光纖網路已經開始為世界各地的社群帶來高速連線，但對於電信**商來說，他們需要使用已經擁有的銅線。這樣做將需要gfast寬頻技術，它允許客戶獲得類似於光纖的接入速度，因為電信提供商目前還處於其光纖部署階段。由於擴大寬頻覆蓋的潛力巨大，一些行業專家**，g.fast晶元寬頻的全球市場規模將增長到29億美元。
圖1.fttdp接入網路
圖2 fttdpg.fast架構
g.fast技術是對fttdp（光纖到分配點），多埠fttdp，fttc（光纖到路緣或機櫃）和ftth（光纖到戶）的補充，其優點是不限制可用的光纖頻寬，這幾乎像以前的xdsl技術一樣。例如，儘管vdsl2在100mbps時達到極限，但達到該速度需要結合（使用兩個雙絞線對）和向量化以抵消串擾。類似地，adsl2+具有10mbps的最高速度，adsl2的最大速率為5mbps，並且adsl的上限為1mbps。相比之下，g.fast在100公尺的單雙絞線（24awg/0.5mm）電纜上的目標資料速率為1gbps;持續改進的技術提供了更快的資料速度的機會，使其更有應用前途。在g.fast晶元組技術領域的先驅sckipio的研究也表明，其傳輸距離可達500公尺，同時提供高達幾百兆位元/秒的傳播速度。
g.fast電路保護面臨的挑戰
gdt，tvs二極體陣列和保護閘流體各有g.fast電路保護的優點和缺點：
·gdt的優點包括浪湧電流額定值高達20ka，電容額定值低至1pf，具有0v偏壓。它們通常用於主要保護，因為它們的高浪湧額定值，但它們對高頻元件的低干擾有時使它們成為高速資料鏈路的可能性。但是它們對於g.fast應用也具有一些缺點，包括過高的初始電壓閾值（這意味著當發生超過系統的正常工作電壓的浪湧時，它們可能不能在足夠低的閾值下啟用以保護電路），gdt安裝在黑暗地方時可以改變其效能特性，在電源故障期間將有相對較大的占地面積和熱累積。
·tvs二極體陣列是鉗位型元件，提供低電壓閾值導通值。然而，由於它們的鉗位特性，它將會耗散更高的功率電平，因此必須在物理上實現與閘流體部件的浪湧額定值類似的浪湧額定值。這種物理上較大的晶元封裝將會導致更高的關態電容值，其可能與高頻寬信令不相容。
·保護閘流體可以被認為是沒有柵極的閘流體的pnpn元件。當它超過其峰值關態電壓（vdrm）時，它將鉗位瞬態電壓到器件的開關電壓（vs）額定值內。然後，一旦流過它的電流超過其開關電流，它將模擬短路條件。當流過它的電流小於其保持電流（ih）時，它將復位並返回到其高截止狀態阻抗。下一代保護閘流體的優點包括快速響應時間，穩定的電氣特性，長期可靠性和低電容。並且因為它們是快速短路器件，電壓的上下起浮不能造成它們損壞。
在美國，電信公司在網路側安裝的裝置的電路保護（例如，在容納光網路終端單元的機櫃中或在鄰近的ont）必須符合nebs（網路裝置構建系統）的設計指南，這反過來可能需要符合gr-1089第6埠型別3浪湧。[2]因為這些環路很短，所以埠型別可以被指定為型別3a/5a。每個提供商將定義自己的防雷要求。埠型別3是應對最嚴重的情況的這種型別的裝置。有關埠型別的詳細資訊，請參閱表2。
最新的保護閘流體旨在保護電信裝置在功能上滿足gr-1089的高浪湧電平要求，只要它正確地位於變壓器和dsl驅動器之間的電路中即可。變壓器衰減浪湧。如果元件與入口點（通常為rj11聯結器）之間有足夠的阻抗，例如在這些型別的應用中實現的高通濾波器，則元件也可以放置在變壓器的線路側。
圖3.g.fast訊號的幅度遠低於現有xdsl服務的幅度，因此保護閘流體兩端的變化電壓也非常低。結果是電容的細微變化。在部件處於第三位置（如上所示）時，速率達到測試顯示小於0.2db的可接受損耗。
g.fast的設計和全球標準
當設計g.fast裝置時，大多數企業想要設計將與全球標準相容的電路。對於歐洲，亞洲，中東和一些南美國家等國際地區，裝置必須符合表1所示建議中所述的基本或增強浪湧耐受水平。
表1與g.fast裝置設計相關的全球浪湧保護標準
表2gr-1089包含用於防雷免疫的一級和二級建築物間和建築物內測試條件。具體的浪湧狀況取決於埠型別。有關這些標準要求的更多資訊，請參見littelfuse免費提供的「乙太網保護設計指南」。
表2.gr-1089包含用於防雷免疫的一級和二級建築物間和建築物內測試條件
g.fast設計人員最新保護閘流體的優點
最新一代的保護閘流體為電路設計人員開發g.fast硬體提供了多種優勢：
·當正確整合到印刷電路板（pcb）布局中時，它為安裝在客戶端的g.fast數據機和位於光網路終端（ont）單元中的g.fast驅動器提供雷電浪湧保護，光纖端接並且將訊號轉換為模擬訊號。（參見圖3中的線路驅動器參考設計。有關此參考設計的更多資訊，請參見「g.fast線路驅動器**過壓保護應用簡介」。
·有助於保護各種電信裝置滿足gr-1089的高浪湧電平要求，最新的保護閘流體可以防止訊號衰減。這種能力歸功於初始低斷態電容（僅為2.0pf最大值）以及電容在電壓擺幅上的極低變化，因此它避免了干擾穩態訊號（電容中的變化解調dsl訊號）。總之，極低的電容和超低的電容變化提供了g.fast服務的最大速率和覆蓋能力。
·通過提供各種過電壓，它與g.fast功率譜密度（psd）限制相相容，但也可以用於與vdsl2向後相容的g.fast晶元組。在這些情況下，許多線路驅動器將增加其輸出電壓範圍以滿足vdsl2psd限制，如果它們「回退」到vdsl2模式。該新設計提供的較高的關態電壓與vdsl2的典型高穩態電壓相容。
·當雷電浪湧下降或跨越尖端和環對時，高浪湧額定值（最小30a）為g.fast數據機提供出色的保護。撬棍型元件將看起來像乙個短路，將浪湧電流轉向遠離g.fast線路驅動器，防止它被損壞。一旦浪湧事件過去，閘流體自動復位，數據機繼續執行。15至16安培的浪湧額定值通常不能提供足夠的保護，並且對於經歷更嚴重暴露的g.fast應用（包括gr-1089第6版互連要求和ituk20/21/45增強型外線建議。
結論與目前gdt和tvs二極體陣列的優點和缺點相比，最新的保護閘流體提供最先進的crow-barring干擾電路保護，結合g.fast技術，電信公司和他們的商業和住宅客戶可以更快，更容易地訪問雲端。
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