¿Qué es la relación portadora/ruido (CNR)?
La relación portadora/ruido (CNR) es una medida crítica de la potencia de ruido en un ancho de banda específico en relación con el nivel de portadora de vídeo en el mismo ancho de banda para canales NTSC/PAL. La relación portadora/ruido (CNR) suele especificarse en una banda de 4 MHz, la parte de vídeo del canal. En las modernas redes HFC (fibra híbrida coaxial) y FTTH, la CNR es un factor decisivo para determinar la claridad de las señales de vídeo analógicas y digitales que llegan al usuario final.
La relación portadora/ruido (CNR) es un parámetro importante para los productos de CATV de alto rendimiento, tales como receptor óptico, Amplificador EDFA/EYDFA, y transmisor óptico.
¿Cómo calcular la relación portadora/ruido (CNR)?
La CNR se suma en función de la potencia. Si el nivel de entrada del amplificador y el Figura de ruido (NF) se conocen, la CNR puede calcularse con las siguientes fórmulas.
CNR para un solo amplificador:
CNR = Nivel de entrada (dBmV) + 59 - NF
(NF = Figura de ruido)
Para añadir cifras CNR similares (Optimización en cascada):
CNRs = CNR₀ - 10logN (N = Número de cifras CNR)
Para añadir cifras de CNR disímiles:
CNRs = -10 log₁₀ [ 10^(-CNR₁/10) + 10^(-CNR₂/10) + ... + 10^(-CNRₙ/10) ]
Dónde:
- CNR₀, CNRn: CNR (dB) de un único amplificador (n=1, 2, 3,...N)
- CNRs: CNR total del sistema (dB)
- 59: Ruido térmico en un ancho de banda de 4 MHz (dBmV)
- N: Número de amplificadores en cascada
- NF: Figura de ruido (dB)
Nota: El nivel de entrada debe estar en dBmV. Si la Figura de Ruido no incluye el ecualizador a la entrada del amplificador, se recomienda añadir 1dB a la Figura de Ruido, lo que disminuirá la CNR global en aproximadamente 1dB. Recuerde: Cada vez que se duplica una cascada de amplificadores similares, la CNR se degrada en 3dB.
El impacto de la CNR en las modernas redes superpuestas de RF y XGSPON
En la era de la Next-Gen PON (XGSPON y 50G-PON), la relación portadora/ruido (CNR) sigue siendo el “patrón oro” para la calidad de la superposición de vídeo RF. Al integrar señales de vídeo de 1550 nm con datos de alta velocidad, es esencial mantener una CNR alta para evitar la “nieve” o granulosidad en los canales analógicos y el “tiling” o errores de bits en los canales digitales QAM.
Los factores clave que afectan a la CNR en los despliegues de FTTH incluyen:
- Potencia óptica de lanzamiento: Una mayor potencia del EYDFA suele mejorar la CNR, pero debe equilibrarse con las no linealidades de la fibra.
- Capacidad de respuesta del receptor: La calidad del fotodiodo del receptor óptico determina directamente el umbral CNR.
- Aislamiento WDM: El aislamiento superior de los EDFA WDM PON garantiza que las longitudes de onda de datos no se filtren al espectro de vídeo, preservando la integridad de la portadora.
CNR vs. MER: ¿Cuál es la diferencia?
Mientras que la relación portadora/ruido (CNR) mide la relación entre la portadora y el ruido de fondo antes de la demodulación, el MER (Modulation Error Ratio) se utiliza para las señales digitales (QAM) para medir la “salud” de la constelación. Para los ingenieros, una CNR estable es la base: si la CNR es mala a nivel óptico, el MER fallará inevitablemente en el descodificador (STB) del abonado.