在競爭激烈的家庭寬頻市場，電信服務供應商面臨著諸多壓力，除了要在資本投資與服務供應間取得平衡外，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/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。
以下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。
寬頻存取市場群雄競逐
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| 圖1 Broadband Forum全球網路市場占有率分析 |
根據截至2012年底的資料，可發現寬頻存取技術正邁向令人振奮的轉換時期。
寬頻論壇(Broadband Forum)研究報告指出，光纖結合VDSL2，一般稱為FTTx，是成長最快速的寬頻存取技術。在2012年，FTTx/超高速數位用戶迴路(VDSL)的部署顯著成長27%。純光纖和固定式無線技術也有兩位數字成長，而纜線數據機和銅線DSL的成長率則為最後兩名。整體來看，雖然DSL部署比例微幅下滑，為57%(圖1)，但仍新增超過1,260萬名用戶，增加數量比纜線與FTTH網路都高。
對此結果，為Broadband Forum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、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。整體來看，電信業者到2016年將能為2,400萬個用戶提供向量式VDSL2服務。
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和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，以下內容將詳細說明。
DSL標準持續演進
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，其成功締造今日超過3.6億銅線基礎建設寬頻用戶的數量。下一代網路的需求，如EC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。
VDSL2部署加速
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| 圖2 VDSL2網路的遠端串擾(FEXT)消除 |
ITU-T G.992.1(VDSL2)標準於2006年開始部署，現正協助電信服務供應商，重新定義寬頻存取的市場發展。在今日典型的部署中，下行頻寬最高達50Mbit/s。展望未來，VDSL2最令人振奮的創新在於，能將數據傳輸率推進到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。
有些電信業者已開始部署綁定VDSL2 (Bonded VDSL2)。另外，有許多電信業者也正轉向利用第二種新技術--ITU-T G.993.5(Vectoring)，並已於2013年底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(Far-End CrossTalk, FEXT)消除(Cancellation)的過程。它是利用先進的數位訊號處理技術，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2)。
在VDSL2中，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。
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| 圖3 向量式VDSL2的資料傳輸率及延伸範圍 |
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3)，並在更短迴圈(小於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。對於須配合國家頻寬計畫(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。
因此，電信業者認為全面遵循G.993.5 Vectoring標準是必要的，因為這將能讓它們在客戶端(CPE)/晶片業者上保持絕佳的靈活性。
客戶端/局端加速型VDSL2登場
能實現向量化的先進訊號處理技術都已整合在VDSL2迴圈的局端和客戶端。預期到這項需求，眾家廠商如Lantiq已將其目前大量出貨的CPE晶片組重新設計為可支援向量化功能，僅須下載軟體就能升級。
在局端/DSLAM迴圈方面，該公司正將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線路的串擾能完全消除。VINAX V3晶片組可用來建置VDSL2、ADSL2/2+線卡的超低功耗及高靈活性平台，利用單一核心設計支援全球部署需求。其VRX和VINAX晶片組完全符合G.993.5標準，能確保電信業者在局端和客戶端的設備能滿足未來市場需求。目前該公司的局端和客戶端晶片組均能支援與銅線對綁定相關的ITU-T標準。根據測試，利用過去已在xDSL迴圈獲得大規模部署的技術，兩條距離300公尺的Bonded線路可達200/100Mbit/s的下行/上傳速度。
總而言之，向量式和綁定式VDSL2的加速效能符合現今市場的商業需求，包括光纖到路邊、到大樓及到分配點如光纖到交換箱(FTTC)、光纖到節點(FTTN)、光纖到建築(FTTB)、光纖到分配點(FTTdp)等，透過鏈結低功耗與低成本VDSL2網路的光纖骨幹，可帶來新價值。若與利用光纖到府迴圈的方式相比，將省下90%成本。
(本文作者為Lantiq CPE資深產品行銷經理)