有线电视网飙10Gbps，光纤颤抖？别怕，还有全双工 DOCSIS 3.1技术！

5G是移动设备和蜂窝基础设施的年度热词，而有线电视基础设施也正尽己所能来提升系统容量，支持向 5G 过渡。

目前正在开发的一项突破性的 CATV 技术是全双工 DOCSIS 3.1，全双工 DOCSIS 3.1（简称 FDX）是 CATV 运营商力图增加其 HFC 网络容量，以支持下一代数据需求的一种方法。它将大幅提高现有混合光纤同轴 (HFC) 有线电视网络的上行容量。什么是全双工 DOCSIS？它与目前部署的 DOCSIS 3.1 技术有何不同？这个新标准有哪些挑战？下面我们就来探讨一下。

DOCSIS（即有线电缆数据服务接口规范）于 20 世纪 90 年代后期推出，当时有线电视行业正由模拟传输系统转向数字传输系统。DOCSIS 1.0 允许数字信号通过现有的模拟同轴电缆系统传输，而 DOCSIS 规范的后续版本为系统带来了更高的数据速率和性能，如下表所示。

美国多家MSO（包括Comcast、Mediacom和Midco）已在多个城市部署了DOCSIS 3.1，并且 2018 年可能还会有更多的 MSO 实施部署。

即使采用最新的 DOCSIS 3.1，有线行业 HFC 网络的上行容量可能还是不能满足长远需求。实现 10 Gbps 对称型流传输（即下行和上行双向 10 Gbps）目标，出于以下几个原因：

思科公司和英特尔公司于 2017 年春季和秋季在 ANGA COM 和 SCTE 上进行了 概念验证演示，证明了 FDX 的可行性，CableLabs 也于 2017 年 10 月发布了全双工 DOCSIS 3.1 规范正式版。自此，供应商开始大张旗鼓地开发支持 FDX 的节点和调制解调器，首个 Comcast 的 FDX 节点预期将于今年夏季投入初始试验。2018 年底或 2019 年初应该可以看到一些 MSO 的现场测试，并且 2019 年将会实施首个北美地区 FDX 商用部署。

术语表

有线电视系统支持 50 MHz 至 1.2 GHz 固定频段中的每个传输频率。自 20 世纪 70 年代以来，CATV 网络就一直采用频分双工 (FDD)技术， 其上行和下行数据传输之间的频段是分开的。FDD 传输的上行和下行信号不会相互干扰，因为其频率不会重叠，如下图所示。

为了实现 10 Gbps 完全对称流传输，有线电视系统必须从 FDD 转变为全双工。采用 FDX DOCSIS 技术时，MSO 可以使用全频段同时进行上行和下行双向传输，可在某些频率上重叠传输。

实现全双工对称流传输需要面临许多挑战。我们来探讨一些最大的挑战。

全双工 DOCSIS 是一个复杂的领域，Qovro 正与众多客户携手合作，开发符合 FDX 严苛要求的元件和解决方案。以下是我们提供的一些支持全双工 DOCSIS 的特色产品：

Qorvo 凭借 RFPD3580 混合式 GaN CATV 放大器，成为目前业界唯一全面量产提供复合输出功率高达 76.8 dBmV 放大器的供应商。

DPD 已在众多无线器件中得到广泛应用，但该技术在 CATV 中还不常见。我们正与 DPD 主要开发商合作，以优化我们的 CATV 器件应用 RF 解决方案，如 QPA3250 是一款针对 FDX 的 DPD 进行优化的混合式功率倍增器。这些器件可实现同样的 MER 和输出功率，而电流却更低。QPA3250 将于 2018 年底发布。

对信号进行倾斜调整的电路称为均衡器。目前，在大多数节点中，通过插入塑料插件式模块进行所需的信号倾斜调整。不幸的是，这种方法并不总能达到理想效果，因为其倾斜值是固定值（如 10 dB）。

相比之下，我们的QPC7336 采用最新的绝缘硅片 (SOI) 技术，可提供所需的倾斜范围。QPC7336 能够提供 5-15 dB 的倾斜范围，可通过微控制器和 DAC（数模转换器）进行控制。

在大多数 HFC 系统中，放大器的倾斜通常设为两级。通过在一个插槽中采用我们的两个器件，有线运营商可以灵活地远程改变倾斜度，无需向实际地点派遣维修车。这是一种创新方式，我们非常自豪能拥有这项技术的少数解决方案之一。

除了下行传输解决方案之外，我们还提供QPB8896，一款支持 FDX 的反向放大器，支持 5-700 MHz FDX 上行传输。这款放大器具有非常低的噪声和高增益，将于 2018 年中上市。

虽然全双工 DOCSIS 3.1 在开发和部署中面临着众多挑战，但这是业界激动人心的时刻。有线制造商正与包括 Qorvo 在内的 RF 提供商密切合作，以帮助降低总体直流功率，提高总体射频功率并设计定制型解决方案。