在競爭激烈的家庭寬頻電信市場，電信服務供應商面臨著嚴峻的壓力，除了要在資本投資與服務供應之間取得平衡外，還要能滿足消費者和標準對頻寬越來越大的要求。過去10年來，光纖到府(Fiber to the Home, FTTH)一直被認為是能滿足這些需求，又能有效與有線電視網路競爭的唯一可行技術方案。但是，光纖網路的商業條件已越來越嚴苛。在成本考量的現實要求下，電信業者不得不尋求新的方法，以期能盡量延長現有銅線基礎建設的生命週期。
晶片和系統級設計的持續創新，讓此問題得到了新的解答。在國際標準的架構下，數位用戶迴路(DSL)技術的進展確實能立即滿足短期與中期寬頻部署的挑戰。隨著基於國際電信聯盟(ITU)標準技術的進一步增強並已進入商業化部署，電信業者將能以具成本效益的方式在銅線、銅線/光纖，甚至是銅線/長程演進計畫(LTE)存取解決方案上部署傳輸速度達100M～200Mbit/s (每秒百萬位元)的寬頻網路。
本文將探討目前既有的存取網路，以及近來基於標準第二代超高速數位用戶迴路(VDSL2)技術所開發的新型解決方案。
根據市場研究資料顯示，寬頻存取技術正邁向令人振奮的轉換時期。寬頻論壇(Broadband Forum)的研究報告指出，光纖與VDSL2的結合，一般稱為FTTx，是成長最快速的寬頻存取技術。在2012年，FTTx/VDSL的部署顯著地成長了27%。單純的光纖和固定式無線技術也都以兩位數字成長，而纜線數據機(Cable Modem)和銅線DSL的成長率則為最後兩名。整體來看，雖然DSL部署的比例微幅下滑，為57%，但仍新增了超過一千二百六十萬名的用戶，增加的數量比纜線與FTTH網路都高。
寬頻存取市場日益蓬勃
對此結果，為寬頻論壇彙整這分資料的市場研究機構執行長Oliver Johnson指出，FTTx解決方案能滿足消費者對寬頻的需求，特別是與向量化(Vectoring)技術(如系統串擾/雜訊消除)、綁定(Bonding)和其他增量式(Incremental)VDSL2強化功能的結合，能讓電信業者繼續運用現有的網路資產，並將其生命週期盡量延長。
過去1年來，電信服務供應商的行動也強化了這個觀點。德意志電信(Deutsche Telekom AG)在其一項大型部署計畫中，預計要推出下行容量達100Mbit/s的FTTx/VDSL2網路。
這類部署計畫，以及其他的加速型xDSL解決方案都是確實可行的。更高的頻寬能讓電信業者推出足以與同業對手競爭的服務，並同時創造更高的服務價值且留住客戶。同時，FTTx解決方案對於資本支出的節省是非常顯著的。此外，由於端點無須因採用新技術而重新布線，所以此解決方案亦能大幅簡化系統升級並優化客戶對服務升級的體驗。
在這項能夠讓客戶容易使用、又能節省資本支出的背後，其實採用的是透過將經過嚴謹開發與通過驗證的標準，與創新晶片結合在一起的技術。針對這一點，以下的內容將詳細說明。
經驗證並獲廣泛部署 VDSL2技術持續推進
ITU-T G.992.x(ADSL2/2+)標準的制定始於2002年，並將在未來數年，繼續在全球各地進行部署。ADSL2/2+技術的部署已超過10年之久，它成功締造了今日高達3.6億以上的銅線基礎建設寬頻用戶數量。下一代網路的需求，諸如歐盟委員會預計於2016年開始實施的一些標準，都要求更高的下行/上傳通道。這就是持續創新的VDSL2技術能派上用場的地方。
ITU-T G.992.1(VDSL2)標準於2006年開始部署，現在此標準正協助電信服務供應商重新定義寬頻存取的市場競爭態勢。在今日典型的部署中，一般下行頻寬最高可達到50Mbit/s。展望未來，VDSL2標準最令人振奮的創新在於，能將此技術的數據傳輸率推進到200+Mbit/s的理論最大值。包括綁定、向量化技術以及結合光纖技術的增強型「混合」部署，都是使VDSL2能夠進一步提升頻寬的重要方法。
ITU-T G.998.x標準中所定義的銅線對綁定(Wire-pair Bonding)可為電信業者提供一種增長特定迴圈總延伸範圍或在更短距離內增加可用頻寬的方法。G.998.x已
經獲得多家全國性電信業者用來建置ADSL2/2+網路，它將有助於推升VDSL2技術達到200Mbit/s的資料傳輸率。
(Bonded VDSL2)，另外有許多電信業者也正快速轉向利用第二種新的標準技術來部署系統。這項標準是ITU-T G.993.5 (Vectoring)，多家電信業者已於2013年底開始將此標準從現場測試移轉到實際部署。
向量化技術是指遠端串擾消除(Far-End CrossTalk Cancellation)的過程。它是利用先進的數位訊號處理技術來找出並確實消除鄰近銅線對上的脈衝因高速傳輸所產生的雜訊(圖1)。
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| 圖1 VDSL2網路的遠端串擾消除 |
在VDSL2中(相較於其他的xDSL技術)，由於須用到較高的頻率傳輸頻帶，串擾是一種更顯著的頻寬限制雜訊來源。根據實際應用發現，即使在500公尺(m)的短距離內，遠端串擾(FEXT)會使VDSL2的實際資料傳輸率受限於70Mbit/s的下行和40Mbit/s的上傳速度。
向量處理增強的VDSL2存取網路能提升1公里(km)以及更短的迴圈長度的頻寬，因此能在300?500公尺的範圍內達到100Mbit/s(圖2)，並在更短迴圈(<150公尺)達到150Mbit/s的傳輸速度。實際上，一束銅線對中每條線路的頻寬都能達到與單一、未受限制通道相近的理論最大值。對於須配合國家寬頻計畫(National Broadband Agenda)和數位計畫(Digital Agenda)目標的電信業者來說，這都是需要滿足的需求，而且此技術確實能以符合電信業者資本投資模型的成本效益來實際部署。
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| 圖2 向量式VDSL2的資料傳輸率及延伸範圍 |
因此，電信業者認為全面遵循G.993.5 Vectoring標準是必要的，因為這將能讓他們在用戶端設備(CPE)或晶片業者的選擇上保持絕佳的靈活性。
支援向量化技術 VDSL2設備效能升級
能實現向量化技術的先進訊號處理技術都已整合在VDSL2迴圈的局端(CO)和用戶端。預期到這項需求，各家廠商莫不全力傾注，其中領特(Lantiq)已將其目前大量出貨的CPE晶片組(XWAY VRX200)重新設計為可支援向量化技術的功能，僅須下載軟體就能升級。而其剛發布的XWAY VRX300晶片組也可支援向量化技術，能為設備製造商與電信業者提供可支援未來多年市場部署需求的產品藍圖。
在局端/DSLAM迴圈這方面，該公司正將其已通過業者驗證並具備互通性的VINAX IVE1000向量化技術引擎(Vectoring Engine)晶片投入量產。若利用VINAX V3晶片組來配置線卡，在典型的建置頻率範圍內，最多會有384條VDSL2線路的串擾能被完全消除。
總而言之，向量式和綁定式VDSL2的加速效能，完全符合現今市場的商業需求，包括光纖到路邊(FTTC)、光纖到附近(FTTN)、光纖到大樓(FTTB)以及光纖到分配點(FTTdp)等這些實際的光纖技術部署。在這些應用中，鏈結低功耗與低成本VDSL2網路的光纖骨幹可為電信業者和終端用戶帶來絕佳的價值。據估計，若與利用光纖到府迴圈的方式相比，這樣的部署方式平均能省下高達90%的成本。
寬頻存取最後一個須要解決的問題是有關用戶端裝置的配置。在現有的晶片組中，AnyWAN系統架構可支援多種的廣域網路(WAN)介面與連接性技術。開發人員能利用單一設計與Universal Gateway(UGW)軟體架構來簡化開發工作與降低成本，以建置多種的終端用戶平台。而其CPE平台中內建的電信級802.11n Wi-Fi子系統採用先進的束波成形技術，可實現長距離範圍與中央處理器(CPU)卸載架構，並能為2.4GHz和5GHz的不同射頻(RF)前端帶來配置的靈活性。
(本文作者為領特CPE資深產品行銷經理)