銅線接入技術的進化史
時間:2016-05-06 13:26:11 來源：
縱觀銅線接入技術發(fā)展的歷史，就是通過不斷的技術創(chuàng)新、因地制宜的網絡架構革新以持續(xù)滿足人們對帶寬的需求。opgw光纜
2000年前后出現(xiàn)的以ADSL2/2+為核心的第一次寬帶建設熱潮，讓人們首次嘗到了寬帶接入的甜頭。2008年前后，人們的目光開始從銅線介質轉向更為優(yōu)質的光纖介質，掀起了FTTH（光纖到戶）建設熱潮。固網運營商們逐漸發(fā)現(xiàn)：對于新建小區(qū)，采用FTTH是比較合適的建網方式；但對于已建小區(qū)的超寬帶網絡提速改造，特別是像歐洲那樣用戶普遍居住分散、建筑設施陳舊的地區(qū)，采用FTTH建設超寬帶網絡將面臨光纖改造工程復雜、光纖入戶難、工程周期長、建網投資大，以及資金回報慢等一系列問題，這使得FTTH的建設熱潮逐漸冷卻下來。opgw光纜
而在FTTH建設進程放緩的同時，固網運營商們還面臨著Coax接入和無線接入的激烈競爭壓力。此時，固網運營商普遍使用的寬帶接入技術是VDSL2 17a，其理論上可提供最大150Mb/s的下行帶寬。但在實際應用中，由于線路間串擾，速率要大打折扣，簡單地擴寬頻帶而不解決串擾問題，實際上提升不了速率。VDSL2 30a就是這樣的例子，這也是沒有人使用VDSL2 30a的原因。opgw光纜
就在固網運營商們進退維谷之際，解決串擾問題的Vectoring技術成熟了，且一出現(xiàn)就引起了固網運營商們的青睞。Vectoring技術使VDSL2的實際速率提高了1～2倍，真正達到了百兆；同時，其還具備部署簡單、成本低廉、建設快速的優(yōu)點，運營商只要升級原來FTTC街邊柜中的DSLAM和用戶家中的CPE即可，不需要布放線路和重新建設站址，這使固網運營商在寬帶接入市場可以快速重獲領先優(yōu)勢。華為快速洞悉了運營商的這一痛點，為此大力推動ITU快速制定了Vectoring標準，并推出業(yè)界領先的384路大規(guī)模Vectoring產品。Vectoring技術解決了串擾這個使用高頻段的后顧之憂，開啟了銅線持續(xù)提速之門。
G.fast技術：類光纖的接入速度
在利用Vectoring技術解決了燃眉之急后，固網運營商的目光投向了下一步——銅線能否提供1Gb/s類光纖一樣的接入速度呢？這個問題包含兩個方面：第一，能不能把DSLAM搬到更靠近用戶的分配點（即FTTdp場景）？在審視接入網絡拓撲時，運營商們發(fā)現(xiàn)很多地方的光纖已經拉到了比街邊柜更靠近用戶的分配點，即使分配點沒有光纖，將光纖拉到分配點也遠比拉到用戶家（FTTH）更簡單，而且投入小、建設周期短，分配點也有足夠的空間部署微小型DSLAM。顯然FTTdp場景不是問題。
第二，在FTTdp場景，銅線能否提供1Gb/s的接入速率？為了開拓FTTdp市場，華為于2011年底推出了業(yè)界首個G.fast技術樣機，在一對100米左右長度的電話線上，實現(xiàn)了千兆速率超高速接入。這證明，利用現(xiàn)有的電話線也能提供光纖一樣的接入速度。2013年10月，華為與英國電信成功開通了業(yè)界首個G.fast試驗局；2014年8月，華為與瑞士電信簽署了全球第一個G.fast商用合同，在2015年開始商用。可以預期，G.fast必將興起一股超寬帶建設熱潮。
那么，G.fast技術是如何實現(xiàn)1Gb/s接入的？首先，利用現(xiàn)有或潛在的光纖來縮短銅線的長度；其次，利用銅線的潛能，G.fast把頻帶擴寬到106MHz左右；第三，改進了Vectoring的抵消串擾功能并繼承了DMT調制；此外，G.fast為了簡化部署，還引入了反向供電的特性和靈活可配上下行速率比的TDD機制。
SuperVectoring技術：因地制宜，量體裁衣
一直以來，固網運營商對其銅線網絡都有著較好的規(guī)劃，按照一定的模式進行建設和維護；但是其模式存在著很大的彈性，而且越靠近用戶差異性越大。因此，要因地制宜、量體裁衣，發(fā)展不同的技術，SuperVectoring技術就是其中的代表。
比如在歐洲某運營商部署G.fast時，經研究發(fā)現(xiàn)，其網絡與大多數(shù)運營商網絡不同，沒有明顯的分配點。如果要部署G.fast，要么大規(guī)模改造該運營商的網絡，要么G.fast覆蓋距離需達到500～800米，這兩條路都將面臨很大問題。為此，華為專門為該運營商的應用場景推出了SuperVector技術，其基于VDSL2技術，將工作頻段從17MHz擴展到了35MHz，增加了發(fā)送信號的功率，并繼承和優(yōu)化了Vectoring的串擾抵消技術。SuperVector技術在重用現(xiàn)有FTTC站點和設備、只更換業(yè)務單板的條件下，實現(xiàn)了將FTTC用戶提速到Vectoring技術的2～3倍，解決了沒有分配點的大幅提速問題；同時，其還兼容Vectoring技術，并與Vectoring一樣具有易于部署、建設周期短和投入小的優(yōu)點。
NG-Fast技術：繼往開來
在G.fast技術趨于成熟的2014年，華為啟動了G.fast下一代技術——NG-Fast項目的研究。NG-Fast將面臨超高帶寬、低時延、低成本和易于部署等需求，那么，NG-Fast采用了哪些新技術和架構來滿足這些需求呢？
按照DSL的發(fā)展規(guī)律，下一代技術的速度通常是前一代的5～10倍，才能滿足用戶不斷增長的帶寬需求，比如滿足未來8K等視頻流的超大帶寬需求，即NG-Fast的速率要求高達5～10Gb/s，如何實現(xiàn)如此大的帶寬呢？對于單對線接入的場景，頻帶將要擴寬到500MHz，同時采用更先進的編碼和調制技術以提高頻譜效率；對于多對線入戶的場景，比如兩對線入戶和4對線入戶（Cat5），為了充分利用現(xiàn)有的銅線資源，將采用Phantom模式和MIMO串擾消除技術。Phantom模式可以把兩對線路虛擬成3對線路、4對線路虛擬成7對線路，這可以大幅提高速率，或在固定速率的情況下傳輸?shù)酶h。
對DSL承載4K視頻的研究結果表明：降低傳輸時延才能充分發(fā)揮大帶寬的作用。根據(jù)單會話TCP/IP吞吐量的計算公式，TCP/IP吞吐量不僅取決于物理帶寬，還取決于TCP/IP報文應答的Roundtrip時間。DSL的時延主要產生于兩個方面，第一是存在大規(guī)模的交織，第二是DSL的符號長度。NG-Fast要承載比4K視頻對時延要求更嚴格的8K視頻等業(yè)務，就必須大幅度降低自身傳輸?shù)臅r延。因此，NG-Fast不能使用大規(guī)模交織且一定要縮短符號長度，以降低時延，滿足超低時延的業(yè)務。
