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新興UDSL技術特性概觀
 

【作者: William L. Abbott】   2004年10月05日 星期二

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寬頻視訊應用的要求非常嚴格,它需要很高的資料速率、網路連線品質(QoS)以及許多其它功能,這會對現有的DSL技術造成極大壓力。然而DSL若要在未來十年內延續既有的豐碩市場成果,就必須提供更強大的次世代效能,以支援家庭娛樂、視訊會議和互動遊戲等應用的視訊功能。


將DSL效能提升至視訊應用水準可以解決兩個重要問題。首先,它將提供更豐富的功能以支援絕大多數的其它應用,同時避免逐步改進DSL效能的做法,因為這會造成業者成本增加。其次,包含許多視訊導向應用在內家庭娛樂將成為寬頻持續成長的原動力。從現在開始到2007年為止,DSL應用的年複合成長率預計為25%,這表示整個DSL市場將帶來極為龐大的利益。


最新制定的DSL標準以及新的Uni-DSL(UDSL)傳輸平台已能提供可靠的視訊服務,許多應用也能在UDSL支援下順利實現,包括多通道數位視訊廣播的高畫質電視、串流IP視訊、隨選視訊以及視訊會議。


標準的進步

就視訊應用所需要的更高資料速率而言,ADSL2+、VDSL以及VDSL2(發展中)等新出現的DSL標準現是朝著正確方向前進。由於DSL資料速率和迴路長度成反比,因此當業者開始在遠方終端機和局端交接點(cross-connect point)上面安裝新設備,以便縮短他們的分佈迴路時(服務客戶的雙絞銅線對),這些標準所支援的高資料速率將變得更實用。


由於VDSL支援更大的傳輸頻寬,因此它能提供超過ADSL2或ADSL2+標準的上傳和下傳資料速率,然而VDSL標準的更高速率卻只能在4000英呎範圍內展現其優勢。發展中的VDSL2標準則會提供12MHz以上的頻寬,雖然額外增加的頻寬通常只在很短的迴路距離內發揮作用,但是搭配它同時提供的更高傳輸功率和其它特色,就會使得VDSL2的效能勝過VDSL標準,關於各種DSL標準的速率和距離比較請參考(圖一)。


《圖一 各種DSL標準的速率與距離比較》
《圖一 各種DSL標準的速率與距離比較》

ADSL2+和VDSL2都能在5000至6000英呎範圍內提供最高資料速率──若將電話公司在小型交接箱(cross-connect box)內安裝的設備列入考慮,這個距離正是業者關心的最大迴路距離,(圖二)是網路業者設備和各種DSL標準的對應圖。在這些迴路距離內,下傳資料速率可以達到15Mbps以上,假設高畫質電視使用約6Mbps的MPEG4視訊,標準數位電視使用2~4Mbps,資料服務的速率為1.5~3Mbps,語音服務則為數百個kbps,那麼超過15 Mbps的資料速率將足夠容納多個視訊串流,另外再加上資料和語音服務。



《圖二 DSL技術與網路位置之對應》
《圖二 DSL技術與網路位置之對應》

更良好的DSL服務供應

對於特別適合家庭和企業視訊應用的DSL服務供應平台(delivery platform),ADSL2+以及VDSL2的功能特色也奠定了堅實基礎,例如這些標準都支援多重延遲通道(latency path)、基本的動態頻譜管理以及通道匯整(channel bonding)。動態頻譜管理技術可以改善網路傳輸容量的使用率,通道匯整則會把多組雙絞銅線路整合成一個DSL通道,這是提升DSL資料速率以支援視訊串流的一種低成本方法。


Uni-DSL是新型的服務供應平台,UDSL支援上傳和下傳通道的傳輸容量匯整,其總資料速率最高達到200Mbps;除此之外,UDSL也是匯聚型(converged)DSL服務供應平台,它會利用ADSL2+以及VDSL2技術的優點,使得網路內的所有區域迴路都提供最強大的效能和服務。對於高畫質電視的視訊串流,就算它們都使用速率為19Mbps的現行MPEG2壓縮技術,UDSL的100 Mbps對稱資料速率還是能在非常短的迴路距離內(例如300~500英呎),同時支援多個高畫質視訊串流的上傳和下傳作業。另外,UDSL還內建通道匯整和動態頻譜管理等功能。該匯聚型服務供應平台相容於所有以離散多音調(DMT)技術為基礎的DSL標準,包括ADSL、ADSL2、ADSL2+、VDSL以及完成制定後的VDSL2標準。


通道匯整可以擴大視訊服務的供應範圍,將多組DSL線路完成匯整後,其總資料速率大約是等於這些DSL連線的資料速率總和(實際上會略低一些,因為匯整過程會有些額外負擔)。提供視訊給住家時,業者只需匯整兩組線路,就能在一定距離內提供大約一倍的資料速率,例如將兩組ADSL2+或VDSL2線路匯整在一起,即可在9000~10000英呎範圍內提供20Mbps服務,這也是建置遠距終端系統時所要求的距離。


動態頻譜管理有許多層面,其中最有吸引力的特點之一是「向量化」(vectoring),它可以做為通道匯整的延伸。匯整多組線路來服務一位客戶時,就表示線路兩端的發射器和接收器都能接觸到其它線路的訊號,此時即可利用向量化(又稱為MIMO多進多出)訊號處理技術來消除串訊現象,並進一步提升資料速率。UDSL包含訓練(training)和初始設定功能,另外它也提供實體層架構功能,都能對向量化的處理技術提供協助。隨著串訊強度和迴路長度的不同,向量化技術將大幅提升通道匯整的資料速率,使電信業者能提供資料速率更快、連線距離更遠和雜訊抵抗能力更強的視訊服務。


結語

隨著寬頻市場繼續演進,兩項因素會推動DSL的成長。首先,家庭或企業使用者的體驗必須加強,以便刺激新的需求,例如令人振奮的新應用和豐富的視訊內容。其次,業者必須能以低成本而高效率的方式增加新功能,因為他們已大量投資於銅線基礎設施。幸運的是,新的DSL標準以及創新的DSL服務供應系統都提供升級路徑,幫助現有基礎設施升級至更高資料速率;這些標準和系統還提供其它的功能特色,它們使得業者能以低成本支援包含大量視訊內容的新應用。(作者任職於TI德州儀器DSL技術部門)


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