VDSL迈向全方位宽带

陈绍强
　　中国有将近2亿的固定电话用户，如何进一步挖掘出铜线双绞线用户环路的潜力是电信部门实施宽带化的主要内容。

　　ADSL是其中的技术之一,最近逐渐成熟的VDSL则是较之ADSL更强的技术，而且VDSL能更好地融合现有以太网技术，VDSL将成为电信运营商推广的主流技术。

　　VDSL是目前能最大限度利用用户铜线设施的DSL技术，其最大特点是可在相对较短的距离（0.3公里～1.5公里）以最高52Mbps的速度提供对称/非对称数据传输。自1995年ANSI的T1E1.4工作组开展VDSL研究以来，经过各种标准化组织（ANSI、ITU、ETSI、FSAN、ADSL论坛、VDSL联盟等）和工业团体不断完善需求和讨论技术方案，VDSL现在已接近最终标准。最近，VDSL还被IEEE802.3ah工作组选为以太网第一英里（EFM）的铜线承载技术。从技术和市场两方面来说，VDSL都有着巨大的发展潜力。在技术方面，VDSL以其高带宽和配置灵活性成为全方位宽带接入技术的首选，并且，能够与以太网技术相结合。VDSL代表了宽带接入技术的“全IP”的发展方向；在市场方面，亚洲国家尤其是中国、日本和韩国正在大规模地开通DSL业务，VDSL作为最先进而廉价的DSL技术当然占有重要地位。

　　VDSL承上启下

　　VDSL的目的是提供全方位的宽带接入，用于音频、视频和数据的快速传输。过去的DSL技术，包括ADSL和ISDN，可以说都不能完全符合这一全方位的要求。大多数真正意义上的宽带接入用户使用的是局域网技术，但以太网的铺设覆盖率有限，许多分散和较老的小区和单位并没有条件享受。而且，以太网接口和传统电话接口的分离比较笨拙，不符合方便用户的业务提供原则。VDSL则是现阶段承上启下的技术，一方面它统一了入网接口，最小化了用户和运营商的投资；另一方面，VDSL和现有接入技术，如POTS、ADSL、ISDN等都是兼容的，因为使用了双绞线传输上不同的频段，从而最大限度地保护了已有投资。并且，VDSL可视具体接入要求灵活配置，如对称还是非对称、上行线路复接方式的选择等。

　　VDSL技术的特点是：

　　1.VDSL使用的频段是1.1～20MHz，正好在ADSL所用频段之上。

　　2.使用QAM或DMT线路编码技术。QAM属于单载波调制方式，DMT属于多载波编码技术。目前用得较多的是DMT技术，这一技术和ADSL使用的线路编码完全相同。运营商们在现有铜线环路上已经部署了超过1000万线基于DMT编码方式的ADSL线路，DMT－VDSL可无缝地应用于现有DMT基础设施。QAM芯片也有产品，最早的VDSL芯片就是采用QAM技术，因为QAM实现起来较简单，如Broadcom和Infineon的芯片组，这也是业界使用最多的芯片组。目前，以色列的Metalink公司又刚刚推出了面向以太网的QAM-VDSL芯片组。

　　3.可使用的上行线复接技术。为复接多个用户CPE设备，必须采用某种复用技术，并保证用户的业务质量。在用户侧提供复用的情况下（称为主动方式），多个CPE设备接入类似于一个集线器的设备，由集线器负责复用/解复用。在被动端接方式下，光网络单元（ONU）负责解决复用，方法可以是频分或时分。频分方式分配不同的频段给各个CPE；在时分情况下，每个CPE则分配得到不同的时隙。二者都存在一些问题：时分方式有浪费时隙的可能性，而频分方式则有两种可能性，一是ONU给每个CPE分配的带宽有可能过低，二是每个CPE有可能发送过多的数据而降低整体性能。故在实际应用中，采用主动复用技术更为经济实用。

　　4. CPE全双工传输技术。为保证上下行传输的全双工，VDSL采用时分或频分技术，时分情况下，上行和下行数据不能同时进行，必须轮流进行，因此又称为“乒乓”传输。

　　5. VDSL与ADSL不同，后者的干线连接主要是ATM，而VDSL则对ATM和IP同时支持，这主要是源于以太网的成熟和向数据网络核心的渗透，Ethernet over VDSL则是在接入网方面延伸了以太网的应用范围，是完美的宽带接入解决方案。
　　

　　整体应用条件满足

　　来自用户侧的VDSL线路一般要由ONU进行集中，然后经光纤连入骨干网络。因为ONU往往局限于狭小的安装空间，并且运行的温度、辐射等环境条件比较恶劣，所以要求VDSL运行的功耗很小，一般在每线1.5W以下；另一方面，VDSL因为传输速率很高，对线路质量和噪声的影响较敏感，一般要求线路不超过1.5公里。两方面的要求使得VDSL技术将主要作为光网络构架的后端技术出现。这意味着如果要有效地使用VDSL，骨干光网络和FTTB、FTTC等端接光网络环境要在较大的范围存在。整体看来，国内目前正在架构的光网络环境足以能满足VDSL的接入容量，使得宽带接入能够稳步发展。

　　VDSL技术获得大规模的使用也需要有足够的用户群存在。用户关心的问题主要包括价格和业务。现在，由于芯片商推出高集成度的解决套片，VDSL的成本已经降低到每线几百元，和ADSL水平相当。宽带业务则是更为广泛的问题，用户往往不知道利用高带宽去做些什么，所以在VDSL铺设的初期阶段，VDSL的用户主要包括商业单位用户、政府机关、多单元住宅用户、宾馆等。待宽带业务发展起来后，个人用户则会成为主流用户，届时运营商聪明的做法是在提供VDSL高带宽的同时，捆绑具有吸引力的业务。

　　除去以太网接入方式，和VDSL竞争的同类技术主要是HFC和ADSL。HFC需要投入大量的前期资金进行双向改造，加上体制和一些技术问题未得到彻底解决，使其前景不太明朗，所以基于以太网的VDSL要强于HFC。与HFC相比，ADSL在中国的发展已经进入大规模部署阶段，具有较高的性价比和技术优势。但VDSL和ADSL并不构成冲突，反而是互补的。ADSL适用于对速率要求较低、线路较长的情况，如会议电视及远程LAN接入；而VDSL则更适合基于光接入点的短线距且高于E1的传输速率情况。总体来说，VDSL是ADSL一种升级的解决方案，运营商应当在ADSL使用较少的地区和VDSL的目标地区首先布署VDSL业务。

　　蓄势待发

　　虽然VDSL技术标准尚未最终制定，但其良好的可施用性、技术兼容性和具竞争力的价格已吸引设备厂商和运营商共同看好这片市场，标准反而不是主要问题。但从实际应用看，VDSL业务的提供还需要解决以下三个问题：第一，VDSL工作的频率受干扰的因素多，如串接电话、天线辐射等；此外，VDSL频段接近业余无线电的频率范围，隐含着相互干扰的可能性，这些都是与信号强度或传输距离相关的问题。第二，QoS保证,如果采用以太网而非ATM的核心网技术，如何保证用户预期的带宽？第三，为解决传输距离的问题，需要架设ONU，并且费用需由用户负担，这个问题在ADSL方面则不存在。

　　尽管VDSL的问题没有完全解决，设备商已是充满了热情。Cisco、Alcatel、巨龙和华为等早已推出了各自的VDSL系统，并已经应用于各地运营单位的实验网中。据预测，明年ADSL+VDSL市场容量将是600万线。

摘自《中国计算机报》