以npa值为指标-提高网络质量.docx

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NPA指标全称为:NetWorkPerformanceAnalysis。顾名思义,NPA实际上就一个对网络性能的分析,并以量化的方式显示出来。它的好处是显而易见的,我们可以从中直观的看出该端口下用户体验是一个什么样的状况。
NPA指标是在单位时间内采集到以下几项数据,然后经过计算得出的数值:
上行端口的SNR值;
上行端口可纠错误码;
上行端口不可纠错误码。
NPA的指标以用户体验直观的感受为效劳对象,对影响用户体验的指标进行针对性采集,量化网络的实际运行状态。需要注意的是,局部端口指标很好,但是用户还是反映网速慢,对于此类问题我们需具体分析。网速慢有很多原因,1:电脑〔电脑中有不受控制的软件占据了极大流量也是其中一个原因〕;2:网站效劳器的容量;3:出口带宽拥挤情况,4:网站效劳器置放位置〔局部宽带运营商成心对其它网络数据进行限速〕5:传输网实际运行状况。而我们负责的是用户终端至CMTS之间的交换,因此,我们的重点是确保从CMTS到用户终端传输网络高质量的运行。
了解了NPA具体的含义,我们要从它每项数据入手,方能有效提高NPA值,也就直接有效的提高了网络的运行质量。
SNR:SNR相当于一个上行数字频点的MER值,它是多种数据的集合,其中CNR在其中占比很大,因此影响SNR值的因素大多都能在频谱中直观表达。如图:
图一图二
从图一图二中间的比照看,图二的CNR值明显高于图一,在正常情况下列图二的SNR值会高于图一几个dB,当然实际情况也有可能恰好相反,具体原因我们会在下章解释。
既然干扰是影响系统的主要原因,那干扰主要是由什么引起的呢?主要有以下几点产生:
噪声与干扰来源类型和原因
在射频回传链路中通常可能存在以下类型的故障:
*线性问题
·微反射
·链路增益与群延时问题
·斜率问题
·系统热噪声
·光纤链路噪声
*非线性产物问题
·共路互调失真
·有源设备过载
*干扰问题
·持续侵入干扰源
·瞬变侵入干扰源
1线性问题

这是射频网络中常见的一个问题。由于信号源阻抗与负载阻抗不相等时负载无法完全吸收来自于信号源的信号功率,没有被负载吸收的信号功率延信号传输通道返回信号源端。由于反射回信号端的经过延时的信号与新信号叠加产生对新的信号干扰,表现为系统增益不平坦。DOCSIS标准规定了射频系统带内不平坦度的要求,当反射问题导致带内增益严重波动的时候会导致CM无法上线或出现经常掉线的问题。显然,导致反射的原因是由于阻抗不匹配。通过选择品质优良反射损耗高的器件〔如:放大器、分支分配器、电缆、接头等〕可以在相当程度上解决反射的问题,但是施工和设计同样非常重要。在工程中最常见的问题是分配器的端口或者是分支器的主输出口闲置时没有安装终端匹配电阻,这将直接导致严重的反射。另一方面,电缆是信号传输的途径,其严重折损也会导致严重的反射。通常用单点频信号发生器来做反向调试很难发现反射的问题。微反射问题可以通过
多点测量回传通到增益平坦度发现,其表现为增益平坦度出现大的波浪或者锯齿状。修复的方法是查找相应的射频链路上是否有线缆折损,是否有空端口没有安装终端负载。通常可以通过二分法判断故障范围,假设是没有电缆折损或者空接端口,那么需要考虑是否有分支分配器失效。微反射在射频链路中是客观存在而且无法彻底消除的,但通过正确的网络设计和施工工艺可以控制微反射问题不影响网络正常运行。

链路增益问题是指射频链路的增益偏离了理想值。当增益过低时那么有可能造成局部区域用户因系统衰减过大而无法上网;当某一链路增益过高那么会导致该链路的噪声大幅度增加,系统有可能对一些原本影响不大的噪声边得敏感,与该链路混合的其他链路会受到影响。
一般来讲,只有增益大幅度偏离才会对系统造成影响。链路增益失配往往是导致系统失效的一个主要原因。根据我们的经验,所有混合在一起的链路增益必须匹配,否那么很容易出现问题。解决的方法是在开通效劳之前对系统进行完整调试,并对网络实施定期的巡检维护,发现问题立即处理。对于干线,那么需要进行定期的增益检测。群延时问题指的是由于系统同带内群延时的不平坦所带来的失效。通常群延时问题发生在系统频率通带的边界,这往往是由于双工滤波器的特性造成的。我们通过契比雪夫〔Chebyshev〕函数逼近的带通滤波器群延时特性,可以看到滤波器的阶数越高〔阻带衰减越快,特性越陡峭〕通带边界频率处的群延时的峰化现象越严重。因此,通常不建议
使用靠近通带边缘的频率用于数据效劳,特别是对系统性能要求较高的16QAM、64QAM调制的上行信号。对于国标的高分割系统,低频段5MHz-15MHz噪声一般都比拟严重,通常不会用于传送数据效劳信号,15MHz以上已经根本处于群延时特性的平坦段,高频段那么不建议采用60MHz以上频率作为数据业务信号的中心频点。

系统斜率问题在正向通道会经常碰到,在回传通道中由于电缆对低频的衰减较小,在光节点深化的今天回传通道中斜率的影响已经不太严重。通常可以采用多频点测试回传通道的斜率,当斜率较为严重的时候需要安装反向均衡器予以调整。我们要识别系统正常斜率与接头接触不良引起的斜率问题。系统的正常斜率均为负斜率,即低频段的增益较高频要高。而接触不良引起的均为正斜率,即低频段的增益低于高频段,这是氧化等原因引起的接头接触不良,导致信号的低频局部难以通过,但是高频信号由于趋肤效应能够顺利通行。这种问题
常发生在使用了较长时间的网络中,通过多频点回传通道斜率测试可以很容易地判断这类故障。更换受损的接头或者电缆是唯一的解决方法。对于干线,那么需要进行定期的斜率检测。当然我们目前网络级数极少,根本不出现这个问题,在这是想对可能出现的这一故障进行说明,在实际网络中我们可以举一反三。


奉献是使得传输信号的载噪比劣化,反向通道中最主要的有源器件是放大器和光机,(C/N)由公式C/N=A-NF-NS来表达,其中A是输入放大器的载波电平,NF是放大器的噪声系数,一般设备均会给出其参数大致在7db左右;Ns称为噪声本底Ns=10LgBWn-;其中BWn是噪声信号实际带宽,-.
由于热噪声通常意义下是非相关的,所以当放大器级联时,总的C/N可用以下公式表达
(C/N)总=(C/N)1-10Lgn
系统的热噪声与温度相关,但是由于其幅度极小,通常不至于影响网络的正常运行.
光纤链路噪声与激光器、光纤、光接收机有关,光纤链路四种类型噪声影响C/N值
激光器噪声,是激光器内在固有特性引发的,称为相关强度噪声RIN
模式分隔噪声MPN,这是一种光纤噪声,由于光纤的色散对RF信号带来的随机变化,光纤链路越长,MPN对C/N影响的权重越大.
杂散辐射,这是由于光在光纤的散射作用,使得发射到激光器后产生工作模的变化输出时间上不相关的两个信号,这样的两个信号在检波器被混频产生随机的差拍信号,形成噪声特性的干扰.
检波器的散弹噪声和热噪声,其机理同放大器的热噪声,当输入信号功率低于某一阀值时,热噪声效应将表现显著,因此,光纤长度非常长的情况,热噪声将处于决定性的地位.,而散弹噪声是由检波器输出电流随输入光子的随机到达而呈现的统计性波动,它随
光纤长度变化而变化,每增加1db的损耗就使得C/N劣化1db.
需要警惕的是光链路故障也是一样会存在干扰,在实际的维护过程中,我们遇到了多起光链路故障造成上行端口SNR值低的故障现象,现场测试该光节点方向底噪如下:
从底噪上来说,整体的底噪不高,线性也相对平滑,但又细小的毛刺,端口SNR值一直处在22dB左右,实测光功率低于计算值2dB左右,经OTDR测试发现为该小区小机房内接头故障,重做,,由于电缆网络中的有源设备双通滤波器上行频率范围为5-65MHz,在进入激光器前,带外的信号是没法进入的,因此,在测试底噪的时候,我们将测试频带范围改为1-75MHz,如果有两侧较高底噪,一种可能是光设备处有极大的射频信号,第二种可能就是光链路故障,如激光器过载,光缆故障等。
2非线性问题

共路互调失真〔CommonPathDistortion〕简称CPD,它是由于用作信号连接的器件导体受到腐蚀而引起的,表现为反向频带内充满均匀的间隔与正向频道间隔相同的干扰信号,如下图。当发生腐蚀的电节点越来越多干扰的幅度就会越来越大,以至到最后变得难以
收拾。
32M
24M
16M
8M
CPD是由于导体的连接中出现了腐蚀的现象,腐蚀导致了2个金属连接处导电性下降,,局部信号能量损耗用于跨越势垒层,信号产生畸变,这个现象非常类似于半导体器件中的二极管。众所周知,二极管具有混频效应,因此其将局部正向的频道混落到反向频带中来,从而出现所谓的CPD。

这是一个非常严重近乎于灾难性的问题。因为当有源设备处于削波〔过载〕状态时有效,频带内将充满了非线性产物,这将会直接导致所有与该节点混合的链路上的通信中断,中断的时间就要看削波持续的时间。削波的原因是系统内传送的信号加上噪声的总功率的峰值超
过了有源设备所能承受的极限。在HFC网络中,最脆弱的莫过于回传激光器。因为通常回传激光器的动态裕量较小,FP激光器通常只有10dB的动态裕量;DFB激光器那么能够有大约20dB,电放大器的动态裕量那么相对大得多。系统的动态范围那么取决于动态范围最小的部件,因此国外更多的说法是把削波问题简化为激光器的削波〔LaserClipping〕。由于激光器的动态范围有限,所以正如前面所提到的那样在工程上不建议采用满功率法来进行调试网络。造成激光器削波的原因有几种,其中最常见的是放大器增益偏高,其次是大幅度的侵入干扰,还有就是某些使用反向通道的设备其载波电平在一开始便处于最大的状态。放大器增益偏高有可能是经过一段时间的使用,放大器中的某些元件出现失效,但更多的情况在网络调试时没有调试好或者有遗漏。一般来讲一个设计合理、调试正确、维护得当的HFC网络哪怕是受到较强的干扰也不会轻易出现光机削波的状态。因此,网络的调试在建设高可靠性网络中非常重要。值得注意的是当HFC网络靠近大功率的中波发射台时,当系统有较严重的泄漏问题那么很有可能会导致激光器的削波问题。这是因为虽然中波电台的高次谐波频率一般不会落在5MHz-65MHz范围内,但是系统放大器和激光器低频下限的延伸却远远不止5MHz,如果系统有较大的漏洞,那么中波电台的高次谐波仍会导致进入激光器的总功率超标。因此,在做回传噪声频谱分析的时候低频下限往往需要测量低达500KHz左右。激光器削
波在频域表现为整个底部噪声〔NoiseFloor〕突然大幅度地提高,用频谱分析仪可以很直观地看到。实际上,除非出现高强度的突发性干扰,否那么一般来讲激光器的削波都是有迹可循的。由于削波失真必然会产生差拍,互调产物也必然是数字载波特征的信号,由于数字载波信号更像固定宽带噪声,其互调产物的特征也表现为噪声,这种数字信号失真称为组合互调噪声CIN,、合理的调试可大局部防止或降低。这对保证网络的可靠性起至关重要的作用。
削波的产生
应当指出,即使没有削波失真,差拍产生的互调依然是存在的,只是大多数情况不必区分是削波还是单纯的差拍,因为二者的互调产物具有同频特性,但削波时,,产生的差拍产物会落入反向通道中,形成干扰信号,而由于正向电平较高反向电平较大,将表现未持续性的尖峰干扰或局部噪