随着消费者采用高清电视(HDTV)和数字录像(DVR)技术,并要求有更多的节目供选择,语音、视频、数据在共同推动带宽这一目标的发展。
要 点
DSL(数字用户线)在全球的部署已超过了有线电视,但就视频的提供而言,DSL在所有类型当中也许面临着最严峻的挑战。
消费者在IPTV(互联网协议电视)应用中需要6个频道,其中两个必须达到高清电视质量。这种需求转化成了至少50Mbps的宽带服务。
PON(无源光网络)技术正在日本迅猛发展,在北美要慢一些。在公用电线杆上部署网络可以降低成本,并减少关于建设工作的争论。
PON/DSL混合网络在安装了铜缆网络的城市中也许最划算。
DSL 面临的挑战
挑战的开端是电信公司在 DSL 视频服务或 IPTV(互联网协议电视)方面面临的带宽要求。在这种部署工作中,电信公司只是沿着最后一英里连接发送用户要求的视频通道。通道的变化发生在公司的远程终端。微软(Microsoft)等公司的 IPTV软件已取得很大进展,因此即使通道请求必须向上行传输到电信设备,通道变化时间对于消费者也是可接受的。
不过,DSL数据速率能提供什么呢?从2004年年末开始,许多电信公司转向了ADSL2+(不对称数字用户线2+) 技术,把传输频带翻番至2.2MHz,由此把下行数据速率提高到25Mbps。据推测,电信公司能在一条ADSL2+ 线路上提供一路高清电视(HDTV)流、两路标清电视(SDTV)流、互联网服务和VoIP(互联网协议语音传输) 电话服务。但英飞凌公司的Hajimusa声称:北美的电信公司发现提供这些还不够。他说:消费者需要6个频道,其中两个是高清电视。Hajimusa认为:“除此以外的其它任何事情都是胡扯,而这才是消费者在寻找的。”
更好的视频编码能缓和视频带宽要求。起初,基于MPEG-2的典型高清电视流需要将近20Mbps带宽。改进的编解码器把这个数字降至大约 12Mbps。MPEG-4的帮助甚至更大。科胜讯(Conexant)公司营销副总裁 Cyrus Namazi声称:“借助MPEG-4,三路高清电视流只需要 20Mbps总带宽。”但是,ADSL2+仍旧不能满足Hajimusa所说的6个频道情况的要求。
根据DSL支持者的说法,答案就是VDSL2(甚高位速DSL2)。最初的 VDSL标准提供的数据速率比ADSL 更高,但基于QAM(正交调幅)的 VDSL在很大程度上不兼容基于DMT(离散多音)的 ADSL。VDSL 先驱 Ikanos 在 VDSL 方面曾取得了有限的成功,但电信公司无法顺利地把自己的客户转移到这种速度更快的技术上。VDSL2 是在一年多以前完成的,它基于 DMT,同时向后兼容 ADSL2+。
今天,电信公司能够在其远程终端中部署 VDSL2 芯片,并支持既有的 ADSL 客户机、ADSL2/2+ 客户机、VDSL2 客户机。Hajimusa 声称:英飞凌公司能使用 30MHz 带宽来支持距离长达 3500 英尺的 100Mbps 对称 VDSL2 服务,或用 17MHz 带宽来支持距离长达 5000 英尺的 50Mbps 对称服务。因此那些在链路的服务提供商一方部署 VDSL2+ 的电信公司具有能向回路较短的客户供应 6 频道 IPTV实例,并仍向本地回路较长的客户提供较慢的服务。
目前,英飞凌、科胜讯、Ikanos 和 Broadcom 在发售 VDSL2 IC,而德州仪器公司 (TI) 则宣布通过其 Uni-DSL (Universal DSL) 系列提供支持。不过人们正在争论对 VDSL2 的支持将以多快的速度普及。Hajimusa 说:“有些回路将永远不会短于 1 万英尺。”这些回路将不会受益于 VDSL2,但会受益于 ADSL2+。对 VDSL2 的支持使硅器件更加复杂。他说:“对 30MHz 带宽的处理产生了额外费用。”
Kurt Eckles 是 TI 公司住宅网关营销总监,他对 VDSL2 的广泛部署很乐观。他说:“WAN 接口只占我们硅器件成本的 25%,并且一个新的工艺节点将会处理这个问题。”Eckles 的观点是:电源、封装和其它硅器件主宰着远程终端和 CPE(客户驻地设备)中的接入卡的成本。他说:VDSL2 只需较少的额外费用就能在服务提供商一方使网络适合未来需要。
PON 实现 FTTH
不过,像VDSL2 这样的技术对于准备进入家庭的光网络有意义吗?不论是 FTTH/C/P/N/B(光纤到户/光纤到路边/光纤到驻地/光纤到节点/光纤到地下室)还是其它部署类型,PON(无源光网络)都准备把光纤推向离用户更近的位置(见附文2《PON 泛滥?》)。
一般而言,FTTH 部署中的 PON 与其说它类似 DSL 设备,不如说它类似有线设备(图 1)。典型的一段光纤借助无源分配器为16位 ~ 64位用户服务,分配器使光纤到达每位用户。下行数据占据一个波长,而上行数据占据另一个。即便是利用共享媒体方法,只要服务提供商控制每个 PON 段上的用户数量,PON 就能向每位用户保证 50Mbps 或更快的服务。

尽管一些较小的运营商和城市在安装有源以太网(见附文3《一些城市采用有源以太网》),但 PON 似乎是全球主要服务提供商在光网络部署方面的首选。关于哪一种 PON 最终将占主导地位,有很多不同见解。北美和欧洲的运营商偏爱 GPON(千兆位 PON),这是因为它与既有运营商一直设计到其网络中的运营商级质量相吻合。NEC 公司光网络系统部产品管理总监 Rich Moran 说:“GPON 能严格地管理通信量和服务,因此非常适合于运营商。”在 Moran 所在的设备部以及 Fiber Optek 部(制造激光器和光学接口的部门),NEC 公司都把宝押在 GPON 上。
GPON 也是最快的一种 PON,尽管用户的速度取决于多少用户共享一个光网络段。EPON(以太网 PON)支持者声称:EPON 更便宜,并且 1Gbps 速率使 EPON 能使用一些为千兆位以太网开发的元件。GPON 的提倡者则反驳:即便 GPON 贵一点,但 GPON 段能为两倍于 EPON 段的用户服务。
如果您通过研究早期的 VDSL2 和 PON 部署工作能得出一些结论,当然很好,但是对这些部署工作下判断也许为时还太早。况且,还应考虑到PON/DSL 混合网络。在北美,Verizon 部署了最大的 PON,它的 FiOS(光纤服务)使用 BPON(宽带 PON)技术来提供“三重演示”服务。BPON 是 GPON 的前身,并且随着芯片和设备的上市,Verizon 大概会把它的网络转向 GPON。NEC 公司的 Moran 认为:Verizon 将在明年向 GPON 过渡。
在 Verizon 公司使用的 BPON 硅器件当中,有很多是由 BroadLight 公司供应的,并且它也是第一家大量供应 GPON 芯片的公司。该公司营销总监 Dan Parsons 说:“如果只是互联网,那你可以用 BPON。”Verizon 目前利用部署 FiOS 后的宽带链路来提供互联网和电话服务。该公司主要通过一个覆盖网络上的一种类似有线电视的多播服务(独立于宽带服务的一个波长)来提供视频服务。未来的服务提供商将可选择通过类似 FiOS 的覆盖网络、宽带链路上的 IPTV或同时使用两者来提供视频。他们能在覆盖网络上提供多播视频,并通过 IPTV 提供视频点播节目。
部署最大 1Gbps PON的 是日本的 NTT的 EPON。多数专家预测:日本、中国、韩
PON/DSL 混合网络
与此同时,混合网络将在全球与部署的 PON FTTH 竞争(图 2)。例如,部署的某个 FTTB 或 FTTN 也许连接至高层公寓楼等多住宅单元 (MDU) 的地下室。在建筑内部,VDSL2 可以通过现有铜线向用户提供链路。类似的FTTN开发项目将为各个家庭服务。例如,德国电信(Deutsche TeleKom)正在采用VDSL2 的方法,在德国的 10 座主要城市推广“三重演示”网络,北美的 AT&T 也在采取类似方法。与单纯的铜缆网络相比,各公司可能更多地是在这类混合网络中部署 VDSL2。

混合部署概念淘汰了视频覆盖网络(比如 Verizon 公司在其纯光学 BPON 中使用的网络)概念。如果 VDSL2 架设了通向用户的最终链路,则 IPTV 就是视频服务的唯一选择。
家庭内部设备的变化是另一个需要关注的趋势。正如 TI 公司的 Eckles 指出的那样:“电信公司的网络传统上是以线路对结束。电信公司现在希望把分界点转移到房屋中的 CPE。从有线电视业发展 DOCSIS(有线传输数据业务接口规范)的方式来看,该行业始终怀有这种概念。”科胜讯公司的 Namazi 同意上述观点。他说:“服务提供商们一直希望向消费者出售更多服务,但他们担心支持问题。”
Eckles 和 Namazi 都提到了电信公司转向住宅网关的计划。他们都看到服务提供商们向消费者提供一个盒子,它集成了 802.11 WLAN 技术或其它面向视频分配、VoIP 电话、以及其它服务的家庭联网技术。服务提供商也许会向消费者收取这类 CPE 的费用,但实际上,更多服务的提供将带来收入。
但是,这类计划会使服务提供商面临支持风险。不过 Namazi 表示:在 SoC(单片系统)上实施网关将减轻一些支持风险。他说:

耐心
在任何情况下,PON 和 VDSL2 市场中的参与者都将需要耐心地等待实现研发资金的回报。有希望涉足 GPON 的 AMCC(Applied Micro Circuits公司)正在研制一种基于 PowerPC的MAC(媒体存取控制器)芯片,目前提供一种物理层芯片。该公司传送技术部营销总监Neal Neslusan 说:“从我们开始一项计划,直到获得生产型零件,要花 18 个月到 3 年。然后,使自己的产品被用在其它公司的设计中,这又要花一两年时间。”Neslusan 并非是唯一在考虑长时间等待部署情况的人。例如,科胜讯公司的 Namazi 说 :“中国正在修改加密规范。这使我相信离大规模部署还有一些距离。”