CAROL AINSLEY, SRA. DIRETORA DO ESCRITÓRIO CTO

DESAFIOS OPERACIONAIS NAIMPLANTAÇÃO DE 85MHZ

ÍNDICERESUMO....................................................................................................................3

DESAFIOS OPERACIONAIS NA IMPLANTAÇÃO DE 85MHZ...........................3 Por que há um problema?...................................................................................3

Diagnóstico de Problemas Relacionados de 85MHz em Campo.....................6

Prevenir Problemas de 85MHz Relacionados....................................................7

Prevenir Problemas na Rede de Acesso Local...................................................8

Implantação Antecipada de Modems de 85MHz antes de Atualizar Instalações.............................................................................................9

CONCLUSÃO..........................................................................................................10

CONHEÇA NOSSO ESPECIALISTA: CAROL ANSLEY......................................10

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RESUMOA expansão a montante acima de 45MHz ou 65MHz para aumentar a largura de banda disponível foi discutida por muitos anos, mas agora está prestes a se tornar realidade. Os padrões estão todos definidos e o hardware está prestes a se tornar disponível. Antes de uma implementação de sucesso no mundo real, porém, uma infinidade de desafios operacionais deve ser considerada.

Este artigo dá uma visão geral dos motivos de preocupação, apresentando os resultados do Este artigo dá uma visão geral dos motivos de preocupação, apresentando os resultados do teste de sensibilidade de caixa set-top, bem como outros ensaios de caracterização. Os resultados dos testes de pat (Ponto de Acesso de Teste) existentes são usados para explicar os efeitos secundários em potencial da implantação da expansão a montante, que podem representar dores de cabeça operacionais se não forem tratados de forma proativa.

DESAFIOS OPERACIONAIS NA IMPLANTAÇÃO DE 85MHZAlterar uma rede HFC de uma divisão 42MHz para uma divisão 85MHz, ou para uma divisão Alterar uma rede HFC de uma divisão 42MHz para uma divisão 85MHz, ou para uma divisão de frequência ainda maior, como 200 MHz, apresenta desafios significativos nas redes de acesso doméstica e local. Esses desafios resultam da mudança dramática no nível de RF experimentado na rede de acesso doméstica e local pela faixa de frequência passar de uso a jusante para uso a montante. Este artigo discute os efeitos dos níveis mais elevados de energia nas redes domésticas, bem como na rede local, e apresenta algumas estratégias para permitir que a atualização da rede continue sem necessitar de um melhoramento total do equipamento doméstico.do equipamento doméstico.

Por que há um problema?A ideia é a de que a mudança na frequência de divisão HFC não causará nenhum problema. Os equipamentos domésticos, embora capazes de sintonizarem-se às frequências agora dedicadas ao uso a montante, não teriam nenhuma razão para sintonizarem-se a essa banda já que os canais a jusante são removidos. Entretanto, os sintonizadores das caixas set-top, dos cabos de modem e de televisões a cabo não são perfeitos. A presença de significante energia em sua banda de recepção originalmente concebida mesmo fora do canal sintonizado energia em sua banda de recepção originalmente concebida mesmo fora do canal sintonizado nominal, pode causar distorções devido ao circuito de controle automático de ganho (AGC).

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Um circuito AGC existe para proteger o sintonizador interno de um dispositivo contra dema-siada energia no sinal de entrada e para aumentar o sinal quando é muito baixo. Muitos circuitos AGC integram a potência recebida de uma ampla largura de banda, não apenas o canal estreito atualmente desejado, e ajustam o nível do sintonizador de acordo. Quando o circuito AGC detecta que a potência do sinal de entrada é muito elevada, ele irá atenuar o sinal para proteger o sintonizador. Distorção harmônica ou problemas semelhantes causados por um sinal forte a montante acima de 54MHz no sintonizador também podem contribuir, por um sinal forte a montante acima de 54MHz no sintonizador também podem contribuir, mas os efeitos AGC aparentam representar a maior parte do problema.

O sinal de transmissão a montante a partir de um modem (CM) de cabo de 85MHz é potencial-mente muito forte. No DOCSIS 3.1, por exemplo, o nível de transmissão de um sinal mínimo de 24MHz pode ser de até 56dBmV relativo ao 6MHz. Como é mostrado na figura abaixo, o sinal transmitido irá gerar reflexos dentro de cada divisor que o sinal atravessa.

O isolamento das portas no divisor define a quantidade de reflexão que será visto nas outras portas. Divisores comuns de baixo custo podem ter tão pouco quanto 20dB de isolamento de portas. Divisores comuns de baixo custo podem ter tão pouco quanto 20dB de isolamento de porta a porta. Divisores de melhor qualidade podem ter mais perda, resultando em menos energia refletida, mas nos níveis DOCSIS3.0 ou 3.1 de potência, alguma energia refletida é esperada. Essa energia refletida viaja através do resto da rede doméstica, como é mostrado no diagrama.

Figura 1 - Mostrando o Sinal Refletido na Casa

Quando o sinal refletido chega a um dispositivo, o seu AGC interno pode reagir. No caso anterior, por exemplo, de um sinal de 56dBmV refletido com uma perda de 30dB, o sinal anterior, por exemplo, de um sinal de 56dBmV refletido com uma perda de 30dB, o sinal refletido poderia chegar a uma caixa set-top conectada diretamente a 26dBmV, um nível muito mais elevado do que o sinal típico a jusante de vídeo de 0dBmV dentro de casa. Quando um AGC detecta um alto nível de potência, ele pode atenuar todo o sinal a jusante. Se a atenuação é demasiadamente elevada devido às reflexões de 85MHz dos EUA, o sinal de vídeo a jusante desejado será degradado ou perdido. A quantidade de atenuação adicional presente entre o

39dBmV

20dB isolation 39dBmV

35dBmV

35dBmV

59dBmV

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sinal refletido e o dispositivo afetado irá variar, dependendo do arranjo do divisor no interior da casa.

A ARRIS testou uma coleção de caixas set-top para determinar qual nível de sinal refletido tende a causar problemas. Os resultados do teste são apresentados na figura abaixo.

Figura 2 - Resultados do Teste de Interferência

Os dispositivos em teste foram ajustados para um canal de vídeo de 256 QAM a 111 MHz, com uma carga de canal de vídeo completa presente de até 945 MHz. Um bloco de sinais a com uma carga de canal de vídeo completa presente de até 945 MHz. Um bloco de sinais a montante foi adicionado entre 54,3 MHz e 74,5 MHz. O bloco foi variado em nível para descobrir em que nível a degradação de vídeo ocorreu. Como se esperava, tanto o nível do sinal de vídeo quanto o nível do sinal a montante influenciaram os resultados. A regra geral resultante é que a diferença entre o nível de vídeo a jusante e o nível a montante de 85 MHz deve ser inferior a 25 dB no conector F do dispositivo legado para evitar problemas na maioria das caixas set-top.

O problema da energia refletida inesperada na banda receptora do sintonizador a jusante O problema da energia refletida inesperada na banda receptora do sintonizador a jusante não se limita à casa onde um novo CM 85MHz for instalado. A ARRIS também testou o desempenho de alguns pats. A configuração de teste registrada junto dos resultados dos testes de amostra é apresentada abaixo.

O circuito interno de um pat é equivalente a um acoplador direcional que toca a linha tronco com um divisor que divide a energia do pat para as portas F-conector do pat. Quando umsinal é enviado a partir de uma casa até uma porta em um pat, reflexos são gerados no circuito divisor dentro do pat. Outra casa que compartilha divisor interno de um pat pode circuito divisor dentro do pat. Outra casa que compartilha divisor interno de um pat pode

AGGREGATEUPSTREAMLEVEL(dBmV)

50

40

30

20

10

0

-10-10

-20-12 dBmV video level 0 dBmV video level +10 dBmV video level

TEST CASES (VIDEO QAM LEVEL)

Video Level

DCH3416DCT700 P3DCX3501XG1

UPSTREAM INTERFERENCE LEVELS CAUSING IMPAIRED VIDEO QAM

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Figura 3

receber um alto nível de energia refletida. No teste, reflexões com tão pouco quanto 24dB de perda foram observadas. Uma vez que uma caixa set-top em outra casa ainda terá perda de cabo de descida, bem como a perda de divisor doméstico para reduzir a potência do sinal refletido, a possibilidade de degradação do desempenho não é tão alta quanto na casa original, mas se o nível de entrada de vídeo é baixo, o sinal refletido ainda poderia causar problemas.causar problemas.

Diagnóstico de Problemas Relacionados de 85MHz em CampoOperacionalmente, os piores problemas para se resolver são os intermitentes. Problemas causados por sobrecarga da AGC devido a transmissões a montante abaixo de 85MHz serão intermitentes, aparecendo apenas quando o novo CM está transmitindo. Um relato de rupturas ocasionais em vídeo pode ter muitas causas possíveis, e reflexões de 85MHz são outra possível causa. Como mencionado acima, é possível ainda que o assinante comunicando o problema não tenha um modem D3.1; poderia ser o novo modem de seu vizinho que está o problema não tenha um modem D3.1; poderia ser o novo modem de seu vizinho que está afetando sua casa através de reflexões em um pat compartilhado. Além das contribuições do divisor, o tempo de histerese do circuito AGC do set-top também pode determinar se um problema é visto ou não. Se o circuito de AGC tem uma histerese lenta, as rajadas CM menores podem nem ser detectadas pelo AGC. Mas se o AGC é acionado, uma liberação lenta pode fazer o problema ser visível para o cliente afetado, mesmo depois de o CM ter cessado as transmissões.

Devido à sobreposição no uso de serviços de vídeo com High Speed Data (HSD), serviços que Devido à sobreposição no uso de serviços de vídeo com High Speed Data (HSD), serviços que têm sido demonstrado em outros estudos, é esperado que os assinantes estejam vendo televisão no mesmo momento que outras pessoas em sua casa ou seus vizinhos e é provável

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TX = 54 dBmV, 80-84 MHz

-20dBmV

22dBmV

46dBmV

13dBmV

-2dBmV

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que também estejam usando serviços HSD. Se existe um problema de sinal refletido, ele pode ser visto durante o horário nobre, à noite, mas pode desaparecer na manhã seguinte. Um técnico que chega na residência pode não ver qualquer degradação de vídeo e, a não ser que seja treinado para olhar também para problemas de modem de 85MHz, pode ignorar o problema como sendo uma interrupção temporária na instalação.

Prevenir Problemas de 85MHz RelacionadosExistem várias alternativas para corrigir uma casa onde um novo modem de 85MHz tenha Existem várias alternativas para corrigir uma casa onde um novo modem de 85MHz tenha sido instalado; o equipamento doméstico frágil pode ser protegido individualmente ou pode-se remediar a casa como um todo.

Uma abordagem para prevenir problemas domésticos é usar um modem a cabo de duas portas para implantações de 85MHz como mostrado abaixo.

Figura 4 - Solução Duas Portas de Saída

Uma porta conecta a rede de fibra híbrida coaxial (HFC) e a outra porta conecta a rede doméstica. Usando este dispositivo se elimina a possibilidade de interferência em casa, orientando todas Usando este dispositivo se elimina a possibilidade de interferência em casa, orientando todas as transmissões a montante de 85MHz diretamente para a rede HFC. Transmissões a montante na faixa de legado dos EUA de dentro da casa devem passar pelo CM da porta de origem até a porta HFC.

Alternativamente, se uma configuração tradicional porta única CM for usada, então filtros que bloqueiam sinais entre 42MHz e 85MHz devem ser adicionados a cada caixa set-top ou outro dispositivo de recepção por cabo ou a uma porta perna divisora para proteger vários dispositivos. dispositivos.

Nota-se que um filtro de alta frequência simples provavelmente não será suficiente, uma vez que muitas caixas set-top têm modems internos DOCSIS ou outro OOB, significa transmitir a montante. Um filtro de alta frequência simples alteraria esses dispositivos de dois sentidos

UpstreamTx 5-85MHz

5-42MHzallowed

5-42MHzallowed

42-85MHzblocked

HFCHOME

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5-85MHzUS Tx

42-85MHzblocked

42-85MHzblocked

para dispositivos de via única. Um filtro passa-banda pode ser utilizado apenas para bloquear as transmissões ofensivas entre 42MHz e 85MHz enquanto ainda permite a transmissão a montante na banda a montante inicial.

Como alternativa, um novo divisor com filtragem interna pode ser colocado na parte superior da rede doméstica, semelhante à prática comum de hoje com EMTAs como se mostra na figura abaixo.

O novo divisor poderia ter uma porta com filtragem adicional adequada para um CM de 85MHz. O novo divisor poderia ter uma porta com filtragem adicional adequada para um CM de 85MHz. A filtragem adicional evitaria que reflexos na banda 42-85MHz alcançassem as outras portas usadas para a casa.

Prevenir Problemas na Rede de Acesso LocalUma situação mais difícil se apresentará se Operações determinarem que algumas portas 85MHz de uma porta a outra. Uma opção é instruir os instaladores a colocarem filtros de banda em outras portas de uma pat potencialmente afetadas quando o novo modem é instalado. Uma potencial desvantagem desta abordagem é que, se um vizinho tenta uma auto-instalação Uma potencial desvantagem desta abordagem é que, se um vizinho tenta uma auto-instalação de um modem de 85MHz em um momento posterior, isso irá falhar a menos que o filtro na porta pat seja removido.

Figura 5 - Colocação do Filtro para Prevenir Retorno de 85MHz

Outra possibilidade é substituir a placa dianteira do pat ou mesmo todo o ele como parte da atualização de 85MHz da instalação. Essa solução faz mais sentido se o pat está para ser substituído de qualquer maneira para habilitar o serviço de 1.2GHz a jusante. Alguns MSOs estão considerando expandir os seus serviços a jusante acima de 1 GHz. Os pats atuais em estão considerando expandir os seus serviços a jusante acima de 1 GHz. Os pats atuais em campo geralmente não proporcionam um bom desempenho nesta banda. Se o pat está para ser substituído de qualquer maneira, realizar também a atualização do isolamento para evitar diafonia de 85MHz seria a combinação ideal.

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Figura 6 - Divisor com Filtros Embutidos para Prevenir Retorno de 85MHz

Implantação Antecipada de Modems de 85MHz antes de Atualizar InstalaçõesAlguns MSOs estão pensando em implantar modems de 85MHz agora, com antecedência às atualizações de instalações de 85MHz posteriores. Eles gostariam de continuar a utilizar a banda de frequência de 54-85MHz para serviços a jusante, mas garantir que seus novos modems sejam compatíveis com uma atualização da instalação de 85MHz posterior.modems sejam compatíveis com uma atualização da instalação de 85MHz posterior.

Infelizmente, os problemas podem ser causados por um modem de 85MHz mesmo quando se opera abaixo de 42MHz, se ele não tiver um filtro alternável embutido. Testes mostraram que pelo menos alguns DACs utilizados para transmissores CM têm um piso de ruído que aparece durante as transmissões. Os níveis observados foram relativamente baixos, por exemplo -16dBmV. Porque este barulho teria que passar pelo mesmo isolamento porta-a-porta contra perda discutido anteriormente, é improvável que afete um meio digital, mas pode causar distorção em sinais de vídeo analógicos na faixa 54-85MHz. Sinais de vídeo pode causar distorção em sinais de vídeo analógicos na faixa 54-85MHz. Sinais de vídeo analógicos podem começar a apresentar distorção com SNR de menos de 40dB. Se o sinal de entrada de vídeo está em 0dBmV, então o salto refletido no piso de ruído poderia ser em torno -36dBmV. Para níveis inferiores de vídeo, o risco de problemas aumentaria.

Para evitar este problema, a implantação de um dispositivo com um filtro alternável integrado é aconselhável.

42-85MHzblockedon these 3ports

5-85MHzUS Tx

5-85MHzallowed

5-42MHzUS Tx

5-42MHzUS Tx

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Conheça Carol Ainsley, Direção Sênior na equipe CTO CPE de tecnologia na ARRIS. Carol tem feito parte da ARRIS por quase duas décadas, focando em Ethernet, Wi-Fi, MoCA, HPNA, Bluetooth, e outras inovações da rede doméstica. Ela é uma líder dentro do MoCA Alliance, uma colaboradora regular do MoCA Alliance, uma colaboradora regular de trabalhos técnicos para o SCTE e NCTA, e não apenas mantém diplomas BEE e MEE em engenharia elétrica como detém 6 patentes.

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CONCLUSÃOA demanda dos consumidores por maior largura de banda a jusante está também impulsion-ando a demanda por largura de banda a montante. As últimas normas DOCSIS permitem ou precisam de suporte para a operação a montante acima do funcionamento atual a montante de bandas de 5 a 42MHz ou de 5 a 65MHz. A expansão bem sucedida da banda a montante exige que sejam tomadas medidas para evitar problemas com equipamentos legados já implantados no campo. implantados no campo.

Um modem ou saída a cabo de duas portas fornece a opção mais operacionalmente amigável, mas outras opções também podem fornecer um desempenho aceitável. Melhorar a perda de porta-a-porta em divisores na casa, bem como dentro de pats de apoio a casas com novos modems de 85MHz pode evitar que problemas apareçam depois que os novos modems são implantados.

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