Rozszerzony Spectrum Docsis: podejście pragmatyczne

Rozszerzony Spectrum Docsis: podejście pragmatyczne

PRZEDMOWA

21 maja 2012 r, czterech weteranów branży kablowej ukończyło pracę na obszernym artykułem. Wszystko po to aby posunąć branżę na przód w dziedzinie dostępu do szerokopasmowego Internetu nowej generacji. Jednym z większych problemów na które napotkali okazały się ograniczenia w kanale zwrotnym. W artykule opisano OFDM (orthogonal frequency division multiplexing), LDPC (low-density-parity-check) i wiele technologii, które stały się znane specjalistom w branży dopiero po wprowadzeniu specyfikacji DOCSIS 3.1. Teraz, osiem lat później, stwierdzenie w streszczeniu tego artykułu stało się bardzo aktualne. „Wyjaśnimy, w jaki sposób i dlaczego podejście oparte na rozszerzeniu architektury dipleksowej, wykorzystujące podział pasma do 300 MHz, jest najlepszą drogą dla operatorów do osiągnięcia celu. Obejmuje to rozważenie równoczesnego zwiększenia zdolności przesyłowych w kierunku dosyłowym”. Chociaż w artykule zalecono „wysoki podział”, co oznacza częstotliwości w kanale zwrotnym do 300 MHz, rozważono również długoterminowy cel wykorzystania widma do 1,7 GHz.

29 października 2013, CableLabs opublikowało pierwszą specyfikację warstwy fizycznej DOCSIS 3.1. Dwa lata później Comcast ogłosił, że pierwszy na świecie modem DOCSIS 3.1 był dostępny online w Filadelfii. W teście wykorzystano standardowe połączenie kablowe, podobne do tego, które Comcast miał w całym kraju. Również w 2015 r. CableLabs opublikowało kilka raportów technicznych i specyfikacji, które były ważnymi kamieniami milowymi dla całej branży: raporty techniczne Remote PHY (CM-TR-MHAv2, CM-TR-DCA) oraz specyfikacja zewnętrznego interfejsu PHY Upstream (CM-SP-R-UEPI). W 2015 roku system DOCSIS 3.1 był gorącym tematem w Europie podczas gdy sieci 1,2 GHz nie były jeszcze praktycznym wyzwaniem w Ameryce Północnej. Pełne obciążenie kanału 1,2 GHz doprowadziło do ożywionych dyskusji na targach AngaCom latem 2015 r.

Pragmatyczni operatorzy chcieli wiedzieć, czy urządzenia sieciowe obsługujące 204Mhz/1,2GHz były użyteczne także po zmianie diplekserów i obecności pełnego obciążenia 1,2 GHz. W tym czasie liniowość wzmacniaczy RF powyżej 1,2 GHz była postrzegana jako poważny problem, ale połączenie pojedynczych sygnałów QAM i bloków OFDM wydawało się proste. W 2016 r. miały już miejsce masowe wdrożenia sieci obsługujących pasmo do 1,2 GHz. Europejscy operatorzy przestawili się na sieci 1,2 GHz, a następnie wdrażali DOCSIS 3.1, podczas gdy operatorzy z Ameryki Północnej mieli odmienne podejście. Zaczęli od DOCSIS 3.1 a sieci obsługujące wyższe częstotliwości miały niższy priorytet. W 2017 r. wdrożenie przez Comcast technologii DOCSIS 3.1 pokrywało około 80% powierzchni zajmowanej przez operatora, a 75% klientów korzystających z Internetu w domu, miało prędkości 100 Mb/s lub więcej.

Tymczasem jesienią 2017 r. Cablelabs opublikowała specyfikację DOCSIS w trybie pełnego dupleksu. Podczas gdy prawdziwe wdrożenia sieci Full Duplex kazały nam czekać, Jeff Finkelstein, rozmawiając z Alanem Breznickiem w Austin, ujawnił plany stworzenia specyfikacji DOCSIS na następną dekadę. Miała ona umożliwiać symetryczne prędkości do 30 Gb/s. Chociaż wielu operatorów nie używało wówczas sieci do 1 GHz, zapytał: „Dlaczego nie możemy przejść do 3 GHz?” Finkelstein omówił podobne myśli na swoim blogu 26 maja 2018 r. „Z wcześniejszych testów wiemy, że kabel magistralny może pracować w zakresie częstotliwości do około 10 GHz, ale realistycznie możemy być ograniczeni od 3 Ghz do 6 GHz.”

Podobnie, opcje rozszerzenia możliwości DOCSIS zostały omówione przez Toma Cloonana z CommScope, który przedstawił kilka alternatyw rozwiązujących problem zapotrzebowania na coraz to większą przepustowość na najbliższe 2, 3 lata.  FDX - Full Duplex, dynamiczny i statyczny, przy czym oba mogą działać przy architekturze sieci N + X zamiast N + 0. Zwrócił również uwagę na poziom całkowitej mocy kompozytowej (TCP – total composite power), który jest ważnym parametrem gdy częstotliwości powyżej 1,2 GHz są używane dla sygnałów OFDM. W rzeczy samej TCP przedstawia realną rzeczywistość.

Chociaż kable koncentryczne mogą mieć prawie nieograniczony potencjał, musimy omówić, co jest dziś możliwe w laboratoriach gdyż technologie testowane obecnie będą dostępne do wprowadzenia w 2020 r. Te praktyczne kwestie są naszym celem w tym dokumencie. Chcemy odpowiedzieć na proste, ale ważne pytanie. Jakiego rodzaju wzmacniacze są potrzebne w sieciach 1,8 GHz i jakiej wydajności powinniśmy się po nich spodziewać? Ponieważ DOCSIS 4.0 i pasmo do 1.8 GHz wydają się być jednością, dyskusja powinna się rozpocząć już teraz. Zbyt często przyszłe oczekiwania stają się rzeczywistością później, niżby się początkowo wydawało, a przemysł wciąż czeka na kolejną epokę.

 ABSTRAKCJA

Rozszerzone spektrum DOCSIS (ESD – Extended Spectrum Docsis) było tematem aktualnym ze względu na stale rosnące prędkości łączy szerokopasmowych w cyfrowym świecie. Podczas gdy weterani branży kablowej rywalizowali o to, kto może pochwalić się najwyższą częstotliwością, opublikowano bardzo niewiele informacji na temat tego, co zmierza w kierunku 1,8 GHz, nie mówiąc o działaniach praktycznych. My przeprowadziliśmy pomiary pełnego widma w paśmie 1,8 GHz i tym samym ujawniliśmy, co trzeba zrobić aby zaoferować nowe usługi wykorzystujące częstotliwości do 1,8 GHz. Koncentrujemy się na wzmacniaczach, które są często potrzebne, nawet po wdrożeniach dostępu rozproszonego. Wyniki naszych pomiarów są wzbogacane przez operatorów kablowych, którzy przyczynili się do naszych badań, zapewniając informacje zwrotne i prawdziwe wyzwania sieciowe. Nasze badanie obejmuje zmienne, które mają ograniczać wdrożenie ESD w Ameryce Północnej, takie jak: 1) długość kabli, 2) długość kaskad wzmacniaczy, 3) istniejące pasywa, 4) wydajność najnowocześniejszych wzmacniaczy wyposażonych w najnowsze hybrydy i 5) możliwości najnowszych produktów Remote PHY (RPD). Wyniki naszego badania dostarczają pragmatyczne propozycje, w jaki sposób bloki częstotliwości DOCSIS OFDM są umieszczane powyżej obecnie wykorzystywanych częstotliwości i jakie ograniczenia mają te propozycje. Naszym celem jest oferowanie najnowszych informacji i bezstronnych praktycznych propozycji, które mogą pomóc operatorom kablowym uzyskać jak najwięcej ze swoich sieci przy minimalnych zmianach. Chociaż niektóre zmiany będą kluczowe, znaczące koszty można zmniejszyć poprzez staranne planowanie. Staranne planowanie nie ogranicza się jedynie do wyboru wzmacniaczy i pasyw ale do osiągnięcia pełnego zadowolenia klientów. Zarządzanie wzajemnym oddziaływaniem między RPD i wzmacniaczami musi być wzięte pod uwagę.

 WPROWADZENIE

Zmiana niektórych sieci kablowych do architektury N + 0 może być dość łatwa, podczas gdy inne sieci będą wykorzystywać kaskady wzmacniaczy, nawet gdy nadejdzie kolejna dekada. Wzmacniacze te powinny działać do 1,8 GHz, co jest wyzwaniem dla inżynierów. W porównaniu do sieci 1 GHz tłumienie kabli koncentrycznych przy 1,8 GHz jest o ponad 40% większe. Ponadto, pasywa zaprojektowane nawet dla sieci 1,8 GHz nie mogą mieć takiego samego tłumienia przy 1,8 Ghz jak ich poprzednicy przy 1 GHz. Aby poradzić sobie z tymi wyzwaniami, potrzebne są wyższe poziomy wyjściowe wzmacniaczy lub alternatywne obejścia. Prawdziwe testy w rzeczywistych warunkach ujawniają nam, czego można się spodziewać, kiedy najnowsze technologie wzmacniaczy wejdą na rynki w 2020 roku.

Przed testami chcieliśmy mieć pewność, że pomiary opisują nową rzeczywistość i pozwolą nam zapomnieć o parametrach używanych w przeszłości, które fałszowałyby nasze wyniki. Istniejące obecnie kaskady wzmacniaczy w terenie zostały zbudowane, gdy eksperci kablowi „starej-szkoły” dyskutowali na temat wielu parametrów, w tym zniekształceń intermodulacyjnych drugiego i trzeciego rzędu (CSO – composite second order, CTB – composite triple beat). Obecnie, ze względu na usługi cyfrowe potrzebne są jednak nowe wskaźniki gdyż zaawansowane metody modulacji wyprzedzają sieci kablowe. Te nowe wskaźniki, współczynnik błędu modulacji (MER – modulation error ratio), współczynnik błędu bitowego (BER – bit error ratio), całkowita moc kompozytowa (TCP) i współczynnik szumu nośnej do zakłóceń (CINR- carier to interference noise ratio), są ważnymi skalami do analizy działania sieci i urządzeń, gdy obciążenie jest cyfrowe. Chociaż BER jest jedyną rzeczą, która ma znaczenie dla użytkowników końcowych, MER jest szybszy do pomiaru i można go użyć do wskazania BER. MER jest również lepszym wskaźnikiem niż BER, ponieważ nowe metody korekcji błędów (Forward Error Correction - FEC) wprowadzone wraz z DOCSIS 3.1 są niezwykle skuteczne. Kombinacja kodowania Bose-Chaudhuri-Hocquenghem (BCH) i kontroli parzystości o niskiej gęstości (low-density-parity-check-LDPC) jest tak silna, że wartości BER są albo doskonałe, albo złe, ale rzadko coś pomiędzy, podczas gdy MER oferuje bardziej kompleksowy obraz tego, jak wąskie są marginesy sieci. Należy zauważyć, że chociaż standardy DOCSIS definiują MER, nadal definiują również stosunek nośnej do szumu (CNR). Możemy jednak użyć MER i CNR analogicznie w obliczeniach, ponieważ można założyć, że szum sieci ma rozkład Gaussa, co zobaczymy w dalszych rozdziałach.

 TESTY

Testy rozpoczęliśmy od zbadania hybryd 1,8 GHz. Po tych testach przystąpiliśmy do wzmacniaczy a następnie wzmacniaczy połączonych kaskadowo. Kaskady wzmacniaczy zostały umodelowane teoretycznie, aby zrozumieć, czy modele teoretyczne oraz rzeczywiste wyniki testów są ze sobą zgodne. W takim przypadku można zastosować modele teoretyczne, aby uzupełnić i przezwyciężyć możliwe niepewności wynikające z rzeczywistych wyników pomiarów.

 Hybrydy

W lutym 2019 r. Testowaliśmy najnowsze hybrydy 1,8 GHz które nadal były prototypami. Do obciążenia użyliśmy pojedynczych kanałów SC-QAM w paśmie 602 … 1218MHz i OFDM w paśmie 1218 …1794Mhz (przykład pokazano na rysunku 1). Źródło MER wynosiło 51dB w całym zakresie i został wybrane ponieważ jest bardziej realistyczne. Takim poziomem MER charakteryzują się obecne produkty RPD jeśli pominiemy ich stopnie wzmacniaczy. Wystarczy jednak spełnić specyfikację DOCSIS dla OFDM (CM-SP-PHY) i SC-QAM (CM-SP-DRFI), gdy 51dB MER jest pogarszane przez stopnie wzmacniacza, które są zintegrowane z węzłami RPD. Rysunek 2 pokazuje wydajność najlepszego modelu hybrydowego, który przetestowaliśmy w kilku punktach TCP.  Linie mają pewną kątowość, ponieważ wartości między punktami TCP są przybliżone. Rysunek pokazuje ciekawe miejsca przy 609 MHz (SC-QAM) i 1,7 GHz (OFDM). Gorszy MER sygnału OFDM był wyraźnie spowodowany użyciem wyższej częstotliwości, a nie samą modulacją OFDM. Rzeczywiście, testy z różnymi kombinacjami obciążeń wykazały, że obciążenie spowodowane przez SC-QAM i OFDM nie różni się, jeśli poziom i częstotliwość są takie same. Zwiększyliśmy pełne obciążenie widma do takiej wartości MER przy 1,7 GHz przy której wynosiła ona 40dB na wyjściu hybrydy, podczas gdy BER Pre-FEC był lepszy niż 1E-9. W tym momencie wpływ źródła MER był znikomy (mniej niż 0,5 dB), a SC-QAM MER przy niższych częstotliwościach był doskonały. Najskuteczniejszy model hybrydy był w stanie wyprodukować 72 dBmV TCP, podczas gdy najgorsza hybryda (brak na rysunku) osiągnęła 70 dBmV. W czerwcu 2019 r ulepszyliśmy hybrydę 1,8 GHz w naszym laboratorium. Była ona wstanie wytworzyć 74 dBmV TCP w podobnej konfiguracji według tych samych kryteriów, co w lutym 2019 r. Według naszych obecnych szacunków, kolejne hybrydy pozwolą na osiągnięcie 76 dBmV TCP, a wzmacniacze wyposażone w takie hybrydy będę już dostępne w 2020 r.

 

Rysunek 1: Pasmo Downstream

 

 

Rysunek 2: Wydajność najlepszego modelu hybrydowego

 

Wzmacniacze

Po elementach hybrydowych we wzmacniaczach znajdują się dodatkowe elementy, takie jak dławiki, dipleksery i złącza. Powodują one straty sygnału i w sumie przy 1,8 GHz wynoszą one do 6dB. Ponieważ nośne wyższych częstotliwości przenoszą większą energię i powodują gorszą nieliniowość, możemy oszacować, że wzmacniacz do 1.8 GHz wyposażony w najnowszą hybrydę (76dBmV TCP) ma co najmniej 70 dBmV TCP na porcie wyjściowym. Rysunek 3 ilustruje poziom sygnału na wyjściu wzmacniacza w praktyce, jeśli najniższe częstotliwości kanałów wynoszą około 500 MHz, a pełne obciążenie obciąża wzmacniacz do 1,8 GHz. Poziom sygnałów wyjściowych jest nachylony do 1,2 GHz, co oznacza, że ​​poziom wirtualny przy 1,8 GHz wynosi 56 dBmV.  W praktyce poziom wynosi około 48 dBmV dla kanałów powyżej 1,2 GHz. Poziom wirtualny można wykorzystać do obliczenia potrzebnego wzmocnienia wzmacniacza(Gain). Do obliczenia wzmocnienia, musimy znać najniższy, dopuszczalny poziom sygnału na wejściu wzmacniacza, który nie spowoduje słabego odstępu sygnału do szumu CNR i negatywnie wpłynie na MER. Naszym celem jest osiągnięcie 57dB CNR, podczas gdy współczynnik szumu (NF) wynosi 10 dB.

 

CNR = Najniższy poziom sygnału wej. – NF – Szum termiczny

Najniższy poziom sygnału wej. = CNR + NF + Szum termiczny

Najniższy poziom sygnału wej. = 57dB + 10dB + (-57dBmV) = 10 dBmV

 

Zgodnie z rysunkiem nr 3 poziom sygnału na wyjściu wzmacniacza jest ograniczony do 56dBmV.  Chociaż jest to tylko wartość wirtualna, ma znaczenie bo definiuje potrzebne wzmocnienie poprzez potrzebne nachylenie. Zatem możemy obliczyć jakie potrzebujemy wzmocnienie przy założeniu że na wejściu wzmacniacza mamy sygnał o poziomie 10 dBmV:

Gain = 56 dBmV – 10 dBmV = 46 dB

Wzmocnienie 46 dB pokrywa stratę kabla o długości 400 metrów (P3 500) lub, może zrekompensować stratę sygnału przechodzącego przez siedem odgałęźników (3.5dB @ 1.8GHz) oddzielonych od siebie odcinkami kabla o długości 30 metrów.

 

Rysunek 3: Przykład obciążenia sygnałem do 1.8GHz

 

Kaskada wzmacniaczy

Teoretyczną analizę kaskad wzmacniaczy można przeprowadzić za pomocą następującego równania:

 

Równanie wskazuje, w jaki sposób wydajność CNR wzmacniaczy zmniejsza MER na wyjściu. Równanie można uprościć gdy wszystkie wzmacniacze mają taką samą wydajność CNR

 

Teoretyczną analizę trzech wzmacniaczy połączonych kaskadowo pokazano na rysunku 4. Ilustruje ona w jaki sposób spada teoretyczny MER wraz ze wzrostem poziomu sygnału wyjściowego, ponieważ wzmacniacze mają niższy CNR, ­gdy poziom wyjściowy wzrasta. Oprócz obliczeń teoretycznych, zmierzyliśmy prawdziwą kaskadę wzmacniaczy. Mniej zaskakujący jest fakt, że prawdziwe kaskady zachowują się podobnie do wyliczeń teoretycznych. Jednak, nawet gdy zniekształcenia zaczynają dominować, analiza teoretyczna obowiązuje, chociaż powinna mieć zastosowanie tylko wtedy, gdy zakładamy że szum ma rozkład Gaussa.

 

Rysunek 4: Kaskada 3 wzmacniaczy, teoretyczne MER versus zmierzone

METODY I IMPLIKACJE

Dwie alternatywne metody które radzą sobie z wysokim TCP

Liniowość wzmacniaczy spada przy wyższych częstotliwościach. Dlatego maksymalny TCP, który są w stanie wyprodukować wzmacniacze 1,2 GHz, nie jest dostępny we wzmacniaczami 1,8 GHz. Ponieważ obciążenie RF na wyższych częstotliwościach ogranicza TCP bardziej niż to samo obciążenie na niższych częstotliwościach, rozwiązaniem może być zmniejszenie obciążenia RF powyżej 1,2 GHz. Proponujemy dwie alternatywne metody, które można również zastosować w praktyce.

Metoda 1

W metodzie 1 redukcja mocy RF jest wykonywana przez węzeł R-PHY (RPD), wykorzystujący tzw. „wycofywanie się” sygnałów OFDM, jak pokazano na rysunku 5. Węzeł RPD jest wyposażony w stopnie wzmacniacza w połączeniu z filtrami górnoprzepustowymi. Po pierwsze, RPD przestawia bloki OFDM, a po stopniowaniu i filtrowaniu wzmacniacza moc wyjściowa węzła RPD jest nachylona do 1,2 GHz. Podczas gdy każdy blok OFDM ma to samo nachylenie, jego poziom sygnału jest zmniejszony. Ze względu na tłumienie kabli koncentrycznych modem kablowy (CM) widzi płaski poziom do 1,2 GHz, a dalej do 1,8 GHz naprzemienne bloki OFDM.

  • „Wycofywanie się” sygnałów OFDM
  • RPD przestawia bloki OFDM
  • Sygnał na wyjściu węzła RPD jest nachylony
  • Modem kablowy (CM) widzi płaski poziom do 1,2 GHz, a do 1,8Ghz naprzemienne bloki OFDM.

 Metoda 2

Rysunek 6 opisuje metodę 2-gą, która wykorzystuje płaską charakterystykę powyżej 1,2 GHz. Osiąga się to dzięki filtrom przed ostatnim stopniem wzmacniacza. Kanały poniżej 1,2 GHz są nachylone na wyjściu węzła RPD w taki sam sposób, jak w metodzie 1. Ze względu na tłumienie kabli koncentrycznych modem kablowy widzi płaski sygnał do 1,2 GHz, a każdy odbierany kanał OFDM ma około -3 dB ujemne nachylenie. Podejście płaskie może wykorzystywać na przykład częstotliwość graniczną 1 GHz zamiast 1,2 GHz, jeśli jest to postrzegane jako bardziej odpowiednie dla istniejącej sieci.

  • Płaska charakterystyka poszczególnych bloków OFDM powyżej 1,2 GHz
  • Filtry przed ostatnim stopniem wzmacniacza
  • Kanały poniżej 1,2 GHz są nachylone
  • CM widzi „płaski sygnał” do 1,2 GHz, a każdy odbierany kanał OFDM ma nachylenie ujemne około -3 dB w stosunku do kanału poprzedniego

 

Rysunek 5: Metoda 1

 

Rysunek 6: Metoda 2

 

Zdolność przepustowa

W oparciu o pomiary pokazujące wydajność wzmacniaczy 1,8 GHz, zobrazujemy dwa przykłady ilustrujące przepustowość sieci 1,8 GHz przy użyciu metody 1. W obu przypadkach zastosowano podział pasma 492/602 MHz i podobne obciążenie w kanale zwrotnym ale różne modulacje i długości kaskady wzmacniaczy. Sieci w obu przypadkach, wykorzystują częstotliwości do 108 MHz dla starszych usług oraz częstotliwości między 108 MHz a 492 MHz dla czterech bloków OFDM (każdy 96 MHz). Przepustowość i zastosowane metody modulacji przedstawiono na rysunkach 7 i 8.

 Należy zauważyć, że w obu przypadkach nawet węzeł RPD zawiera wzmacniacze, które pokazujemy na rysunkach 5 i 6. Oba przypadki zawierają kable koncentryczne i odgałęźniki, które nie mają wpływu na MER ponieważ są pasywne. Osłabiają jednak sygnał i upewniliśmy się, że modemy kablowe otrzymały wystarczająco wysokie poziomy określone w standardzie DOCSIS w tabeli 1. W obu przypadkach TCP był zgodny z limitami omówionymi w rozdziale Wzmacniacze (strona 5).

Tabela 1: Minimalny poziom CNR dla modemów kablowych

 W pierwszym przypadku (rys. 7) używamy częstotliwości od 602 MHz do 814 MHz dla 37 kanałów SC-QAM, częstotliwości między 814 MHz a 1402 MHz dla 1024 OFDM oraz częstotliwości między 1402 MHz a 1794 MHz dla 512 OFDM. Konfiguracja składa się z jednego węzła RPD i trzech kaskadowych wzmacniaczy 1,8 GHz. Tabela 2 pokazuje MER dla czterech różnych częstotliwości na wyjściu węzła RPD i po 3 wzmacniaczach. Przy przykładowych wartościach można osiągnąć 9,7 Gb/s przepustowości kanału dosyłowego.

 

Rysunek 7: Przepustowość pasma dla węzła RPD i 3 wzmacniaczy połączonych kaskadowo

 

Tabela 2: MER, Sieć N+3

 W drugim przypadku (rys. 8) obciążamy sieć jeszcze bardziej poprzez metody modulacji wyższego rzędu i dłuższej kaskady wzmacniaczy. Teraz używamy częstotliwości od 814 MHz do 1218 MHz dla 4096 OFDM, częstotliwości między 1218 MHz i 1410 MHz dla 2048 OFDM, częstotliwości od 1410 MHz do 1602 MHz są używane dla 1024 OFDM oraz częstotliwości powyżej 1602 MHz są wykorzystywane dla 512 OFDM. W tym przypadku mamy węzeł RDP, a następnie cztery kaskadowo połączone wzmacniacze. MER przedstawiono w tabeli 3 dla różnych częstotliwości na wyjściu węzła RPD i po czterech wzmacniaczach.

W tym przypadku osiągamy przepustowość 10,6 Gb/s w kanale dosyłowym co daje nam około 1 Gb/s więcej przepustowości niż wcześniej, chociaż kaskada wzmacniaczy jest dłuższa. Różnica wynika z bardziej efektywnego wykorzystania częstotliwości i niższych progów MER niż w pierwszym przypadku.

 

Rysunek 8: Przepustowość węzła RPD i 4 wzmacniaczy połączonych kaskadowo.

 

Tabela 3: MER, Sieć N+4

 

Praktyczne wytyczne

Przy budowie kaskad wzmacniaczy 1,8 GHz należy wziąć pod uwagę pewne praktyczne szczegóły.

  1. Wzmacniacze, oprócz użytej wartości korektora wejściowego, muszą mieć charakterystykę częstotliwościową równoważną charakterystyce kabla. Eliminuje to skumulowane błędy, które spowodowałaby liniowa charakterystyka częstotliwościowa. Ponieważ wzmacniacze te skompensują straty powstałe we wcześniejszych kablach(między kaskadami), wyjścia wzmacniacza będą miały taką samą charakterystykę częstotliwościową, jaka widnieje na wyjściu węzła RPD.
  2. Dokładność regulacji w kanale dosyłowym i zwrotnym staje się szczególnie ważna, gdy marginesy MER stają się wąskie. Nasza propozycja polegałaby na zastosowaniu automatycznych regulacji wykonywanych przez wzmacniacze, ponieważ ręczne „z grubsza właściwe” mogą nie wystarczyć. Tutaj każdy decybel ma znaczenie.
  3. Automatyczna kontrola poziomu i nachylenia (ALSC) musi być elastyczna i obsługiwać różne częstotliwości pilotów jeśli sieci będą najpierw wykorzystywać częstotliwości do 1,0 GHz lub 1,2 GHz, a następnie zostaną zmodernizowane, aby mogły wykorzystywać częstotliwości do 1,8 GHz. W przeciwnym razie operatorzy będą zmuszeni do zmiany jednostek wykrywania pilota podczas aktualizacji.
  4. Wzmacniacze 1,8 GHz będą potrzebowały więcej mocy, nawet jeśli zastosowana zostanie najnowocześniejsza technologia. Nie tylko z powodu wyższych częstotliwości Downstream, ale także z powodu wyższych częstotliwości Upstream. Nawet jeśli przyszłe hybrydy staną się bardziej skuteczne, należy zbadać alternatywne sposoby ograniczenia zwiększonego zużycia energii. Obecnie dostępne są metody adaptacji mocy do aktualnej potrzeby oraz korekcji aktywnego współczynnika mocy(PFC – power factor correction) ale badania nad jeszcze bardziej skutecznymi metodami powinny być kontynuowane.

 

 WNIOSKI

 Jak już omówiliśmy, kaskady wzmacniaczy staną się rzeczywistością w nadchodzących latach, mimo że na horyzoncie znajdują się sieci N + 0. Potwierdzając jednak, metodami teoretycznymi i praktycznymi, nawet cztery wzmacniacze w kaskadzie mogą przenosić magiczną przepustowość 10 Gb / s. Nasz artykuł przedstawia dwie metody, które radzą sobie z wysokim TCP i podaje przykłady, w jaki sposób można je wykorzystać. Co ważniejsze, metody te opierają się na technologiach dostępnych na rynku w 2020 r. Niemniej jednak, aby wykorzystać cały potencjał sieci HFC, wzmacniacze 1,8 GHz powinny przeprowadzić automatyczną regulację lub alternatywnie technicy kablowi powinni zdefiniować rygorystyczne metody sprawdzania czy kaskady wzmacniaczy są dostrojone idealnie nawet wtedy kiedy warunki zewnętrzne(temperatura) się zmieniają.

 OGRANICZENIA

 W naszym badaniu wykorzystano podział 492/606 MHz, chociaż jest to tylko jedna z opcji. Co więcej, ciaśniejsze pasma ochronne między pasmami częstotliwościowymi (guard bands) są możliwe, jeśli stosowane są bardziej złożone technologie dipleksera. My chcieliśmy jednak pozostać pragmatyczni i zastosować metodę, która została szeroko przetestowana.  Podczas gdy wzmacniacze FDX (Full Duplex) oferują znacznie ciaśniejsze pasmo ochronne, nasze badanie nie obejmowało ich zastosowania. Chociaż przemysł omawiał ich zalety, zachęcamy do przyszłych badań w celu rozwiązania ich ograniczeń, takich jak zwiększona złożoność, wyższe zużycie energii i niższa wydajność CNR.

 Autorzy

 Steve Condra

Senior Engineering Directorand Product Manager,

Teleste Intercept LLC

 Kari Mäki

Manager, R&D,

Teleste Corporation

 Arttu Purmonen

VP, System Marketing,

Teleste Corporation

 

Rozszerzony Spectrum Docsis: podejście pragmatyczne

Kontakt z nami

 

 

Teleste Sp. z o.o.
53-234 Wrocław,
ul. Grabiszyńska 241E

TEL. +48 71 793 77 51
biuro@teleste.com

Monika Filipczyk
TEL. +48 791 037 515
EMAIL: monika.filipczyk@teleste.com
Radek Masztakow
TEL. +48 534 037 615
EMAIL: radek.masztakow@teleste.com
Mariusz Zajdel
TEL. +48 534 037 815
EMAIL: mariusz.zajdel@teleste.com
Marcin Bagiński
TEL. +48 669 810 830
EMAIL: marcin.baginski@teleste.com

 

Ta witryna internetowa korzysta z plików cookie. Pozostając na niej wyrażasz zgodę na korzystanie z cookie.
Przeglądarka internetowa umożliwia zablokowanie plików cookie.

Zamknij [X]