VDSL2

VDSL2：第二代 VDSL （Second Generation VDSL）

VDSL2被許多運營商視為FTTB光纖到戶首次展出的完美補充物，光纜用於將大型建築例如寫字樓或公寓連接到PSTN，而普通銅纜則用於建築物內將用戶連接到高速業務。法國電信已宣布將對VDSL2技術進行公開測試。

VDSL2是最新也是最先進的xDSL寬頻線纜通信標準。VDSL2支持語音、視頻、數據、HDTV和互動遊戲等三重（triple-play）業務的廣泛部署，可以幫助使用者和運營商逐步、靈活和節省成本地升級現有的xDSL基礎架構。業界首個與該標準完全兼容的被命名為ⅥNAX的VDSL2晶元組能夠在短距離範圍內提供高達100Mbps的對稱數據速率，也可以提供類似ADSL的長距離通信性能，因此ⅥNAX不僅能夠滿足當今高速電信網路的要求，還提供了一種適用於將來的技術，可以幫助運營商為今後越來越多的用戶提供更豐富的業務。

現在xDSL接入技術仍然是中心局(CO）和用戶之間的通信瓶頸。中心局和遠端DSLAM(數字用戶線接入復用器）可以提供吉比特乙太網鏈接甚至更高速度的技術，用戶側只是54Mbps和100Mbps的有線和無線區域網(LAN/WLAN）。但在這二者之間的鏈路不管是用ADSL、ADSL2/2+還是VDSL都有速率限制。另外，在同一媒介上同時傳輸視頻/HDTV、數據和語音這樣的“三重”業務需要比VDSL1或ADSL更成熟完善的服務質量（QoS）。最新的三重業務包括了至少3個電視頻道、若干個VoIP連接和足夠快的網際網路訪問，要求的數據速率至少要達到30~40Mbps，這一速度大約是ADSL2+解決方案在實際運行狀態下能夠達到的速率的二倍。

為了克服現有接入技術的不足，業界適時開發和標準化了VDSL2技術。VDSL2是消除最後一英里瓶頸和全球大量部署先進的三重業務的理想xDSL技術。

最終用戶採用VDSL2實現寬頻服務的關鍵驅動力是：多通道視頻、HDTV教育和娛樂服務；使用VoIP可以降低電話費用；基礎網際網路數據接入速度的提高；當地有競爭力的定價，有些地區的VDSL服務費用與ADSL差不多，但帶寬增加很多（主要是韓國和日本）。

電信運營商可以從提供捆綁服務中獲益，這些服務能成功地與有線運營商提供的任何服務競爭。另外，隨著向ADSL2+/VDSL2混合網路的遷移（見下文），可以通過單一網路提供全部xDSL服務類型，同時還能降低部署、運營和維護成本。

不管怎樣，重要的是VDSL2通過高性價比的混合光纖到戶（FTTH）有效地解決了最後一英里問題：通過鋪設光纜儘可能接近家庭、經現有的鋪設在地基中的管道連到DSLAM或DLC，在最後幾百米再用高速VDSL2連接起來。

這項 VDSL2 標準使業務的上載速率和下傳速率都能達到 100Mbps，是現有的 ADSL 業務的十倍。憑藉如此高的速度，新 VDSL2 標準能夠提供所謂的“光纖擴展業務（fibre-extension）”，即為沒有和電信公司的網路光纖段直接連接的建築物提供類似光纖的帶寬。

此外最重要的一點，也是與先前vdsl的不同，ITU 制定了VDSL2+互聯互通標準，使VDSL2+實現了不同廠家的兼容，不同廠家的兼容，使得用戶的設備採購渠道增加，有效的降低了運營商的經營成本，為vdsl2+大規模商業推廣提供了條件。

即插即用，傳輸距離遠

功能豐富，支持多種網際網路繼而方式

低成本，大收益 例如LechenTek 樂晨 WD-V101系列

VDSL2主要技術特點：

更高的傳輸速率

IPTV、網路互動遊戲等新興寬頻應用，對接入網的上行帶寬提出了要求。VDSL2充分考慮到這些雙向高速寬頻應用的需求，規定了6波段高達30MHz的頻帶，在300m的短距離內，可以實現雙向的100Mbit/s數據傳送速率。在300~1 500m中等距離內，通過採用柵格編碼技術和交織技術，傳輸速率也比第一代VDSL高。

更遠的傳輸距離

受到雙絞線高頻衰減物理特性的限制，第一代VDSL的傳輸距離一般小於1.5km。VDSL2通過增強發射功率（20.5dBm），並配合U0頻段和回波抑制的使用，傳輸距離最遠可達4.5km左右。

兼容ADSL2+技術

VDSL2摒棄了QAM調製方式，採用與ADSL2+同樣的DMT作為惟一的調製方式。同時規定，在12MHz以下，仍然採用4kHz的子載波寬度，在12MHz以上，頻段採用可變子載波寬度。此外，VDSL2支持PTM、STM以及ADSL2+所採用的ATM等多種封裝的傳送模式。VDSL2由於融合了ADSL2+和第一代VDSL技術的優點，因此在短距離內，可以達到100Mbit/s傳輸速率，超過一定距離后，直接切換到ADSL2+模式，繼續提供中遠距離的數據傳輸。這為ADSL2+向VDSL2過渡提供了良好的解決方案，運營商可以根據需要逐步更新設備，既保護了原有的投資，又減少了技術選擇風險。

更為完善的PSD控制

VDSL2頻率範圍由於覆蓋了中波、短波廣播及業餘無線電的頻譜，因此，將受到這些無線信號的射頻干擾（RFI）。另外，承載VDSL2傳輸線對的電氣信號會耦合到同一捆電纜的其他線對上，產生線間串擾。這些干擾是制約VDSL2應用的主要障礙。VDSL2採用頻譜開槽、上行功率削減（UPBO）、MIB控制PSD等技術來完成功率譜的管理，消除或減小這些干擾對傳輸性能的影響，提高對接入環境的適應能力。

更好的視頻業務支持

視頻業務的特點是，帶寬要求高，對時延不敏感，但對丟包或誤碼敏感。VDSL2充分考慮了視頻業務的這些特點，在脈衝雜訊保護、動態改變交織深度以及雙延遲通道等方面做了大量的工作，以降低脈衝雜訊造成的誤碼、丟包的概率。

在不同組網環境下，VDSL2受到的干擾因素是不一樣的。為了支持各種應用，VDSL2標準定義了8種Profile（8a、8b、8c、8d、12a、12b、17a、30a），支持CO、FTTC以及大樓內等多種應用，減少了產品開發的複雜性和成本。

VDSL2繼承了ADSL2的環路診斷功能，提供的測試參數能夠用於物理銅線環路條件、串擾和線路衰減（由濕度和溫度變化等引起）等的分析，解決串擾源識別、線路橋接抽頭等線路問題，這在實際應用中具有非常重要的意義。但是，這種測試是基於CPE進行的，覆蓋範圍以及測試精度與專用測試設備相比有較大的差距，因此應用範圍有限。在實際應用中，可結合VDSL網管系統、窄帶112測試系統等支撐手段，提高故障定位準確率和維修效率，降低維修上門率。

OLR功能可以增強VDSL2適應線路變化的能力。當線路或環境條件發生緩慢變化時，OLR功能可以使VTU在控制參數所設置的限度內，不中斷業務而自動維持操作，且不會出現傳輸錯誤和時延變化。在初始化過程中，特別是短初始化過程中，由於訓練時間短，因此對線路狀況的評估較為粗糙。OLR功能可在短初始化之後，用於優化VTU的設置。

制定VDSL2標準的工作在實現三重業務的意向提出不久后就開始了，該標準包括多頻道HDTV和VDSL2標準G.993.2，ITU-T在2005年5月27日批准發布。英飛凌的ⅥNAX就是與VDSL 2標準完全兼容的解決方案，可以在1,200英尺（約350米）距離上提供全雙工100Mbps、在4,000~5,000英尺（約1.2~1.5公里）距離上提供全雙工30Mbps的超高數據速率。由於具有增強的長距離通信能力，採用ⅥNAX組建的系統可以在超過16,000英尺（4~5公里）距離提供與ADSL相近的比特速率，基本覆蓋了電信網路中90%的家庭用戶（一些國家可以達到100%的覆蓋率）。與前幾種DSL允許選擇離散多音調（DMT）或正交幅度調製（QAM）技術不同，VDSL2隻能使用DMT線路編碼。DMT是一種分割DSL信號的方法，有用的頻率範圍被劃分成多個小的頻段或音區。最多可以分成4,096個音，音與音的間距為4kHz或8kHz。其中每個音都可以用作下行或上行傳輸。不過VDSL2標準已經定義好了上行和下行頻段，並定義了8個針對各種應用領域的不同VDSL2類型。

只匹配這八個標準化VDSL2類中的一個類的晶元解決方案也允許聲稱兼容全部標準，不過很顯然會限制系統製造商和服務提供商的VDSL2部署計劃。為了向系統供應商提供真正的附加值，幫助他們設計出能夠符合所有部署環境的單一通用VDSL2系統，VDSL2晶元解決方案必須支持所有的類型。例如，歐洲和美國運營商要求20dBm或17.5dBm的發送功率（類型8a和8b）。而只能提供2,048個音、17MHz帶寬和14.5dBm發送功率（類型8c和8d）的晶元解決方案就像許多准標準晶元組那樣不能滿足這些市場的要求。此外，確定確切的區域性要求仍然顯得為時過早，因為許多運營商還在評估他們未來的網路和部署計劃。簡而言之，只有能夠提供30MHz帶寬、20dBm發送功率以及4,095個音調的VDSL2晶元解決方案才能具備所要求的靈活性，也才能幫助系統製造商和服務提供商用單一硬體平台滿足所有地區市場需求。

綜述

與VDSL1相比，新的VDSL2標準具有多個新的特性。下文所述的新增功能將提高數據傳輸的比特率和服務覆蓋範圍，同時為語音和視頻傳輸提供高級的QoS，從而促進所有寬頻業務向單一網路的匯聚。

更高比特速率

VDSL1的頻譜是12MHz，非標準解決方案是17MHz，而VDSL2的頻譜高達30MHz，因此能實現100Mbps的對稱數據速率傳輸，比早期的VDSL1解決方案最大70/30Mbps的速率要高出許多。除此之外，將二個獨立通道用於同一連接的片上綁定（也被稱為通道捆綁）將提高環路到達性能，支持更長環路上實現VDSL2比特速率（哪個距離？）。與有效比特速率取決於在線用戶數量的共享媒Cable Modem不同，VDSL2提供點到點的連接，能夠確保用戶所支付的數據速率。

類ADSL的長距離性能

與ADSL類似的長距離性能是VDSL2的一個關鍵優勢。具有LR-VDSL2功能的系統能夠在4到5公里範圍支持1~4Mbps的（下行）數據傳輸，而且隨著環路長度的縮短，比特率將提高到對稱的100Mbps。這意味著採用VDSL2的系統與VDSL1系統有本質區別，它不局限於短距離環路應用，還能用於中等距離的應用。

LR-VDSL2使用低至25kHz的頻率，並通過ADSL PSD（功率譜密度，定義了在使用頻譜上的發送功率分配）模板提供20dBm的發送功率。這種情況下的上行頻段最高分配到138kHz/276kHz，也被稱為“上行頻段0”或“擴展上行頻帶0”）。VDSL2下行頻段DS0可以看作是擴展的ADSL頻段，最高可達3.75MHz，而ADSL和ADSL2+只能分別達到1.1MHz和2.2MHz。圖2就是VDSL2頻段規劃的一個例子。

LR-VDSL功能是由回波消除和時域量化保證的，這是經過ADSL驗證了的技術，可以避免發送路徑上的回波。VDSL1系統一般使用數字復用方法補償較長用戶環路時的延遲效應。但這種技術受環路距離的限制，在3,000英尺（約1公里）以上距離時就會失效，還會導致連接丟失。因此兼容VDSL2標準的系統必須實現回波消除和時域量化功能，才能滿足3,000-4,000英尺（1~1.2公里）以上中等和遠距離環路應用性能要求。

對時延敏感的QoS

對於連續的視頻和語音傳輸，QOS需要特別關注。因此VDSL2標準定義了內在的優先佔用機制，為對時延敏感的語音和視頻包設置的優先順序比電子郵件信息、網頁內容等數據包優先順序要高。優先佔用是指高優先順序的數據包（如語音）一般要比低優先順序的數據包優先通過。優先佔用可以用圖3所示的例子加以說明：具有不同優先順序的數據包（語音、數據、視頻、遊戲）必須經過VDSL2晶元傳輸，為了提供理想的質量（例如沒有迴音和延遲的在線遊戲），這些數據包必須滿足一定的時延要求。在例A中，假定是100Mbps的連接，在紅色高優先順序語音包和黃色低優先順序數據包之間沒有時延干擾。然而在例B中，假定是1Mbps的低速鏈路，由於速度低，包的傳送時間增加了，因此出現了時延問題。2號包的傳送時間不能滿足語音包的時序要求，會在語音包發送中產生抖動，也即語音鏈路中會出現迴音。對於採用先進先出（FIFO）技術的常規系統來說這種情況是相當常見的。

然而採用優先佔用技術的系統在高優先順序的語音包發送沒有完成之前將停止發送低優先順序的數據包。通過這一功能可以有效地避免語音通話中出現煩人的迴音問題。

三重業務支持

雙時延（二個獨立的時延路徑）、雙重交織（更好的雜訊保護和更高的安全性）和二個承載通道（用於傳輸用戶信息）改善了對不同速率數據的高效和可靠處理，這是高質量的三重業務應用的關鍵。

數據交織和里德-所羅門編碼可以保護信號免受突發雜訊的干擾，即通常由電源線干擾引起的時長約500us的突發雜訊干擾。然而這種突發雜訊保護會導致更長的反應時間或時延。雖然視頻業務不受長時延的影響，但語音受到的影響比較大。因此通過實現二個獨立的時延通道，可以獨立地選擇交織和里德-所羅門編碼，以便為每個業務等級提供最佳的突發雜訊保護和時延性能。

最佳的網路利用率

VDSL2採用了VDSL1中未曾用過的網格/維特比編碼技術以及類似ADSL的靈活幀結構，因此可以高效地利用線路速率，特別是在下行中等和長距離通信時效果更為明顯。網格/維特比編碼可以增加2dB的編碼增益，因此在同樣的信噪比條件下，VDSL2可以比VDSL1提供更高的比特速率。

後向兼容和互操作性

由於具有上文所述包括幀結構、交織和網格/維特比編碼在內的DMT特性和類似ADSL的功能，包含了所有必要技術條件的VDSL2是解決ADSL後向兼容問題的理想方案。完全兼容VDSL2標準的晶元解決方案既可以滿足VDSL2、也可以滿足ADSL/2/2+設備的要求。因此使用者只需使用一種技術就能平滑、逐步和高效地將現有網路升級到VDSL2，並允許他們用單個網路覆蓋所有xDSL業務應用。同時用戶只要願意仍可以繼續使用ADSL MODEM，想接收先進的三重業務時只需簡單地升級他們的用戶端設備（CPE）就可以了。這實現了更低的設施和維護成本以及到VDSL2的無縫升級。不過，技術功能性只是其中的一部分因素，另外一個重要且困難的因素是與已有ADSL架構的互操作性。標準沒有提供這部分內容，需要靠專用晶元供應商的ADSL專業技術和現場經驗決定。主要的ADSL供應商已在互操作性方面投入多年的努力，只有對互操作性的持續參與和研究，並建立與業界領先者間的合作夥伴關係，才能確保最終用戶使用任何設備而不必擔心技術兼容性問題。因此只有同時保證VDSL2技術的後向兼容性以及與ADSL、ADSL2和ADSL2+的互操作性才能讓服務提供商放心的安裝作為最終的DSL技術的VDSL2，並通過較低的運營和維護成本充分發揮經濟方面的優勢。