吳忠勝+余鋼

摘要：在過(guò)去的二十年里，科學(xué)技術(shù)得到飛速發(fā)展，對(duì)人類(lèi)的生活產(chǎn)生了極大的影響，其中寬帶接入技術(shù)的突飛猛進(jìn)帶給我們的變化尤為明顯。如今我們可以“宅”在家里完成諸如購(gòu)物、娛樂(lè)、教育、工作、醫(yī)療和交友等幾乎所有以往覆蓋室內(nèi)和室外進(jìn)行的社會(huì)活動(dòng)，這是二十年前普通民眾無(wú)法想象的，而這一切與我們家中“給力”的寬帶接入網(wǎng)絡(luò)密不可分。

【關(guān)鍵詞】超寬帶 接入演進(jìn)

1 寬帶接入速率之演進(jìn)

在二十世紀(jì)九十年代，第一代寬帶接入業(yè)務(wù)可提供速率范圍從幾百Kbps到幾Mbps，多年來(lái)，基于雙絞線(xiàn)的DSL技術(shù)的不斷發(fā)展使接入能力有了指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)。新技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了新業(yè)務(wù)的不斷提供：ADSL適用于早期的網(wǎng)上瀏覽業(yè)務(wù)，隨后出現(xiàn)的VDSL技術(shù)適用于視頻業(yè)務(wù)。當(dāng)許多人認(rèn)為DSL技術(shù)至此已經(jīng)到達(dá)發(fā)展終點(diǎn)的時(shí)候，Vectoring技術(shù)的出現(xiàn)又使VDSL技術(shù)所提供的信號(hào)質(zhì)量獲得極大的改善，使接入速率提升到了lOOMbps，可為家庭用戶(hù)提供多路高清視頻業(yè)務(wù)。Vectoring即矢量化技術(shù)可以消除在同一捆雙絞線(xiàn)線(xiàn)對(duì)之問(wèn)的串?dāng)_（該技術(shù)受啟發(fā)于無(wú)線(xiàn)通訊使用過(guò)的干擾抵消技術(shù)）。最新的DSL標(biāo)準(zhǔn)，Vplus和G.fast，即將進(jìn)行部署，Vplus使雙絞線(xiàn)單線(xiàn)對(duì)上的速率達(dá)到300Mbps，基于矢量化技術(shù)架構(gòu)，使其能夠兼容現(xiàn)有的VDSL2。結(jié)合優(yōu)化的vectoring矢量技術(shù)，G.fast提供了超寬帶傳輸速率，使速率能夠到達(dá)Gbps。而這還未達(dá)到銅線(xiàn)的上限，實(shí)驗(yàn)證明在銅線(xiàn)上也能把接入速率再提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到lOGbps，這就是XG-Fast技術(shù)。

同樣地，高帶寬和高清視頻業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)著有線(xiàn)電纜網(wǎng)絡(luò)的不斷創(chuàng)新。圖1顯示的是每一代基于有線(xiàn)同軸線(xiàn)業(yè)務(wù)集成規(guī)范（DOCSISTM）標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)承載接入技術(shù)的下行帶寬能力。圖中所示的接入帶寬是用戶(hù)的瞬時(shí)峰值速率（一個(gè)用戶(hù)可以使用所有的帶寬），而每用戶(hù)可持續(xù)使用的速率遠(yuǎn)低于最大速率（例如，當(dāng)10個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)，每個(gè)用戶(hù)只能使用最大速率的10%）。在1997年，DOC，SISl.0定義了第一個(gè)非專(zhuān)用高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，可提供網(wǎng)絡(luò)瀏覽業(yè)務(wù)，最新的DOCSIS

3.1標(biāo)準(zhǔn)能將下行帶寬提高到lOGbps，將上行帶寬提高到lGbps，其原因是采用更寬的下行頻譜（1GHz或者更高）和上行頻譜（高達(dá)200MHz），同時(shí)引入了已經(jīng)廣泛應(yīng)用于DSL和無(wú)線(xiàn)中的正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM），一種改進(jìn)了頻譜利用率的信號(hào)格式。

BPON技術(shù)以APON技術(shù)為基礎(chǔ)，BPON技術(shù)在1998年進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，它在波長(zhǎng)上為視頻通道疊加了一個(gè)射頻（RF）。隨后的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)無(wú)源光纖技術(shù)EPON和吉比特?zé)o源光纖技術(shù)GPON分別提供了下行IGbps和2.5Gbps的可共享帶寬。這些技術(shù)目前得到了廣泛的部署和應(yīng)用。隨著“千兆入戶(hù)”口號(hào)的提出，10GPON的規(guī)模部署己進(jìn)入快車(chē)道。出于保護(hù)原有投資及平滑過(guò)渡的考慮，原則上原EPON網(wǎng)絡(luò)升級(jí)為10GEPON，GPON網(wǎng)絡(luò)向XG-PON演進(jìn)。國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T順應(yīng)形勢(shì)又于2016年推出了lOGbps/lOGbps上下行對(duì)稱(chēng)的XGS標(biāo)準(zhǔn)。這些技術(shù)可以允許更多的用戶(hù)共享PON網(wǎng)絡(luò)（例如分光比可以到達(dá)1：128），也可以同時(shí)為家庭用戶(hù)、企業(yè)用戶(hù)和回程業(yè)務(wù)提供業(yè)務(wù)支持，它們將會(huì)成為未來(lái)五年內(nèi)逐步替換現(xiàn)網(wǎng)GPON和EPON的主流技術(shù)。與此同時(shí)，下一代PON技術(shù)也進(jìn)入了試點(diǎn)階段，NG-PON2采用四個(gè)lOGbps波長(zhǎng)的堆疊和波分復(fù)用（TWDM）的技術(shù)方案，使帶寬能夠達(dá)到40Gbps如果能找到經(jīng)濟(jì)有效的方法，采用純TDM系列比特率，支持40Gbps帶寬的PON技術(shù)（XLG-PON）其應(yīng)用是可以期待的。

2 寬帶接入構(gòu)架的演進(jìn)

持續(xù)增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)速率極大地影響了接入網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)的發(fā)展。DSL速率越高，所需要占用傳輸頻帶就越高。（比如ADSL需要1MHz的頻帶；VDSL需要8-17MHz的頻帶，Vplus需要34MHz頻帶，G.fast需要106MHz乃至212MHz的頻帶，XG-fast需要500MHz頻帶）。Vplus是最近除了DSL家族以外的通過(guò)將頻帶加倍來(lái)提供更高速率且其機(jī)柜離用戶(hù)側(cè)更近的一項(xiàng)技術(shù)，而G.fast則采用了更高頻段（分兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)，第一階段擴(kuò)展到106MHz，第二階段擴(kuò)展到212MHz），需要在街邊或者地下室放置分配單元。最新一代的XG-fast由于把頻段擴(kuò)展到了500MHz，要達(dá)到lOGbps的接入速率，雙絞線(xiàn)距離當(dāng)控制在30米之內(nèi)，也就是說(shuō)交接箱或分線(xiàn)盒需安裝在用戶(hù)家門(mén)口。由此看來(lái)，光纖的遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)越來(lái)越靠近用戶(hù)的趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

由于高帶寬有效覆蓋距離的減少，超帶寬銅線(xiàn)技術(shù)必須結(jié)合光纖共同為終端用戶(hù)提供接入，如今形形色色的FTTx方案正是兩者相輔相成靈活適配部署場(chǎng)景的體現(xiàn)。常見(jiàn)的名詞有FTTB（光纖到大樓）、FTTC（光纖到交接箱）、FTTDp<光纖到分配點(diǎn)，通常為樓道或門(mén)口）和FTTN（光纖到節(jié)點(diǎn)，通常為中高容量的xDSL插卡式設(shè)備），其區(qū)別在于光纖和銅線(xiàn)交接點(diǎn)的位置距離最終用戶(hù)的遠(yuǎn)近不同。

同樣的演進(jìn)也正發(fā)生在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中，宏站（大概1公里的覆蓋半徑）正在轉(zhuǎn)向小站（大于500米的小區(qū)半徑）。因此，超帶寬的銅線(xiàn)接入（不論是DSL還是同軸線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)）和超帶寬無(wú)線(xiàn)接入都在向著非常相似的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和用戶(hù)的覆蓋距離演進(jìn)，未來(lái)相融合的趨勢(shì)已經(jīng)很明顯，兩者將相互依存，提升用戶(hù)的接入體驗(yàn)。

最終，在未來(lái)的超寬帶接入網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)融合各種接入技術(shù)，將更高的帶寬采用最經(jīng)濟(jì)的模式提供給最終用戶(hù)，不斷打破固網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)的屏障并且融入SDN/NFV等技術(shù)，快速高效的為最終用戶(hù)提供各種新型業(yè)務(wù)，迎接5G和云時(shí)代的到來(lái)。endprint