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銅線接入或迎“第二春”:G.fast敲開“銅線千兆時代”大門

分類:行業新聞    日期:2014/7/10    來源:C114中國通信網

C114訊 7月10日技術評論(李明)網絡電視、高清視頻、4k電視、物聯網等大帶寬業務的飛速發展,正在呼喚每用戶最高寬帶接入速率100M/300M/500M乃至1000M的超寬帶網絡時代的到來,光進銅退、打造泛在的超寬帶網絡成為大勢所趨。

FTTH光纖到戶)已經成為滿足用戶超寬帶網絡需求的主流技術,并且成為更多新建小區的標配。但是,針對大多數成熟社區的光纖改造涉及光纖穿墻入戶和家庭光纖布線等復雜工程,導致FTTH建設進展緩慢、工程造價較高、且會破壞家庭裝修,這讓眾多成熟社區用戶暢享超寬帶網絡幾乎成為一種奢望。

一方面是用戶對于網絡帶寬近乎饑渴的需求,另一方面卻是FTTH還不能完全普及的無奈,面對這樣的局面運營商又該何去何從呢?我們看到,如果能采用光銅互補的建設思路,重用現有“銅線”資源為用戶提供超寬帶接入,將大大加快超寬帶網絡的建設速度,這也成為運營商中期寬帶網絡戰略的一大支柱。

重識銅線價值

那么,在多代系寬帶接入技術長期共存的今天,哪種基于銅線資源的寬帶接入技術更加適合為用戶打造超寬帶網絡呢?

遙想銅線接入技術發展史,當年2M-4M接入速率的ADSL第一次把人們帶入寬帶接入時代;其后的ADSL2+技術通過把工作頻率從1.1MHz擴展到2.2MHz,將下行最高速率提升到8M-24M,完全取代了ADSL技術并得到廣泛應用;此后,VDSL技術同時提高了上下行帶寬,使對稱速率接入成為可能,彌補了ADSL2+非對稱接入的不足;但VDSL包含QAM和DMT兩種調制技術且不兼容ADSL2+,最終被與ADSL2+后向兼容性更好的VDSL2技術所取代,銅線接入技術正式進入“百兆”時代。

VDSL2可工作到17MHz甚至30MHz頻段,劃分了更多的上下行子通道,在短距離內可以提供更高帶寬。由于DSL銅線提速技術的普遍規律是“距離用戶越近,帶寬提速越快,但因此涉及的光纖改造工程成本越高”。因此,VDSL2技術通常應用于銅線環路距離最終用戶小于2.5公里的FTTC場景,目標帶寬每用戶50M-100M,由于FTTC站點距離最終用戶較遠,因此是所有寬帶提速方案(FTTC/B/D/H)中建網成本最低、布放速度相對較快的解決方案,在當前階段成為歐洲等大量運營商基于銅線資源進行寬帶提速的主流模式之一。

但是,由于存在線路間串擾,VDSL2在實際應用中的接入速率要達到百兆還存在巨大挑戰,而Vectoring技術的出現在一定程度上解決了線路間串擾問題,使銅線接入真正達到百兆。不過,由于Vectoring技術屬于串擾抵消技術,本身仍是VDSL2,其達到的最佳效果等效于單線對無噪聲的VDSL2速率。

而用戶對于帶寬的需求是永無止境的,銅線接入要想突破百兆甚至邁向千兆速率,就需要引入更新的接入技術。目前來看,G.fast技術很有希望扛起“銅線接入進入千兆時代”的大旗。

G.fast引領銅線接入邁向千兆時代

據了解,G.fast技術可以在現有銅線資源(電話線或同軸電纜)上實現1Gbps的超寬帶接入。未來,G.fast技術可能主要應用于距離最終用戶250米以內的FTTB/FTTD場景,目標帶寬每戶500M-1000M。由于距離用戶更近,用戶能夠獲得的帶寬相對更高,G.fast將作為與FTTH匹敵的千兆入戶接入方案。

與以往技術不同的是,G.fast技術在標準設計初期就引入了用戶自定義的理念。傳統銅線接入技術,不論是ADSL2+還是VDSL2,都是上、下行固定帶寬,大部分情況是網絡下行帶寬大、上行帶寬小。而在云業務時代,最終用戶可能需要分享大量的高清影片或圖片資料,此時上行帶寬太慢就會成為一個瓶頸。而G.fast技術允許運營商根據自己網絡業務的實際情況,自行定義上、下行帶寬,比如有的運營商會定義為500M下行、500M上行,或者定義為900M下行,100M上行,這將進一步幫助運營商提升寬帶網絡能力與用戶體驗。

同時,G.fast技術在標準設計初期還引入了用戶自安裝的理念。對運營商而言,G.fast技術通常部署在FTTB/FTTD的位置,可以支持用戶側反向供電,運營商無需受到電源位置的限制,基本可以做到即插即用。而用戶側的終端使用起來也和ADSL2+一樣簡單易用,最終用戶也可以自己完成安裝,實現即插即用。

接近于光纖到戶的帶寬速率、簡單便捷的安裝施工等優點,可以預見G.fast技術在未來將擁有巨大的市場空間。一方面,針對已經部署FTTC/FTTB/FTTD+VDSL2的用戶需要更高帶寬時,可以通過G.fast技術實現升級;另一方面,在FTTH網絡建設中,成熟社區改造環境中要獲得等同FTTH的帶寬,也可以采用FTTB/FTTD+G.fast方案來大幅降低FTTH入戶的成本和開通周期。

標準發布進入倒計時

標準化推進方面,目前G.fast的標準化工作已經提上日程。2014年5月20日-23日,包括國際標準組織、運營商、設備廠家等產業鏈各環節齊聚巴黎,就G.fast技術的標準進展、試商用效果以及未來商用涉及的各環節內容進行了分享和溝通。

據G.fast標準編輯及ITU-T SG15 Q4項目副主席、華為接入網技術高級科學家Les Brown介紹,目前ITU等標準組織正在完善G.fast技術標準,并且已經于2013年12月發布了G.fast標準征求意見稿,計劃2014年底實現G.fast標準最終定稿。

G.FAST的國際標準主要由國際電聯ITU-T定義完成,標準由兩部分組成:ITU-T G.9700標準和ITU-T G.9701標準,G.9700標準定義了G.fast技術功率譜(PSD:power spectral density)的限制和相應的控制工具,ITU-T G.9701則定義了G.fast收發器的功能特性。

“ITU-T G.9700標準已經于2014年4月正式通過并發布;而ITU-T G.9701標準已經在2013年12月發布意見征詢稿,完成了標準化第一階段的任務,該意見征詢稿被廣泛發布給行業專家,用于收集多方面的意見,并針對這些意見修訂標準內容、解決可能存在的問題?!盠es Brown透露,“目前相關工作進展順利,預計G.9701標準正式發布不會遲于2014年12月的ITU-T SG15標準組織會議?!?/p>

運營商積極開展實驗局測試

即便G.fast標準尚未正式發布,但由于G.fast可以促進運營商銅線資源增值,實現更少投資、更高帶寬、更廣覆蓋、更快收益,因此受到產業鏈各方的廣泛關注,目前行業主要運營商、設備廠家、芯片廠家已經積極參與其中。目前,參與G.fast研發的主要系統設備廠商有華為、阿爾卡特朗訊等,主流芯片廠商有Broadcom、Ikanos、Lantiq、Sckipio等。

作為G.fast標準的主要貢獻者之一,華為一直為G.fast的標準成熟做出貢獻,華為的技術專家也承擔著G.fast標準協同撰稿人等工作,同時華為還在行業中積極推進G.fast產品化進度。據Les Brown介紹,華為早在2011年12月就推出了業界第一款G.fast產品樣機Giga DSL,并于2012年7月與瑞士電信完成了業界首次聯合DEMO,2013年華為發布了業界首款G.fast試商用樣機。

全球主流運營商也紛紛啟動了G.fast商用實驗局測試和試商用計劃,英國電信(BT)2013年9月聯合華為開啟了業界首個G.fast商用實驗局,主要測試了不同頻率對接入速度的影響及一些工程特性;北歐最大的電信運營商TeliaSonera聯合華為在2014年2月開啟了北歐首個G.fast商用實驗局,主要關注點是G.fast技術與傳統銅線技術在共站址、共物理線路、共管道的情況下的實際速率表現,該實驗局的同管道內包括遠端模塊局接入的ADSL2+及VDSL2,測試效果良好。

瑞士電信Swisscom計劃在2014年6月開啟G.fast商用實驗局,主要關注在長距離銅線場景以及紙質電纜等老舊、強串擾環境下G.fast技術的表現;此外,更多的運營商包括歐洲、加拿大、中東及亞洲的運營商也陸續加入到G.fast商用實驗局測試和試商用計劃。這些都標志著G.fast技術不再局限于理論研究和實驗室演示,而是即將成為正式標準并且開始走向真正的實踐和商用。

突破關鍵技術2016劍指商用

不過,任何一項新技術從標準到大規模商用,除了基礎技術,還會遇到這樣或者那樣的實際商用問題,G.fast也不例外。諸如在銅線太老、距離太遠、環境太復雜、媒介變化等情況下如何部署G.fast,超強串擾問題如何解決,銅線開放(同樣管道分給不同運營商或虛擬運營商)環境下能否部署G.fast,供電問題如何解決,如何與現有寬帶接入技術兼容,這些都是擺在G.fast邁向商用道路上的實際問題。

例如,G.fast的高頻段初始階段將會采用106MHz,未來可擴展到212MHz,頻率越高G.fast可獲得的帶寬也越高。但是由于G.fast工作頻率非常高,線路間的串擾影響也非常大,外界的短時脈沖干擾也容易造成線路不穩定,如何保證連接的穩定可靠是目前最大的挑戰,特別是用戶掉線后重新激活花費的時間較長,嚴重影響了用戶使用體驗。對此,華為通過多家運營商的現網實測,通過創新的Vectoring算法等解決了這些問題。

另外,由于G.fast工作頻率非常高,因此要求從設備到用戶間的銅線距離相對要短(標準建議小于250米),這樣設備的容量相對較小,規模部署意味著大量的G.fast設備部署在FTTDp(光纖到分配點)或FTTD的位置,如此多G.fast設備的安裝、運維將會是非常大的挑戰?!叭A為針對這一類問題,同時基于面向SDN的未來方向,提出了創新的OLT聚合管理解決方案,通過將遠端海量的接入節點虛擬成OLT側的端口,在維護上能夠保持現網大容量站點,便于維護的一致體驗?!盠es Brown說。

而針對G.fast與現網多種寬帶接入技術如何實現兼容的問題,ITU-T G.9700標準定義了G.fast技術功率譜 (PSD)的限制和相應的控制工具,其中一個工具就是用來控制G.fast的起始頻率,通過限制頻率確保DSL的波段不會互相沖突、影響。比如,如果現網中已經有ADSL2+或VDSL2,則可以通過限制G.fast在該線路段的頻段,避開與現有管道中的其他技術的沖突頻段,這種方法在北歐最大運營商TeliaSonia的實際試商用中的效果非常好。

當標準正式發布、瓶頸問題逐個解決之后,G.fast應該很快就會迎來正式商用。對于商用時間表,Les Brown表示,“預計到2015年初,G.fast商用芯片將正式發布,同時寬帶論壇(The Broadband Forum)計劃在2015年下半年針對G.fast推出完整的技術認證體系。我們預計到2016年,G.fast技術將在歐洲及北美地區率先進入商用部署?!?/p>

談及未來G.fast在中國市場的落地,Les Brown指出,雖然目前中國市場的FTTH發展相對快一些,但是在成熟社區,中國運營商同樣面臨類似的光纖入戶難等問題。因此,中國運營商也開始采用FTTB+VDSL2的方式重用已有的銅線入戶資源,以降低入戶難度和成本;而在未來,如果最終用戶需要更高的帶寬,運營商也可以將現有的FTTB+VDSL2升級為FTTB+G.fast的解決方案??傊?,比肩FTTH的高帶寬+避免挖溝改造等工程施工帶來的更低成本優勢,注定G.fast技術將有一個光輝的未來。


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