Rauschmaß bei vollständig digitaler Übertragung: nützlich oder gefährlich?
Nehmen Sie Ihre Lieblings-CD und schalten Sie Ihren CD-Player ein. Schließen Sie ihn direkt an Ihren Audioverstärker an und drehen Sie die Lautstärke auf das Maximum. Alles funktioniert, wenn der Audiopegel am Verstärkereingang relativ niedrig, aber nicht zu niedrig ist. Messen Sie das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) des Verstärkereingangs und -ausgangs. Dieses Verhältnis wird als Rauschzahl (NF) bezeichnet.
NF sagt uns, wie sich ein Verstärker (Audio oder HFC) in einer bestimmten Konfiguration verhält. NF sagt uns nicht, was passiert, wenn der Eingangspegel des Verstärkers hoch ist und Sie trotzdem die maximale Verstärkung beibehalten. In der Praxis hören/sehen Sie Verzerrungen. NF ignoriert Verzerrungen, obwohl Verzerrungen ein echtes Problem sind, das berücksichtigt werden muss. NF ist ziemlich theoretisch und es gibt genauere Optionen.
Bei der Messung des Träger-zu-Stör-Rausch-Verhältnisses (CINR) werden Verzerrungen berücksichtigt. Anstelle eines einzelnen Wertes zeigt es, wie ein HF-Verstärker funktioniert, wenn der Eingangspegel niedrig, hoch oder irgendwo dazwischen liegt. Die folgende Beispielabbildung zeigt zwei Bereiche: einen Bereich, in dem Rauschen dominiert, obwohl Verzerrungen vorhanden sind, und einen Bereich, in dem Verzerrungen dominieren, obwohl Rauschen vorhanden ist.
Eine schlechte Bitfehlerrate (BER) ist sichtbar, wenn der Eingangspegel sehr niedrig ist, und eine schlechte BER kommt wieder ins Spiel, wenn die Verzerrung zu dominieren beginnt. Was auch immer im Netzwerk passiert, ist zweitrangig; bei volldigitaler Übertragung ist die Nur der BER zählt für Endkunden. Daher sollten die Spezifikationen von Breitband-HF-Verstärkern CINR-Werte für Up- und Downstream enthalten. Vorzugsweise bis 1218 MHz und für mehr als eine Verstärkung.
Ist NF dadurch nutzlos? Nicht immer. CINR-Werte decken NF und vieles mehr ab, aber CINR erschwert die Netzwerkplanung. In der Praxis verwenden viele Tools für Netzwerkplanung, Dokumentation und Inventarisierung den Rauschwert, da dies die Berechnungen vereinfacht. NF ist nur ein Wert, im Gegensatz zu CINR, das in Abhängigkeit von vielen Parametern wie Verstärkung und Eingangspegel variiert. Die Eingabe vieler Werte in Tools ist mühsam und die Modellierung nichtlinearer Ereignisse wie Verzerrungen ist schwierig.
Sind auf NF basierende Netzwerke falsch ausgelegt? Nein, solange alle Verstärker im Netzwerk innerhalb eines sicheren Bereichs arbeiten und keine signifikanten Verzerrungsprobleme bestehen. Wenn jedoch HFC-Netzwerkdesignregeln zusammengestellt werden, sollten die Leute, die hinter den Regeln stehen, sich der Verzerrungen bewusst sein.
Rauschzahlen werden häufig unter idealen Bedingungen gemessen. Null-Eingangsdämpfung und maximale Verstärkung sind häufig die Standardwerte. Methoden zur NF-Messung sollten angegeben werden; insbesondere die Einstellungen für Verstärkung und Neigung im mittleren Bereich beeinflussen die Ergebnisse stark. Unrealistische Einstellungen können zu surrealen NF-Werten führen und in der Praxis verhalten sich Verstärkerkaskaden nicht wie erwartet. In diesen Fällen wären gemessene CINR-Werte hilfreich.
Die Norm EN/IEC 60728-3-1 definiert, wie aktive Koaxialprodukte gemessen werden sollen, einschließlich CINR. Leider befolgen nur einige Hersteller die Richtlinien. Obwohl NF, wenn es richtig gemessen und gemeldet wird, hilfreich sein kann, kann es gefährlich sein, wenn seine Einschränkungen ignoriert werden. CINR zwingt uns, die Einschränkungen zu berücksichtigen und bietet Einblick über NF hinaus.
Arttu Purmonen
Arttu Purmonen
ich bin beigetreten Teleste im Jahr 1997 und entwickelte Videoverarbeitungs- und Datenübertragungsprodukte. Ich habe als Ingenieur, Projektmanager, Produktmanager und Geschäftsführer gearbeitet, aber das Verständnis der Kundenperspektive hat mich immer motiviert. Es brachte mich dazu, für das System- und technische Marketing verantwortlich zu sein, wo meine interne treibende Kraft und meine frühere Erfahrung zusammenspielen können. Sehen LinkedIn-Account.
