砷化鎵技術(shù)助益中國(guó)有線電視市場(chǎng)的擴(kuò)張

中國(guó)的有線電視市場(chǎng)規(guī)模與這個(gè)國(guó)家一樣巨大。滲透到全國(guó)4億多“電視家庭用戶(hù)”是一個(gè)龐大而艱巨的任務(wù)，但卻正以破竹之勢(shì)推進(jìn)。到2015年，中國(guó)政府預(yù)測(cè)模擬信號(hào)將在全國(guó)停止，被數(shù)字信號(hào)完全取代，實(shí)現(xiàn)更廣泛的服務(wù)和更高的畫(huà)面質(zhì)量。目前在中國(guó)已經(jīng)有近5,000萬(wàn)數(shù)字有線電視用戶(hù)，和至少1.87億有線電視家庭用戶(hù)，其中8,800萬(wàn)戶(hù)擁有數(shù)字電視機(jī)。

并不讓人意外的是，直到最近之前，中國(guó)的有線電視市場(chǎng)一直都極其多樣化，有超過(guò)3,000家授權(quán)的有線電視運(yùn)營(yíng)商。由于國(guó)務(wù)院倡導(dǎo)鼓勵(lì)“三并一”整合項(xiàng)目，有線電視運(yùn)營(yíng)商的數(shù)量很可能將迅速減少。到今年年底，中國(guó)中到大型城市的有線電視家庭中，95%左右家庭將實(shí)現(xiàn)雙向服務(wù)。在小型城市中，一半左右的家庭將實(shí)現(xiàn)雙向?qū)拵盘?hào)。即使如此，中國(guó)還有數(shù)量龐大且地區(qū)分散人口還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有線電視覆蓋。不過(guò)，中國(guó)政府的目標(biāo)是將有線電視和寬帶互聯(lián)網(wǎng)以盡可能快的速度，覆蓋到盡可能多的潛在家庭用戶(hù)。

有一件事是可以肯定的：像砷化鎵(GaAs)和氮化鎵(GaN)這樣的復(fù)合半導(dǎo)體技術(shù)將會(huì)成為推動(dòng)中國(guó)有線電視系統(tǒng)現(xiàn)代化進(jìn)程的關(guān)鍵因素。和現(xiàn)代技術(shù)相比，這兩種技術(shù)都結(jié)合了更高的效率、更高的線性、更寬的帶寬、更低的運(yùn)營(yíng)成本、以及眾多其它優(yōu)勢(shì)。如果要符合當(dāng)下和未來(lái)的傳輸機(jī)制，采用先進(jìn)半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。這些技術(shù)需要在整個(gè)系統(tǒng)中部署，包括從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器到客戶(hù)端。

在系統(tǒng)的射頻部分，雙極結(jié)式晶體管在過(guò)去幾十年中占據(jù)了至高無(wú)上的地位，但是終將全部被砷化鎵取代，同時(shí)混合氮化鎵/砷化鎵器件開(kāi)始進(jìn)入系統(tǒng)，主要用于滿足基礎(chǔ)設(shè)施的需求?；陔p極結(jié)式晶體管的混合放大器根本無(wú)法滿足不斷增長(zhǎng)的帶寬要求，從300MHz到550、870，再到現(xiàn)在的1000MHz。砷化鎵及隨后的氮化鎵器件可提供所有關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)上更高的性能，從更高的帶寬到更低的多載波失真、更高的射頻輸出功率，再到更低的噪聲、更高的效率。

砷化鎵技術(shù)不斷改進(jìn)已經(jīng)有25年之久了，數(shù)以?xún)|計(jì)的砷化鎵器件已經(jīng)被運(yùn)用在全球廣泛的應(yīng)用中，包括眾多地區(qū)典型網(wǎng)絡(luò)中的有線電視工業(yè)放大器。結(jié)果就是，它們的價(jià)格實(shí)現(xiàn)了明顯的下降，這使它們相較于雙極結(jié)式晶體管更有競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于中國(guó)有線電視運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，已經(jīng)不需要考慮雙極結(jié)式晶體管了。盡管它們的價(jià)格還稍稍低于砷化鎵器件，但是砷化鎵器件明顯更高的性能和其它優(yōu)勢(shì)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了這小小的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。

光纖到戶(hù)進(jìn)程中的成本控制

關(guān)于光纖到戶(hù)系統(tǒng)家庭終端的成本方面，平均最貴的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是安裝在每家用戶(hù)的光纖網(wǎng)絡(luò)終端(Optical Network Terminal，ONT)。系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商在部署光纖到戶(hù)視頻解決方案時(shí)最重要的挑戰(zhàn)是，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)最低成本的部署，同時(shí)滿足廣泛用戶(hù)的各種需求。

專(zhuān)用于光纖到戶(hù)有線電視頻譜的集成高敏感度多級(jí)RFIC放大器的出現(xiàn)，加上改良的發(fā)送和接收回路元件，有助于新的光纖到戶(hù)部署以非常低的成本支持完整的20千米鏈路。光纖線路延長(zhǎng)器可以按需將距離延長(zhǎng)到更遠(yuǎn)。使家庭終端整體成本變得吸引人的關(guān)鍵是確保光網(wǎng)絡(luò)單元(從上游和為多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)終端提供動(dòng)力)提供支持各種可能的用戶(hù)方案所需的可靠性和功率，從而消除了雙向?qū)︻~外后端放大器的需求。先進(jìn)技術(shù)已顯示在支持接近最壞的情況下用戶(hù)的需求，并同時(shí)保持高度經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

保持線性

過(guò)去幾十年中，實(shí)現(xiàn)高水平的線性一直是有線電視系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的關(guān)鍵目標(biāo)，隨著有線電視系統(tǒng)必須支持的頻道數(shù)和調(diào)制技術(shù)種類(lèi)的增加，其重要性正在戲劇性的上升。電路級(jí)別的射頻線性化技術(shù)有助于光發(fā)射器實(shí)現(xiàn)它們最佳的性能。即使是光導(dǎo)纖維系統(tǒng)，也會(huì)在整個(gè)信號(hào)通道中發(fā)生大量的失真，如果這個(gè)情況不能改善的話，將會(huì)有損服務(wù)質(zhì)量。在廣闊的有線電視覆蓋區(qū)域始終達(dá)到高水平的線性面臨著技術(shù)上的挑戰(zhàn)，而當(dāng)通過(guò)使用外部電路來(lái)執(zhí)行時(shí)，由于在線性化電路中很難補(bǔ)償寄生效應(yīng)，因此復(fù)雜度又增加了。

然而，TriQuint半導(dǎo)體公司的砷化鎵放大器現(xiàn)在將這些電路直接集成到了放大器旁邊的芯片上，這從很大程度上解決了這個(gè)問(wèn)題，而且進(jìn)一步減少了系統(tǒng)所需的元件數(shù)量。線性化電路使創(chuàng)建擁有必要失真特性的光纖調(diào)制器成為了可能，來(lái)發(fā)射模擬和數(shù)字信號(hào)內(nèi)容。有了將線性化技術(shù)集成到基于砷化鎵器件中的能力，線性化將進(jìn)一步加強(qiáng)性能，給有線電視運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大優(yōu)勢(shì)。

效率的重要性

應(yīng)用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器和家庭客戶(hù)端設(shè)備的放大器，是另一個(gè)高性能，尤其是高效率至關(guān)重要的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器放大器的射頻輸出水平，比同軸傳輸網(wǎng)絡(luò)中的線路延長(zhǎng)器要低5到10dB，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器中設(shè)備的高密度使高效率變得非常重要。來(lái)自TriQuint半導(dǎo)體的放大器可節(jié)省多達(dá)40%的功耗，需要安裝的電路板面積縮小80%，從而可以解決這個(gè)問(wèn)題。TriQuint基于砷化鎵的放大器應(yīng)用在客戶(hù)端設(shè)備，以支持多房間部署和其他傳輸架構(gòu)，當(dāng)應(yīng)用于有線電視混合放大器和線路延長(zhǎng)器時(shí)，可提供比以往更低的失真率，和非常高的效率和低功耗。這些優(yōu)勢(shì)可以幫有線電視運(yùn)營(yíng)商降低運(yùn)營(yíng)成本和系統(tǒng)復(fù)雜性，使放大器變得更小，功耗更低。考慮到混合放大器在有線電視系統(tǒng)中部署的龐大數(shù)量，功耗是一個(gè)主要考慮因素，特別是像在中國(guó)這樣覆蓋地區(qū)廣闊的國(guó)家。從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器這方面來(lái)說(shuō)，更高的效率可以幫助減少對(duì)散熱設(shè)備數(shù)量的需求，從而提供額外的成本節(jié)省。

拭目以待……

中國(guó)的電視觀眾將有很多東西可以期待。盡管中國(guó)有線電視歷史的大部分時(shí)間都是從運(yùn)營(yíng)商到觀眾的單向傳輸，但是很快，雙向傳輸覆蓋率將以前所未有的速度增長(zhǎng)。這將有助于實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的環(huán)境，增加之前尚未普遍的可供點(diǎn)播的優(yōu)質(zhì)節(jié)目的數(shù)量，有助于實(shí)現(xiàn)高速寬帶互聯(lián)網(wǎng)連接以及其他更多未來(lái)服務(wù)。砷化鎵和少量但數(shù)量呈上升趨勢(shì)的氮化鎵器件將在幕后工作，推動(dòng)這些進(jìn)程。這對(duì)于光纖同軸電纜混合網(wǎng)還是最終的純光纖解決方案都適用。中國(guó)的家庭娛樂(lè)行業(yè)將迎來(lái)全新徹底的改變，而TriQuint半導(dǎo)體公司將在這個(gè)進(jìn)程中扮演關(guān)鍵的角色。