Частотный диапазон реверсного канала

В настоящее время выделилось 4 общепринятых диапазона реверсного канала¹⁾:

• 5–30/47 МГц - традиционный диапазон России и ряда других стран. Это самый узкий диапазон. Однако он вполне пригоден для внедрения традиционного Internet (рис.1).

• 5–42/54 МГц - диапазон тех стран, где вещание ведется по частотной сетке стандарта NTSC (например, США).

• 5–55/60 МГц - не часто используемый диапазон. В основном, для азиатских стран (включая Японию), использующих стандарт I.

• 5–65/87 МГц - расширенный и наиболее удобный частотный диапазон. Используется в подавляющем большинстве европейских стран.

Рассмотрение требований стандарта DOCSIS (Приложение 3В) позволяет вполне логичный вывод, что целесообразно использовать расширенный диапазон (т.е. 5 - 65 МГц), а не ограниченный, т.к. большей занимаемой полосе будут соответствовать и большие скорости цифровых потоков.

Однако, не следует забывать, что расширение реверсного канала до 65 МГц автоматически влечет за собой ограничение диапазона прямого канала. Как минимум, нижний канал начнется с СК-1 (110 МГц), т.к. участок частот 87,5-108 МГц отводится под радиоканалы FM диапазона.

Трансляция цифровых сигналов в Upstream может осуществляться одновременно на нескольких частотах (каналах), что является эквивалентом частотного мультиплексирования (FDMA). Каждому каналу соответствует свой выделенный приемник-демодулятор, входящий в состав CMTS. А в каждом из реверсных каналов (рис.2) уже осуществляется свое временное мультиплексирование (TDMA).

Для реализации скоростей, оговоренных стандартом DOCSIS, необходимо позаботиться о реализации максимально возможного отношения несущая/шум (C/N). Таким образом, единственной возможностью увеличения суммарной скорости потока – это увеличение числа каналов. Кажущаяся широкая полоса в 5-30 МГц по факту практической реализации оказывается не такой уж и широкой по ряду причин:

•  Значительные шумы ингрессии, наиболее интенсивно проявляющиеся в диапазоне 5-12…15 МГц (рис.3.2.3). На участке этого диапазона шумы ингрессии могут равняться или даже превосходить по амплитуде сам полезный сигнал.

•  На границах частотного диапазона наблюдается “завал” АЧХ усилителя RC (рис.4) величиной 1-3 dB и обязанный конечной величине крутизны АЧХ частотных диплексеров, входящих в состав усилителя. Причем, с увеличением числа каскадируемых усилителей увеличивается как неравномерность АЧХ, так и нелинейность ГВЗ.

•  Наличие постоянных внешних помех, фиксированных по частоте, к которым в первую очередь относятся: радиолюбительские передатчики (7, 10, 14, 18, 21, 24, 28 МГц); усиленные сигналы промежуточной частоты (ПЧ) УКВ и FM радиоприемников (0,7 МГц); эфирное СВ радиовещание (СВ – Citizen Band – диапазон 27 МГц, используемый во всем мире в любительских и общегражданских целях для стационарной и мобильной связи); 38,0 и 38,9 МГц – усиленные сигналы TV-ПЧ.

Таким образом, для RC в 5-30 МГц, в лучшем случае, могут быть использованы всего 3 или 4 канала полосой 3,2 МГц (в диапазоне 12…15-25 МГц (рис.5). Особенно важна полоса RC. При внедрении же услуг телефонии (симметричность потоков) и, особенно, системы видеонаблюдения (очень велика требуемая скорость потоков в реверсном направлении даже при сильной компрессии и при многоканальном мультиплексировании).

При расстановке реверсных каналов желательно обеспечить между ними частотный защитный интервал (см. рис.2) величиной не менее 0,8 МГц для обеспечения возможности динамического сдвига по частоте на ± 0,4 МГц.

Полезно отметить и еще одну важную практическую рекомендацию. Даже если на начальном этапе будет использоваться усеченный диапазон RC (т.е. 5-30 МГц), то расчеты все равно целесообразно сразу выполнять на расширенный диапазон 5-65 МГц для возможности дальнейшей модернизации. Это связано с увеличением затухания кабеля с ростом частоты. Это дает гарантию безущербного возможного дальнейшего расширения частотного диапазона RC до 65 МГц только за счет смены частотных диплексеров, устанавливаемых в усилители. При этом коэффициент передачи RC не изменится, т.к. он уже рассчитан из наихудшего случая (т.е. 65 МГц).

Типовое частотное распределение в RC обоих диапазонов представлено на рис.3.2.6, из которого явно видно преимущества диапазона 5-65 МГц.

1) Через косую черту указаны верхняя частота RC  и нижняя частота прямого канала соответственно.