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1、祝鹏电子科技有限公司 http:/基于数字 RF调制器的有线网络融合方案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
2、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 调制器的容量最高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
3、些载波介于 50MHz1000MHz 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。每个线卡可容纳最多 8 个12 个射频端口，每个 13RU CCAP 机箱可容纳 5 块下行线卡。祝鹏电子科技有限公司 http:/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
4、.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。祝鹏电子科技有限公司 http:/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
5、（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.MAX5882 以超过 4Gsps 的刷新速率对 1GHz 带宽信号进行过采样。注意，根据奈奎斯特原理，同步 1GHz 频带要求采样率略高于 2GHz.但如果使用 2.5GspsDAC,由于频率混叠，主要的谐波失真分量（例如 2 次谐
6、波（HD2 ）和 3 次谐波（HD3 ）会折返至 1GHz电缆频谱内（图 4A）。这些失真会破坏 DOCSIS 发送器的带内 RF 性能。使用 4Gsps DAC（图 4B）时，HD2 和 HD3 则不会折返到有效的 CATV 频带。祝鹏电子科技有限公司 http:/数字 RF QAM 调制器芯片组的 RF 输出如图 5 所示，128 路 6MHz 带宽通道，覆盖1GHz 频率范围。射频性能完全符合 DOCSIS RF 要求，发送 128 路 QAM 信道时，DUC和 DAC 的总功耗大约为 6W.与传统的模拟 RF 调制器相比，每个 QAM 信道的功耗节约大约 95%.祝鹏电子科技有限公司 http:/总结新一代数字调制器充分利用了现代化技术优势，例如：高性能宽带数/模转换器和CMOS 工艺技术。数字射频调制器是高度集成的解决方案，也满足严格的 DOCSIS RF 性能要求。现在，电信公司能够以当今的成本效率为有线电视业务服务商提供满足未来宽带要求的技术。
