Frank Engel/Hans-Peter Trost (Lantiq)
消费者对于更高的数据传输带宽需求总是不断增长。从目前的发展趋势观之，要实现在线观看影片服务普及，整个产业将须投入更多的心力，且传输速率至2020年须达到100Mbit/s甚至更高的规格。
以技术的角度观之，上述的期待对于光纤网络、有线电视线缆，以及性能强化的特高速数字用户回路(VDSL)铜线线路来说，基本上已不是问题。然而，要铺设符合光纤到户(FTTH)所需的光纤网络，其成本非常惊人。至于采“带宽分享”的有线电视线缆网络，则是在尖峰时段会因为许多用户同时联网，而让每户实际可用的带宽受限。
正因为如此，不少电信营运商都选择如矢量化(Vectoring)或绑定(Bonding)的创新科技，在既有的铜线网络架构中，以成本效益为出发点，来增强其VDSL2的传输速率，并让数据传输可以达到100Mbit/s甚至是200Mbit/s的目标。
为了要在“最后一公里”达到高速数据传输，最可能的做法之一，就是将VDSL2技术与光纤技术，如光纤到节点(FTTN)、光纤到路边(FTTC)、光纤到楼(FTTB)或光纤到分配点(FTTdp)整合并导入到网络环境中(图1)，且根据不同的情境，以8M-30MHz的前提来运作。
图1 各种VDSL2的使用情景。连到用户家中的最终铜线线路长度若越短，则可获得的带宽就越大。
每一个用户都透过VDSL2直接从数字用户线存取多任务器(DSLAM)连上铜线线路。在没有矢量化技术的情形下，DSL用户透过电话线连上既有的基础网络，可以接收高达约50Mbit/s的带宽。
尽管光纤到户已在光纤网络的区域扩张下，陆续出现在用户家中，且从性能表现的角度来看也备受期待，但实际上，单以德国来看，专家预估其投入成本将高达800亿欧元，这个数字是以光纤联机的基础来计算的，远高于VDSL联机至少十倍以上。
在既有的建筑物中拉设光纤电缆，以及其连带的昂贵施工成本，从实务上的种种障碍来看，FTTH的扩张显然比预期来的还慢了许多，特别是在人口密集的西欧地区。为了避免投入高额的架设开销，于是有了所谓FTTdp的做法，这种解决方案对于业者来说颇具吸引力。
假设光纤分配点(Distribution Point)，也就是光纤网络能拉到离用户最近的地方，一般都是电线杆或配电箱，能够架设在离用户近在咫尺的地方，那么其宽带传输速率将可达到比铜线网络还高一倍的境界。如果能朝位在大楼地下室的机房或其他用户周遭的光纤分配点下手，就可以提供附近用户高性能的VDSL2服务。在这种环境里，重要的是从用户家中，透过反向供电技术(Reverse-powering Technology)来确定提供FTTdp硬件所需的电力来自于订用户。
另一方面，有线电视线缆联网的业者，也在大力宣传其高速上网服务。身为一种“带宽分享”的有线电视线缆网络，即使其可提供的连接速度能高达100Mbit/s；但在尖峰时段户户都在用带宽的时候，每个用户实际可分到带宽就会显著的降低，也就是越多人用的话，每个人可以享受到的带宽就越小。
在实务上，宽带DSL比起各种做法显然是逊色许多，因为用来提供DSL服务的是铜线的电话线路，有些线路的年纪甚至超过一甲子，也因此，DSL的传输潜力会因串讯效应(Crosstalk Effects)受到限制。在引进创新的半导体解决方案后，矢量化或绑定化的技术概念，就有办法对付这些问题，如讯号损失、干扰、噪声等，甚而优化DSL的传输表现，以提升理论上的速率水平。
强化铜线传输效能 矢量化/绑定技术挑大梁
服务供货商无不希望提供深入丰富的服务给消费者，并透过可能的管道提供最佳质量及附加价值给用户，然后藉此赢得商机、增加营收。也就是这样，不同的技术陆续发展，以克服铜线的种种限制，进而希望能提供更深入的服务。举例来说，VDSL2的绑定技术利用两对铜线，以国际电信联盟的规范标准ITU-T G.998.1/2/3，来增进连接的传输表现，此举将可提升实际的数据传输速率，甚至增进传输的有效距离。
在过去，DSL对线绑定(Pair Bonding)大都已运用在提升数据传输速率以及增加传输距离(1公里以上)的应用中。而当使用在较短距离(如500公尺以内)的环境时，对线绑定更能大幅提升数据传输速率水平。这让网络系统业者能把服务速率拉高到下载速度200Mbit/s及上传50Mbit/s的境界，足以和有线电视线缆服务“正面对决(Vis-a-Vis）”。
不同于矢量化技术，绑定技术是实体的技术，要实现这种方式每个用户需要两对铜线；在大部分的情境中，透过芯片组的处理，就可以同时运用这两对线路的讯号。在DSL的矢量化技术方面，最早是来自于如今隶属阿尔卡特朗讯(Alcatel-Lucent)旗下的贝尔实验室(Bell Labs)。相较于其他DSL技术，绑定技术并没有把焦点放在电话线的双绞线对在线，而是把整个线路视为一个整体，其特点在于，透过复杂的算法来解决各种的干扰，藉此提升整体传输效能。
矢量化技术在2010年3月被国际电信联盟(ITU)采纳，并命名为G.vector或称为G.993.5标准。此标准采用第三级动态频谱管理(Dynamic Spectrum Management Level 3DSM Level 3, DSM Level 3)的技术，其特色在于多重线路环境中的讯号处理，并能实时优化讯号强度。这种矢量化技术的优点只在乎整体的效能表现，当然所有会影响讯号强度表现的因素也都要列入考虑，如此才能充分彰显其效果(如在系统层级的考虑)。
馈送补偿讯号襄助 矢量化技术抑制串讯弊病
即使在DSLAM和用户家里的DSL终端，即客户端专属装置(CPE)设备之间的距离很短，但串讯对整个数据传输速率的影响仍很显著。这种效应系由干扰所引发，特别是在平行的线路上，而且所运行的是高频讯号。例如，DSL的带宽在线路中传输几公尺之后就会明显衰减，在实务上，对于系统业者的考验就是因为这些干扰，而让整个服务的传输速率无法达到或接近最佳的传输水平理论值。
铜线电缆是大多数网络的重心，而为了要让同一条线路能承载更多讯号，于是会同时有数以百计的很多电线组织在一起，但这也让彼此间产生干扰，其结果就是拖累整个网络的速度。矢量化技术的推出，能让网络产生并馈送补偿讯号，来抑制串讯并让讯号中有用的部分能够在无损于表现的前提下顺利传输。
如果讯号干扰是来自于DSLAM或C-C Box，如FTTC，而且能透过各种技术来尽可能地抑制住，那么就算是经过500公尺的线路传送，其实际可用的传输速率水平仍然非常高。在VDSL2的联机的实际运作上，电信服务系统业者是以每户平均传输距离500?700公尺来计算，并以最高传输速率50Mbit/s为前提来规画。若导入矢量化技术之后，则这个水平将可提升到100Mbit/s(下载)及30Mbit/s(上传)以上。
上述这些具有关键优势的技术，不论是在实施上还是在成本上，都远远优于FTTH。这更可以让系统业者弹性调整其网络服务内容，并藉此成功挑战当前的有线电视上网服务业者。这种能让竞争态势翻转的技术，也能让系统营运商在既有的市场中，提供更高速度等级的宽带服务，甚至拓展其服务范围到整个服务地理区域，并进而满足欧盟期望在2020年达到的“超快宽带(Superfast Broadband)”(至少要有30Mbit/s)服务。
加速VDSL普及 CPE/芯片支持矢量化技术
市场对支持VDSL的CPE发展普遍乐观，部分数据还预估将在接下来的几年内出货量翻倍。根据研究机构IHS iSuppli的预测，支持VDSL的CPE出货量将从2012年的二千二百万台持续攀升，在2016年时可望达到五千七百万台。
为了要享受矢量化技术所带来的传输优点，所有在整个网络线路中的CPE装置都要能满足矢量化的前提。单一的路由器或网关，这些可能在整个讯号传输过程中扮演“干扰源(Source of Interference)”的装置或设备，都要有所修正，以免因此而让传输速率被拖下水。所幸，近来大多数新出货的CPE都有某种程度的“矢量化友善(Vectoring Friendly)”。
从网络系统业者的战略来看，在既有的铜线网络基础建设中榨出最多的传输带宽，是整体策略中最主要的一部分。现今半导体厂推出的VDSL芯片组，已可实现200Mbit/s(双对绑定)及150Mbit/s(矢量化)数据传输速率的网关。在此同时，许多的家庭网络功能，像是整合无线局域网络(WLAN)、超高速以太网络(Gigabit Ethernet)，以及因特网语音服务(VoIP)也都在其所支持的功能列表里。
此等崭新的VDSL芯片组提供宽带服务系统业者开发路由器与网关的弹性，并能符合这些业者的需求，且比起其他竞争的芯片组产品，这只需较少的零组件就能完成。所有的操作频带都依据ITU-T(细项Profiles 8、12、17及30MHz)的规范，也支持单一CPE硬件设计。这么一来，所开发的系统就能让CPE具有可延伸的功能。
满足高速传输新应用 VDSL规格大跃进
从成本因素以及快速布建的角度来看，VDSL2确实在最后一公里所需的高速带宽上有着许多可行之处。在有了像是矢量化和绑定这样的技术之后，VDSL2将能演变成满足高速传输需求的通讯技术，并能在既有的铜线基础建设环境中，创造出具备成本效益的竞争优势。如今，要实践这一切所需的半导体芯片已垂手可得，接下来，就让我们期待VDSL2能出现在你我家中的电信服务中。