01S611《DOCSIS标准及CM上线过程介绍》v3

EnablingtheNextGenerationNetwork《DOCSIS标准及CM上线过程介绍》CableModem项目技术培训wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved22主要内容CableModem系统结构DOCSIS标准体系结构DOCSIS标准物理层DOCSISMAC层帧结构CableModem上线过程图解wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved33（一）CableModem网络系统组成RFCATV前端信号输入：93～96dBuVCMTSGEInternet/LAN因特网出口/核心交换设备用户收费管理系统/业务供给系统/设备供给系统/网络管理系统US012dBuV衰减30MHZ0dBmv（60dBuv）测试口电平值：5±1dbmv(ALM)3±1dbmv(LM)光发射机输入电平：33～36dBmV(ALM)31~34dBm(LM)接收机输出电平：27dbmv~39dbmv573-585MHZ56dBmV45～63dBmV（105～123dBuV）20.2~58.6Mhz，1.6MHz，CNR≥23－10～＋25dBm接收（50～85dBuV）－5～＋8dBmV为宜接收机测试输出电平：-15±1dbmv下行接收电平：CNR≥35－15～15dBmV上行发射电平：8～58dBmV（QPSK）8～55dBmv（16QAM）CableModemSTBLANCableModemTV412220412312inin12dBuV衰减inin回传光接收机光发射机光节点＋回传模块118116114112110118116114112110放大器放大器wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved44二、DOCSIS标准协议OSIDOCSISDataOverCableHigherLayersTransporHigherLayersNetworkDataLinkPhysicalApplicationsTCPorUDPIPDOCSISControlMessagesIEEE802.2DOCSISMACUpStreamTDMA(mini-slots)DownStreamTDM(MPEG)5-65MHz(64-QAMorQPSK)8MHzITU-TJ.83AnnexA6MHzITU-TJ.83AnnexBDigitalRFModulationHFCwafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved55三、DOCSIS的物理层TDMACarrierFreqRangeMHzChannelWidthMHzBaudRateMSpsRawBiteRateMbpsPayloadRateMbpsQAM-2568b/Sym54-86065.360542.88～37.554-86087.1557.2～51QAM-646b/Sym54-86065.05730.34～2654-86086.7440.44～36QAM-164b/Sym5-421.61.285.12～4.65-423.22.5610.24～9QPSK2b/Sym5-421.61.282.56～2.35-423.22.565.12～4.6wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved66四、DOCSIS的MAC层功能DOCSIS帧封装格式初始化上线站（CM）维护注册和请求服务QoS及安全选项跳频和上行信道调整wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved77MAC_PARM(1byte)LEN(SID)(2bytes)EHDR(0-240bytes)HCS(2bytes)FCTYPE(2bits)FCPARM(5bits)EHDR=1EHDR_ON(1bit)FC(1byte)1100000XSYNCMessage1100001XMACMessage11000100RequestMessageETHERNETFRAME/MACMESSAGESA(6bytes)Len(2bytes)DSAP(1byte)Control(1byte)DA(6bytes)SSAP(1byte)Version(1byte)Type(1byte)Rsvd(1byte)SA(6bytes)Type/Len(2bytes)Data(0-1500bytes)DA(6bytes)CRC(4bytes)EthernetFrameMACManagementFrameMACMessage(variableno.bytes)FrameControl0000000XEthernetFrameCRC(4bytes)Mini-slots(1byte)SID(2bytes)HCS(2bytes)HexC4(1byte)RequestMessage(HeaderOnly)DOCSIS帧头DOCSIS净荷DOCSIS帧封装wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved88DOCSIS帧头(1/3)FC：帧控制域，识别DOCSISMAC头的类别，1字节，通常有4中类型：0000000X（00），数据分组1100000X（C0），定时消息头1100001X（C2），MAC管理消息头1100010X（C4），请求消息头wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved99DOCSIS帧头(2/3)MAC_PARM：多用途域，2字节：如果EHDR_ON=1，表示DOCSISMAC帧中包含EHDR域，则MAC_PARM表示EHDR域的长度。MAC帧计数：针对连续帧mini-slots的数量：针对带宽请求wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1010DOCSIS帧头(3/3)LEN(SID)：MAC帧的长度。该长度定义了扩展头（如果有）和后续HCS域的长度。对于REQ头，该域用ServiceID替换。长度为2字节EHDR是一个变长的扩展MAC头（如果有扩展头）（ExtendedMACHeader），长度为0-240字节HCS是MAC头校验序列，2字节wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1111定时帧SYNC消息作为定时消息的前缀，FC的值为hexC0MAC管理头类型为hex01SYNC参数是32-bittimestampvalueincrementingat10.24MHz.4C4B7C01228870B3TimestampType定时帧/MAC管理帧头2F000001001C0000000000000301010001E00000C000001CEA1Dwafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1212微时隙基本时间分配单元（timebasetick）为160KHz（或6.25ms）。每个上行信道的最小可分配单元称为mini-slot。CMTS配置mini-slot的tick周期为T=2M,M=0,1,…7例如8tickmini-slot占用8个6.25ms或50ms。wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1313MAC管理帧其它MAC消息封装在MAC管理帧中。MAC管理帧包括：下行消息：UCD,MAP,UCC,RNG-RSP,REG-RSP.上行消息：RNG-REQ,REG-REQ.SA(2/6bytes)Len(2bytes)DSAPCtlDA(6bytes)SSAPVerTypeRsvdMACMessage(variableno.bytes)CRC(4bytes)SA(4/6bytes)03142576wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1414MAC管理消息类型类型消息说明1SYNCTimingSynchronization时钟同步2345678910111213UCDUpstreamChannelDescriptor上行信道描述MAPUpstreamBandwidthAllocation上行带宽分配RNG-REQRangingRequest测距请求RNG-RSPRangingResponse测距响应REG-REQRegistrationRequest注册请求REG-RSPRegistrationResponse注册响应UCC-REQUpstreamChannelChangeRequest上行信道改变请求UCC-RSPUpstreamChannelChangeResponse上行信道改变响应TRI-TCDTelephonyChannelDescriptor电话信道描述TRI-TSITelephonySystemInformation电话系统信息BPKM-REQBaselinePrivacyKeyManagementRequest基本安全密钥管理请求BPKM-RSPBaselinePrivacyKeyManagementResponse基本安全密钥管理响应wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1515请求帧C4BANDWIDTHREQUEST（带宽请求）消息完整的包含在请求帧之中。最小允许请求一个mini-slot。CM等待包含请求间隔的MAPs，然后发送请求消息。XXXX100001SIDRequestSize(mini-slots)FCTypeisRequestFramewafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1616DOCSIS帧封装总结(1/2)DOCSIS帧由DOCSIS头附带不同类型净荷组成。DOCSIS帧的FC字段为00表示附带以太帧净荷。DOCSIS帧的FC字段为11表示附带的是媒体访问（MAC）控制消息大多数MAC消息FCPARAM设置为00001。一些特殊用途的MAC消息，例如SYNC，使用定时帧头，FCPARM设置为00000。一些用途的MAC消息与上行带宽请求分配的最小微时隙相匹配，mini-slot大小通常配置为支持最小的MAC消息（6字节）。EnablingtheNextGenerationNetwork五、CableModem上线过程图解wafer©2007,confidential,WaferSystemsLtd.Allrightreserved1818cablemodem的状态类型状态意义Offlinecablemodem已经离线offlinetime表示cablemodem处于离线状态的时间，格式同其它命令（showcablemodem，month,day,time,year)init(r1)开始测距。CMTS接收到了来自CM的初始化测距消息RNG-REQinit(r2)测距中。CMTS回应了CM的初始化测距消息，并且开始调整CM的RFpower,timingoffset,frequency调整参数init(rc)测距完成。CMTS已经与CM协商完成了RFpower,timingoffset和频率调整（含在CMTS的测距确认