隨著視訊應用與新型雲端服務的爆炸性成長，全世界對寬頻網路的需求正不斷地成長；此外，消費者對於資料上傳效能與快速下載服務的要求也越來越高。於此同時，網路營運商也面臨有線電視業者的激烈競爭，以具競爭力的價格為他們的客戶提供高速資料傳輸率(共享媒體)，接連因素皆引發了對高頻寬網路技術的需求。
另一個推動資料傳輸技術升級的因素則來自於政府計畫。舉例來說，歐盟要求所有歐盟地區家庭的寬頻速度要達到30Mbit/s，這對以銅線為基礎的網路營運商來說，是亟待努力的目標。
事實上，數位用戶迴路(DSL)是現今最普遍、成長最快速的寬頻技術，占所有寬頻使用者將近三分之二的市場。然而，DSL已有20年的歷史，正趨近技術本身的效能與傳輸距離的極限。儘管如此，工程人員仍期望能利用既有的電話基礎架構，將更高的資料傳輸率帶到所有家庭。
超高速數位用戶迴路(VDSL)和向量化(Vectoring)最高可提供100Mbit/s的速度，但最好也只是如此而已。事實上，非對稱技術是限制DSL未來發展的一個因素，其上傳和下載容量之間的頻寬比例是完全固定的且缺乏彈性。隨著使用模式的改變，寬頻網路亦須符合現今使用者的新需求，同時電信營運商也已經了解到，DSL確實已面臨其技術上的極限。
大部分的服務供應商相信，光纖到府(FTTH)將是未來的主流技術，透過光纖提供的效能，滿足未來10年服務供應商和消費者對於寬頻的需求。
但美中不足的是，將光纖一路鋪設到消費者家中的成本是非常昂貴的，每個用戶的費用高達4,000美元。這些成本絕大部分是用在挖掘從路邊(Curb)到家庭間的管線通道，還有用於家庭安裝的費用。
這些成本沒有辦法由全部使用者共同分攤，而是以直接對個別使用者收取較高的月租費的方式來因應，如此一來便會影響FTTH技術的市場接受度。這也是為什麼直到今天，DSL的市場規模仍然比FTTH解決方案高出六倍之多的原因。
G.fast四大優勢發威 家庭網路邁向Gigabit速率
直到數年前，電信營運商開始尋求其他的解決方案，期望能滿足消費者對於高頻寬和低部署成本的需求。於是，國際電信聯盟(ITU)在內部成立了G.fast工作小組，由發明ADSL和VDSL的相同團體所組成。他們發揮電信營運商過去20年來所累積的寬頻與高速數據通訊經驗，開發出擁有突破性性價比的新技術。
事實上，G.fast比現今的DSL技術快了將近三十倍，能在銅線上提供每秒1Gbit/s的傳輸速率，可提供理想的傳輸效能，是目前最新的創新通訊技術，能讓使用者在幾秒內就能下載多部HD電影，幾分鐘內就將整個相簿備份到雲端，或是與不同的國家進行雙向HD視訊電話。
ITU已於近日同意並通過的G.fast標準。最終標準的底定將能進一步擴大該技術應用範圍，協助電信供應商透過既有的銅線網路，以混合式寬頻技術提供超過DSL，且最高達到1Gbit/s的傳輸速度。藉由採用G.fast標準，電信營運商將能部署超高速寬頻服務，且維持較低的營運成本，並同時提升整體的消費者滿意度。
據了解，領特(Lantiq)和Sckipio已於2014年10月舉行的寬頻世界論壇(Broadband World Forum)發表全球第一套G.fast端到端系統；同時，首款基於G.fast的解決方案也將於2015年實際部署運作。
更寬頻寬
傳統的xDSL使用17M?30MHz之間的頻段來進行兩點間的通訊；G.fast標準則是採用106MHz，同時目前也正在評估未來版本可能會採用212MHz。
新雙工技術
DSL技術的基礎是20年前建立的。在當時，為了達到雙工作業(資料可雙向流動)，頻寬會在同時於某頻率上流動的上行資料，以及於另一頻率上流動的下行資料間共享。
xDSL的上行與下行頻寬比例是固定不變的，舊式的DSL技術稱為分頻雙工(Frequency-Division Duplexing, FDD)。而G.fast採用不同的技術--分時雙工(Time-Division Duplexing, TDD)。此技術已經在Wi-Fi和其他家庭網路領域獲得廣泛的採用與驗證，其使用整個頻寬，並能在非常短的時間間隔內同步化流量，因此可大幅提升整體的傳輸速率。
向量化
大多數消費者的電話線在到達路邊時，是被綑綁在一起的，所有電話線的緊密相鄰會造成串音(Crosstalk)現象，這時一條電話線上的接收器能聽到另一條線路上的聲音。在使用數位訊號時，這會造成嚴重的問題，因為數據機須要能分辨是屬於真正的訊號，還是雜訊。
而向量化是一種通過驗證，能消除串音的方法，重要的是，向量化被納入了G.fast標準中，與傳統方法相比，該技術可將傳輸速率提升超過一倍。
穩固耐用
對所有的寬頻技術來說，最主要的效能挑戰來自於電子雜訊，以及會破壞通訊鏈結的狀態改變。舉例來說，拿起家中的電話線會嚴重影響DSL數據機的傳輸速率。不過，G.fast解決方案擁有可克服這些「破壞」的先進機制，能確保更高效的傳輸速率。
採新拓撲架構 G.fast降低最後一哩部署成本
目前，FTTH的主要成本來自於連接最後的200公尺。雖然，在路邊的鋪設費用可由許多使用者共同分攤，但所有從路邊到個別家庭的光纖鋪設費用卻必須由該用戶完全負責。
最後200公尺通常須要在個別用戶的庭園、車道或街道上開挖一條管線通道，並重新鋪設光纖。此外，在用戶的家中也需要特別的安裝步驟，會花費繁複的時間安排與耗時的溝通過程。
不過，透過最佳化設計，G.fast可在高達400公尺的傳輸距離內以高效能執行，毋須特別挖掘管線通道，以及在家中特殊安裝，大幅減少布建成本。
據了解，G.fast採用新型、充分調校的網路架構，亦即光纖到分配點(Fiber to the Distribution Point, FTTdp)。
光纖會鋪設到鄰近或建築物中稱為分配點或分支點的位置，在這裡多條電話線路會集結在一起。
G.fast數據機會在這些FTTdp位置內運作，連接到每條銅線，並為消費者的家庭提供最後200公尺的高效能通訊。在現有銅線中導入G.fast技術，可為全球節省超過5,000億美元的基礎架構開支，也能大幅降低高速寬頻服務的價格。
事實上，FTTdp位置通常缺乏電源，並採用被動元件，這也是為什麼G.fast必須採用突破性的電源管理與遠端供電技術，以確保FTTdp能順暢地運作。
最後，G.fast是在既有的電話線路上執行，毋須在家中進行特別的安裝，所以，使用者自行安裝數據機即可完成部署。
目前業界已推出G.fast家庭閘道器參考設計，內建GRX330網路處理器，號稱是首款以G.fast為基礎的家庭閘道器參考設計，讓電信營運商以具成本效益的方式升級其既有的銅線網路，使其達到Gigabit的傳輸速率。
在雲端運算、視訊串流、巨量資料，以及物聯網等應用驅動下，市場對於更高資料傳輸速率的整體需求正不斷地提高，電信業者不得不提升其網路架構以為因應；此外，目前已有多國政府提出寬頻覆蓋計畫。
來自有線電視網路業者的激烈競爭，也為傳統的網路營運商帶來必須提供高速服務的更大壓力。但是，現在若要大規模部署單純的光纖網路，將耗費非常高的成本，在從銅線存取網路朝單純的光纖網路移轉期間，光纖網路正逐漸擴大應用範圍給更多的用戶使用。
G.fast是專為全新應用與未來使用模式設計的新一代寬頻技術，能以二十分之一或更低的價格提供與FTTH相同的效能。值得期待的是，在未來3年內，消費者將能以合理的價格，獲得較今日技術快20?50倍的寬頻效能。
(本為作者Michael Weissmann為Sckipio行銷副總裁，Christoph von Schierstdt為領特公共關係部門主管)