【導讀】未(wei)來(lai)的(de)娛(yu)樂(le)係(xi)統(tong)和(he)居(ju)家(jia)辦(ban)公(gong)環(huan)境(jing)正(zheng)在(zai)迅(xun)速(su)向(xiang)更(geng)多(duo)雙(shuang)向(xiang)互(hu)動(dong)的(de)模(mo)式(shi)發(fa)展(zhan)，這(zhe)要(yao)求(qiu)提(ti)高(gao)下(xia)行(xing)帶(dai)寬(kuan)和(he)上(shang)行(xing)容(rong)量(liang)。為(wei)了(le)在(zai)不(bu)斷(duan)發(fa)展(zhan)的(de)有(you)線(xian)電(dian)視(shi)業(ye)務(wu) (CATV) 中保持競爭優勢，需要采用創新技術來滿足用戶需求。基於氮化镓 (GaN) 技術的 CATV 放大器在這一發展過程中發揮著重要作用。本博文就如何做到這一點提供了一些見解。以下內容摘自 Qorvo 白皮書“如何通過提高效率來提高 CATV 放大器的下行帶寬和上行容量”。

滿足更高的上行帶寬需求

在美國
，混合光纖同軸 (HFC) 網絡上行流量的典型頻率分配範圍為 5 MHz 至 42 MHz。用戶活動和新的用例推動對容量的需求不斷增加。為此
，一些多係統運營商 (MSO) 在可用帶寬內設置中分或高分，通過減少下行帶寬並可能縮減內容或服務，從而滿足這類需求。

為了應對這項挑戰，MSO 開始探索 DOCSIS 3.1 或 DOCSIS 4.0 規範提供的方案。DOCSIS 3.1 中的上行容量可擴展至高達 204 MHz，而 DOCSIS 4.0 支持在全雙工 (FDX) 和擴展頻譜 DOCSIS (ESD) 中將上行容量提高至高達 684 MHz。圖 1 顯示了全雙工 (FDX) 如何使上行和下行流量共享 684 MHz 頻率範圍。

圖 1.麵向上行 (US) 和下行 (DS) 的 DOCSIS 4.0 FDX 頻譜

保持線性度

suizhewangluoshengji

，youxiandianshidaikuanyebuduankuozhan


，zheyiqushicushigongchengshihexitongjiagoushitansuoxindejishu，tongshixuyaoxinyidaidewuyuanheyouyuanchanpin。weilemanzubuduanzengjiadedaikuanheshujusulvxuqiu，

CATV 放大器必須保持更高的線性輸出功率。

氮化镓 (GaN) 器件可以提供超過必需的效率和性能，能夠滿足 DOCSIS 對 CATV 放大器的要求。在 HFC 網wang絡luo中zhong，要yao實shi現xian可ke靠kao的de數shu據ju傳chuan輸shu和he信xin號hao完wan整zheng性xing
，一yi致zhi的de線xian性xing度du是shi首shou要yao要yao求qiu。有you源yuan功gong率lv器qi件jian的de非fei線xian性xing行xing為wei會hui降jiang低di信xin號hao質zhi量liang，從cong而er導dao致zhi數shu字zi信xin道dao出chu現xian誤wu碼ma，而er且qie有you時shi在zai嚐chang試shi解jie調tiao信xin號hao時shi會hui徹che底di失shi敗bai。

增益單元或放大器的線性度主要取決於以下因素：

●    半導體技術

●    電路設計

●    功耗

●    散熱設計

在設計 HFC 放大器時
，保持較高的線性度和效率至關重要
，而在這個方麵
，基於 GaN 的組件具有明顯的優勢。圖 2 所示為 CATV 放大器的基本組件。在線性輸出方麵，HFC 放大器或節點的下行性能在很大程度上依賴於輸出級增益單元（亦稱“功率倍頻器”）。

什麼是 DOCSIS？

有線電纜數據服務接口規範 (DOCSIS) 是一種國際電信標準
，它允許將高帶寬數據傳輸整合到現有有線電視 (CATV) 係統中。很多有線電視運營商使用這種標準來通過現有的混合光纖同軸 (HFC) 基礎設施提供互聯網接入。版本號有時隻采用“D”為前綴，而不是“DOCSIS”（例如：D3 即為 DOCSIS 3）。

圖 2.CATV 放大器框圖

GaN代表功率放大器設計的一項支持技術，能夠滿足 DOCSIS 3.1 和 DOCSIS 4.0 標準的要求。圖 3 展示了最初使用 GaAs 場效應晶體管 (FET) 實現增益單元架構的設計階段。使用基於 GaN 的元件代替 FET3 和 FET4 可顯著提高性能，因為這些器件具有高頻運行、高電壓耐用性
、高電流密度和功率處理等特性。與 GaAs 的 1 W/mm 相比，GaN 最高支持 10 W/mm。

圖 3.通過使用基於 GaN 的 FET 改進增益單元架構

圖4 通過比較有線電視增益單元架構所用材料技術的相對特性
，展示了 GaN 技術的優勢，這項技術既使 MSO 能(neng)夠(gou)保(bao)持(chi)現(xian)有(you)的(de)放(fang)大(da)器(qi)間(jian)距(ju)，同(tong)時(shi)又(you)可(ke)提(ti)高(gao)線(xian)性(xing)輸(shu)出(chu)。這(zhe)可(ke)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)地(di)降(jiang)低(di)升(sheng)級(ji)成(cheng)本(ben)，並(bing)實(shi)現(xian)光(guang)纖(xian)深(shen)度(du)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，在(zai)減(jian)少(shao)或(huo)消(xiao)除(chu)放(fang)大(da)器(qi)的(de)同(tong)時(shi)，將(jiang)光(guang)纖(xian)置(zhi)於(yu)離(li)客(ke)戶(hu)更(geng)近(jin)的(de)地(di)方(fang)，以(yi)提(ti)供(gong)更(geng)優(you)質(zhi)的(de)服(fu)務(wu)。

圖 4.與其他方案相比
，基於 GaN 的元件特性

Qorvo 在有線電視增益單元領域的專業知識

Qorvo公司有兩款產品都是該領域不錯的設計之選：

●    QPA3260 功率倍增器混合器件 – 可提供高達 1.2 Ghz 的高線性輸出

●    QPA3315 功率倍增器混合器件 – 可在需要高達 1.8 GHz 容量的設計中支持 DOCSIS 4.0 實現

DOCSIS 3.1 和 DOCSIS4.0 標準對下行帶寬和上行容量提出了更高的要求，而 Qorvo 可幫助 MSO 利用基於 GaN 的de有you線xian電dian視shi信xin號hao放fang大da增zeng益yi單dan元yuan來lai應ying對dui這zhe項xiang挑tiao戰zhan。有you線xian電dian視shi設she備bei製zhi造zao商shang可ke依yi靠kao經jing過guo驗yan證zheng的de解jie決jue方fang案an

，這zhe些xie解jie決jue方fang案an使shi用yong可ke靠kao耐nai用yong的de元yuan件jian實shi現xian更geng好hao的de數shu據ju傳chuan輸shu。

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