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VDSL2:双绞线的潜力股

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在全球宽带运营商、芯片厂商的积极推动下,G.993.2--VDSL2(即第二代VDSL)正式标准在2005年5月的ITU-T会议上获得通过。这标志着基于双绞线的宽带接入技术在发展上又迈进了一大步。

来源:网络转载 2009年6月16日

关键字: 双绞线 宽带接入 VDSL2

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  在全球宽带运营商、芯片厂商的积极推动下,G.993.2--VDSL2(即第二代VDSL)正式标准在2005年5月的ITU-T会议上获得通过。这标志着基于双绞线的宽带接入技术在发展上又迈进了一大步。

  面对宽带业务的不断丰富,高清晰数字视频服务的日益普及,企业信息化需求(VPN专线互连,企业高速专线业务)的日渐发展,宽带接入尤其是基于双绞线的DSL技术的带宽承载能力受到了日益严峻的挑战"光进铜退"成为电信界普遍认可的大趋势。

  但相比于已经存在多年的、大量部署、成熟应用的双绞线资源网络,高昂的光纤网络(尤其是光纤铺设)的初期建设成本,使得运营商不得不慎重考虑光纤的部署进度。如何进一步挖掘双绞线的潜力,继续利用已有的铜线资源,同时又提高带宽,打破带宽瓶颈,成为亟待解决的问题。

  挖掘双绞线的新特性

  作为DSL技术的最新发展,相比于ADSL2+而言,VDSL2再次挖掘了物理双绞线的数字业务承载能力,表现出更加激动人心的新特性。这些特性将使得VDSL2成为新一代FTTN + DSL短距离高速率应用的主流技术,为运营商快速部署高带宽网络提供了可能。

  更高的对称传输速率

  VDSL2定义了八种不同的频谱模板(8a、8b、8c、8d、12a、12b、17a和30a),可满足CO、FTTN、FTTC、FTTB等不同应用场景的需要。信号模拟带宽从8MHz到30MHz不等,相应的数字传输速率可以从45Mbps逐渐升高到100Mbps,从上下行不对称到上下行对称。

  更有效率的传输

  模式为了适应All-IP的未来网络发展趋势,VDSL2将PTM(Packet Transmission Mode)作为首选的数据封装传输模式。继承了IEEE 802.3ah(EFM,Ethernet in First Mile)的PTM封装模式,采用64/65B编码格式,配合POSPHY物理接口,对具有帧长可变特性的以太网帧的综合传输效率超过了98%。相比于ADSL2+,VDSL2将传统的、效率低于80%的ATM传输模式,远远地抛在了后面。当然,考虑到前向兼容,VDSL2也定义了ATM传输模式,用以适配目前大量部署的ADSL2+终端设备,以更好地保护运营商的已有投资。

  更灵活的频谱管理特性

  由于VDSL2使用的频谱最高达到30MHz,覆盖了中波、短波广播及业余无线电的频谱,因此受到外界噪声干扰的可能性很大。同时,由于存在与ADSL2+混合应用于同一捆双绞线的可能,而双绞线本身对高频信号的隔离防卫度有限,因此相邻ADSL2+与VDSL2的互串扰以及相邻VDSL2之间的自串扰,都将影响到VDSL2业务的稳定性。

  为了规避上述问题,VDSL2标准中定义了多种灵活的频谱管理方法,如DPBO(下行功率消减算法)、UPBO(上行功率消减算法)、PSD Notching(Notching to eliminate Radio Frequency Interference,利用频谱开槽避免业余无线电干扰)、MIB PSD Control(通过MIB来控制PSD(Power Spectrum Density))等,旨在通过降低发射功率、关闭被干扰的频段、消减某些频段频谱等措施,来获得和增强VDSL2业务的稳定性,同时,也降低邻近线对其他DSL业务的串扰。其中,DPBO专门针对ADSL2+和VDSL2混用的场景,而UPBO适用于大量VDSL2同时应用的场合。

  更强大的视频质量保证技术

  为了更好、更有效地承载视频业务,VDSL2针对视频业务对时延不敏感、但对丢包或误码很敏感的特点,定义了专门的特性,用于降低各种外界噪声造成误码、丢包的概率,主要包括交织(Interleave,打散连续的误码,便于纠错)、脉冲噪声保护(Impulse Noise Protection,抑制脉冲噪声的影响)等功能,并根据不同业务对延时的要求不同的特点,定义了多时延通道(Multi Latency,对不同的业务提供相应的延时通道)。这些特性的引入,使DSL在视频承载能力上获得了进一步提升。不同模式应用于不同的场景为充分发挥VDSL2"短距离、高带宽"的优势,FTTx +VDSL2的应用模式成为主流。通常,根据被接入用户的线路长度,FTTx + VDSL2又可分成FTTN + VDSL2,FTTC + VDSL2和FTTB + VDSL2。

  FTTNode + VDSL2:主要应用在北美(如AT&T、Quest),适用于用户分散、铜缆覆盖范围半径在700m~1km的场合。在此场景下,VDSL2理想带宽可以达到30Mbps以上(下行方向)。但在实际环境下,由于线路质量、环境噪声、ADSL2+串扰的影响,VDSL2实际带宽将低于30Mbps,相比于ADSL2+无明显优势。因此,北美运营商关注VDSL2 Bonding(线路绑定),希望通过多对线捆绑的方式,提高VDSL2的接入距离或接入带宽。

  FTTCurb(或Cabinet)+ VDSL2:主要应用在欧洲(如德国电信)、日本、韩国,适用于用户相对集中、铜缆覆盖范围半径在250m~700m的场合,此时,VDSL2带宽通常可达到30~50Mbps(下行方向)。在此场景下,各运营商基于自身对网络的规划、业务带宽发展需要和用户地理分布情况,选择远端机柜(室外)或远端模块(室外/室内均可)的建设方式来布放VDSL2。但实践过程中,运营商遭遇了管制政策(欧洲ULL线缆开放)、室外机柜建设(光纤铺设、供电、噪声、散热等)、VDSL2与ADSL2+串扰等多种问题,因此延缓了VDSL2的建设步伐。

  FTTBuilding + VDSL2:主要应用在欧洲(如意大利电信)、香港,适用于用户密集、VDSL2覆盖范围半径在100m~250m的场合(通常是楼内覆盖)。在此场景下,VDSL2带宽基本达到50~100Mbps(下行方向),可满足SOHO或SMB等小型商业用户的应用需要。

  另外,某些欧洲运营商出于管制政策的约束,将VDSL2布放在端局,但工作在ADSL2+模式下,以便兼容现网大量的ADSL2+用户。

  产业链是否成熟?

  自VDSL2标准获得通过后,部分运营商在2006年中开始小规模布放,并初步获得了一些实际应用经验。然而,要达到大规模商用部署,还有待于整个VDSL2产业链的发展完善,从以下四个方面进一步提高VDSL2的应用成熟度。

  在标准活动方面,如何进一步增强VDSL2的线路稳定性,成为目前ITU-T SG15的热点话题。Virtual Noise(虚拟噪声)、SOS(紧急速率降低,Emergent rate reduction)、脉冲噪声监控(Impulsive noise monitor)、包重传(Packet retransmission)、串扰抵消(XTALK concellation)、频谱管理(Spectrum management)等技术,成为VDSL2标准领域被广泛讨论的焦点。

  在芯片进展上,第一代VDSL2芯片于2006年初陆续推出,各DSL芯片厂家随即开始了第二代芯片的开发。相比于第一代,第二代芯片具有"密度高、功耗低、性能佳、更成熟、更稳定"的特点,而且预计2007年下半年将完成样片开发,2007年底达到商用水平。

  在设备开发上,局端、终端设备商基本上均已完成第一代VDSL2的产品开发,部分运营商也随之进行了实际业务布放。在应用布放过程中,陆续发现VDSL2与ADSL2+/VDSL1串扰较严重、入户线缆桥接抽头影响性能、VDSL2设备发热过大、VDSL2存在异常掉线等影响业务的问题。

  在互连互通方面,由于目前VDSL2标准中某些细节定义不够清晰,加之各DSL芯片商在Firmware具体实现上存在理解差异,第一代VDSL2芯片的互通测试效果不佳。在运营商、设备商的推动下,DSL芯片商共同努力,通过UNH、ETSI Plugtest等国际性DSL组织的周期性的DSL互通测试活动,积极发现互通问题,并落实解决。但目前的情况仍不容乐观,某些DSL芯片间的对接无法进入激活,或者能进入激活而业务不通。 对设备商的要求

  针对运营商选择VDSL2产品的关注点,设备厂家需要具备以下多方面能力,才能更好地配合运营商做好VDSL2商用部署的准备。

  标准参与和行业合作

  在VDSL2国际标准制定过程中,华为公司作为重要的设备商全程参与了标准讨论工作,并积极对标准草案提出修改建议,推动产业链各方达成一致,为最终标准的通过做出了应有的贡献。从ADSL时代开始,华为便与国际上主流的DSL套片厂商合作,如Broadcom、Conexant、Infineon等,共同推进DSL技术发展。通过战略合作伙伴关系的确立与实践,在VDSL2领域,华为与DSL芯片商实现了完全符合G.993.2标准的、具有"高速、稳定、灵活"特点的VDSL2产品的开发,并形成了规模供货能力。

  技术开发能力

  华为公司SmartAX系列DSLAM获得了市场广泛认可,截至2007年5月,DSL接入用户已超过5千万线。这一切首先得益于雄厚的技术开发能力。 在VDSL2产品开发过程中,华为很好地解决了业界所常见的VDSL2设备发热、VDSL2速率偏低或异常掉线、ADSL2+与VDSL2串扰等问题,并投入专门的技术团队,对VDSL2布放过程中常见的桥接抽头(Bridge Tap)、ADSL2+/VDSL2走线串扰等电缆的问题,提出了一系列的解决方案,有效地支撑了运营商的VDSL2工程施工。

  同时,为了彻底解决VDSL2串扰问题,华为公司深入DSM(Dynamic Spectrum Management)算法研究,通过动态管理VDSL2频谱,努力实现VDSL2各邻近线缆间的"共存共荣"。

  持续投入能力

  在DSL产品上,华为公司一直致力于客户需求调研、宽带业务分析、业界技术趋势跟踪,并快速响应客户需求,开发出稳定、可靠、成熟的产品版本和特性,同时,对DSL市场持续拓展,积极帮助运营商向最终用户提供有竞争力的宽带DSL解决方案。

  得益于在DSL领域的长期技术积累和对客户需求的深入理解及把握,华为公司VDSL2产品已批量应用于荷兰、香港等国家和地区,并承建了意大利电信FTTB + VDSL2项目。所有这些为VDSL2更大范围的规模商用奠定了坚实的实践基础。

  大规模商用尚待时日

  据预测,在未来的五年里,IPTV、视频通信、数据对传、网络游戏、VoIP等基于Internet的已知业务,以及可能出现的新业务,将使每个终端客户"吞噬"掉30Mbps(下行)/8Mbps(上行)的网络带宽流量。作为"更快、更高、更强"的DSL技术,VDSL2以最高对称100Mbps的速率被寄予厚望。但是,VDSL2的大规模商用还有待时日,原因如下:

  技术因素:

  目前的VDSL2芯片存在密度低、功耗高、特性有待进一步完善等问题;同时,不同芯片厂家之间的互通进展缓慢,这些都制约了当前VDSL2的规模应用;而下一代芯片预计到2007年年底才有可能真正开始规模商用。

  政策因素:

  FTTN / FTTC + VDSL2 的建设模式,涉及到街边柜的改造与建设,与之配套的光纤铺设、供电,以及随之而来的设备噪声、散热、防护等因素,这些都将受到政府相关法令法规的约束,从而使运营商的建设和维护成本快速上升,并最终影响盈利。

  市场因素:

  终端客户对超高带宽需求有限,因此对VDSL2的超高带宽认可程度不高,加之某些运营商对VDSL2业务收费过高,使得终端客户难以接受VDSL2;网络内容产业链不健全,收费机制不完善,导致需要超高带宽来承载的业务种类有限。

  因此,目前VDSL2的应用模式多集中为FTTB + VDSL2,而VDSL2产品形态也是以中小规模为主,主要用于短距离高速率接入,体现出VDSL2与ADSL2+的性能区别。对于大容量DSLAM平台,目前全部出VDSL2接口的情况很少,因此,决定了现有单节点VDSL2设备的覆盖范围窄、设备容量小(除人口密集的地方以外)。

  当然,VDSL2本身仍然具有很强的市场吸引力和业务支撑潜力。香港HGC和意大利电信就采用了华为公司的VDSL2解决方案,并从2006年下半年开始规模部署FTTC + VDSL2和FTTB + VDSL2,目前已经取得了良好的市场宣传效果和营运收入。

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