Contenu

Le problème de la capacité et la réponse 256QAM
Ce que la norme 256QAM exige de votre réseau
Où le CNR se perd-il réellement ?
Profondeur de modulation : Le bouton qui fait tout bouger
Bruit EDFA : Gain de couverture, CNR Pain
Cascades d'amplificateurs coaxiaux : Le tueur silencieux
La mise en place de l'ensemble : Budget du système CNR
Ce qu'il faut ajuster en premier : Une liste de contrôle par ordre de priorité
Questions fréquemment posées

Le problème de la capacité et la réponse 256QAM

Les câblo-opérateurs sont partout confrontés à la même pression. Un plus grand nombre d'abonnés exige une plus grande largeur de bande. Le spectre dont vous disposez est fixe. La construction de nouvelles installations prend des années et coûte une fortune. Par conséquent, lorsqu'un changement de format de modulation promet une augmentation de capacité de 33% sur la même infrastructure, cela attire l'attention.

Voici le calcul. Dans la bande descendante 87-862 MHz, vous disposez de 96 canaux à 8 MHz chacun. L'utilisation de 64QAM sur l'ensemble de ces canaux permet d'obtenir un débit total d'environ 4 Gbits/s. En passant à 256QAM, les mêmes canaux fournissent environ 5,34 Gbits/s. En passant à 256QAM, les mêmes canaux fournissent environ 5,34 Gbps. Il s'agit d'une augmentation de 33%.

Pas de nouvelles fibres. Pas de réattribution du spectre. Pas de roulement de camion pour échanger l'équipement du client. Sur le papier, cela semble être la mise à niveau de capacité la plus facile à réaliser.

Point clé : La méthode 256QAM permet d'augmenter le débit de 33% dans le même spectre de 87-862MHz. Mais elle exige un rapport porteuse/bruit plus élevé à chaque point de la chaîne du signal. Si votre rapport porteuse/bruit est marginal en 64QAM, il ne le sera pas en 256QAM.

Et c'est là que le bât blesse. Le 256QAM n'est pas gratuit. Elle nécessite des signaux plus propres, des amplificateurs plus silencieux et une gestion plus prudente de la puissance à chaque étape. Si vous changez de modulation sans faire le travail d'ingénierie nécessaire, vos taux d'erreur grimperont en flèche. Les clients le remarqueront.

Diagramme à barres comparant les débits 64QAM et 256QAM dans les réseaux HFC

Figure 1 : Comparaison de la capacité entre 64QAM et 256QAM

Chez premlink, nous voyons les opérateurs se heurter à ce problème à maintes reprises. Ils modifient l'ordre de modulation, les erreurs augmentent et ils passent ensuite des semaines à rechercher la cause première. Cette cause fondamentale est presque toujours une marge CNR insuffisante quelque part dans la chaîne. Ce guide présente l'ensemble de la situation afin que vous puissiez planifier le passage à la modulation 256QAM en toute connaissance de cause.

Ce que la norme 256QAM exige de votre réseau

Avant de toucher un équipement, il faut connaître la cible. La norme CEI 60728-1 définit les performances électriques auxquelles doit répondre la sortie de votre système pour le 256QAM. Il ne s'agit pas de suggestions. Elles constituent la ligne de démarcation entre une réception fiable et les réclamations des clients.

Paramètres	Exigences de la norme IEC 60728-1	Ce que cela signifie en pratique
Niveau de sortie maximum	74 dBμV	Ne pas dépasser cette valeur au niveau du robinet d'abonné
Niveau de sortie minimum	54 dBμV	Le signal doit rester au-dessus de cet étage
Rapport C/N minimum	32 dB	Il s'agit du seuil critique pour 256QAM
BER maximum	2 × 10-⁴	Limite du taux d'erreur pré-FEC
Inclinaison maximale	12 dB	Variation de niveau sur l'ensemble de la bande
Différence de niveau entre les canaux adjacents	3 dB	Maintenir les canaux voisins à un niveau proche
Différence de niveau analogique-numérique	6 dB	Les transporteurs numériques sont moins chers que les transporteurs analogiques

La plupart de ces chiffres correspondent à ce que les usines de HFC bien entretenues produisent déjà. L'élément le plus important est le rapport signal/bruit (CNR). Le passage de 64QAM à 256QAM fait passer l'exigence minimale de C/N à 32dB. Si votre réseau est aujourd'hui à 33 dB, il ne vous reste que 1 dB de marge. Les dérives de température, le vieillissement des connecteurs et, soudain, vous vous retrouvez en dessous du seuil.

Le CNR influence aussi directement le BER. Lorsque le CNR tombe en dessous des spécifications, les erreurs binaires augmentent rapidement. Contrairement à la télévision analogique où une image parasitée peut encore être regardée, les services numériques fonctionnent ou ne fonctionnent pas. Il n'y a pas de dégradation progressive avec la MAQ 256. Vous atteignez l'objectif de CNR, ou vos clients voient des artefacts et des décrochages.

Où le CNR se perd-il réellement ?

Un réseau HFC 256QAM typique comporte trois segments physiques. La qualité du signal au niveau de la prise de l'abonné est le résultat du bruit accumulé sur ces trois segments. Comprendre quel segment contribue le plus au bruit vous permet de savoir où concentrer vos efforts d'optimisation.

Figure 2 : Flux de signaux du réseau HFC et chaîne de contribution du CNR

Architecture du réseau HFC montrant le flux du signal et la contribution du bruit à chaque segment

Le liaison optique primaire La modulation externe de 1550 nm permet de relier la tête de réseau aux centres de distribution. Il comprend souvent des amplificateurs EDFA pour couvrir de grandes zones à partir d'un seul laser. Chaque EDFA ajoute du bruit. Plus il y a d'étages en cascade, plus le bruit d'intensité relative (RIN) accumulé s'aggrave.

Le liaison optique secondaire distribue des concentrateurs aux nœuds optiques du voisinage sur une modulation directe de 1310nm. Il n'y a pas d'EDFA ici, mais le budget de la liaison est moins contrôlé. La longueur des fibres varie. La puissance optique reçue peut varier de plusieurs dB entre les nœuds.

Le distribution coaxiale va du nœud optique aux abonnés en passant par des amplificateurs en cascade. Chaque amplificateur ajoute du bruit thermique et des produits d'intermodulation. Plus il y a d'étages, plus il y a de bruit et plus il y a d'inclinaison sur la bande.

Ce qui surprend les gens, c'est que le segment le plus bruyant domine le CNR de votre système. Si votre lien principal en fibre optique a un CNR de 48 dB mais que votre coaxial fonctionne à 40 dB, c'est le coaxial qui fixe votre plafond de performance. Réparer la fibre ne servira pas à grand-chose. Vous devez réparer le coaxial.

Le système CNR s'agrège ainsi :

Formule (9) : Agrégation du RNC du système $C N R = - 10 \cdot {enregistrer}_{10} (10^{\frac{- C N R_{1}}{10}} + 10^{\frac{- C N R_{2}}{10}} + 10^{\frac{- (C N R_{3} - 10)}{10}} + 10^{\frac{- C N R_{4}}{10}}) dB$

CNR₁ = signal d'entrée, CNR₂ = fibre primaire, CNR₃ = fibre secondaire, CNR₄ = réseau câblé. La soustraction de 10dB sur CNR₃ tient compte de la profondeur de modulation de la porteuse numérique qui est inférieure à celle de la porteuse analogique.

Cette pénalité de 10 dB sur le terme secondaire de la fibre n'est pas arbitraire. Les porteuses numériques fonctionnent à un niveau RF inférieur à celui des porteuses analogiques. Cela réduit leur profondeur de modulation, ce qui réduit la puissance de leur porteuse par rapport au bruit. La formule tient compte de cette réalité.

Profondeur de modulation : Le bouton qui fait tout bouger

La profondeur de modulation optique est le paramètre le plus important que vous puissiez régler. Elle détermine la puissance du signal que vous envoyez sur la fibre, ce qui détermine directement votre CNR. Si la profondeur est trop faible, vous gaspillez la puissance de la porteuse. Trop, et vous écrêtez le laser, provoquant une distorsion qu'aucun filtrage en aval ne peut corriger.

La relation est d'abord simple. Si toutes les porteuses ont la même profondeur de modulation, la profondeur de modulation totale M est liée à la profondeur par porteuse m_k et carrier count k aiment cela :

Formule (2) : Profondeur de modulation totale par rapport à la profondeur de modulation par porteuse

$M = \sqrt{k \cdot m_{k}^{2}}$

M = profondeur de modulation totale, k = nombre de porteuses, m_k = profondeur de modulation par porteuse.

Les réseaux réels utilisent des supports mixtes analogiques et numériques, de sorte que la formule s'élargit :

Formule (3) : Profondeur de modulation mixte analogique-numérique

$M = \sqrt{k_{a} \cdot m_{a}^{2} + k_{d} \cdot m_{d}^{2}}$

k_a = nombre de porteuses analogiques, m_a = profondeur de modulation analogique, k_d = nombre de porteuses numériques, m_d = profondeur de modulation numérique.

Les porteuses numériques fonctionnent à un niveau RF inférieur à celui de l'analogique. La pratique standard est de 10 dB en dessous de l'analogique. Cette différence de niveau modifie la relation de profondeur de modulation :

Formule (4) : Profondeur de modulation en fonction de la différence de niveau RF

$m_{d} = \sqrt{\frac{1}{10^{\frac{X}{10}}}} \cdot m_{a}$

X = différence de niveau RF analogique-numérique en dB. Avec X = 10 dB, m_d ≈ 0.316 × m_a.

Lorsque X = 10dB, vous pouvez simplifier la formule mixte en une formule plus facile à utiliser sur le terrain :

Formule (5) : Transmission mixte simplifiée (X = 10dB)

$M = \sqrt{k_{a} + 0.1 \cdot k_{d}} \cdot m_{a}$

Introduisez le nombre de porteuses et la profondeur de modulation totale visée, et résolvez le problème pour m_a directement.

Les chiffres en pratique

Prenons l'exemple d'un plan de fréquences typique : 93 canaux dans la bande 87-862 MHz, avec 8 porteuses analogiques et 85 porteuses numériques. Voici les valeurs calculées à partir des données de référence des laboratoires industriels :

Pour une modulation externe de 1550nm (M = 0,28) :

Profondeur de modulation analogique : 6,9%
Profondeur de modulation numérique : 2,2%
Niveau RF analogique : 87,07 dBμV par canal
Niveau RF numérique : 77,07 dBμV par canal (10 dB en dessous de l'analogique)

Pour la modulation directe à 1310nm (M = 0,30) :

Profondeur de modulation analogique : 7,4%
Profondeur de modulation numérique : 2,36%
Niveau RF de référence : 75 dBμV par canal (84 PAL D/K)
Niveau RF analogique : 82,07 dBμV par canal
Niveau RF numérique : 72,07 dBμV par canal

On remarque que la liaison 1310nm utilise une profondeur de modulation totale légèrement plus élevée (0,30 contre 0,28). Cela compense le bruit ajouté dans les amplificateurs de distribution en aval. Mais cela signifie également que le laser à 1310 nm est plus proche de sa limite d'écrêtage. Il faut donc veiller à ne pas le surmener.

Lorsque le nombre de canaux change

Les réseaux ne restent pas statiques. Vous ajoutez ou supprimez des canaux au fil du temps. Dans ce cas, les niveaux d'entraînement RF doivent être modifiés pour que la profondeur de modulation totale reste constante. La formule de réglage est simple :

Formule (6) : Ajustement du niveau RF pour les changements de canal

$R F_{nouveau} = R F_{original} + 10 \cdot {enregistrer}_{10} (\frac{K_{original}}{K_{nouveau}})$

K = nombre de canaux chargés. Moins de canaux → augmentation du niveau par canal. Plus de canaux → baisse du niveau par canal.

Si vous supprimez des canaux et n'augmentez pas les niveaux de commande restants, vous laissez le CNR sur la table. Si vous ajoutez des canaux sans réduire la puissance par canal, vous risquez l'écrêtage. Ni l'un ni l'autre n'est bon pour la MAQ 256.

Bruit EDFA : Gain de couverture, CNR Pain

Les EDFA sont économiquement intéressants pour le HFC. Un amplificateur optique peut remplacer des dizaines d'amplificateurs de distribution coaxiale. La réduction du nombre de dispositifs actifs se traduit par une diminution des coûts de maintenance et une amélioration de la fiabilité. Cependant, les amplificateurs EDFA ajoutent du bruit, et ce bruit s'accumule à chaque étage.

Le problème principal est le bruit d'intensité relative. Chaque étage EDFA ajoute du RIN. L'étage suivant amplifie ce RIN en même temps que le signal. Le RIN accumulé en sortie d'une cascade EDFA à plusieurs étages suit cette relation :

Formule (7) : RIN de la sortie EDFA en cascade

$R I N_{sortir} = 10 \cdot {enregistrer}_{10} (\sum [\frac{2 E \cdot 10^{\frac{N F}{10}}}{10^{\frac{P_{k_in}}{10}} + 10^{\frac{{R I N}_{k_in}}{10}}}])$

E = 1,278 × 10-¹⁶ mJ (énergie des photons à 1550 nm), NF_k = facteur de bruit de l'étage k, P_kin = puissance d'entrée de l'étage k, RIN_kin = entrée RIN de l'étage k.

Cette formule vous apprend quelque chose d'important : l'accumulation de bruit dépend du facteur de bruit de chaque étage et de la puissance d'entrée. Si un étage ultérieur reçoit une puissance d'entrée dégradée, il ajoute une quantité de bruit disproportionnée par rapport à ce que la formule suggère sur le papier.

Un exemple concret

Prenons l'exemple d'une configuration EDFA à deux étages issue de mesures effectuées en laboratoire industriel. La sortie du premier étage (point B) délivre 4,8 dBmW. La sortie du deuxième étage (point C) délivre 5 dBmW. Les deux étages ont un facteur de bruit d'environ 6,5 dB. En appliquant la formule, on obtient RIN_sortir ≈ -149,77 dB(Hz)-¹.

Sans EDFA, la même liaison à 1550 nm afficherait un RIN d'environ -155 dB/Hz. Il s'agit d'une pénalité de bruit de plus de 5 dB rien que pour l'ajout de deux étages EDFA. Dans un système 256QAM où l'on se bat pour chaque décibel de CNR, ce n'est pas rien.

CNR en fonction du niveau d'excitation RF pour une modulation externe de 1550nm sans EDFA

Figure 3 : CNR 1550nm en fonction du niveau de commande RF (pas d'EDFA)

CNR en fonction de la puissance optique reçue pour 1550nm avec une cascade EDFA à deux étages

Figure 4 : CNR 1550nm en fonction de la puissance optique reçue (avec EDFA)

Règle de conception : Lorsque la puissance optique reçue dépasse -7dBmW, le bruit de l'EDFA commence à dominer votre budget de bruit. Maintenez la puissance d'entrée de l'EDFA entre 0 et -7dBmW pour la 256QAM. De plus, les essais en laboratoire de l'industrie montrent que les points de commande de référence de 1550 nm se situent généralement 1dB en dessous de la crête CNR. Vous avez la possibilité d'augmenter les niveaux d'entraînement RF avant l'écrêtage.

Lignes directrices EDFA pour 256QAM

Minimiser les étapes en cascade. Chaque EDFA ajoute du bruit. Si vous avez besoin de plus de deux étages, repensez le routage des fibres.
Maintenir la puissance d'entrée au-dessus de -7dBmW. En deçà, les contributions au bruit s'accélèrent rapidement.
Mesurer le RIN lors de la mise en service. Les mesures de référence vous permettent de suivre la dégradation au fil du temps. La dérive du RIN signale le vieillissement des composants ou l'instabilité de l'alimentation.
Laisser 3dB de marge de liaison. Les variations de température et le vieillissement des connecteurs réduiront votre marge. Prévoyez-les.

Cascades d'amplificateurs coaxiaux : Le tueur silencieux

Le réseau de distribution coaxial fait l'objet de moins d'attention que la fibre, mais il détermine souvent le succès ou l'échec de la méthode 256QAM. Chaque amplificateur en cascade ajoute du bruit thermique et des produits d'intermodulation. Un plus grand nombre d'étages aggrave ces deux problèmes, ce qui a un effet dévastateur sur la modulation d'ordre élevé.

Soyons francs : pour la modulation 256QAM, limitez vos cascades d'amplificateurs à quatre étages ou moins. Il ne s'agit pas d'une directive à laquelle vous pouvez déroger. Quatre étages correspondent à la performance des architectures à fibres profondes sur l'ensemble de la bande 87-862 MHz. Cinq étages dégradent les fréquences supérieures à 650 MHz de 1 à 2 dB. Six étages ou plus poussent les performances vers un territoire inacceptable.

La réalité du terrain : Si votre installation comporte plus de quatre étages d'amplification entre le nœud optique et l'abonné, la modulation 256QAM ne fonctionnera pas de manière fiable. Aucun réglage de niveau ne permet de remédier à la profondeur excessive de la cascade. Vous avez besoin d'une segmentation des nœuds ou d'une extension de la fibre.

Calcul du bruit de l'amplificateur

La CEI spécifie un CNR minimum de 45dB pour les réseaux de câbles dans les environnements MDU (multi-dwelling unit). Le CNR du réseau câblé est le suivant :

Formule (8) : Réseau câblé CNR

$C N R = S_{i} - F - 10 \cdot {enregistrer}_{10} (n) - 2.4 dB$

S_i = niveau d'entrée du réseau de câbles (75 dBμV), F = facteur de bruit de l'amplificateur (10 dB), n = nombre d'étages en cascade.

Avec S_i = 75 dBμV et F = 10 dB, vous pouvez calculer le CNR pour différentes profondeurs de cascade :

Stades de la cascade	CNR (dB)	Conforme à la norme MDU 45dB ?
2	57.6	Oui, avec une marge importante
4	51.6	Oui
6	48.6	Oui, mais serré
10	44.6	Non - en dessous de 45dB spec

Ces chiffres semblent indiquer que l'on pourrait utiliser 6 ou même 8 étages et atteindre encore 45 dB. Mais le CNR n'est que la moitié de l'histoire. Les produits de distorsion s'accumulent également avec la profondeur de la cascade et frappent les porteuses 256QAM plus durement que ne le suggère le calcul du CNR.

Courbes caractéristiques de transmission du réseau montrant la dégradation de la réponse en fréquence avec la profondeur de la cascade d'amplificateurs

Figure 5 : Réponse en fréquence en fonction de la profondeur de la cascade d'amplificateurs

Les mesures effectuées dans les laboratoires de l'industrie le confirment. Quatre étages d'amplification maintiennent la réponse en fréquence plate entre 87 et 862 MHz. Cinq étages introduisent une chute de 1-2dB au-dessus de 650MHz. Six étages ou plus présentent une décroissance divergente qui rend impossible l'utilisation de 256QAM sur les canaux supérieurs. L'atténuation du câble augmente avec la fréquence et chaque étage d'amplification ajoute une erreur de compensation d'inclinaison qui s'accumule. Les séparateurs et les prises passifs aggravent la situation car leur perte à haute fréquence dépasse les prévisions théoriques.

La mise en place de l'ensemble : Budget du système CNR

La performance de chaque segment ne garantit pas la performance de bout en bout. Vous devez budgétiser le CNR sur tous les segments. C'est là que de nombreux déploiements de 256QAM achoppent. Les ingénieurs optimisent chaque segment de manière isolée et ne tiennent pas compte de l'ensemble.

La formule IEC CNR pour les liaisons optiques individuelles est la base :

Formule (1) : IEC Optical Link CNR

$C / N = 10 \cdot \lg [\frac{1}{B_{n}} \cdot \frac{{(\frac{1}{2} m_{k} R P_{r})}^{2}}{10^{\frac{R I N}{10}} \cdot {(R P_{r})}^{2} + 2 e (I_{d 0} + R P_{r}) + I_{e q}^{2}}] \cdot 10^{- 12} dB$

B_N = largeur de bande du bruit, m_k = profondeur de modulation par porteuse, R = sensibilité du récepteur, P_r = puissance optique reçue, RIN = bruit d'intensité relatif, e = charge électronique, I_d0 = courant d'obscurité, I_eq = courant de bruit d'entrée équivalent.

Cette formule sépare la puissance du signal de trois sources de bruit : le RIN du laser, le bruit de tir (provenant du courant d'obscurité et du photocourant) et le bruit thermique du récepteur. La puissance du signal dépend de la profondeur de modulation et de la puissance optique reçue. Si l'une ou l'autre baisse, le RCN baisse également.

Un exemple concret

Insérons des valeurs réalistes et voyons à quoi ressemble le CNR du système :

Signal d'entrée CNR pour l'analogique : 50 dB
Signal d'entrée CNR pour 256QAM : 37,9 dB
CNR de la fibre primaire (EDFA à deux étages, 0dBmW reçu) : ~50 dB
CNR de la fibre secondaire (1310nm, -5dBmW reçu) : ~48 dB
Réseau de câbles CNR (cascade à 4 étages) : ~52 dB
Différence de niveau analogique-numérique : 10 dB

CNR de sortie du système en fonction de la puissance reçue du réseau optique secondaire

Figure 6 : CNR de sortie du système en fonction de la puissance reçue de la fibre secondaire

En appliquant la formule d'agrégation du CNR du système, on obtient un résultat d'environ 35-37 dB pour les porteuses numériques. Cela vous donne une marge de 3 à 5 dB au-dessus du minimum IEC de 32 dB. Ce n'est pas un luxe, mais c'est faisable. Si un segment se dégrade ne serait-ce que de 2 à 3 dB, vous perdez votre marge.

L'idée clé de cet exercice est que la puissance optique reçue par la fibre secondaire est la contrainte contraignante. Lorsqu'elle tombe en dessous de -10dBmW, le CNR du système pour la MAQ 256 tombe en dessous du seuil de 32dB. C'est là qu'il faut faire preuve de la plus grande prudence.

Ce qu'il faut ajuster en premier : Une liste de contrôle par ordre de priorité

Voici ce qu'il faut faire, par ordre d'impact et d'effort.

Priorité 1 : Niveaux d'entraînement RF de la fibre primaire

Les paramètres de votre tête de réseau affectent tout ce qui se trouve en aval. Il faut donc commencer par les régler correctement :

Pousser l'entraînement RF vers la modulation complète. Les tests en laboratoire de l'industrie montrent que les plates-formes 1550nm typiques fonctionnent environ 1dB en dessous du pic CNR aux réglages de référence. Vous avez la possibilité d'augmenter les niveaux d'entraînement. Utilisez-la.
Contrôle de la puissance d'entrée de l'EDFA à 0-3dBmW. En dessous de -7dBmW, le bruit de l'EDFA commence à grignoter votre budget CNR.
Suivre l'évolution du RIN dans le temps. Base de référence à la mise en service. La dérive du RIN permet de prévoir les défaillances avant qu'elles n'affectent les clients.

Priorité 2 : Paramètres de la fibre secondaire

Ce segment fait souvent l'objet de moins d'attention. C'est une erreur :

Ne pas fonctionner à la limite de l'écrêtage. La liaison 1310nm est plus proche de son plafond de modulation que la liaison 1550nm. Laisser 2 à 3 dB de marge pour éviter l'écrêtage des crêtes numériques.
Maintenir la puissance optique reçue au-dessus de -10dBmW. Il s'agit du plancher dur. En dessous, le budget CNR de votre système échoue.
Tenir compte des longueurs variables des fibres. Les liaisons secondaires desservent des distances différentes. Budgétez la puissance optique pour le trajet le plus long, et non pour la moyenne.

Priorité 3 : Réduction de la cascade de câbles coaxiaux

Si votre cascade dépasse quatre stades, aucun ajustement n'est utile. Vous devez procéder à des changements physiques :

Comptez les étages de votre amplificateur. Si vous en trouvez cinq ou plus entre le nœud et l'abonné, planifiez un projet de segmentation.
Extension de la fibre en profondeur. En rapprochant le nœud optique des abonnés, on élimine les étapes de la cascade sans ajouter d'équipement en armoire.
Moderniser les anciens amplificateurs. Les amplificateurs push-pull et GaAs modernes offrent de meilleurs chiffres de bruit et une distorsion plus faible que les anciens modules.

Organigramme du processus de décision pour l'optimisation du réseau HFC 256QAM

Figure 7 : Flux de décision de l'optimisation 256QAM

Priorité 4 : Surveillance continue

L'optimisation n'est pas une activité ponctuelle :

Fixer des valeurs de référence. Mesurez le CNR, le MER et le BER aux nœuds clés lorsque tout fonctionne correctement.
Observer les tendances, et pas seulement les seuils. Une baisse de 1dB du CNR sur six mois laisse présager des problèmes. Corrigez-les avant que les clients ne s'en aperçoivent.
Ajuster en fonction des saisons. La puissance du laser et la perte de fibre varient en fonction de la température. Dans les climats extrêmes, des ajustements saisonniers du niveau peuvent être nécessaires.

Comme nous le soulignons sur premlink.net, la différence entre les réseaux qui réussissent à déployer la MAQ 256 et ceux qui luttent se résume à la gestion des marges. Le gain de capacité de 33% est réel, mais il se situe à l'intérieur d'une fenêtre CNR étroite. Protéger cette fenêtre, c'est rentabiliser la mise à niveau. Si vous l'ignorez, vous dépenserez plus en dépannage que vous n'aurez économisé sur le changement de modulation.

Questions fréquemment posées

Q : Quelle est la capacité supplémentaire de 256QAM par rapport à 64QAM dans les réseaux HFC ?

R : Dans la bande 87-862 MHz avec 96 canaux de 8 MHz chacun, 64QAM vous donne environ 4 Gbps. La MAQ 256 porte ce chiffre à environ 5,34 Gbps. Cela représente un gain de 33% sur le même spectre, la même fibre, le même coaxial.

Q : Quel est le CNR minimum exigé par la norme IEC 60728-1 pour le 256QAM ?

R : La norme IEC 60728-1 fixe le rapport porteuse/bruit minimum à 32dB pour 256QAM à la sortie du système. Les autres exigences comprennent le niveau de sortie maximal 74dBμV, le niveau de sortie minimal 54dBμV, l'inclinaison maximale 12dB, la différence de niveau entre canaux adjacents 3dB et la différence de niveau analogique-numérique 6dB.

Q : Pourquoi l'EDFA aggrave-t-il le CNR dans les liaisons HFC à 1550 nm ?

R : Chaque étage EDFA ajoute un bruit d'intensité relative (RIN). Une cascade d'EDFA à deux étages fait passer le RIN d'environ -155dB/Hz à environ -149,77dB/Hz. Cette pénalité de bruit de plus de 5 dB grève votre budget CNR. Lorsque la puissance optique reçue dépasse -7dBmW, le bruit de l'EDFA commence à dominer le plancher de bruit total.

Q : Combien d'étages d'amplificateurs coaxiaux un réseau HFC 256QAM peut-il tolérer ?

R : Limitez-vous à quatre étages ou moins. Quatre étages correspondent aux performances d'une fibre profonde entre 87 et 862 MHz. Cinq étages dégradent les fréquences supérieures à 650 MHz de 1 à 2 dB. Six étages ou plus rendent le 256QAM peu fiable.

Q : Quelle est la formule du CNR au niveau du système pour les réseaux HFC ?

UN:

$C N R_{sys} = - 10 \cdot {enregistrer}_{10} [10^{\frac{- C N R_{1}}{10}} + 10^{\frac{- C N R_{2}}{10}} + 10^{\frac{- (C N R_{3} - 10)}{10}} + 10^{\frac{- C N R_{4}}{10}}]$

où CNR1 à CNR4 sont les valeurs CNR du signal d'entrée, de la fibre primaire, de la fibre secondaire et du réseau câblé. La soustraction de 10 dB sur CNR3 tient compte de la pénalité de profondeur de modulation de la porteuse numérique.

Q : Quelle puissance de réception optique dois-je viser pour la MAQ 256 ?

R : Pour les liaisons à 1550 nm avec EDFA, il faut viser de 0 à +3 dBmW. Pour les liaisons secondaires à 1310 nm, restez au-dessus de -10 dBmW. Il faut toujours prévoir une marge de manœuvre - le fait de fonctionner au minimum ne laisse pas de place au vieillissement, aux variations de température ou à la dégradation des connecteurs de fibre.

Q : Comment la différence de niveau analogique-numérique affecte-t-elle la profondeur de modulation ?

R : Les porteuses numériques sont 10 dB en dessous des porteuses analogiques. La relation de la profondeur de modulation est la suivante

$m_{d} = \sqrt{\frac{1}{10^{\frac{X}{10}}}} \cdot m_{a}$

Avec X=10dB, la profondeur de modulation numérique est d'environ 31,6% de la profondeur analogique. La norme IEC 60728-1 spécifie une différence de niveau analogique-numérique de 6 dB pour les systèmes 256QAM.

Q : Puis-je utiliser 256QAM sur l'ensemble de la bande 87-862MHz sur une installation HFC existante ?

R : Oui, mais seulement si votre budget CNR est de 32 dB à chaque point de sortie du système. Cela signifie qu'il faut optimiser les niveaux d'entraînement RF, gérer le bruit de la cascade EDFA, limiter le nombre d'étages d'amplification à quatre ou moins, et maintenir des budgets de puissance optique adéquats. Il ne s'agit pas d'un changement de logiciel, mais d'un travail d'ingénierie.

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