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基于数字RF调制器的有线网络融合方案

基于数字RF调制器的有线网络融合方案
来源:我爱方案网 时间:2012-11-08

【导读】随着当前视频和数据传输业务对 电缆 带宽需求的提高,下行数据速率正在以30%~40%的速率逐年提高。此外,消费者也希望以相同的数据速率使用家 中不断增加的互联装置。从长期目标来看,当前采用的模拟下行调制解调器很难满足成本要求。服务提供商还注意到,通过升级改造现有接入平台来满足不断增长的 带宽需求的做法非常昂贵。
由此可见,用户和服务供应商面临着同一问题:模拟收发器已经无力来满足越来越高的带宽需求。取而代之的是新一代数字RF调制器,它可提供高密度、低成本的解决方案,来满足将来的带宽需求。数字RF调制器采用直接变频架构,使得融合接入平台(CCAP)能够支持整个频带的正交调幅(QAM)传输。这些数字RF调制器的容量可以达到模拟调制器的32倍,而每个QAM发射信道的功耗仅为模拟技术的大约二十分之一。

本文介绍采用直接变频架构实现CCAP系统数字QAM调制器的原理和优势。

利用直接变频收发器取代模拟收发器的原因


有线电视(CATV)的CCAP平台( 图1 ) 集成了两种下行业务传输方式:一种是用于视频的边缘QAM设备,另一种是用于高速互联网接入的电缆调制解调器终端系统(CMTS)。QAM调制数字载波包括广播电视和窄播业务,例如:视频点播(VoD)、交换式数字视频(SDV)及高速互联网。这些载波介于50MHz~1000MHz带宽的下行CATV频谱。多达158个(6MHz带宽)QAM载波(信道)占据CCAP前端每个射频端口的整个频谱。每个线卡可容纳多8个~12个射频端口,每个13RU CCAP机箱可容纳5块下行线卡。

下行CCAP物理层(PHY)要求高度密集的RF调制器,所以,这些QAM调制器必须具有低功耗、可扩展性和QAM载频捷变等特性。前期的射频前端设备将来自多个超外差模拟发送器的QAM载波组合起来,使之位于CATV频谱(图2),这种方案中的每个CCAP射频端口功率可能需要超过300W.直接变频发射器在数字域很容易实现QAM载波的上变频(DUC)和调制,并可利用ASIC或FPGA实现(图3)。由于QAM载波的整个频谱通过单个RF链路发射,只有通过宽带RF数/模 转换器 (RF DAC)才能实现这种数字架构。

直接变频发送器在CCAP系统中具有明显优势:整个信号处理在数字域实现,受益于CMOS工艺结构。CMOS工艺允许以较小的占位面积和低功耗实现非常高的信道密度,通过以下示例将很容易理解这种方法的优势。
MAX5880是一款驱动RF DAC的128通道DUC和QAM调制器,从FPGA接收前向纠错(FEC)编码的符号,执行QAM调制、脉冲整形,以及每个QAM通道的重新采样,然后对128路QAM通道进行组合、内插和调制,以驱动RF DAC.RF DAC的采样率必须高于2Gsps,用于合成整个CATV频带信号,它也必须满足严格的DOCSIS RF指标要求。这种设计采用14位4.6Gsps的MAX5882 RF DAC.

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