VDSL2的频段规划
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发布时间：2022-04-23 23:19
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时间：2023-11-04 11:10
制定VDSL2标准的工作在实现三重业务的意向提出不久后就开始了，该标准包括多频道HDTV和VDSL2标准G.993.2，ITU-T在2005年5月27日批准发布。英飞凌的ⅥNAX就是与VDSL2标准完全兼容的解决方案，可以在1,200英尺（约350米）距离上提供全双工100Mbps、在4,000~5,000英尺（约1.2~1.5公里）距离上提供全双工30Mbps的超高数据速率。由于具有增强的长距离通信能力，采用ⅥNAX组建的系统可以在超过16,000英尺（4~5公里）距离提供与ADSL相近的比特速率，基本覆盖了电信网络中90%的家庭用户（一些国家可以达到100%的覆盖率）。与前几种DSL允许选择离散多音调（DMT）或正交幅度调制（QAM）技术不同，VDSL2只能使用DMT线路编码。DMT是一种分割DSL信号的方法，有用的频率范围被划分成多个小的频段或音区。最多可以分成4,096个音，音与音的间距为4kHz或8kHz。其中每个音都可以用作下行或上行传输。不过VDSL2标准已经定义好了上行和下行频段，并定义了8个针对各种应用领域的不同VDSL2类型。
只匹配这八个标准化VDSL2类中的一个类的芯片解决方案也允许声称兼容全部标准，不过很显然会*系统制造商和服务提供商的VDSL2部署计划。为了向系统供应商提供真正的附加值，帮助他们设计出能够符合所有部署环境的单一通用VDSL2系统，VDSL2芯片解决方案必须支持所有的类型。例如，欧洲和美国运营商要求20dBm或17.5dBm的发送功率（类型8a和8b）。而只能提供2,048个音、17MHz带宽和14.5dBm发送功率（类型8c和8d）的芯片解决方案就像许多准标准芯片组那样不能满足这些市场的要求。此外，确定确切的区域性要求仍然显得为时过早，因为许多运营商还在评估他们未来的网络和部署计划。简而言之，只有能够提供30MHz带宽、20dBm发送功率以及4,095个音调的VDSL2芯片解决方案才能具备所要求的灵活性，也才能帮助系统制造商和服务提供商用单一硬件平台满足所有地区市场需求。
综述
与VDSL1相比，新的VDSL2标准具有多个新的特性。下文所述的新增功能将提高数据传输的比特率和服务覆盖范围，同时为语音和视频传输提供高级的QoS，从而促进所有宽带业务向单一网络的汇聚。
更高比特速率
VDSL1的频谱是12MHz，非标准解决方案是17MHz，而VDSL2的频谱高达30MHz，因此能实现100Mbps的对称数据速率传输，比早期的VDSL1解决方案最大70/30Mbps的速率要高出许多。除此之外，将二个独立通道用于同一连接的片上绑定（也被称为通道*）将提高环路到达性能，支持更长环路上实现VDSL2比特速率（哪个距离？）。与有效比特速率取决于在线用户数量的共享媒Cable Modem不同，VDSL2提供点到点的连接，能够确保用户所支付的数据速率。
类ADSL的长距离性能
与ADSL类似的长距离性能是VDSL2的一个关键优势。具有LR-VDSL2功能的系统能够在4到5公里范围支持1~4Mbps的（下行）数据传输，而且随着环路长度的缩短，比特率将提高到对称的100Mbps。这意味着采用VDSL2的系统与VDSL1系统有本质区别，它不局限于短距离环路应用，还能用于中等距离的应用。
LR-VDSL2使用低至25kHz的频率，并通过ADSL PSD（功率谱密度，定义了在使用频谱上的发送功率分配）模板提供20dBm的发送功率。这种情况下的上行频段最高分配到138kHz/276kHz，也被称为“上行频段0”或“扩展上行频带0”）。VDSL2下行频段DS0可以看作是扩展的ADSL频段，最高可达3.75MHz，而ADSL和ADSL2+只能分别达到1.1MHz和2.2MHz。图2就是VDSL2频段规划的一个例子。
LR-VDSL功能是由回波消除和时域量化保证的，这是经过ADSL验证了的技术，可以避免发送路径上的回波。VDSL1系统一般使用数字复用方法补偿较长用户环路时的延迟效应。但这种技术受环路距离的*，在3,000英尺（约1公里）以上距离时就会失效，还会导致连接丢失。因此兼容VDSL2标准的系统必须实现回波消除和时域量化功能，才能满足3,000-4,000英尺（1~1.2公里）以上中等和远距离环路应用性能要求。
对时延敏感的QoS
对于连续的视频和语音传输，QOS需要特别关注。因此VDSL2标准定义了内在的优先占用机制，为对时延敏感的语音和视频包设置的优先级比电子邮件信息、网页内容等数据包优先级要高。优先占用是指高优先级的数据包（如语音）一般要比低优先级的数据包优先通过。优先占用可以用图3所示的例子加以说明：具有不同优先级的数据包（语音、数据、视频、游戏）必须经过VDSL2芯片传输，为了提供理想的质量（例如没有回音和延迟的在线游戏），这些数据包必须满足一定的时延要求。在例A中，假定是100Mbps的连接，在红色高优先级语音包和*低优先级数据包之间没有时延干扰。然而在例B中，假定是1Mbps的低速链路，由于速度低，包的传送时间增加了，因此出现了时延问题。2号包的传送时间不能满足语音包的时序要求，会在语音包发送中产生抖动，也即语音链路中会出现回音。对于采用先进先出（FIFO）技术的常规系统来说这种情况是相当常见的。
然而采用优先占用技术的系统在高优先级的语音包发送没有完成之前将停止发送低优先级的数据包。通过这一功能可以有效地避免语音通话中出现烦人的回音问题。
三重业务支持
双时延（二个独立的时延路径）、双重交织（更好的噪声保护和更高的安全性）和二个承载通道（用于传输用户信息）改善了对不同速率数据的高效和可靠处理，这是高质量的三重业务应用的关键。
数据交织和里德-所罗门编码可以保护信号免受突发噪声的干扰，即通常由电源线干扰引起的时长约500us的突发噪声干扰。然而这种突发噪声保护会导致更长的反应时间或时延。虽然视频业务不受长时延的影响，但语音受到的影响比较大。因此通过实现二个独立的时延通道，可以独立地选择交织和里德-所罗门编码，以便为每个业务等级提供最佳的突发噪声保护和时延性能。
最佳的网络利用率
VDSL2采用了VDSL1中未曾用过的网格/维特比编码技术以及类似ADSL的灵活帧结构，因此可以高效地利用线路速率，特别是在下行中等和长距离通信时效果更为明显。网格/维特比编码可以增加2dB的编码增益，因此在同样的信噪比条件下，VDSL2可以比VDSL1提供更高的比特速率。
后向兼容和互操作性
由于具有上文所述包括帧结构、交织和网格/维特比编码在内的DMT特性和类似ADSL的功能，包含了所有必要技术条件的VDSL2是解决ADSL后向兼容问题的理想方案。完全兼容VDSL2标准的芯片解决方案既可以满足VDSL2、也可以满足ADSL/2/2+设备的要求。因此使用者只需使用一种技术就能平滑、逐步和高效地将现有网络升级到VDSL2，并允许他们用单个网络覆盖所有xDSL业务应用。同时用户只要愿意仍可以继续使用ADSL MODEM，想接收先进的三重业务时只需简单地升级他们的用户端设备（CPE）就可以了。这实现了更低的设施和维护成本以及到VDSL2的无缝升级。不过，技术功能性只是其中的一部分因素，另外一个重要且困难的因素是与已有ADSL架构的互操作性。标准没有提供这部分内容，需要靠专用芯片供应商的ADSL专业技术和现场经验决定。主要的ADSL供应商已在互操作性方面投入多年的努力，只有对互操作性的持续参与和研究，并建立与业界领先者间的合作伙伴关系，才能确保最终用户使用任何设备而不必担心技术兼容性问题。因此只有同时保证VDSL2技术的后向兼容性以及与ADSL、ADSL2和ADSL2+的互操作性才能让服务提供商放心的安装作为最终的DSL技术的VDSL2，并通过较低的运营和维护成本充分发挥经济方面的优势。
