Qu'est-ce que le rapport porteuse/bruit (CNR) ?
Le rapport signal sur bruit (RSB) est une mesure essentielle du rapport entre la puissance du bruit dans une bande passante spécifique et le niveau de la porteuse vidéo dans cette même bande passante pour les canaux NTSC/PAL. Le RSB est généralement spécifié sur une bande de 4 MHz, correspondant à la partie vidéo du canal. Dans les réseaux HFC (Hybride Fibre-Coaxial) et FTTH modernes, le RSB est un facteur déterminant pour la qualité des signaux vidéo analogiques et numériques transmis à l'utilisateur final.
Le rapport signal sur bruit (CNR) est un paramètre important pour les produits CATV haute performance, tels que récepteur optique, Amplificateur EDFA/EYDFA, et émetteur optique.
Comment calculer le rapport porteuse/bruit (CNR) ?
Le CNR s'ajoute en fonction de la puissance. Si le niveau d'entrée de l'amplificateur et le Facteur de bruit (NF) étant donné que les valeurs sont connues, le CNR peut être calculé à l'aide des formules suivantes.
CNR pour un seul amplificateur :
CNR = Niveau d'entrée (dBmV) + 59 – NF
(NF = Facteur de bruit)
Pour ajouter des figures CNR similaires (optimisation en cascade) :
CNR = CNR₀ – 10logN (N = Nombre de figures CNR)
Pour ajouter des chiffres CNR différents :
CNR = −10 log₁₀ [ 10^(-CNR₁/10) + 10^(-CNR₂/10) + … + 10^(-CNRₙ/10) ]
Où:
- CNR₀, CNRn : Rapport signal/bruit (dB) d'un amplificateur unique (n=1, 2, 3,…N)
- CNR : Rapport signal/bruit total du système (dB)
- 59: Bruit thermique dans une bande passante de 4 MHz (dBmV)
- N: Nombre d'amplificateurs en cascade
- NF : Facteur de bruit (dB)
Remarque : Le niveau d’entrée doit être exprimé en dBmV. Si le facteur de bruit ne tient pas compte de l’égaliseur à l’entrée de l’amplificateur, il est recommandé d’ajouter 1 dB au facteur de bruit, ce qui diminuera le rapport signal/bruit global d’environ 1 dB. Attention : Chaque fois que vous doublez une cascade d’amplificateurs similaires, le rapport signal/bruit se dégrade de 3 dB.
L’impact du CNR sur les réseaux RF Overlay et XGSPON modernes
À l'ère des réseaux PON de nouvelle génération (XGSPON et 50G-PON), le rapport signal sur bruit (RSB) demeure la référence en matière de qualité de superposition vidéo RF. Lors de l'intégration de signaux vidéo à 1 550 nm avec des données à haut débit, il est essentiel de maintenir un RSB élevé afin d'éviter le “ neige ” ou le grain sur les canaux analogiques et le “ tuilage ” ou les erreurs de bits sur les canaux numériques QAM.
Les principaux facteurs affectant le CNR dans les déploiements FTTH sont les suivants :
- Puissance d'injection optique : une puissance plus élevée de l'EYDFA améliore généralement le rapport signal/bruit, mais doit être mise en balance avec les non-linéarités de la fibre.
- Sensibilité du récepteur : La qualité de la photodiode du récepteur optique détermine directement le seuil de rapport signal/bruit.
- Isolation WDM : L’isolation supérieure des EDFA WDM PON garantit que les longueurs d’onde des données ne fuient pas dans le spectre vidéo, préservant ainsi l’intégrité du signal porteur.
CNR vs. MER : Quelle est la différence ?
Alors que le rapport porteuse/bruit (CNR) mesure le rapport entre la porteuse et le bruit de fond avant démodulation, le MER (taux d'erreur de modulation) est utilisé pour les signaux numériques (QAM) pour mesurer la “ santé ” de la constellation. Pour les ingénieurs, un rapport signal sur bruit (RSB) stable est fondamental : si le RSB est faible au niveau optique, le signal d'émission (SSE) sera inévitablement défaillant au niveau du décodeur de l'abonné.