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发射器挑战下游发射器挑战发射器挑战下游发射器挑战
针对用户需要更快互联网连接的趋势，有线电视行业已开发新的网络架构，以便为用户提供数Gb服务。该光纤
深入方法采用远程PHY设备(RPD)，通过使用数字光纤将关键硬件移到更靠近用户的位置。这可与无线（蜂窝）
网络中的远程射频头相媲美，可节约空间，减少前端散热，但也为远程设备带来了新的设计挑战。 虽然有
线电视信号 频率较低，但其带宽比无线信号宽得多，从108 MHz到1218 MHz扩展了几个倍频程，并具有多个
带内谐波。RPD让设计人员面临诸多挑战，包括RF和混合信号硬件必须涵盖更宽的频率范围，具有更高的RF功
率、更低的底噪和更好的线性度，同时消耗更少的直流功耗。每个下行末级RF放大器的功率通常为
针对用户需要更快互联网连接的趋势，有线电视行业已开发新的网络架构，以便为用户提供数Gb服务。该光纤深入方法
采用远程PHY设备(RPD)，通过使用数字光纤将关键硬件移到更靠近用户的位置。这可与无线（蜂窝）网络中的远程射频头相
媲美，可节约空间，减少前端散热，但也为远程设备带来了新的设计挑战。
虽然有线电视信号 频率较低，但其带宽比无线信号宽得多，从108 MHz到1218 MHz扩展了几个倍频程，并具有多个带
内谐波。RPD让设计人员面临诸多挑战，包括RF和混合信号硬件必须涵盖更宽的频率范围，具有更高的RF功率、更低的底噪
和更好的线性度，同时消耗更少的直流功耗。每个下行末级RF放大器的功率通常为18 W，对于4端口系统，这大约是通常能
够提供给RPD（由RPD消耗）的140 W至160 W功率预算的50%。
将ADI的有线电视数字预失真(DPD)效率增强技术,应用于DPD优化功率倍增器(ADCA3992),并结合先进的高速数据转换器
技术，利用单个DAC（例如AD9162）和单个ADC（如AD9208）, 以及高度集成的时钟解决方案(HMC7044)，来实现全频带
DPD。
本文介绍远程PHY的演进，以及ADI公司如何使用专有DPD并将ADI的算法和IP内核集成到OEM的现有FPGA部署中来解
决效率和线性度挑战。
背景知识
自从60多年前作为社区接入电视(CATV)引入，有线电视已从简单的单向（仅下行）模拟链路发展为复杂的多模、多频道
双向系统（包括上行或反向路径），支持模拟电视、基于IP的标清(SD)和高清(HD)数字电视以及高速数据互联网 和上传。这
些服务由多个系统运营商(MSO)提供。
有线数据和数字电视服务把使用CableLabs及相关参与公司制定的有线电缆数据系统接口规范(DOCSIS)的数据提供给消
费者。前端系统（电缆调制解调器终端系统或CMTS）的配置经过了多次演进，包括添加EdgeQAM调制器作为独立单元，或
与CMTS集成为有线电视融合接入技术平台(CCAP)的一部分。对下行数据容量的需求现在正以约50%的复合年增长率(CAGR)
增加，这意味着需求约每21个月翻一番。1为了满足这种需求，自从1997年发布DOCSIS 1.0以来，下行数据速率已从40
Mbps增加到1.2 Gbps（通过广泛部署实施DOCSIS 3.0）。
这些下行数据速率的提高通过结合使用多项技术来实现，包括频道绑定、更复杂的调制（从64 QAM移至256 QAM）和更
高的下行频率上限（从550 MHz至750 MHz至1002 MHz）。在美国，所有这些都是在保留传统模拟电视服务6 MHz频道规划
的情况下实现的（EuroDOCSIS和C-DOCSIS为8 MHz），但为了支持高达10 Gbps的下行速率，有必要做出更根本的改变，
于是在2013年，发布了DOCSIS 3.1标准。在保留对传统标准支持的同时，DOCSIS 3.1采用频谱效率更高的正交频分多路复
用(OFDM)技术，频道带宽高达190 MHz，支持高达4096 QAM。此外，下行频率范围的频率上限增加了超过20%，达到1218
MHz，并可选择扩展到1794 MHz。
但有一点始终没有改变，都是使用具有75 Ω阻抗的同轴电缆物理连接到用户电缆调制解调器。在20世纪90年代之前，系
统前端和用户之间使用100%同轴电缆，但 部署为混合光纤铜缆(HFC)。在HFC中，模拟电光转换器连接到前端的同轴输出；
然后信号通过光纤传输至靠近服务区的节点，再通过光电转换器， 终经同轴电缆分配给用户。通过架空或地下电缆与用户的
这 一英里连接成为系统瓶颈，但升级到光纤到户(FTTH)链路的成本很高且具有破坏性，因此有线电视MSO决定充分利用现有
的同轴电缆资产。与双绞线电话线相比，同轴电缆提供了一个相对良好的环境，本身能够屏蔽干扰或串扰，并且因阻抗不匹配
产生适度的信号反射。但是，从节点到 远用户达1200英尺的典型距离下，频率相关损耗特征明显（108 MHz和1002 MHz之
间存在近17 dB的斜率），需要插入具有高通响应的RF滤波器进行预加重或倾斜。
在典型的HFC部署中（如图1所示），从光纤节点连接的一根主干同轴电缆可服务数百个用户，通过多路RF分路器将信号
分配给子组，然后通过分接头将分接电缆连接到个人用户。在典型的节点+ n系统中，宽带升压放大器以固定的间隔插入网络
中，以放大信号电平，确保电缆调制解调器处具有足够的信噪比(SNR)。
为用户提供更大的数据容量
DOCSIS干线电缆上的可用数据带宽由所有连接用户共享，并可通过两种方式为所有用户提供更多带宽：
提高通过电缆传输的数据速率
减少连接到电缆的用户数量
如前所示，通过使用频道绑定、更高阶的调制方案以及扩展频谱以提供更多的频道，可提高关键信息(headline)数据速
率。但是，增加下行容量只是解决方案的一部分，因此，网络架构也在不断发展以减少连接到节点的用户数量， 初是通过节
点分割来实现的，将支持的用户数量从 多2000减少到不足500。这种方法有效但成本很高。节点分割的替代方法是修改网络
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