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技術解析
光纖通信發展系列-1:銅纜接入網絡的興衰
日期:2020-12-04

銅纜接入網傳輸速率的變化

所謂“接入(ru)網”是指骨干網絡到用戶終端之間(jian)的所有設備。其長度(du)一般為(wei)幾百(bai)米(mi)到幾公里,因(yin)而被形(xing)象地(di)稱為(wei)“最(zui)后一公里”。
在(zai)過去(qu)很長一段時間,包括截止到(dao)現在(zai)為止,還(huan)大量(liang)運(yun)用著基于電(dian)話(hua)線的(de)數字(zi)用戶(hu)線接入(ru)技術,即(ji)銅纜(lan)接入(ru)技術。自從(cong)19世紀貝爾發明電(dian)話(hua)以來(lai),銅纜(lan)已有上百年的(de)應(ying)用歷史。伴隨著互聯(lian)網業務的(de)迅猛發展,用戶(hu)的(de)帶寬需求急劇增(zeng)長,銅纜(lan)技術也(ye)在(zai)持續革(ge)新。(見下圖(tu):銅纜(lan)速率發展)

從圖中(zhong)我們可以看到,銅(tong)纜(lan)接入網的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)和(he)速率(lv)(lv)隨著(zhu)時間(jian)的(de)(de)推(tui)移均在(zai)逐(zhu)步上升(sheng),已(yi)從早前的(de)(de)ADSL發展到了G.fast接入技術。但是,隨著(zhu)速率(lv)(lv)的(de)(de)上升(sheng),傳(chuan)(chuan)輸的(de)(de)距離(li)卻在(zai)變短。這是因為速率(lv)(lv)的(de)(de)增長要(yao)求更寬的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)和(he)頻(pin)譜(pu),隨著(zhu)頻(pin)譜(pu)寬度的(de)(de)增加(jia)(jia),銅(tong)線間(jian)的(de)(de)串擾急(ji)劇增加(jia)(jia),使得傳(chuan)(chuan)輸距離(li)逐(zhu)步變短。
如圖(tu),在最(zui)初期,銅纜承載(zai)的語音(yin)信號是低(di)頻信號(64Khz),語音(yin)傳(chuan)輸(shu)距離(li)可以(yi)達到5km以(yi)上(shang)。而目前速(su)率最(zui)高(gao)的G.fast接入(ru)技(ji)術,頻譜寬度擴展到了106MHz,最(zui)高(gao)速(su)率可達1000Mbps,但是傳(chuan)輸(shu)距離(li)卻縮短到了100m左右(you)。


銅纜接入組網結構的演變

了解(jie)了銅纜接(jie)入(ru)的(de)傳輸速(su)率的(de)變化,我們再(zai)來看下以銅纜為基礎構成的(de)接(jie)入(ru)網(wang)的(de)組網(wang)結構。以VDSL2為例,接(jie)入(ru)設備(bei)一(yi)(yi)般安裝(zhuang)在室內(nei)機(ji)柜上,與(yu)PSTN交(jiao)換機(ji)或軟交(jiao)換的(de)接(jie)入(ru)網(wang)關一(yi)(yi)起放(fang)置在CO機(ji)房中,隨后經銅纜通過(guo)街(jie)道交(jiao)接(jie)箱等設備(bei)連接(jie)到用戶家中的(de)銅線終端。(見(jian)下圖(tu):VDSL2的(de)接(jie)入(ru)距離及(ji)方(fang)式)

在VDSL2中,由(you)于(yu)速率要(yao)求(qiu)不高,可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)1000米的(de)傳(chuan)輸(shu)距離。因(yin)此(ci)從CO機房出發的(de)銅纜可(ke)覆(fu)蓋(gai)(gai)方圓1000米半徑(jing)內的(de)終端用戶(假(jia)設(she)單臺設(she)備此(ci)時的(de)接(jie)入用戶數(shu)可(ke)以(yi)達到1000線用戶),因(yin)此(ci)具有(you)傳(chuan)輸(shu)距離長,覆(fu)蓋(gai)(gai)用戶廣(guang)的(de)特點。
銅纜鋪設(she)后,可以通過SuperVector技(ji)術或者G.fast技(ji)術進行提速(su),但(dan)接入(ru)距離(li)分別(bie)縮(suo)短(duan)至300米和100米,因(yin)此CO機房中的(de)接入(ru)設(she)備(bei)需(xu)要往用戶(hu)側下移(yi)。并且由于接入(ru)距離(li)變短(duan),原(yuan)本的(de)1000戶(hu)用戶(hu)無(wu)法同(tong)時接入(ru)同(tong)一(yi)臺設(she)備(bei),所以還需(xu)增加接入(ru)設(she)備(bei)數量。(見下圖:提高速(su)率后接入(ru)設(she)備(bei)位置變化)

為保證傳輸速率,需縮(suo)短(duan)接(jie)(jie)入(ru)接(jie)(jie)入(ru)距(ju)離,接(jie)(jie)入(ru)設備不(bu)得不(bu)向(xiang)用戶側(ce)下移(yi)。所以此時的(de)接(jie)(jie)入(ru)特點是接(jie)(jie)入(ru)距(ju)離要求變(bian)短(duan),覆蓋范圍縮(suo)小,節點下移(yi)。
所(suo)以,無論哪(na)種銅纜(lan)寬(kuan)帶接入技(ji)術,只要(yao)是要(yao)求(qiu)更大(da)的帶寬(kuan),就(jiu)必須(xu)縮(suo)短銅纜(lan)長(chang)度。銅纜(lan)長(chang)度縮(suo)短,光(guang)纖距(ju)離就(jiu)隨之增加(如(ru)上圖(tu)橙色(se)線(xian)路)。目前,全球(qiu)主流運營商都(dou)在計劃或(huo)開始(shi)實施接入設備物理位置(zhi)向用戶側下移,增加光(guang)纜(lan)距(ju)離策略(lve),來保證速率增長(chang)。

由下至上為銅纜(lan)接(jie)(jie)入距離縮短,接(jie)(jie)入設備逐(zhu)(zhu)步(bu)向用戶(hu)側下移,光(guang)(guang)纜(lan)距離逐(zhu)(zhu)步(bu)增(zeng)加。直(zhi)至光(guang)(guang)纖(xian)連接(jie)(jie)直(zhi)接(jie)(jie)由機(ji)房(fang)接(jie)(jie)入用戶(hu)終端,形成全光(guang)(guang)纖(xian)的(de)接(jie)(jie)入網絡。

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