Signalwerte im Kabelnetz
Empfangspegel, Signalqualität und Fehlerzähler stehen in jedem Kabelrouter und Kabelmodem. Dieser Artikel erklärt, welche Werte unauffällig sind und woran man eine Störung erkennt.
Wo die Werte stehen
Jeder Kabelrouter zeigt die Werte an, meist unter einer Bezeichnung wie Kabel-Informationen oder DOCSIS-Status. Dargestellt werden sie getrennt nach Empfangsrichtung und Senderichtung, mit einer Zeile je Kanal.
Das ist mehr als eine Spielerei. Bei einem Kabelanschluss lässt sich anhand dieser Werte recht genau eingrenzen, ob eine Störung im Haus liegt, im Anschlusskabel oder im Netz des Betreibers.
Die Beispiele in diesem Artikel stammen von einer AVM FRITZ!Box 6490 Cable mit FRITZ!OS 7.58.
Empfangspegel
Der Empfangspegel gibt an, wie stark das Signal am Modem ankommt. Angegeben wird er in dBmV, also im Verhältnis zu einem Millivolt an 75 Ohm.
Als unauffällig gilt ein Bereich von etwa -7 bis +7 dBmV. Werte zwischen -10 und +10 sind noch tragbar. Außerhalb davon wird es kritisch, und zwar in beide Richtungen.
Zu schwach bedeutet, dass das Signal auf dem Weg zu stark gedämpft wurde. Ursachen sind zu lange Kabelwege, zu viele Verteiler, schlechte Steckverbindungen oder ein defektes Kabel.
Zu stark ist ebenfalls ein Problem. Der Empfänger wird übersteuert, und das Signal wird verzerrt. Ursache ist meist ein Verstärker, der zu hoch eingestellt ist, oder ein zu kurzer Weg hinter einem Verstärker.
Die Verteilung über die Kanäle ist aussagekräftiger als der Einzelwert. Über den gesamten Frequenzbereich fällt der Pegel normalerweise leicht ab, weil höhere Frequenzen im Koaxialkabel stärker gedämpft werden. Eine gleichmäßige Neigung von wenigen dB ist normal. Ein einzelner Kanal, der deutlich aus der Reihe fällt, deutet dagegen auf eine Störung bei dieser Frequenz.
Signalqualität
Der zweite Wert beschreibt, wie sauber das Signal ist. Je nach Gerät steht dort eine von drei Abkürzungen, und diese sind eine häufige Quelle von Missverständnissen.
SNR, Signal-to-Noise Ratio, auf Deutsch Signal-Rausch-Verhältnis oder Störabstand. Setzt die Nutzleistung ins Verhältnis zur Rauschleistung. Angegeben als positiver Wert in dB, je höher desto besser.
MER, Modulation Error Ratio, auf Deutsch Modulationsfehlerrate. Misst, wie weit die empfangenen Signalzustände von ihrer Sollposition abweichen. Für die Beurteilung eines Kabelanschlusses aussagekräftiger als der reine Störabstand, weil neben dem Rauschen auch Verzerrungen und Phasenfehler einfließen. Ebenfalls positiv in dB, je höher desto besser.
MSE, Mean Square Error, auf Deutsch mittlerer quadratischer Fehler. Beschreibt dieselbe Abweichung, aber als Kehrwert, und wird deshalb als negativer Wert angegeben. Je weiter von null entfernt, desto besser. Ein Wert von -38 dB entspricht etwa 38 dB MER und ist gut, nicht schlecht.
Die letzte Schreibweise sorgt regelmäßig für Verwirrung. Wer ein Minuszeichen sieht und positive Werte erwartet, hält einen sauberen Anschluss für gestört. AVM verwendet in den Kabel-Informationen diese Darstellung.
Richtwerte für die Empfangsrichtung, unabhängig von der Schreibweise:
| Modulation | Mindestens | Unauffällig |
|---|---|---|
| 64QAM | 24 dB | ab 27 dB |
| 256QAM | 30 dB | ab 33 dB |
| 1024QAM und höher | 34 dB | ab 37 dB |
Je höher die Modulation, desto mehr Bits werden je Signalzustand übertragen und desto empfindlicher reagiert sie auf Störungen. Deshalb schaltet das Netz bei schlechter Qualität auf eine niedrigere Stufe zurück.
Das ist auch der Grund, warum die obersten Kanäle eines Anschlusses häufig mit niedrigerer Modulation arbeiten als die unteren: Dort ist die Dämpfung am größten und die Qualität am schlechtesten.
Fehlerzähler
Die beiden Spalten für korrigierbare und nicht korrigierbare Fehler sind der aussagekräftigste Teil der Anzeige.
Korrigierbare Fehler wurden durch die Fehlerkorrektur behoben. Die Daten sind vollständig angekommen. Eine gewisse Zahl ist normal und ohne Folgen.
Nicht korrigierbare Fehler bedeuten Datenverlust. Diese Pakete müssen wiederholt werden, was sich als Aussetzer, Ruckeln oder Einbruch der Geschwindigkeit bemerkbar macht. Hier sollte im Regelfall eine Null stehen.
Zwei Dinge sind beim Ablesen wichtig.
Die Zähler laufen seit dem letzten Neustart des Modems weiter und werden nie zurückgesetzt. Ein absoluter Wert sagt deshalb wenig. Entscheidend ist, wie schnell er wächst. Wer eine Störung vermutet, notiert die Werte, wartet eine Stunde und schaut erneut.
Und der Vergleich zwischen den Kanälen zählt mehr als die einzelne Zahl. Stehen fast alle Kanäle auf null und ein einzelner auf mehreren tausend, liegt eine schmalbandige Störung bei dieser Frequenz vor. Steigen alle Kanäle gleichmäßig, ist der ganze Anschluss betroffen.
Ein Beispiel aus der Praxis: Alle Kanäle bei null oder wenigen Dutzend, ein einzelner Kanal am oberen Ende des Bereichs mit knapp 5000 korrigierbaren und über 2000 nicht korrigierbaren Fehlern. Die übrigen Werte dieses Kanals — Pegel und Qualität — sind unauffällig. Das spricht für eine Störeinstrahlung in einem schmalen Frequenzbereich, nicht für ein allgemeines Pegelproblem.
Senderichtung
Für den Rückweg wird nur der Sendepegel angezeigt, keine Qualität. Das liegt daran, dass die Qualität beim CMTS gemessen wird und dem Modem nicht bekannt ist.
Der Sendepegel sagt aus, wie laut das Modem rufen muss, damit es in der Kopfstelle ankommt. Üblich sind 35 bis 50 dBmV.
Hohe Werte bedeuten, dass der Weg stark dämpft. Ab etwa 51 dBmV wird es kritisch, oberhalb von 54 dBmV erreicht das Modem seine Grenze und die Verbindung wird instabil. Niedrige Werte unter 30 dBmV können ebenfalls stören, weil das Signal dann andere Teilnehmer überlagert.
Auch im Rückweg gibt es eine Modulation. Sinkt sie von 64QAM auf 32QAM oder darunter, hat das Netz die Verbindung als schlechter eingestuft und arbeitet robuster, aber langsamer.
Warum der Rückweg empfindlicher ist
Der Rückweg liegt in einem schmalen Frequenzbereich am unteren Ende, je nach Netzausbau etwa zwischen 5 und 65 MHz.
Dieser Bereich ist aus zwei Gründen anfällig. Erstens liegen dort Kurzwellenfunk und zahlreiche Störquellen aus Haushaltsgeräten, Netzteilen und Beleuchtung. Zweitens wirkt die Netzstruktur wie ein Trichter: Was irgendwo im Haus oder in der Nachbarschaft in das Kabel einkoppelt, läuft zur Kopfstelle und addiert sich dort mit den Störungen aller anderen.
Daraus folgt eine Eigenheit, die in Beschwerden immer wieder auftaucht: Eine schlechte Hausinstallation beim Nachbarn kann den Upload im ganzen Segment beeinträchtigen. Ein schlecht geschirmtes Kabel, eine offene Dose oder ein defektes Gerät genügt. Für den einzelnen Teilnehmer ist das nicht behebbar.
Ein typisches Fehlerbild ist ein dauerhaft eingebrochener Upload bei unauffälligem Download. Wenn zusätzlich die Modulation im Rückweg zurückgefallen ist, liegt der Verdacht auf einer Störeinkopplung nahe.
Wenn es abends schlechter wird
Davon zu unterscheiden ist die Auslastung. Alle Teilnehmer eines Segments teilen sich dieselbe Kapazität. Sind zu viele daran angeschlossen, sinkt die Geschwindigkeit zu den üblichen Zeiten am Abend, und die Laufzeit (der Ping) steigt.
Das lässt sich an den Signalwerten nicht erkennen. Pegel, Qualität und Fehlerzähler bleiben dabei unauffällig. Wer Pegelprobleme ausgeschlossen hat und trotzdem abends Einbrüche sieht, hat es mit einer überlasteten Zelle zu tun. Abhilfe schafft nur der Betreiber, indem er das Segment teilt.
Für den Nachweis ist ein Verlauf nötig, keine Momentaufnahme. Laufzeitmessungen über mehrere Tage, zusammen mit den Ereignisprotokollen des Routers, sind dabei belastbarer als einzelne Geschwindigkeitstests. Belastbare Messergebnisse liefert die Breitbandmessung der Bundesnetzagentur.
Was die Werte nicht zeigen
Die Anzeige beschreibt die Strecke zwischen Modem und Kopfstelle. Alles dahinter — die Anbindung des Betreibers, sein Übergang ins übrige Internet, das Ziel selbst — taucht darin nicht auf.
Wer gute Signalwerte und trotzdem schlechte Verbindungen zu bestimmten Zielen hat, sucht an der falschen Stelle.
Abgrenzung
Bei DOCSIS 3.1 sieht die Anzeige anders aus. Statt vieler schmaler Kanäle erscheinen breite OFDM-Blöcke, und die Fehlerkorrektur arbeitet nach einem anderen Verfahren. Die Grundgrößen bleiben dieselben, die Richtwerte unterscheiden sich.
Die Dämpfung in der Hausinstallation ist ein eigenes Thema. Sie bestimmt die Pegel, wird aber nicht vom Modem gemessen.
Quellen
- CableLabs DOCSIS 3.0 und 3.1: Physical Layer Specification, mit den Anforderungen an Pegel und Signalqualität
- ETSI EN 302 878: EuroDOCSIS, Frequenzbereiche und Kanalraster
- ITU-T J.83 Annex A: Modulationsverfahren im Kabelnetz