摘要
創新的矢量化技術消除G.fast的線間串擾
有矢量化技術保障下的G.fast 和VDSL2將有助于運營商向光纖網絡發展
成本、 時間和帶寬需求影響部署的決定
矢量化 2.0技術 證明其價值
新興的 G.fast 標準有良好的發展前景，但相比VDSL2，它更易受到線路串擾，噪聲的干擾。矢量化 2.0技術 將使 G.fast 達到其承諾的性能，就如同今天矢量化技術對 VDSL2的效果一樣。
G.fast 是國際電信聯盟 (國際電聯)的一個標準化建議。該技術可以增加聚合 — — 上行加下行 — — 在長度250米以內的銅線上達到光纖上的速率，即超過 1 Gb/s。相比光纖到戶它還有成本上的優勢。
國際電信聯盟 (國際電聯) G.fast 項目涵蓋了潛在的超強串擾耦合以及矢量化技術的必要性。國際電信聯盟通過測試和開發充分了解串擾對 G.fast的影響。 借助貝爾實驗室的研究， 阿爾卡特朗訊識別出那些導致矢量化技術與 G.fast之間復雜性提高的因素。這些復雜性驅動了新的研究創新并最終形成了矢量化2.0 技術。
最近貝爾實驗室在奧地利電信的原型技術測試證實了矢量 化2.0 技術的價值。
優質電纜上G.fast測試聚合達到的速度：
一對70 米線纜上超過1.1 Gb/s
100米線纜超過800 mb/s
在許多奧地利的建筑中，測試了陳舊并且是非屏蔽的線纜，在只測試一對線纜的情況下，超過100米的距離，速度可達500Mb/s。但是當加入第二對線纜時，串擾導致速率從500Mb/s降至60M/s。采用了矢量化2.0技術消除串擾后，100米的線纜上速率回到500Mb/s。
對G.fast的需求
高帶寬的服務需求導致接入網絡已達到其極限，業界正在尋找下一個帶寬瓶頸的解決方案。G.fast 有望成為這一解決方案。
光纖到戶 （FTTH）最初被視為唯一能長期解決帶寬問題的技術，但 VDSL2 矢量化技術改變了這種看法。一個創新轉變了 市場。由于運營商開始使用銅纜提供更快速的寬帶速度，銅纜再次成為了一種寶貴的資產。
如圖 1 所示，當今，VDSL2外面使用 17 MHz 的頻譜。G.fast 標準將允許使用 106 兆赫和 212 兆赫的配置，顯著增加帶寬。為了實現復雜性管理，在 G.fast 中加載的位限于每載波12 位，而VDSL2 每載波加載的位多達 15 位。
由于循環衰減頻率增加，這些極高頻率僅可用于位加載在非常短的循環。這就是為什么 G.fast 被視為一種可在短于 250 米直徑 0.5 毫米線纜上使用的技術。
圖1 G.fast 使用非常高的頻率，大大增加在非常短的環路上的比特率
創新迎接串擾的挑戰
銅纜中多對線纜工作與VDSL2時，線纜之間的干擾導致其性能遠較僅有一對線纜工作時差，這種干擾— — 稱為遠端串擾，無法預知，導致VDSL2的速率遠遠低于其承諾的100 Mb/s。矢量化技術可消除串擾，使 VDSL2 充分發揮其潛力。
圖2 同一條電纜線之間串擾降低性能
當一組銅纜中有多對G.fast線路時，串擾也會降低性能。貝爾實驗室的研究表明G.fast線路間的串擾比VDSL2更大。
G.fast 使用甚高頻是造成串擾挑戰的根本原因。在這些頻率上，串擾與實際信號強度相近的現象并不罕見。挑戰之一就是創建一個補償信號，以不超過功率譜密度 (PSD) 掩碼的強度來消除串擾。消除這些高串擾需要更先進的算法。
G.fast 寬廣的頻率范圍 — — 6 至 12 倍于VDSL2 17a — 增添了一個縮放因子。一個更廣泛的頻率范圍意味著矢量化引擎每秒更多的計算。
圖3 提供了一個例子，當矢量化技術被應用在高串擾的G.fast電纜上所得到的效果。
圖3 矢量化技術幫助G.fast消除串擾保持高速率
實際的效果將取決于回路長度和線纜的質量。藍色線標示僅一條線路工作時的性能狀況。當在這組線纜中增加工作的線路后，性能顯著下降 （紅線）。藍色和紅色的線是矢量化技術性能提升能力的衡量基準。
啟用 G.fast 矢量化技術， 性能顯著提高（綠線）。在圖 3 中，矢量化技術在50米長度時，將聚合速率從 250 Mb/s 提高到650 Mb/s。每個網絡可達到的比特率因網絡條件而異。
VDSL2 和 G.fast 演進
因為G.fast 專為超高速和短距離回路設計，因此它是光纖深入部署的理想演進路徑。
如圖 4 所示，小節點部署非常接近用戶，在任何可以接駁到銅纜的位置，可以是到路邊，可以是在一幢建筑內，可以是住宅的外墻，以及這些之間的任何位置。
圖4 G.fast 支持多種部署模式
這些部署模型稱為 FTTCurb、 FTTBuilding、 FTTWall 等FTTx 術語，或者是由光纖到分發點 （FTTdp） 的通用名稱。部署模型共享相同的特點 — — 小節點，非常短的回路，訂戶數目較少 （幾十個或更少） 和很高的比特率。固網的這些特點基本上等價于無線網絡的微基站。
G.fast 和 VDSL2 矢量化技術的典型應用將取決于回路長度和訂戶的數量：
>200 m： 在部署中具有較長的回路，VDSL2 矢量化技術現在、并將繼續是技術的選擇。G.fast 不只是將這些回路長度優化。G.fast 標準的目標是250米 的0.5mm 的線纜上達到150 Mb/s 的聚合速度。VDSL2 矢量化技術可以在400 米線纜上提供 140 Mb/s 到 150 Mb/s 的聚合速度。
<200 m，多個訂戶： 在部署中使用多個訂戶和短回路，今天可以使用VDSL2 或 VDSL2矢量化技術。G.fast 提供一個演進路徑，但是如果需要實現G.fast 高速度則需要矢量化技術。
<200 m，單個訂戶： 單訂戶非常適合 G.fast的部署，具有高比特率和易于安裝的優點。在 G.fast 方案可行之前，可以使用 VDSL2技術。
選擇正確的 FTTx 模型
不同的 FTTx 部署模型提供了不同的優勢。大多數運營商 將光纖到戶FTTH 作為其長期的戰略，但光纖到戶需要大量的投資和大量的時間來部署。
經營者應根據投資、上市時間和所需的比特率來選擇其部署模式。圖5 比較各種 FTTx 部署模式的成本。
圖5 運營商選擇 FTTx 策略時應考慮多重因素
如圖 5 所示，光纖到戶FTTH的費用是ADSL的15倍。這筆費用的大部分可以歸因于配套土建工程：在街道挖溝，通到每一個家庭以便安裝新的光纖基礎設施。光纖到節點FTTN 加上VDSL2 矢量化大約是 4 至 5倍 的成本，造價約為 FTTH 的三分之一。重復使用的最后一英里的銅基礎設施大大降低土建工程成本。
光纖到節點FTTN 與光纖到戶 FTTH 部署模型的成本變化取決于與最終用戶的接近程度。越靠近最終用戶，部署成本越接近光纖到戶FTTH。例如，光纖到大樓FTTB大約是10倍于ADSL造價,也就是比光纖到戶便宜30%，而光纖到墻已經與光纖到戶相差無幾了。
但成本不是作出決定的唯一標準。產品上市時間是同樣重要的。全國范圍內部署光纖到戶很可能需要 10 至 20 年 ；許多國家政府、 運營商和最終用戶根本無法等那么長時間。FTTx 部署可以加快鋪設，因為運營商可以跳過最后一英里。
其他因素也會影響部署模式的選擇。例如，部署架空光纖，而不是掩埋的光纖使 光纖入戶部署更快、 更便宜。另一方面，光纖進入家庭令人頭疼，抬高了光纖入戶的成本和部署所需的時間。短期內光纖到墻加上VDSL2，將來采用G.fast ，讓運營商避免部署光纖進入家庭，從而節省時間和資金。
大多數運營商采用光纖接入和光纖入戶 技術的組合。這使他們能夠為給定的區域選擇最適合的部署模型，這樣他們就可以連接更多的訂戶，接入速度更快和成本更低廉。
今天的VDSL2， 明天的 G.fast
供應商和運營商都在為G.fast 的標準成熟作出貢獻。盡管其他方面仍然正在研究中，但許多關鍵內容已經商定。國際電信聯盟的目標是 2014 年通過標準。一旦達到這一里程碑，供應商就可以在符合標準的芯片組上開展工作。如果遵循標準的開發周期， G.fast 產品最早會在2015年年底出現。同時，標準頒布前的原型系統的實現將使供應商能夠繼續開發和測試其技術
由于未來幾年G.fast還沒有標準化，還沒有商業化產品，G.fast是 VDSL2 的自然演進。同時，運營商可以依靠 VDSL2 矢量化技術，以符合成本效益的方式為他們的客戶服務。
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