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GaN技术满足有线电视提供商及客户对容量的需求

2022-07-22 12:24:37 来源：用户：

有线电视提供商在升级网络时要把握好分寸。他们需要在不降低性能和可靠性的情况下，满足客户对容量的需求。很多提供商借助GaN技术来保持平衡，原因如下。

对速度、容量、性能和可靠性的需求

随着视频、音乐、游戏和在线媒体内容消费的普及，人们需要更快电缆速度和更高容量的数据传输。这让北美有线电视运营商陷入困境，难以在不降低信号完整性和性能的情况下增强网络以满足这类需求。氮化镓（GaN）功率放大器技术应运而生，它具有市场所需的线性度、热特性和效率，可满足混合光纤同轴（HFC）的性能要求，并支持可靠的有线电视运营。

本文节选自Qorvo设计峰会系列网络研讨会，重点介绍了行业领域的重大改进，这些领域的进展将助力下一代技术发展。

作为设计峰会系列的一部分，与Qorvo专家一起深入探讨这一主题。网络研讨会探讨了革新下一代技术的进展情况。

增益单元放大技术的发展

在过去的25年里，砷化镓（GaAs）、GaN混合体和单片微波集成电路（MMIC）等有线电视技术不断进步，扩展带宽并提高系统性能，以符合最新的有线电缆数据服务接口规范（DOCSIS）。GaN器件在效率、线性度和性能上都超出了必要的规范要求，确保在HFC网络中实现可靠的数据传输和信号完整性。

有线电视半导体技术的发展

采用GaN技术，增益单元性能提升，有线电视多系统运营商（MSO）可以提高线性功率输出。这带来了诸多益处，不仅可以降低升级成本，而且可以把光纤放在离客户更近的地方，以提供更优质的服务。此外，还可以减少或去除网络链中的放大器。

图1比较了有线电视增益单元结构中常用的材料技术的相关特性。可以明显看出，GaN为MSO提供了多个关键的系统级优势。

图1.与其它半导体技术相比，基于GaN的器件特性。

用GaN改善线性功率输出

随着从DOCSIS3.0、DOCSIS3.1发展到DOCSIS4.0（支持高达1.8Ghz下游频谱的标准），有源功率器件的非线性行为让行业面临重大挑战。不一致的线性度会降低信号质量，在数字信道上产生误码，有时在解调信号时会导致整个设备故障。使用GaN有助于改善线性度下降的情况，有助于避免信号质量问题和设备故障。

Qorvo在设计和制造有线电视放大器方面的专业知识可以追溯至行业早期。事实上，Qorvo是第一家推出采用了碳化硅基氮化镓（GaN-on-SiC）的有线电视增益单元的公司。

GaN以其优越的性能特点，推动有线电视应用从GaAs到GaN的大规模转变。GaN所提供的更高输出水平、更高耐用性和优异的热性能是这一转变的关键催化剂。

随着有线电视带宽的不断扩展，工程师和系统架构师正在为网络升级寻找合适的技术。为了满足更高的带宽和数据速率需求，必须保持线性度。保持增益单元或放大器的线性度取决于四个因素：半导体技术、电路设计、功耗和散热设计/性能。GaN在这些方面具有优势，提供的功率高达10W/mm，而典型的GaAs设计只有1W/mm（见图2）。

线性输出功率方面的进步

图2.GaAs、GaN和Si技术的效率和复合输出功率比较。

结语

现在，MSO在将其网络升级到新的DOCSIS标准时，有了满足容量需求的可靠选择。GaN技术能提供更好的数据传输，具有符合严格设计限制的必要特性，而基于GaN的放大器为下一代设计提供了理想的构建模块。

审核编辑：彭静

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