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DOCSIS 4.0 的频谱选项相比其前一次迭代的 DOCSIS 3.1 版本有了很大改进。通过这一最新版本,用户现在可以享受到高达 10 Gbps 的下载速度和高达 6 Gbps 的上传速度;除了速度上的显著提升,也在减少延迟方面实现重大升级。为配合更快的速度,DOCSIS 4.0 中还包括了扩展频谱技术,将上行频谱扩展至 684 MHz,下行频谱扩展到 1.8 GHz。此种扩展的频谱为数据传输创造了更大的通道,使其更快、更有效。
扩展频谱在 DOCSIS 4.0 中提供了四个新的分频选项,为具有额外超高分频的实施方案增添了灵活性。利用频分双工(FDD)技术,上行和下行被分离。具体用例的性质将决定何种分频方式对上行和下行的要求有利。
由于正在进行测试设备性能方面的试验,网络损耗以及输入输出的适当水平仍处于定义阶段,让运营商能够对基础设施组件和不同分频的相对性能进行实际测试。
使用 96 MHz 分组正交频分多址(OFDMA)允许多个客户共享一个信道,通过时分多址格式技术进行上行接入。运营商可选择最适合其需求的分频方式;其中,204 MHz 和 396 MHz 的分频在 2.5-3.0 Gbps 的上行速率和超过 10Gbit/秒的下行速率间取得了合理平衡,因而可能最受青睐。
图1. DOCSIS 4.0 ESD数据吞吐量
随着 FDX 的上行带宽扩展至 684 MHz,5-42 和 5-85 MHz 被保留用于当前计划和设备兼容性。准备进行现场试验的运营商将能够针对未来的部署优化放大器。目前正在努力实现比特误码率(BER)、载波互调噪声(CIN)、载波互调噪声(CTN)和载波复合噪声(CCN)测试的自动化;噪声功率比(NPR)也可以使用自动测试装置对 42 MHz 到 300 MHz 的带宽进行测试(当前尚未实现超过 300 MHz 的能力)。同时,滤波器的评估正在进行中,计划使用最高可达 684 MHz 的 SC-QAM 信号。
目前已借助各类滤波器来进行噪声测量,以提供适用于每个分频的低、中、高阶选择;此外,测试过程的自动化得到优先考虑。图 2 显示了现已搭建的调制误差率(MER)测试站框图;该测试站支持 54-684 MHz 的 CPSG 和 5-51 MHz 的 SFD 输入。一款用于自动化的主板也在开发中。
图2. 上行调制误差率(MER)测试站
总体而言,DOCSIS 4.0 有望为有线网络基础设施带来重大改进,并推动需要更快网速、更大容量,和更高网络效率的广泛应用。为 DOCSIS 4.0 设计放大器需要仔细考虑几个要求:更高的频率范围、更高的输出功率水平,和更卓越的噪声性能。对此,Qorvo 设计峰会的网络研讨“采用灵活架构满足 DOCSIS 4.0 更高的上行要求” 针对如何满足以上更高的上行要求进行了更详细的阐述。