作者/ Daniel Feldman 美高森美途径和对外营销副总裁
Shahar Feldman 美高森美PoE和RPF产品营销总监
摘要：RPF是一项关键性技能，使得服务供给商可以晋级其ADSL用户至新的VDSL2和最新的G.FAST规范，使得他们可以在铜缆上接纳Ultra HD TV和其它宽带服务所需的最高1Gbps数据速率。本文介绍了RPF规范的运用与优势。
2015年6月7日标志着首个8K高清晰度(HD)视频在YouTube呈现。跟着顾客日益希望看到更多高清视频，各大按需(On Demand)视频内容供货商和分销商转向越来越高的分辨率，服务供货商必需添加其最终一英里才能，以完成1Gbit/s及以上速率。
为何挑选G.FAST?
有线宽带服务供给商一般分为两类：多年来运用有线电缆数据服务接口规范(Data Over Cable Service Interface Specification, DOCSIS)技能额定供给有线互联网服务的有线电视服务供给商(Cable TV provider)和运用数字用户线(Digital Subscriber Line, DSL)的电信运营商(Telco)。
Cable和xDSL根底架构在其中心和接入网络中均运用了光纤电缆，可是，因为光纤布置贵重，因此，一般尽或许削减其用量，只是用于需求DOCSIS或DSL结合的布置。从全面的观念来看，在2010年，最挨近客户端的250m的布置本钱是1000美元。
自2006年以来，DOCSIS 3.0规范一向支撑1Gbit/s同享吞吐量。2013年12月出台的DOCSIS 3.1规范在最终一英里运用规范同轴电缆，答应最高10Gbit/s同享速度。
为了满意客户需求和对立DOCSIS的竞赛，ITU于2014年12月同意了G.FAST规范，将VDSL2支撑的最大DSL速度从250Mbit/s提高到1Gbit/s。G.FAST仅有缺陷是间隔：它在100m及以下间隔仅支撑500Mbit/s及以上速度。此外，在250m以上的间隔，G.FAST数据速率也不比VDSL2占优势。在如此短的间隔之下，单一DSL接入复用器(DSLAM)所服务的用户数目大大削减：从数以百计用户，削减为1至24。这意味着许多的DSLAM，从路旁边(也称作Fiber to the Curb或 FTTC)转移至分布点(DP)，比方，光纤至分布点或FTTdp。因此，它们怎么获得供电呢?
反向馈电：规范和技能
何时需求RPF?
为分布点单元(DPU)供电有三种办法：本地供电、正向供电和反向供电。当G.FAST DPU置于修建中，或许它代替现已布置得满足挨近用户的VDSL2 DPU时，它应当运用本地供电。可是，假如它是在无直接电源地址的新DPU，电源必需从中心(从运营商的中心办事处或大街机柜的正向供电)供给或来自其服务的家庭(反向供电)。因为正向供电需求贵重的老化铜缆维护，以及在拥堵的机柜中放置电池，从家庭里获得电源成为首选的经济挑选。
反向馈电(RPF)省去了Telco与本地电力公司和谐DPU设备程序，不只省去数百美元的智能电力计量设备，还省去了从家庭业主协会和本地市政获取此类取电组织同意的杂乱进程。
RPF规范和考虑事项
在本文编撰时，两个规范化集体(宽带论坛和ETSI)正制定RPF规范。宽带论坛的WT-301“光纤到分布点”界说办理接口和RPF模型的运用依托ETSI TS 101 548来界说RPF作业方法。
RPF规范考虑的首要事项有：
• 迁移到RPF：不中止服务，安全性(包含设备和人员的安全)，无需差遣技能人员去家庭或DPU进行“长途铜缆重新配置”(RCR);
• 语音服务和RPF共存：安全性(包含设备和人员的安全);
• 停电运作：高本钱效益;
• 本钱和运营开销;
• 多供货商解决计划互操作性：经济规划。
由此可见，最新ETSI草稿(到2015年11月)要求坐落客户端(CP)的供电设备(PSE)关于一切短间隔电源等级输出不超越60VDC(不需求注册的电工或技能人员即可从事设备设备)。然后界说三个最大PSE输出电源等级：21W、15W和10W。这些等级是维护衔接至网络的设备所必需的(各个国家不同)。
功率和间隔联系
PSE具有有限的功率量以及最大输出功率为60W的首要实践影响，是使得从家庭布置DPU的实践间隔决定要素，不只取决于所要求的速率，还取决于来自CPE的DPU的最大功耗。表1描绘了不同电缆长度的DPU芯片组可用的功率。可以看到，为了支撑最大极限250m间隔，DPU芯片组在这个间隔的功耗不能超越12.5W(图3)。
可以经过运用更大的PSE电源(比方30W)来添加在DPU端的可用电力，可是，关于给定的电缆间隔和输出电压，添加PSE功率超越最佳水平将会使得DPU端可用功率较低的缺陷。
模仿电话和RPF
RPF运用用户家中现有的一般旧电话体系(Plain Old Telephone System, POTS)布线根底设施来向DPU送电。为了让用户可以自行设备端口，这项规范考虑了用户过错地直接将POTS电话接入衔接至RPF体系的电话插座的场景。RPF供电设备(PSE)需求检测RPF网络是否存在电话，而且在检测到电话时警示服务供给商。在电话摘机的状况下，RPF PSE控制器立行将电源从线路上移开，以防止安全危险。
为用户供给POTS服务而且在布置中运用RPF的宽带服务供给商，必需运用以下三个选项之一：1)针对RPF和电话运用独自的道路;2)运用继电器在POTS和xDSL/G.fast服务之间切换;3)设备POTS适配器，将上行/下行DC和低频率POTS信号转化为紧邻POTS源和每个电话插座的带内或带外信号(图4)。
电源同享：公正吗?
另一个关键性RPF元素是电源同享，依据宽带论坛的规则，当一个给定DPU上有一个以上活泼客户时，DPU从每个线路汲取大致持平的功率。依据国家常规和服务希望，可以运用两种电源同享办法：
• 持平用户支撑：衔接至DPU的用户均匀地分管负载;
• 持平电池备份支撑：假如用户家庭处于断电状况，用户不再为电源同享池做奉献，其耗费由其它用户补助。这种办法触及最少供电用户数目以坚持最低极限功率的约束，而且要考虑一切用户呈现电源毛病时怎么坚持供电(运用电池作业)的问题。
另一个考虑要素是支撑MELT：Metallic Line Test协议是G.FAST设备的要求，在RPF电源存在时并不运作。在PSE和DPU施行RPF的算法(用于电源同享)必需考虑MELT，因为当一条线路处于MELT查看形式时，其它用户必需支撑它。
RPF技能
供电设备(PSE)
供电设备(PSE)坐落客户场所，它具有如下的子体系：
• 阻隔(升压)功率转化器：阻隔是为了安全问题。需求运用升压转化来改善功率，在坐落CPE内的PSE具有12V至48V的内部电压轨的状况下，最抱负是输出电压应当尽或许地挨近但不超越60V。表1所示为可完成的示例，假定内部电压为12V，阻隔反激式升压转化器升压至57V(如图2所示);
• PSE检测、分类、供电、过错线路状况处理和维护电路：这个电路履行契合ETSI规范所需的悉数功用，一起维护用户和设备安全。
受电设备(PD)
受电设备(PD)坐落DPU中，具有以下子体系：
• 电压极性校对：运用二极管桥(耗散P=Vfwd x I)或抱负的二极管桥(耗散 P=I2xRdson)。一般，抱负的二极管桥每端口节约大约0.5W，可是较为贵重;
• 检测符号：电路标明自身为 RPF相容设备，它可以是金属化符号或根据通讯的符号。在从用户获取悉数功率之前，根据通讯的符号具有在极低功率下运作的重大问题，使之成为难以实践运用的解决计划;
• 分类：共同的RPF要求确保PSE只是供电到达DPU同享相同功率等级水平。关于衔接至线路而且符号与DPU类似的设备，分类还省去了设备的毛病检测;
• 阻隔功率转化：选用阻隔(安全的)方法，将37V至57V电压规模下降至5V或12V (或许G.FAST或 VDSL2线路驱动器所需的电压水平);
• 相等功率同享：这个体系施行相等功率同享，丈量电压/电流耗费并标明CPE是否为电池供电。主机可获悉线路状况和电压/电流丈量行，用于长途丈量用处;
• MELT支撑：PD必需向PSE标明它不需求电源，因此可以履行MELT，这可以经过通讯或揣度来完成;
• 断电告警：在电源掉电前，DPU向中心办公室供给关断警示。在或许的状况下，信息会标明触发事情的根本原因(比方掉电、过错线路状况等)。
RPF 中跨设备比照嵌入式RPF(集成RPF在CPE主板)
因为RPF比本地电源贵重，因此布置RPF的宽带服务供给商并非在每个实例中也会运用它。因为这些考虑要素，每个服务供给商都必需挑选布置一种CPE设备模型(图5)。
选项1：CPE设备不具有RPF，以及CPE设备具有RPF：
• 线路端口是RPF PSE.;
1.高集成度水平;2.最低初始设备本钱。
• RPF网关并不互通;
1.由服务供给商供给;2.无法充分利用现有的设备。
• 每隔18至24个月替换;
1.在需求更好的WiFi时;2.在客户从电缆计划归来时;3.每次为RPF付费。
• 在DP推出时难以逼迫用户代替现有的DSL调制解调器。
选项2：CPE设备无RPF和独自的RPF中跨：
• 较低集成度;
• RPF中跨是DP根底设施布置的一部分;
• RPF中跨支撑VDSL2、G.hn和G.FAST.;
• 答应坚持调制解调器商品化。
RPF是一项关键性技能，使得服务供给商可以晋级其ADSL用户至新的VDSL2和最新的G.FAST规范，使得他们可以在铜缆上接纳Ultra HD TV和其它宽带服务所需的最高1Gbps数据速率。
本文来源于我国科技期刊《电子产品世界》2016年第10期第27页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
