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G.fast:千兆铜线接入技术

2013-11-05 11:53
魏丁小陆
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  ,传统铜线网络以语音业务为主,早期的数据业务通过音频拨号Modem和ISDN方式提供,其有限的接入速率很难满足日益增长的数据业务带宽的需求。8M接入速率ADSL技术的出现第一次把人们带入宽带接入时代,其后的ADSL2+技术通过把工作频率从1.1MHz扩展到2.2MHz,将下行最高速率提升到24M以上,完全取代了ADSL技术并得到了广泛应用。VDSL技术则同时提高了上下行带宽,使得对称速率接入成为可能,铜线接入技术正式进入“百兆”时代。铜线接入要想突破百兆迈向千兆速率,无疑需要引入更新的技术,而G.fast技术就肩负着这个使命,它将引领铜线接入进入千兆时代。

  G.fast是在短距离双绞线上传输超高速率带宽的接入技术,用于规避FTTH改造场景下光纤入户难问题。G.fast技术要想获得成功,首先要能达到高速接入速率,为此必须扩展频谱资源。只有采用更高的频谱,才能获得更高的带宽。目前VDSL2的工作频率是17MHz或者30MHz,而G.fast的频谱将扩展到106MHz甚至212MHz。当然频谱不能无限制向上扩展,与无线频谱资源类似,有线接入网络的频谱资源也需要合理规划和使用,既要防止与已使用的频谱发生冲突,也要为未来技术的发展留有空间。

  G.fast的高频段初始阶段会采用106MHz,未来可扩展到212MHz,频率越高G.fast可获得的带宽也越高。但信号频率越高传输距离越短,成本和功耗越大,因此最终的标准会在性能、成本和可实现性之间取得平衡。

  目前,G.fast用到的Vectoring技术方案有两种,一种是改进的线性预编码算法,另一种是非线性预编码算法。由于非线性算法对处理器的性能要求大大超过线性算法,导致实现难度、功耗和成本大大提高。标准组织发布的第一版标准会采用线性预编码算法。

  G.fast技术采用了与VDSL2相同的DMT线路调制技术,标准要求能后向兼容VDSL2的终端,这是因为在从VDSL2升级到G.fast时,很难保证设备和终端能同步操作。因此,运营商希望先升级设备,让未升级终端的用户继续工作在VDSL2速率,等用户拿到G.fast终端后再获得更高的带宽。

  G.fast在上、下行速率划分上没有采用类似VDSL2的FDD频分方式,而是采用TDD时分复用方式,采用不同的时间窗分给上、下行流量。这样做的好处一方面是便于技术实现,另一方面可以灵活定义上、下行速率比例,方便实现对称速率接入。

  G.fast标准自从2011年ITU-T立项以来,吸引了众多运营商、芯片商和设备商的参与。目前G.fast标准已经完成核心技术方案的选择,进入到实现流程和具体参数定义过程中,预计标准将于2013年年底发布征求意见稿。G.fast技术在现有铜线上能实现千兆速率接入,无疑坚定了运营商投资铜线建设超宽带网络的信心。

 

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