銅線接入技術(shù)的進(jìn)化史
時(shí)間:2016-05-06 13:26:11 來(lái)源:
縱觀銅線接入技術(shù)發(fā)展的歷史,就是通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新、因地制宜的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)革新以持續(xù)滿足人們對(duì)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(shè)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(kāi)始從銅線介質(zhì)轉(zhuǎn)向更為優(yōu)質(zhì)的光纖介質(zhì),掀起了FTTH(光纖到戶)建設(shè)熱潮。固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商們逐漸發(fā)現(xiàn):對(duì)于新建小區(qū),采用FTTH是比較合適的建網(wǎng)方式;但對(duì)于已建小區(qū)的超寬帶網(wǎng)絡(luò)提速改造,特別是像歐洲那樣用戶普遍居住分散、建筑設(shè)施陳舊的地區(qū),采用FTTH建設(shè)超寬帶網(wǎng)絡(luò)將面臨光纖改造工程復(fù)雜、光纖入戶難、工程周期長(zhǎng)、建網(wǎng)投資大,以及資金回報(bào)慢等一系列問(wèn)題,這使得FTTH的建設(shè)熱潮逐漸冷卻下來(lái)。opgw光纜
而在FTTH建設(shè)進(jìn)程放緩的同時(shí),固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商們還面臨著Coax接入和無(wú)線接入的激烈競(jìng)爭(zhēng)壓力。此時(shí),固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商普遍使用的寬帶接入技術(shù)是VDSL2 17a,其理論上可提供最大150Mb/s的下行帶寬。但在實(shí)際應(yīng)用中,由于線路間串?dāng)_,速率要大打折扣,簡(jiǎn)單地?cái)U(kuò)寬頻帶而不解決串?dāng)_問(wèn)題,實(shí)際上提升不了速率。VDSL2 30a就是這樣的例子,這也是沒(méi)有人使用VDSL2 30a的原因。opgw光纜
就在固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商們進(jìn)退維谷之際,解決串?dāng)_問(wèn)題的Vectoring技術(shù)成熟了,且一出現(xiàn)就引起了固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商們的青睞。Vectoring技術(shù)使VDSL2的實(shí)際速率提高了1~2倍,真正達(dá)到了百兆;同時(shí),其還具備部署簡(jiǎn)單、成本低廉、建設(shè)快速的優(yōu)點(diǎn),運(yùn)營(yíng)商只要升級(jí)原來(lái)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(shè)站址,這使固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商在寬帶接入市場(chǎng)可以快速重獲領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。華為快速洞悉了運(yùn)營(yíng)商的這一痛點(diǎn),為此大力推動(dòng)ITU快速制定了Vectoring標(biāo)準(zhǔn),并推出業(yè)界領(lǐng)先的384路大規(guī)模Vectoring產(chǎn)品。Vectoring技術(shù)解決了串?dāng)_這個(gè)使用高頻段的后顧之憂,開(kāi)啟了銅線持續(xù)提速之門。
G.fast技術(shù):類光纖的接入速度
在利用Vectoring技術(shù)解決了燃眉之急后,固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)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(gè)問(wèn)題包含兩個(gè)方面:第一,能不能把DSLAM搬到更靠近用戶的分配點(diǎn)(即FTTdp場(chǎng)景)?在審視接入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋾r(shí),運(yùn)營(yíng)商們發(fā)現(xiàn)很多地方的光纖已經(jīng)拉到了比街邊柜更靠近用戶的分配點(diǎn),即使分配點(diǎn)沒(méi)有光纖,將光纖拉到分配點(diǎn)也遠(yuǎn)比拉到用戶家(FTTH)更簡(jiǎn)單,而且投入小、建設(shè)周期短,分配點(diǎn)也有足夠的空間部署微小型DSLAM。顯然FTTdp場(chǎng)景不是問(wèn)題。
第二,在FTTdp場(chǎng)景,銅線能否提供1Gb/s的接入速率?為了開(kāi)拓FTTdp市場(chǎng),華為于2011年底推出了業(yè)界首個(gè)G.fast技術(shù)樣機(jī),在一對(duì)100米左右長(zhǎng)度的電話線上,實(shí)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(guó)電信成功開(kāi)通了業(yè)界首個(gè)G.fast試驗(yàn)局;2014年8月,華為與瑞士電信簽署了全球第一個(gè)G.fast商用合同,在2015年開(kāi)始商用??梢灶A(yù)期,G.fast必將興起一股超寬帶建設(shè)熱潮。
那么,G.fast技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)1Gb/s接入的?首先,利用現(xiàn)有或潛在的光纖來(lái)縮短銅線的長(zhǎng)度;其次,利用銅線的潛能,G.fast把頻帶擴(kuò)寬到106MHz左右;第三,改進(jìn)了Vectoring的抵消串?dāng)_功能并繼承了DMT調(diào)制;此外,G.fast為了簡(jiǎn)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(jī)制。
SuperVectoring技術(shù):因地制宜,量體裁衣
一直以來(lái),固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)其銅線網(wǎng)絡(luò)都有著較好的規(guī)劃,按照一定的模式進(jìn)行建設(shè)和維護(hù);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(shù),SuperVectoring技術(shù)就是其中的代表。
比如在歐洲某運(yùn)營(yíng)商部署G.fast時(shí),經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),其網(wǎng)絡(luò)與大多數(shù)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)不同,沒(méi)有明顯的分配點(diǎn)。如果要部署G.fast,要么大規(guī)模改造該運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò),要么G.fast覆蓋距離需達(dá)到500~800米,這兩條路都將面臨很大問(wèn)題。為此,華為專門為該運(yùn)營(yíng)商的應(yīng)用場(chǎng)景推出了SuperVector技術(shù),其基于VDSL2技術(shù),將工作頻段從17MHz擴(kuò)展到了35MHz,增加了發(fā)送信號(hào)的功率,并繼承和優(yōu)化了Vectoring的串?dāng)_抵消技術(shù)。SuperVector技術(shù)在重用現(xiàn)有FTTC站點(diǎn)和設(shè)備、只更換業(yè)務(wù)單板的條件下,實(shí)現(xiàn)了將FTTC用戶提速到Vectoring技術(shù)的2~3倍,解決了沒(méi)有分配點(diǎn)的大幅提速問(wèn)題;同時(shí),其還兼容Vectoring技術(shù),并與Vectoring一樣具有易于部署、建設(shè)周期短和投入小的優(yōu)點(diǎn)。
NG-Fast技術(shù):繼往開(kāi)來(lái)
在G.fast技術(shù)趨于成熟的2014年,華為啟動(dòng)了G.fast下一代技術(shù)——NG-Fast項(xiàng)目的研究。NG-Fast將面臨超高帶寬、低時(shí)延、低成本和易于部署等需求,那么,NG-Fast采用了哪些新技術(shù)和架構(gòu)來(lái)滿足這些需求呢?
按照DSL的發(fā)展規(guī)律,下一代技術(shù)的速度通常是前一代的5~10倍,才能滿足用戶不斷增長(zhǎng)的帶寬需求,比如滿足未來(lái)8K等視頻流的超大帶寬需求,即NG-Fast的速率要求高達(dá)5~10Gb/s,如何實(shí)現(xiàn)如此大的帶寬呢?對(duì)于單對(duì)線接入的場(chǎng)景,頻帶將要擴(kuò)寬到500MHz,同時(shí)采用更先進(jìn)的編碼和調(diào)制技術(shù)以提高頻譜效率;對(duì)于多對(duì)線入戶的場(chǎng)景,比如兩對(duì)線入戶和4對(duì)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?dāng)_消除技術(shù)。Phantom模式可以把兩對(duì)線路虛擬成3對(duì)線路、4對(duì)線路虛擬成7對(duì)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(yuǎn)。
對(duì)DSL承載4K視頻的研究結(jié)果表明:降低傳輸時(shí)延才能充分發(fā)揮大帶寬的作用。根據(jù)單會(huì)話TCP/IP吞吐量的計(jì)算公式,TCP/IP吞吐量不僅取決于物理帶寬,還取決于TCP/IP報(bào)文應(yīng)答的Roundtrip時(shí)間。DSL的時(shí)延主要產(chǎn)生于兩個(gè)方面,第一是存在大規(guī)模的交織,第二是DSL的符號(hào)長(zhǎng)度。NG-Fast要承載比4K視頻對(duì)時(shí)延要求更嚴(yán)格的8K視頻等業(yè)務(wù),就必須大幅度降低自身傳輸?shù)臅r(shí)延。因此,NG-Fast不能使用大規(guī)模交織且一定要縮短符號(hào)長(zhǎng)度,以降低時(shí)延,滿足超低時(shí)延的業(yè)務(wù)。