很難相信有線電纜服務接口數據規范（又稱 DOCSIS）早在 20 多年前便已推出！與 Netscape 和 AOL 等一批 90 年代問世并爆火的技術不同，DOCSIS 經受住了時間考驗，自其誕生以來已取得了諸多進步。

DOCSIS 的目的是允許在現有的混合光纖同軸基礎設施上實現高帶寬數據傳輸。多年來，隨著多路復用技術的進步，上行和下行速率均有所提高，這有助于平衡吞吐量并防止干擾。

鑒于 DOCSIS 4.0 規范已經獲批，我們預計在 2024 年的某個時候可以獲得相應的支持和設備。這一新版本定義了四個新的分頻，由此擴大了頻譜范圍并可能引爆令人興奮的全新應用。諸如實時流媒體和內容創作這樣對數據上傳要求更高的操作將大大提速。然而，這也給為上行應用構建放大器的開發人員帶來了挑戰，因為他們現在需要支持更高的吞吐量。

本篇博文為 Qorvo 設計峰會網絡研討 “采用靈活架構滿足 DOCSIS 4.0 更高的上行要求” 的內容節選，其中解讀了 DOCSIS 4.0 及其新的上行選項，并討論了針對數據吞吐量和帶寬的考慮。內容精彩，絕對值得一看；特別是如果您對下一代技術和推動這些技術的進步感興趣的話。

深入探討

參與設計峰會系列，與 Qorvo 技術專家一起更深入地探討這一主題。該系列網絡研討會聚焦將引爆革命性突破的下一代技術進展。

DOCSIS 4.0頻譜選項

DOCSIS 4.0 的頻譜選項相比其前一次迭代的 DOCSIS 3.1 版本有了很大改進。通過這一最新版本，用戶現在可以享受到高達 10 Gbps 的下載速度和高達 6 Gbps 的上傳速度；除了速度上的顯著提升，也在減少延遲方面實現重大升級。為配合更快的速度，DOCSIS 4.0 中還包括了擴展頻譜技術，將上行頻譜擴展至 684 MHz，下行頻譜擴展到 1.8 GHz。此種擴展的頻譜為數據傳輸創造了更大的通道，使其更快、更有效。

擴展頻譜在 DOCSIS 4.0 中提供了四個新的分頻選項，為具有額外超高分頻的實施方案增添了靈活性。利用頻分雙工（FDD）技術，上行和下行被分離。具體用例的性質將決定何種分頻方式對上行和下行的要求有利。

測試分頻

由于正在進行測試設備性能方面的試驗，網絡損耗以及輸入輸出的適當水平仍處于定義階段，讓運營商能夠對基礎設施組件和不同分頻的相對性能進行實際測試。

使用 96 MHz 分組正交頻分多址（OFDMA）允許多個客戶共享一個信道，通過時分多址格式技術進行上行接入。運營商可選擇最適合其需求的分頻方式；其中，204 MHz 和 396 MHz 的分頻在 2.5-3.0 Gbps 的上行速率和超過 10Gbit/秒的下行速率間取得了合理平衡，因而可能最受青睞。

圖1. DOCSIS 4.0 ESD數據吞吐量

上行測試

隨著 FDX 的上行帶寬擴展至 684 MHz，5-42 和 5-85 MHz 被保留用于當前計劃和設備兼容性。準備進行現場試驗的運營商將能夠針對未來的部署優化放大器。目前正在努力實現比特誤碼率（BER）、載波互調噪聲（CIN）、載波互調噪聲（CTN）和載波復合噪聲（CCN）測試的自動化；噪聲功率比（NPR）也可以使用自動測試裝置對 42 MHz 到 300 MHz 的帶寬進行測試（當前尚未實現超過 300 MHz 的能力）。同時，濾波器的評估正在進行中，計劃使用最高可達 684 MHz 的 SC-QAM 信號。

目前已借助各類濾波器來進行噪聲測量，以提供適用于每個分頻的低、中、高階選擇；此外，測試過程的自動化得到優先考慮。圖 2 顯示了現已搭建的調制誤差率（MER）測試站框圖；該測試站支持 54-684 MHz 的 CPSG 和 5-51 MHz 的 SFD 輸入。一款用于自動化的主板也在開發中。

圖2. 上行調制誤差率（MER）測試站

總體而言，DOCSIS 4.0 有望為有線網絡基礎設施帶來重大改進，并推動需要更快網速、更大容量，和更高網絡效率的廣泛應用。為 DOCSIS 4.0 設計放大器需要仔細考慮幾個要求：更高的頻率范圍、更高的輸出功率水平，和更卓越的噪聲性能。對此，Qorvo 設計峰會的網絡研討“采用靈活架構滿足 DOCSIS 4.0 更高的上行要求” 針對如何滿足以上更高的上行要求進行了更詳細的闡述。

Qorvo 設計峰會網絡研討 “采用靈活架構滿足 DOCSIS 4.0 更高的上行要求”

https://www.qorvo.com/design-hub/videos/design-summit-2022-using-flexible-architecture-to-meet-docsis-40-higher-upstream-requirements

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https://www.qorvo.com/newsroom/trade-shows/design-summit

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