智慧家庭FTTR千兆全光網建設探討

蔡 勇

（湖北郵電規劃設計有限公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

隨著“千兆全光網”的不斷普及以及消費者對千兆網絡需求的日益增加，我國接入寬帶迎來了二次光改革命，可以預見在未來的10年，智慧家庭FTTR全光組網將是新的技術變革演進方向，智慧家庭組網的全光纖化也將是一種新的趨勢，從而實現每個房間室內全光千兆覆蓋，打造端到端的超高速信息服務和給用戶提供極致高品質的寬帶業務體驗。FTTR全光組網為智慧家庭構建一個堅實的極致連接的底座，是打開智慧家庭新藍海、新空間的重要根基[1]。

1 智慧家庭FTTR千兆全光網建設的背景

1.1 建設網絡強國國家戰略的需要

國家“十四五”規劃提出了要堅定不移建設網絡強國、數字中國，全面統籌新型基礎設施的系統布局，推動經濟體系優化升級。智慧家庭FTTR千兆全光網建設也是建設網絡強國戰略的需求，可以不斷豐富數字生活體驗，加快推動數字社會建設步伐，發展智慧數字家庭。工信部發布了《“雙千兆”網絡協同發展行動計劃（2021—2023年）》，文件中明確提出“固移協同，優勢互補”。充分發揮千兆光網和5G的互補優勢，一方面體現出千兆光網在室內和復雜環境下微秒級連接、抗干擾性強、傳輸帶寬大的優勢，另一方面也體現了5G網絡大連接、移動增強、靈活性高的優勢，適度超前統籌 “雙千兆”網絡部署，提供端到端千兆業務體驗。對于消費者來說，家庭全光網絡可全方位提升使用體驗[2]。

1.2 新基建、千兆光網建設的需要

千兆光網納入“十四五”新基建范疇，是數字經濟持續發展的新基座。當下，全球運營商持續加大光纖投資、提升寬帶品質，開拓FTTR、OTN品質專線等業務，實現固網收入增長。全光目標網作為綠色、智慧城市發展的基石，已逐步成為業界共識。新型基礎設施是我國發展數字經濟，助力社會經濟高質量發展的重要基礎支撐，在當下大力發展“新基建”的背景下，加速推進打造構建千兆寬帶全光纖網絡。

1.3 技術迭代更新的需要，推進二次光改

智慧家庭FTTR千兆全光網建設落地，建設智慧家庭全光網，撬動室內光纖換網線的“二次革命”，全面推進智慧家庭數字化轉型。

智慧家庭FTTR是“二次光改”革命，是數字家庭、數字中小微企業的基礎。FTTR產業的快速發展需要大家共同努力，全光網目標不僅可以為千行百業帶來更加綠色節能的超高速固定網絡，還可以加速行業的數字化轉型、帶來更高品質的業務體驗和商業價值。要抓住千兆光網帶來的二次光改的重大機遇，做大產業空間、做強產業鏈。同時光纖相對于電纜，在體積、重量、帶寬、成本以及壽命等方面有很明顯的優勢，綠色節能，可持續發展，也可以支撐國家碳中和戰略落地[3]。

1.4 提升網絡用戶體驗的需要，家庭網絡升級需求迫切

數字家庭產業迎來快速發展，光纖是打造數字家庭的最佳基礎媒介。家庭寬帶“千兆入戶易，百兆入房難”，家庭網絡升級需求迫切。一方面家庭網線沒有光纖的帶寬優勢明顯，家庭網線的質量也參差不齊，質量差異也較大，對家庭帶寬有影響。另一個方面，家庭的房屋內墻比較厚，干擾多，WiFi穿墻能力有限。主要受限于家庭信息網絡的組網缺陷，運營商提供的高帶寬服務能力未能充分發揮，如何有效地解決家庭網絡難題，基于光纖的新一代家庭組網技術應運而生。智慧家庭FTTR全光網將構建一張高速、穩定、體驗好、管理易的智能家庭網絡，讓家庭千兆寬帶實現真千兆。

2 智慧家庭FTTR千兆全光網絡組網方式

智慧家庭FTTR是千兆帶寬時代家庭新型網絡覆蓋的組網模式，是將光纖到戶進一步延伸到房間的技術演進升級。FTTR可以實現全屋千兆全覆蓋，為用戶提供低時延、高可靠、千兆高品質的網絡體驗。圖1為FTTR千兆全光網絡組網架構示意。

圖1 FTTR千兆全光網絡組網架構示意圖

智慧家庭FTTR全光網組網由主光貓、從光貓、家庭光網絡、云端管理平臺4部分組成。主光貓：網絡位置定位在OLT與從光貓之間，通過10G EPON或XGPON向上連接到OLT，支持千兆入戶，提供光纖接口向下連接從光貓。從光貓：家庭分布式WiFi接入設備，分別部署在家庭各個房間，通過家庭光纜向上連接FTTR主光貓，向下提供GE口和WiFi 6接入各種家庭網絡終端。家庭光網絡：使用專用的工具和輔料部署的由光纜、光纜面板以及其他必要的光網絡部件等構成的家庭光纜基礎設施。云端管理平臺：FTTR主光貓管理從光貓，統一采集家庭網絡信息上報到云端管理平臺，實現對家庭網絡的可視可管可維[4]。

家庭組網有全光組網、網線組網、電力線組網、WiFi組網等4種組網方式，智慧家庭FTTR全光網組網與其他組網方式的對比，在帶寬方面、穩定性方面、運行維護方面優勢明顯，具備傳統家庭組網模式無法比擬的優勢，體現在以下幾個方面。

（1）千兆到房間，支持多終端，360°無死角覆蓋，最大程度地滿足家庭在線教育、VR、云上辦公、超高清視頻、安防等豐富智能應用高質量體驗。

（2）智慧家庭FTTR全光網組網，房間由原來的網線換成光纖，光纖具有抗干擾性強、傳輸帶寬大、體積小，重量輕、綠化節能的優點，一次安裝到位后，未來帶寬提速升級無需再改造布放。智慧家庭FTTR全光網組網方式是未來智慧家庭組網新的發展方向，也將帶動促進智慧家庭產業生態的升級。

通過智慧家庭FTTR全光網組網與傳統家庭組網模式兩種組網方式的對比可知，智慧家庭FTTR全光網組網具有劃時代的意義。智慧家庭FTTR全光網組網部署靈活，以光纖替代網線，實現全屋光纖千兆組網。傳統家庭組網模式向智慧家庭FTTR全光網組網轉化如圖2所示。

圖2 傳統家庭組網模式向智慧家庭FTTR全光網組網轉化示意

3 智慧家庭FTTR千兆全光網技術優勢的特點

3.1 高帶寬

通過光纖真正實現千兆帶寬延伸到每個房間，突破網線等連接方式帶來的帶寬瓶頸。同時，房間內全光WiFi信號全覆蓋，避免穿墻造成信號減弱，滿足云VR/8K視頻/游戲等高品質業務要求。主光貓上行通過XGPON或10G EPON接入，速率最大支持10 Gb/s，從光貓則由光纖接入房間，支持千兆業務和WiFi6，這種方式規避了WiFi信號穿墻帶來的性能衰減，WiFi6空口速率可超過千兆，實現真千兆帶寬到房間。

3.2 好體驗

即插即用：從光貓上電后自動接入主光貓。家庭WiFi統一在主光貓配置，并可以自動同步到從光貓。無縫漫游：無線設備在100 ms內切換到信號更佳的接入點，保證視頻通話、在線教育、在線游戲過程中在各房間走動時，業務不中斷[5]。

3.3 智運維

可以實現對整個家庭網絡的高效管理，做到故障主動識別、WiFi遠程優化，提升用戶的使用體驗。智能運維平臺，可視可管，網絡故障，自動識別分析，提高運維效率。網絡可視，每時刻每用戶體驗可視。故障定位，云端WiFi排障，減少上門。

3.4 高可靠

光纖是公認最快的信號傳輸介質，部署后無需升級；產品成熟、價格低廉，能夠節約部署成本；使用壽命長；采用透明光纖不會破壞家庭裝修和美觀。FTTR用光纖替代網線，讓光纖從“到戶”進一步到“房間”，一步到位解決家庭網絡布線瓶頸。

4 智慧家庭FTTR千兆全光網前景展望

加快推進我國千兆光網和數字家庭建設是一項利國利民的大事，為統籌推進數字家庭高質量發展，需要在數字家庭服務功能定位、數字家庭工程實施建設和數字家庭網絡系統3個方面進行明確。從打造千兆品質業務的視角來看，主要圍繞業務體驗和網絡能力這兩大方面要素，對家寬業務體驗的分級和對應的家庭網絡承載能力需求。WiFi技術和FTTR全光家庭組網技術作為關鍵網絡使能技術有效保障了業務的體驗。

全光網絡深入應用于行業，可促進數字化轉型，為智慧城市打造一個高安全、高效率和體驗可保障的全光底座。將光纖延伸到工廠、延伸至機器，全光網絡可提供抗干擾、大帶寬、低時延的品質聯接。

展望未來，FTTR憑借超千兆帶寬、能實現用戶室內全域無縫漫游、無感知切換、光網絡不易受干擾、易演進等技術優勢，可為千家萬戶搭建領先的家庭信息基礎設施。持續為云VR、4K/8K視頻、在線教育、在線辦公等應用業務提供極致體驗保障，并為后續創新應用業務提供堅實的信息承載底座。對運營商而言，FTTR會幫助其在家庭寬帶業務、家庭組網服務市場建立起差異化優勢，相信FTTR會成為推動運營商家庭業務增長的關鍵業務，它的普及必將更好地支撐數字經濟的發展。