G.fast：利用銅纜幫助實(shí)現(xiàn)Gbit接入

　　G.fast技術(shù)簡介

　　隨著光纖接入的日漸普及，用戶寬帶接入速率已高達(dá)數(shù)十兆，個別地區(qū)已經(jīng)開通了百兆業(yè)務(wù)，千兆入戶也成為海外部分運(yùn)營商的賣點(diǎn)。伴隨著寬帶大提速，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率也有了大幅的增長。但是，接入網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境面臨各種復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)狀況，F(xiàn)TTH的部署遇到很多現(xiàn)實(shí)問題。例如：

　　--對于非新建區(qū)域，光纖的穿孔入戶和戶內(nèi)布線難以實(shí)施;

　　--由于戶內(nèi)光纖的成端、安裝需要專業(yè)技能，因此必須派專業(yè)人員上門;

　　--光纜較電纜脆弱，機(jī)械強(qiáng)度低，特別是戶內(nèi)光纖成為故障的高發(fā)區(qū);

　　--目前技術(shù)末段光纖故障點(diǎn)定位困難，修復(fù)技術(shù)要求較高，為后期維護(hù)帶來困難。

　　而G.fast的出現(xiàn)為這難題提供了方便的解決方案。通過充分挖掘現(xiàn)有銅纜的帶寬潛力，G.fast為用戶門前最后一段距離提供百兆甚至上千兆的接入能力。

　　這種將光纖和光網(wǎng)絡(luò)終端(ONU)部署到用戶家附近，最后的幾十米距離采用銅纜接入的部署場景稱為FTTDp，其中Dp的含義是分配點(diǎn)，是過去傳統(tǒng)銅纜網(wǎng)絡(luò)配線段和引入線的交接點(diǎn)，也是網(wǎng)絡(luò)中最后一個、離用戶最近的一個交接點(diǎn)。

　　由于G.fast技術(shù)所需傳輸?shù)木嚯x較短，因此可以利用銅纜中更高的頻段進(jìn)行傳輸。目前確定采用在第一階段使用2.2MHz-106MHz的頻段，雙向目標(biāo)速率可達(dá)到500Mbit/s;第二階段擴(kuò)展到使用2.2MHz-212MHz的頻段，雙向目標(biāo)速率為1Gbit/s。

　　除了可以提供極高的速率，G.fast為助力FTTH的部署考慮了多種方便使用和維護(hù)的特性，例如：

　　--靈活的上下行速率比：與ADSL/VDSL等技術(shù)不同，G.fast采用TDD作為上下行雙工方式。在應(yīng)用上，通過動態(tài)調(diào)整上下行時隙的分配，可以靈活的配置上下行帶寬的比例。在實(shí)現(xiàn)上，TDD方式可以有效的克服二四線變換引入的近端串音，提高信噪比。

　　--客戶自安裝：G.fast收發(fā)器中設(shè)計了如快速速率自適應(yīng)、重傳等機(jī)制，對線路和噪聲的適應(yīng)性較強(qiáng)，有利于克服由于戶內(nèi)布線的不確定性帶來的傳輸穩(wěn)定性問題。不需要專業(yè)人員對線路進(jìn)行調(diào)試，使用戶可以容易的自行安裝。

　　--綠色節(jié)能：G.fast提供根據(jù)不同的工作狀態(tài)、流量情況等提供多種節(jié)能的機(jī)制，可以在線路處于非激活或待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入最小功耗模式，在工作狀態(tài)可以調(diào)整多個功耗等級。

　　--Dp點(diǎn)設(shè)備容易部署：通常G.fast的分配點(diǎn)設(shè)備服務(wù)1到10戶最終用戶，覆蓋一個小的范圍。Dp點(diǎn)設(shè)備支持反向供電能力，易于安裝和維護(hù)，運(yùn)營商施工人員可以一次安裝調(diào)試完畢。

　　G.fast部署場景和Vectoring技術(shù)應(yīng)用

　　根據(jù)應(yīng)用場景的不同，在FTTDp+G.fast的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有以下兩種情況：

　　第一種是位于Dp點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備是每個用戶獨(dú)享的，光網(wǎng)絡(luò)終端位于用戶門口或路邊抱桿等位置，通過G.fast技術(shù)銅纜入戶。在這種場景下，ONU采用SFU的架構(gòu)。

　　第二種是光網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備是多用戶共享的，光網(wǎng)絡(luò)終端可以安放在樓道或地下室等位置，采用G.fast技術(shù)通過多對數(shù)銅纜服務(wù)多個用戶。在這種場景下，ONU采用MDU的架構(gòu)。該方式對于歐亞等人口密集區(qū)域具有一定經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

　　在第二種部署場景下，由于多個用戶的信號共存在一條多對數(shù)銅纜中，用戶信號之間的遠(yuǎn)端串?dāng)_是影響G.fast系統(tǒng)傳輸性能的重要因素。銅纜中遠(yuǎn)端串?dāng)_強(qiáng)度是隨信號頻率升高而升高的，G.fast使用了高達(dá)106MHz的信號頻譜，比VDSL2所最高使用的30MHz高得多。因此，在多線對環(huán)境下，解決G.fast系統(tǒng)受串音影響的性能損失比VDSL系統(tǒng)更為重要。

　　G.fast技術(shù)簡介

　　隨著光纖接入的日漸普及，用戶寬帶接入速率已高達(dá)數(shù)十兆，個別地區(qū)已經(jīng)開通了百兆業(yè)務(wù)，千兆入戶也成為海外部分運(yùn)營商的賣點(diǎn)。伴隨著寬帶大提速，F(xiàn)TTH網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率也有了大幅的增長。但是，接入網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境面臨各種復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)狀況，F(xiàn)TTH的部署遇到很多現(xiàn)實(shí)問題。例如：

　　--對于非新建區(qū)域，光纖的穿孔入戶和戶內(nèi)布線難以實(shí)施;

　　--由于戶內(nèi)光纖的成端、安裝需要專業(yè)技能，因此必須派專業(yè)人員上門;

　　--光纜較電纜脆弱，機(jī)械強(qiáng)度低，特別是戶內(nèi)光纖成為故障的高發(fā)區(qū);

　　--目前技術(shù)末段光纖故障點(diǎn)定位困難，修復(fù)技術(shù)要求較高，為后期維護(hù)帶來困難。

　　而G.fast的出現(xiàn)為這難題提供了方便的解決方案。通過充分挖掘現(xiàn)有銅纜的帶寬潛力，G.fast為用戶門前最后一段距離提供百兆甚至上千兆的接入能力。

　　這種將光纖和光網(wǎng)絡(luò)終端(ONU)部署到用戶家附近，最后的幾十米距離采用銅纜接入的部署場景稱為FTTDp，其中Dp的含義是分配點(diǎn)，是過去傳統(tǒng)銅纜網(wǎng)絡(luò)配線段和引入線的交接點(diǎn)，也是網(wǎng)絡(luò)中最后一個、離用戶最近的一個交接點(diǎn)。

　　由于G.fast技術(shù)所需傳輸?shù)木嚯x較短，因此可以利用銅纜中更高的頻段進(jìn)行傳輸。目前確定采用在第一階段使用2.2MHz-106MHz的頻段，雙向目標(biāo)速率可達(dá)到500Mbit/s;第二階段擴(kuò)展到使用2.2MHz-212MHz的頻段，雙向目標(biāo)速率為1Gbit/s。

　　除了可以提供極高的速率，G.fast為助力FTTH的部署考慮了多種方便使用和維護(hù)的特性，例如：

　　--靈活的上下行速率比：與ADSL/VDSL等技術(shù)不同，G.fast采用TDD作為上下行雙工方式。在應(yīng)用上，通過動態(tài)調(diào)整上下行時隙的分配，可以靈活的配置上下行帶寬的比例。在實(shí)現(xiàn)上，TDD方式可以有效的克服二四線變換引入的近端串音，提高信噪比。

　　--客戶自安裝：G.fast收發(fā)器中設(shè)計了如快速速率自適應(yīng)、重傳等機(jī)制，對線路和噪聲的適應(yīng)性較強(qiáng)，有利于克服由于戶內(nèi)布線的不確定性帶來的傳輸穩(wěn)定性問題。不需要專業(yè)人員對線路進(jìn)行調(diào)試，使用戶可以容易的自行安裝。

　　--綠色節(jié)能：G.fast提供根據(jù)不同的工作狀態(tài)、流量情況等提供多種節(jié)能的機(jī)制，可以在線路處于非激活或待機(jī)狀態(tài)進(jìn)入最小功耗模式，在工作狀態(tài)可以調(diào)整多個功耗等級。

　　--Dp點(diǎn)設(shè)備容易部署：通常G.fast的分配點(diǎn)設(shè)備服務(wù)1到10戶最終用戶，覆蓋一個小的范圍。Dp點(diǎn)設(shè)備支持反向供電能力，易于安裝和維護(hù)，運(yùn)營商施工人員可以一次安裝調(diào)試完畢。

　　G.fast部署場景和Vectoring技術(shù)應(yīng)用

　　根據(jù)應(yīng)用場景的不同，在FTTDp+G.fast的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要有以下兩種情況：

　　第一種是位于Dp點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備是每個用戶獨(dú)享的，光網(wǎng)絡(luò)終端位于用戶門口或路邊抱桿等位置，通過G.fast技術(shù)銅纜入戶。在這種場景下，ONU采用SFU的架構(gòu)。

　　第二種是光網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備是多用戶共享的，光網(wǎng)絡(luò)終端可以安放在樓道或地下室等位置，采用G.fast技術(shù)通過多對數(shù)銅纜服務(wù)多個用戶。在這種場景下，ONU采用MDU的架構(gòu)。該方式對于歐亞等人口密集區(qū)域具有一定經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

　　在第二種部署場景下，由于多個用戶的信號共存在一條多對數(shù)銅纜中，用戶信號之間的遠(yuǎn)端串?dāng)_是影響G.fast系統(tǒng)傳輸性能的重要因素。銅纜中遠(yuǎn)端串?dāng)_強(qiáng)度是隨信號頻率升高而升高的，G.fast使用了高達(dá)106MHz的信號頻譜，比VDSL2所最高使用的30MHz高得多。因此，在多線對環(huán)境下，解決G.fast系統(tǒng)受串音影響的性能損失比VDSL系統(tǒng)更為重要。