文/江蘇省郵電規(guī)劃設(shè)計院高級工程總監(jiān)黃白
展望未來，銅線的生命力在一段時間內(nèi)仍將繼續(xù)，業(yè)界也已經(jīng)提出SuperMIMO技術(shù)構(gòu)想，將結(jié)合信道擴展技術(shù)、Vectoring串擾消除技術(shù)和多線捆綁技術(shù)，通過信道擴展獲得額外的虛擬信道，實現(xiàn)DSL接入速率的進一步飛躍
2011年2月，中國電信正式啟動“寬帶中國•光網(wǎng)城市”工程，全國接入網(wǎng)出現(xiàn)“光進銅退”的建設(shè)熱潮，同時，F(xiàn)TTN、FTTC/B、FTTH等各種FTTx組網(wǎng)技術(shù)也不斷發(fā)展，最后一公里的提速成為關(guān)鍵。
但是，我們知道，網(wǎng)絡(luò)越靠近用戶，其站點的安裝和線路的鋪設(shè)環(huán)境就越復(fù)雜。并且由于歷史原因，接入網(wǎng)的最后一公里已經(jīng)存在大量的銅線、同軸電纜等資源。這些管線資源連同溝道、站點等都是運營商在競爭環(huán)境中寶貴的財富，不會迅速被光纖完全替代。
因此，在銅線、同軸電纜等傳統(tǒng)接入媒介上提供和光纖無差異的高帶寬，往往是運營商高寬帶接入的重要補充手段。而VDSL2因為具有帶寬優(yōu)勢（理想應(yīng)用環(huán)境下可達100Mbps），將會成為最后一公里銅線的重要接入方式。
銅線的潛在需求
從接入場景演進角度看，從CO端局到FTTC/B，DSLAM距離終端用戶越來越近，線路持續(xù)縮短，在近距離尤其是300米的范圍內(nèi)，信號在普通用戶雙絞線上的衰減較小，可使用的頻譜范圍也很寬，為實現(xiàn)高速率的接入提供了可能。但仍有不少銅線潛在市場：由于鋪設(shè)成本高，某些地區(qū)光纖不可達，需要繼續(xù)依賴銅線來滿足接入需求；存在ADSL提速和ATMDSLAM改造需求地區(qū)。
因此，DSL技術(shù)在不斷創(chuàng)新和持續(xù)發(fā)展中展現(xiàn)出強勁的生命力。2006年2月，ITU-T發(fā)布了VDSL2G.993.2標準；2010年4月，ITU-T表決通過G.993.5標準，定義了基于VDSL2通過遠端串擾抵消來提升線路速率的Vectoring技術(shù)。
Vectoring是通過在DSLAM進行下行預(yù)編碼和上行聯(lián)合接受的方法來消除串擾。在串擾信號比線路直接信號幅值相對較小的情況下，Vectoring可以獲得接近于無串擾的工作狀況，實現(xiàn)300米范圍內(nèi)100M的高帶寬接入速率。
Vectoring的技術(shù)優(yōu)勢
VDSL2線路速率由線纜的衰減和線路上的噪聲干擾決定，在同等距離下，線路的噪聲越大，噪聲門限也越高，從而造成線路速率的下降。我們知道，雙絞線的設(shè)計最早是用于電話語音傳輸?shù)�。而非屏蔽、大量線路高度密集、高低頻耦合度差異等因素，決定雙絞線的串擾存在，并且一定程度上相互影響。
串擾是線對之間信號耦合產(chǎn)生的干擾，分為近端串擾和遠端串擾兩種。近端串擾（NearEndCross-Talk，簡稱NEXT）是指鏈路中一對線與另一對線之間因信號耦合效應(yīng)而產(chǎn)生的串擾。遠端串擾（FarEnd Cross-Talk，簡稱FEXT）是指從鏈路近端某一線對發(fā)送的信號經(jīng)過該電路衰減，在鏈路遠端干擾相鄰接受線對的串擾信號。
具體而言，NEXT是干擾線對的發(fā)送信號從干擾線對出發(fā)，耦合到被干擾線對，然后傳送到被干擾線對的“近端”接收端。FEXT則是干擾線對的發(fā)送信號從干擾線對出發(fā)，耦合到被干擾線對后，繼續(xù)沿著被干擾線對傳播，直到被干擾線對的“遠端”接收端。
對DSL而言，通俗地理解，NEXT是不同線對的上行信號和下行信號之間的干擾，F(xiàn)EXT則是不同線對的上行信號之間，或者不同線對的下行信號之間的干擾。由于VDSL2系統(tǒng)采用頻分復(fù)用（FDM）方式，干擾線對的發(fā)送信號與被干擾線對的接收信號使用的頻段是不同的，因此NEXT的影響可通過濾波器消除或大大降低。
但是，來自干擾線對的FEXT信號與被干擾線對的正常接收信號的頻率是相同的，無法通過濾波器消除；同時，VDSL2傳輸距離較短（一般不大于1公里），使用的頻段較高（最高可達30MHz），因而，VDSL2的FEXT較其他DSL技術(shù)更為嚴重，所以，F(xiàn)EXT成為影響VDSL2系統(tǒng)性能的主要因素：會導(dǎo)致信噪比下降，從而降低線路傳輸速率或增大誤碼率甚至掉線，嚴重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和用戶體驗。
線路之間若產(chǎn)生串擾，接收端信號將變形。而Vectoring通過矢量化的方法，針對性地解決VDSL2線路中的FEXT，提升多線對VDSL2線路的性能。一條VDSL線路受到的串擾是來自整捆線纜中其他所有線路的集合，是個矢量信息。Vectoring處理系統(tǒng)根據(jù)收集到的這些矢量信息進行矩陣運算，輸出矢量化的串擾抵消信號，最終使得接收端信號恢復(fù)。
理論上說，Vectoring可以完全消除FEXT對VDSL2性能的影響，實現(xiàn)相同距離下速率的提升，或相同速率的更廣覆蓋。以下行方向的VDSL2“速率vs.距離”實測性能為例進行對比（17aprofile，B8-11PSDmask，0.4mm線徑），無噪環(huán)境下的性能相比于FEXT環(huán)境，可以提升50–90％；上行方向的性能對比結(jié)果與此類似。而且，線纜越密集、放號率越高、FEXT越強烈，Vectoring的性能提升潛力越大。
實驗數(shù)據(jù)顯示，使用Vectoring技術(shù)的VDSL2能在300米的接入距離內(nèi)提供高達100Mbps的平均接入帶寬，在500米的典型接入距離下提供80Mbps的平均接入帶寬，相比于未使用Vectoring技術(shù)時的帶寬提升了70％。
多場景應(yīng)用的實現(xiàn)
作為新一代性能提升技術(shù)，Vectoring與重傳（G.inp）、Bonding、NTR（NetworkTimeReference）、SRA（SeamlessRate Adaption）、BS（Bit Swap）等其他DSL技術(shù)，可以完美地兼容和結(jié)合，并靈活應(yīng)用于住宅用戶接入、商業(yè)用戶接入、移動基站回傳、遠端接入站點回傳等各種場景。
而使用Vectoring技術(shù)的設(shè)備按架構(gòu)可以分為單板級Vectoring（BLV）、系統(tǒng)級Vectoring（SLV）以及站點級Vectoring（NLV）等三類。
其中，單板級Vectoring是指Vectoring處理芯片集成在單板上，設(shè)備背板及系統(tǒng)架構(gòu)不變。系統(tǒng)級Vectoring則是指處理芯片集中在一塊VP單板上，容量較大，可支持多塊Vectoring用戶板。而站點級Vectoring是多臺SLV跨設(shè)備協(xié)同處理Vectoring，通過多臺中小容量設(shè)備的智能協(xié)作，來提供大容量的Vectoring功能，使得運營商獲得最大帶寬提升、更穩(wěn)定的性能的同時，實現(xiàn)按需投資、分步建設(shè)、平滑演進、降低成本。
2011年8月15日，華為FBB（FixedBroadband）創(chuàng)新實驗室已成功研制出業(yè)界首個站點級Vectoring。華為也與運營商和研究所成功進行了11個以上的Vectoring測試（其中7個在歐洲地區(qū)），并考慮了多線對、混合線對、外源干擾等影響，更貼近實際情況。測試均實現(xiàn)了平均50%至90%的帶寬提升。在與英國電信合作的試驗局項目中，華為Vectoring技術(shù)成功為其提升62%至76%的帶寬，使得每線對速率接近理論（無串擾）速率。
展望未來，銅線的生命力在很長一段時間內(nèi)仍將繼續(xù)，業(yè)界也已經(jīng)提出SuperMIMO技術(shù)構(gòu)想，結(jié)合信道擴展技術(shù)、Vectoring串擾消除技術(shù)和多線捆綁技術(shù)，通過信道擴展獲得額外的虛擬信道，實現(xiàn)更高帶寬接入；同時千兆比特DSL技術(shù)也在業(yè)界實現(xiàn)了首個樣機驗證，DSL接入速率將進一步飛躍。
