemy komunikacji przewodowej: zapewnienie wymaganej przez klientów większej przepustowości, a także konieczność elastycznej obsługi wielu różnych zastosowań. Ponadto musi on być wstecznie kompatybilny z poprzednimi generacjami DOCIS.

DOCSIS 3.1 spełnia te wymagania dzięki wykorzystaniu szerszego pasma i innej techniki modulacji, niż miało to miejsce we wcześniejszych wersjach. Pasmo transmisji do klienta (downstream) ma szerokość od 24 do 192 MHz, natomiast pasmo transmisji do sieci (upstream) – od 6,4 do 96 MHz. Standard wykorzystuje modulację typu OFDM/OFDMA, która pozwala na zwiększenie przepustowości i zapewnia dodatkową swobodę konfiguracji. Wiele parametrów modulacji DOCSIS 3.1 można zmieniać – na przykład odległość między podnośnymi może wynosić 25 lub 50 kHz. Możliwa jest również konfiguracja cyklicznego prefiksu i rozmiar okna. Standard CMTS wymaga ponadto obsługi konstelacji od 16QAM do 4096QAM (opcjonalnie dostępne są również 8192QAM oraz 16384QAM).

CM oraz CMTS wykorzystują skomplikowane sygnały, które stawiają wysokie wymagania odnośnie fizycznych właściwości nadajnika, takich jak dobra liniowość i niski poziom szumów, a także pod względem parametrów warstwy fizycznej (PHY). Przykładowo, stopa błędów modulacji CMTA (MER) musi przekraczać 50 dB dla kanału zajmującego pasmo 192 MHz mierzonego w zakresie poniżej 600 MHz. Jest to wymagane nie tylko dla systemów CMTS, ale też dla samych przyrządów wykorzystanych do testów, które muszą wykonać dokładne pomiary MER.

Rozwiązanie pomiarowo-testowe

Analizator sygnału i widma R&S FSW wyposażony w rozszerzenia do demodulacji DOCSIS 3.1 R&S FSW-K192 (downstream) oraz R&S FSW-K192 (upstream) staje się przyrządem doskonale dostosowanym do szczegółowej analizy, precyzyjnych pomiarów i szybkiego znajdowania uszkodzeń w nadajniku i kanale transmisyjnym.

Rys. 1. Analiza transmisji upstream DOCSIS 3.1 za pomocą rozszerzenia R&S FSW-K193

Rozwój i testy zgodności modemów przewodowych i urządzeń CMTS DOCSIS 3.1, jak też testy sieci przewodowych wymagają najwyższej klasy wektorowych analizatorów obwodów o bardzo wysokiej jakości sygnału i niskiej resztkowej stopie błędów modulacji. Duża liczba możliwych konfiguracji sygnału sprawia, że analizator musi być w stanie automatycznie wykryć wiele parametrów sygnału nawet w obecności sąsiednich kanałów, a także musi bardzo szybko wykonywać pomiary.

Rozszerzenie do badania transmisji DOCIS 3.1 typu downstream R&S FSW-K192 w pierwszej kolejności analizuje kanał PLC (Phy Link Channel) w celu automatycznej konfiguracji najważniejszych parametrów sygnału, takich jak ignorowane częstotliwości podnośne, profile i cykliczny prefiks. To znacznie skraca czas konfiguracji analizatora, zwłaszcza w przypadkach testów, które obejmują wiele możliwych konfiguracji sygnału lub kanałów. Rozszerzenie R&S FSW-K192 zawiera również dekoder parzystości (LDPC, low-density parity check), który pozwala wykryć przekłamania bitów, a tym samym wyznaczyć stopę błędu (BER).

Analizator R&S FSW pozwala na szybkie i sprawne pomiary sygnałów DOCSIS, nawet w przypadku użycia dekodowania LDPC. Dla przykładu możliwe jest wyznaczenie wartości MER jednej ramki w czasie poniżej 500 ms. Bardzo wysoka czystość widmowa i bardzo niski poziom szumów oraz resztkowej stopy błędu MER 57 dB sprawia, że rozszerzenie R&S FSW świetnie nadaje się do dokładnych testów MER urządzeń CMTS. Dzięki dedykowanym filtrom kanałów możliwy jest pomiar MER nawet w sytuacji, gdy sąsiednie kanały są aktywne. Analizator ma ponadto duży ekran dotykowy, który pozwala na łatwe wyświetlanie wielu okien z wynikami jednocześnie, co przydaje się podczas testów DOCSIS 3.1 w modemach CM i ich terminacji.

Najważniejsze cechy R&S FSW-K192/K193:

Obsługa standardu DOCSIS 3.1
Bardzo niski poziom resztkowej stopy błędów modulacji (ME) równy 57 dB
Pomiary MER z więcej niż jednym aktywnym kanałem
Pasmo demodulacji powyżej 192 MHz
Szybkie przełączanie i krótkie czasy pomiarów
Szybkie dekodowanie i wyznaczanie stopy błędów (BER)
Łatwość użycia
Automatyczna konfiguracja głównych parametrów sygnału (usunięte podnośne, profile, cykliczny prefiks, filtracja, lokalizacja PLC)