GB/s级的VDSL接班人

VDSL已经很快了，但是同样使用固定电话网络的新一代宽带技术G.fast更快，传输速率可以达到2GB/s。下面，CHIP将为大家介绍G.fast是如何工作的。

很多宽带网络已经开始采用光纤接入方式，然而通过固定电话网络接入互联网的宽带网络用户数量更多，而且大部分宽带网络的速度只有6MB/s～16MB/s，这是传统的DSL接入方式的速度。而即使使用号称最快的VDSL接入方式，也只有极少数用户可以达到50MB/s。因而，利用现有铜线的宽带技术，曾一度被认为已是穷途末路。不过，VDSL的继任者G.fast改变了这一现状。G.fast的亮点是即使使用现有铜线电缆，它也能够提供1GB/s的速率，而这仅仅是该技术部署的第一阶段，其第二阶段预计数据传输速率将可以达到2GB/s。这一速度已经相当快了，是现有最快的DSL连接速度的125倍。

G.fast标准（ITU-T G.9701）已经由ITU（International Telecommunication Union，国际电信联盟）正式通过并发布，其缩写表示“fast access to subscriber terminals（快速访问用户终端）”。一个附带的标准（G.9700）被用于保证G.fast不会妨碍如UKW-Radio（87.5MHz～108MHz）等其他的无线标准，这是非常有必要的，因为这个VDSL的继任者使用一个老把戏来提高其性能：扩展频谱资源，采用更高的频谱。VDSL运行到了极限，频谱大约是17.7MHz或30MHz，而G.fast的频谱将扩展到106MHz甚至212MHz。

消除串扰：矢量化技术是必须的

然而，高频率将导致电缆中相邻线对之间产生强烈的串扰，因而，G.fast的串扰远比VDSL强烈，从而严重影响G.fast的传输速率。为了防止这种情况的发生，G.fast必须通过矢量化技术（也用于VDSL2）消除串扰，通过路由器中的软件计算每对导线中的干扰信号，创建一个补偿信号与实际传输的信号相结合。这一技术可以消除串扰，确保客户端接收到一个干净的信号。对于VDSL来说，有使用矢量技术和不使用该技术的变体，然而对于G.fast来说，矢量化技术是必须的，因为如果不使用矢量化技术，那么它不可能达到峰值速度。

矢量化技术不是G.fast用来对付干扰的唯一方法，G.fast还有其他应对措施，例如FEC（Forward Error Correction，前向纠错）编码，FEC编码又称冗余编码，通过增加信源的冗余度达到检错和纠错目的。可以检测到传输过程中数据出现的错误，并利用冗余数据纠正这些错误，而无需重新请求数据，这意味着不需要重新传输数据。

G.fast并没有彻底改变一切，例如调制系统，G.fast和VDSL都使用DMT（Discrete Multi-Tone Transmission，离散多音），采用频分复用的方法，将频谱分成几个子信道。G.fast在使用106MHz频谱时分成2 048个子信道，每个子信道具有51.75KHz的带宽。在使用212MHz频谱时分成4 096个子信道。然而，下行链路和上行链路的划分G.fast采用了新的规则。在DSL和VDSL中使用FDD（Frequency-Division Duplexing，频分双工）系统，频谱的特定部分被保留用于下载和上传。用于分隔下行链路和上行链路的一部分频谱被丢失。而G.fast采用TDD（Time-Division Duplexing，时分双工）系统，下行链路和上行链路轮流使用整个频谱，一轮操作大约占用750μs的时间段。在实践中，这可以为G.fast带来巨大的优势。对于DSL和VDSL系统来说，用户的网络资费方案必须接受固定的上传、下载速率，而G.fast系统可以灵活很多，例如可以提供对称分割的方案（如500Mb/s下载和500Mb/s上传），此外，必要时该技术还可以满足需要上传速度比下载速度更快的应用。

短跑运动员：不是一个马拉松选手

G.fast是一个短跑运动员，而不是一个马拉松选手，这意味着要实现其最高速度只能够在很短的距离内。由弗劳恩霍夫研究所进行的试验表明，两个G.fast版本都只能够在50m内的铜线上实现最高速度，超出这一长度后速度明显下降。达到250m的距离，G.fast将稳定在VDSL2的水平。因而，从供应商的角度来看，部署该技术意味着他们将不得不升级他们的路由器。通过FTTdp（Fibre To The Distribution Point，光纤到分配点）的方案，使用光纤连接靠近用户的特殊的配电箱（微节点），再使用铜线连接到客户所在位置。

不过，G.fast或许并不是供应商的唯一选择，阿尔卡特朗讯公司的测试表明，G.fast并不是不可取代的，G.fast的继任者XG-Fast将可以提供更快的速度：XG-Fast提高速度的方法很简单，频率范围被再次扩展到500MHz，并且传输过程中将使用两对线建立连接。在最初的测试中，超过30m的距离XG-Fast数据传输速率仍达到10GB/s，这相当于DSL速度的624倍。