銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是固網(wǎng)運營(yíng)商的重要基礎設施，利用原有銅線(xiàn)資源結合創(chuàng )新技術(shù)建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)接入速率高、網(wǎng)絡(luò )建設快、投資回報快的特點(diǎn)，相信隨著(zhù)銅線(xiàn)創(chuàng )新技術(shù)的不斷推出，銅線(xiàn)還將不斷為通信產(chǎn)業(yè)做出貢獻，銅線(xiàn)可以再用100年。
銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展歷史
從1876年貝爾發(fā)明電話(huà)至今，銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)有100多年的歷史。早期的銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )主要用于電話(huà)業(yè)務(wù)，銅線(xiàn)電纜從局端交換機房部署到用戶(hù)家中，采用點(diǎn)對點(diǎn)架構，覆蓋大約5公里范圍，電話(huà)交換機集中部署在局端，用戶(hù)話(huà)機連接在銅線(xiàn)的另一端。電話(huà)交換機從最初的人工轉接，到模擬空分交換機，再到數字程控交換機不斷演進(jìn)，接通速率越來(lái)越快，體積越來(lái)越小，但交換機外面的銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )始終保持不變。
到上世紀80年代，隨著(zhù)數據業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)的興起，銅線(xiàn)承載數據帶寬的潛能開(kāi)始被挖掘。最初的撥號Modem需要在交換機房配置大量Modem池，用于集中實(shí)現撥號Modem的模擬信號到數字信號的轉換。用戶(hù)使用時(shí)需要將電話(huà)線(xiàn)在話(huà)機和Modem終端之間切換，兩者不能同時(shí)工作，撥號Modem的速率從最初的14.4K發(fā)展到最終的56K，速率不斷提升。隨后的ISDN技術(shù)將帶寬提升到64K和128K，用戶(hù)需要采用專(zhuān)用的ISDN終端，ISDN的2B+D技術(shù)可以支持用戶(hù)邊打電話(huà)邊傳送數據，比撥號Modem有了很大進(jìn)步。
在上世紀末發(fā)明的ADSL技術(shù)可以在銅線(xiàn)上提供最高8M的速率，人們開(kāi)始真正進(jìn)入寬帶接入時(shí)代。其后的ADSL2+技術(shù)把工作頻率從1.1MHz擴展到2.2MHz，將最高下行速率提升到了24M，從而完全取代了ADSL技術(shù)得到了廣泛應用。ADSL2+通過(guò)在局端部署DSLAM設備，采用頻率分離器實(shí)現與電話(huà)信號在同一對銅線(xiàn)上共存。ADSL2+覆蓋大約3公里的距離，對于部分偏遠用戶(hù)，需要將DSLAM下移，縮短銅線(xiàn)距離才能開(kāi)通業(yè)務(wù)。
而后面的VDSL技術(shù)進(jìn)一步將頻譜擴大，在增加下行帶寬的同時(shí)也提升了上行帶寬，VDSL2技術(shù)由于后向兼容ADSL2+得到了廣泛應用，銅線(xiàn)接入技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入“百兆”時(shí)代。VDSL2可以工作到17MHz甚至30MHz頻段，在短距離內可以提供更高的帶寬，但在實(shí)際應用中由于線(xiàn)路間串擾的影響很難真正達到百兆。
而Vectoring技術(shù)采用類(lèi)似噪聲抵消耳機的原理，通過(guò)串擾抵消解決了線(xiàn)路間串擾問(wèn)題，提升了銅線(xiàn)接入速率，使銅線(xiàn)接入真正達到百兆。由于Vectoring發(fā)揮作用的距離通常小于1公里，因此需要將設備從局端移到室外機柜或者樓道、人井等離用戶(hù)距離更近的地方。華為新發(fā)布的SuperVector技術(shù)通過(guò)頻譜擴展和編碼優(yōu)化，可以在Vectoring基礎上再次將銅線(xiàn)速率提升2～3倍。而最新的G.fast技術(shù)將工作頻率擴展到106MHz甚至212MHz，接入速率可以達到1Gbps以上，將銅線(xiàn)帶入千兆時(shí)代。
從銅線(xiàn)發(fā)展的歷史可以看出，雖然最初的銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )定位于語(yǔ)音通話(huà)，但伴隨著(zhù)銅線(xiàn)技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng )新，銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的帶寬可以不斷提升，持續滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的數據業(yè)務(wù)的要求。
銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的架構和運維
銅是人類(lèi)較早使用的金屬，有著(zhù)較重的比重，本身不易腐化分解，出土文物中上千年的銅器仍然能保存完好，證明銅有著(zhù)較長(cháng)的生命力。由于銅不易銹蝕氧化，除了用于制造電纜，還被廣泛用于制造各種閥門(mén)配件，比如水龍頭和煤氣閥等。銅纜本身有著(zhù)非常長(cháng)的壽命，歐洲很多運營(yíng)商的骨干電纜部署于上世紀30～40年代，據今已有70～80年的歷史，仍在繼續使用著(zhù)。在中國東北也有二戰時(shí)日本布放的銅線(xiàn)還在工作著(zhù)，距今也已有80多年的歷史。
澳洲Telstra CEO David Thodey表示：“銅線(xiàn)已經(jīng)很好地使用了100年，我相信它還能再用100年，當然需要很好地維護它，銅是不會(huì )分解的。”運營(yíng)商對銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)較好的運維傳統，通常電信交換機房是以銅線(xiàn)覆蓋5公里左右的半徑進(jìn)行規劃，從交換機房出來(lái)的骨干電纜通常采用400對線(xiàn)或100對線(xiàn)，根據用戶(hù)的分布在遠端路邊或者小區布放有電纜交接箱，內置電纜配線(xiàn)架，將骨干電纜中連至該區域的用戶(hù)電纜終結在此，也被稱(chēng)為內線(xiàn)側。從交接箱往下到用戶(hù)的電纜被稱(chēng)為外線(xiàn)側，根據用戶(hù)數不同會(huì )采用100對線(xiàn)、50對線(xiàn)或者更細的電纜，通常外線(xiàn)側用戶(hù)電纜的數量大于內線(xiàn)側用戶(hù)電纜，以保證設備利用率。從交接箱往下到用戶(hù)住宅或者樓道通常還會(huì )有分線(xiàn)盒，稱(chēng)為DP（Distribution Point）點(diǎn)。銅線(xiàn)的交接箱或者分線(xiàn)盒通常用于線(xiàn)路的分段維護和測試以及業(yè)務(wù)的割接、跳接，非常適合在該點(diǎn)引入設備，接入新的業(yè)務(wù)。
重用銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )資源主要是重用最后一段從接入設備到用戶(hù)的銅線(xiàn)電纜，如果采用FTTC（Fiber To The Cabinet，光纖到室外機柜）方案，通常是重用從交接箱往下的銅線(xiàn)，如果采用FTTDp（Fiber To The Distribution point）則是重用從分線(xiàn)盒往下的最后一段銅線(xiàn)，而從設備往上采用光纖連至交換機房。由于光纖可以覆蓋更遠的距離，如果將上行光纖連接到更大、更集中的交換機房，就可以關(guān)閉一些傳統小交換機房，從而節省網(wǎng)絡(luò )運維成本。
重用銅線(xiàn)提速快、上市快、收益快
銅線(xiàn)接入技術(shù)不斷提速，從傳統的ADSL2到ADSL2+，再到VDSL2、Vectoring和SuperVector，可以實(shí)現從幾十兆到幾百兆的超高速寬帶接入，而G.fast技術(shù)可以將銅線(xiàn)接入速率提升到千兆。銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是現網(wǎng)資源，無(wú)需重新部署，可以節省大量網(wǎng)絡(luò )基礎設施的工程投入，基于現有銅線(xiàn)資源建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )，建設速度快、業(yè)務(wù)開(kāi)通和發(fā)放快，可以實(shí)現更快的投資回報。
對于新建小區或者密集型城鎮，采用FTTH（Fiber To The Home，光纖到戶(hù)）是比較合適的建網(wǎng)方式。但對于老舊小區的超寬帶網(wǎng)絡(luò )提速改造，特別像歐洲用戶(hù)普遍居住分散、建筑設施老化，如果全網(wǎng)采用FTTH建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )，會(huì )面臨光纖改造工程復雜、光纖入戶(hù)難、工程周期長(cháng)、網(wǎng)絡(luò )投資大、資金回報慢等一系列問(wèn)題。如果能充分利用現網(wǎng)銅線(xiàn)資源，通過(guò)創(chuàng )新的技術(shù)提高接入速率，則將大大節省超寬帶網(wǎng)絡(luò )建設投資，加快網(wǎng)絡(luò )布放速度。
根據英國咨詢(xún)公司Analysys Mason在2008年的分析結果，全英國如果采用FTTC銅線(xiàn)解決方案，投資將是采用FTTH的1/5。英國電信從2009年底開(kāi)始采用華為FTTC室外機柜方式建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )，華為提供包括設備、室外機柜、電源、配線(xiàn)架、電池等在內的一站式解決方案。截止到2014年Q1，英國電信已經(jīng)部署超過(guò)4萬(wàn)臺室外機柜，實(shí)現占英國2/3人口的1900萬(wàn)家庭的超寬帶覆蓋，有近300萬(wàn)超寬帶連接，每月新增用戶(hù)超過(guò)10萬(wàn)，提前12個(gè)月完成了英國電信的NGA（下一代超寬帶網(wǎng)絡(luò )）建設。超寬帶網(wǎng)絡(luò )也為其發(fā)展新業(yè)務(wù)提供了更寬的管道能力，英國電信基于超寬帶發(fā)布了BT Sport及高清視頻業(yè)務(wù)，帶來(lái)電視業(yè)務(wù)和寬帶用戶(hù)的井噴式增長(cháng)，不到一年時(shí)間電視用戶(hù)數就增長(cháng)了200萬(wàn)，在運營(yíng)商贏(yíng)利的同時(shí)也帶動(dòng)了整個(gè)電視產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
瑞士電信同樣選擇了重用銅線(xiàn)建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)FTTC、FTTB（Fiber To The Building，光纖到樓）等方式建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )，特別是采用FTTS（Fiber To The Street，光纖到路邊）超寬帶一體化解決方案，設備可以支持遠程供電并放置在路邊人井里，解決了運營(yíng)商站點(diǎn)獲取難、取電難等問(wèn)題，布放效率比傳統方式提升70%。瑞士電信還計劃采用兩步走的方式，先期規模部署Vectoring解決方案，滿(mǎn)足百兆到戶(hù)的接入需求，未來(lái)通過(guò)更新設備，采用G.fast技術(shù)，將接入速率進(jìn)一步提升10倍，實(shí)現500M到1G速率的接入，實(shí)現千兆到戶(hù)。
采用銅線(xiàn)解決方案建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )，無(wú)疑為運營(yíng)商帶來(lái)更快的投資回報。英國電信的股票在其建設NGA超寬帶網(wǎng)絡(luò )后持續保持增長(cháng)，從2010年到2014年增長(cháng)率達到了200%，銅線(xiàn)超寬帶解決方案給運營(yíng)商帶來(lái)了較好的經(jīng)濟收益。
技術(shù)創(chuàng )新令銅線(xiàn)不斷煥發(fā)新活力
超寬帶網(wǎng)絡(luò )的帶寬需求在不斷提高，數字歐盟要求到2020年100%實(shí)現30Mbps以上帶寬的普遍覆蓋，其中50%以上的用戶(hù)帶寬要求達到100Mbps及以上。從業(yè)務(wù)層面看，通過(guò)最新的H.265視頻壓縮技術(shù)，100M接入帶寬足以滿(mǎn)足家庭用戶(hù)觀(guān)看4K電視和網(wǎng)絡(luò )視頻的帶寬需求。目前的Vectoring銅線(xiàn)接入技術(shù)已經(jīng)能滿(mǎn)足100M到戶(hù)的要求，但銅線(xiàn)接入技術(shù)仍在不斷創(chuàng )新。
G.fast技術(shù)首次將銅線(xiàn)接入速率提升到千兆，其工作頻率達到106MHz，未來(lái)可擴展到212MHz，進(jìn)一步提升接入速率。G.fast采用與VDSL2相同的線(xiàn)路信號調制技術(shù)，可以后向兼容VDSL2和Vectoring，滿(mǎn)足現網(wǎng)用戶(hù)平滑升級的需要。G.fast采用TDD時(shí)分復用而不是傳統DSL的FDD頻分復用方式，頻譜資源利用率高，具有更加靈活的上下行速率配比，既可以滿(mǎn)足企業(yè)用戶(hù)1:1對稱(chēng)帶寬的需求，也可以配置成1:9非對稱(chēng)帶寬用于家庭用戶(hù)。
華為在2011年底就推出了業(yè)界首個(gè)G.fast技術(shù)樣機，可以在一對電話(huà)線(xiàn)上實(shí)現千兆速率超高速接入。在2013年10月，華為與英國電信成功開(kāi)通業(yè)界首個(gè)G.fast試驗局，用戶(hù)利用現網(wǎng)電話(huà)線(xiàn)，無(wú)需光纖入戶(hù)，實(shí)現千兆速率超寬帶接入，將技術(shù)夢(mèng)想轉變?yōu)楝F實(shí)。英國電信研發(fā)與創(chuàng )新管理總監Tim Whitley表示：“G.fast試驗局成功展示了如何更高效快速地為消費者和企業(yè)布放超高速寬帶網(wǎng)絡(luò )，G.fast技術(shù)能讓BT在短期、中期和長(cháng)期都擁有最好的網(wǎng)絡(luò )。”Informa高級分析師Tony Brown參觀(guān)完G.fast試驗局后表示：“英國電信G.fast實(shí)驗局的開(kāi)通對全球寬帶市場(chǎng)，尤其是澳洲，將產(chǎn)生深遠影響。如果這個(gè)實(shí)驗局能證明運營(yíng)商可以在現有銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上提供1Gbps的數據傳輸速度，那么FTTH的需求將會(huì )變得不是那么迫切。”
G.fast的標準已在2014年底正式發(fā)布，在2015年將會(huì )開(kāi)始G.fast產(chǎn)品的規模部署。在G.fast技術(shù)之后，不少廠(chǎng)商已經(jīng)開(kāi)始新的超越1Gbps接入速率的銅線(xiàn)技術(shù)研究，例如華為已開(kāi)始5GBB的技術(shù)研究，可以將工作頻率提升到500MHz以上，在一對銅線(xiàn)上實(shí)現最高5Gbps的超高速率的接入；阿爾卡特朗訊在2014年7月也宣布其貝爾實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的XG-fast技術(shù)同樣將工作頻率提升到500MHz，通過(guò)2對銅線(xiàn)綁定可以實(shí)現最高10Gbps的接入速率。在銅線(xiàn)上實(shí)現5G到10G的接入速率，無(wú)疑讓大家對銅線(xiàn)的未來(lái)充滿(mǎn)信心，將極大增強運營(yíng)商投資銅線(xiàn)超寬帶解決方案的信心。
另一方面，針對已經(jīng)規模部署的FTTC解決方案，廠(chǎng)商們也在不斷研究新的技術(shù)，實(shí)現FTTC站點(diǎn)原址提速。例如華為最新發(fā)布的SuperVector技術(shù)，將工作頻段從17MHz擴展到35MHz，采用與VDSL2 Vectoring相同的子載波寬度和調制方式，保證了系統后向兼容。針對簡(jiǎn)單擴展頻譜對長(cháng)距離銅線(xiàn)提速作用有限的問(wèn)題，華為引入了創(chuàng )新的編碼技術(shù)，優(yōu)化了信號頻譜，提升了子載波的傳輸效率，極大地挖掘了銅線(xiàn)提速的潛力。該技術(shù)可以將現網(wǎng)采用Vectoring的FTTC用戶(hù)的速率進(jìn)一步提升2～3倍，使用該技術(shù)只需要更換業(yè)務(wù)單板，重用現有站點(diǎn)和設備，實(shí)現站點(diǎn)的原址提速。
銅線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )是固網(wǎng)運營(yíng)商的重要基礎設施，利用原有銅線(xiàn)資源結合創(chuàng )新技術(shù)建設超寬帶網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)接入速率高、網(wǎng)絡(luò )建設快、投資回報快的特點(diǎn)，正在被越來(lái)越多的運營(yíng)商所青睞。而銅線(xiàn)本身易于彎曲，用戶(hù)使用方便，銅本身不會(huì )分解、不易銹蝕，有著(zhù)較長(cháng)的使用壽命，相信隨著(zhù)銅線(xiàn)創(chuàng )新技術(shù)的不斷推出，銅線(xiàn)還將不斷為通信產(chǎn)業(yè)做出貢獻，銅線(xiàn)可以再用100年。
