智慧家庭FTTR千兆全光网建设探讨

蔡 勇

（湖北邮电规划设计有限公司，湖北 武汉 430023）

0 引 言

随着“千兆全光网”的不断普及以及消费者对千兆网络需求的日益增加，我国接入宽带迎来了二次光改革命，可以预见在未来的10年，智慧家庭FTTR全光组网将是新的技术变革演进方向，智慧家庭组网的全光纤化也将是一种新的趋势，从而实现每个房间室内全光千兆覆盖，打造端到端的超高速信息服务和给用户提供极致高品质的宽带业务体验。FTTR全光组网为智慧家庭构建一个坚实的极致连接的底座，是打开智慧家庭新蓝海、新空间的重要根基[1]。

1 智慧家庭FTTR千兆全光网建设的背景

1.1 建设网络强国国家战略的需要

国家“十四五”规划提出了要坚定不移建设网络强国、数字中国，全面统筹新型基础设施的系统布局，推动经济体系优化升级。智慧家庭FTTR千兆全光网建设也是建设网络强国战略的需求，可以不断丰富数字生活体验，加快推动数字社会建设步伐，发展智慧数字家庭。工信部发布了《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021—2023年）》，文件中明确提出“固移协同，优势互补”。充分发挥千兆光网和5G的互补优势，一方面体现出千兆光网在室内和复杂环境下微秒级连接、抗干扰性强、传输带宽大的优势，另一方面也体现了5G网络大连接、移动增强、灵活性高的优势，适度超前统筹 “双千兆”网络部署，提供端到端千兆业务体验。对于消费者来说，家庭全光网络可全方位提升使用体验[2]。

1.2 新基建、千兆光网建设的需要

千兆光网纳入“十四五”新基建范畴，是数字经济持续发展的新基座。当下，全球运营商持续加大光纤投资、提升宽带品质，开拓FTTR、OTN品质专线等业务，实现固网收入增长。全光目标网作为绿色、智慧城市发展的基石，已逐步成为业界共识。新型基础设施是我国发展数字经济，助力社会经济高质量发展的重要基础支撑，在当下大力发展“新基建”的背景下，加速推进打造构建千兆宽带全光纤网络。

1.3 技术迭代更新的需要，推进二次光改

智慧家庭FTTR千兆全光网建设落地，建设智慧家庭全光网，撬动室内光纤换网线的“二次革命”，全面推进智慧家庭数字化转型。

智慧家庭FTTR是“二次光改”革命，是数字家庭、数字中小微企业的基础。FTTR产业的快速发展需要大家共同努力，全光网目标不仅可以为千行百业带来更加绿色节能的超高速固定网络，还可以加速行业的数字化转型、带来更高品质的业务体验和商业价值。要抓住千兆光网带来的二次光改的重大机遇，做大产业空间、做强产业链。同时光纤相对于电缆，在体积、重量、带宽、成本以及寿命等方面有很明显的优势，绿色节能，可持续发展，也可以支撑国家碳中和战略落地[3]。

1.4 提升网络用户体验的需要，家庭网络升级需求迫切

数字家庭产业迎来快速发展，光纤是打造数字家庭的最佳基础媒介。家庭宽带“千兆入户易，百兆入房难”，家庭网络升级需求迫切。一方面家庭网线没有光纤的带宽优势明显，家庭网线的质量也参差不齐，质量差异也较大，对家庭带宽有影响。另一个方面，家庭的房屋内墙比较厚，干扰多，WiFi穿墙能力有限。主要受限于家庭信息网络的组网缺陷，运营商提供的高带宽服务能力未能充分发挥，如何有效地解决家庭网络难题，基于光纤的新一代家庭组网技术应运而生。智慧家庭FTTR全光网将构建一张高速、稳定、体验好、管理易的智能家庭网络，让家庭千兆宽带实现真千兆。

2 智慧家庭FTTR千兆全光网络组网方式

智慧家庭FTTR是千兆带宽时代家庭新型网络覆盖的组网模式，是将光纤到户进一步延伸到房间的技术演进升级。FTTR可以实现全屋千兆全覆盖，为用户提供低时延、高可靠、千兆高品质的网络体验。图1为FTTR千兆全光网络组网架构示意。

图1 FTTR千兆全光网络组网架构示意图

智慧家庭FTTR全光网组网由主光猫、从光猫、家庭光网络、云端管理平台4部分组成。主光猫：网络位置定位在OLT与从光猫之间，通过10G EPON或XGPON向上连接到OLT，支持千兆入户，提供光纤接口向下连接从光猫。从光猫：家庭分布式WiFi接入设备，分别部署在家庭各个房间，通过家庭光缆向上连接FTTR主光猫，向下提供GE口和WiFi 6接入各种家庭网络终端。家庭光网络：使用专用的工具和辅料部署的由光缆、光缆面板以及其他必要的光网络部件等构成的家庭光缆基础设施。云端管理平台：FTTR主光猫管理从光猫，统一采集家庭网络信息上报到云端管理平台，实现对家庭网络的可视可管可维[4]。

家庭组网有全光组网、网线组网、电力线组网、WiFi组网等4种组网方式，智慧家庭FTTR全光网组网与其他组网方式的对比，在带宽方面、稳定性方面、运行维护方面优势明显，具备传统家庭组网模式无法比拟的优势，体现在以下几个方面。

（1）千兆到房间，支持多终端，360°无死角覆盖，最大程度地满足家庭在线教育、VR、云上办公、超高清视频、安防等丰富智能应用高质量体验。

（2）智慧家庭FTTR全光网组网，房间由原来的网线换成光纤，光纤具有抗干扰性强、传输带宽大、体积小，重量轻、绿化节能的优点，一次安装到位后，未来带宽提速升级无需再改造布放。智慧家庭FTTR全光网组网方式是未来智慧家庭组网新的发展方向，也将带动促进智慧家庭产业生态的升级。

通过智慧家庭FTTR全光网组网与传统家庭组网模式两种组网方式的对比可知，智慧家庭FTTR全光网组网具有划时代的意义。智慧家庭FTTR全光网组网部署灵活，以光纤替代网线，实现全屋光纤千兆组网。传统家庭组网模式向智慧家庭FTTR全光网组网转化如图2所示。

图2 传统家庭组网模式向智慧家庭FTTR全光网组网转化示意

3 智慧家庭FTTR千兆全光网技术优势的特点

3.1 高带宽

通过光纤真正实现千兆带宽延伸到每个房间，突破网线等连接方式带来的带宽瓶颈。同时，房间内全光WiFi信号全覆盖，避免穿墙造成信号减弱，满足云VR/8K视频/游戏等高品质业务要求。主光猫上行通过XGPON或10G EPON接入，速率最大支持10 Gb/s，从光猫则由光纤接入房间，支持千兆业务和WiFi6，这种方式规避了WiFi信号穿墙带来的性能衰减，WiFi6空口速率可超过千兆，实现真千兆带宽到房间。

3.2 好体验

即插即用：从光猫上电后自动接入主光猫。家庭WiFi统一在主光猫配置，并可以自动同步到从光猫。无缝漫游：无线设备在100 ms内切换到信号更佳的接入点，保证视频通话、在线教育、在线游戏过程中在各房间走动时，业务不中断[5]。

3.3 智运维

可以实现对整个家庭网络的高效管理，做到故障主动识别、WiFi远程优化，提升用户的使用体验。智能运维平台，可视可管，网络故障，自动识别分析，提高运维效率。网络可视，每时刻每用户体验可视。故障定位，云端WiFi排障，减少上门。

3.4 高可靠

光纤是公认最快的信号传输介质，部署后无需升级；产品成熟、价格低廉，能够节约部署成本；使用寿命长；采用透明光纤不会破坏家庭装修和美观。FTTR用光纤替代网线，让光纤从“到户”进一步到“房间”，一步到位解决家庭网络布线瓶颈。

4 智慧家庭FTTR千兆全光网前景展望

加快推进我国千兆光网和数字家庭建设是一项利国利民的大事，为统筹推进数字家庭高质量发展，需要在数字家庭服务功能定位、数字家庭工程实施建设和数字家庭网络系统3个方面进行明确。从打造千兆品质业务的视角来看，主要围绕业务体验和网络能力这两大方面要素，对家宽业务体验的分级和对应的家庭网络承载能力需求。WiFi技术和FTTR全光家庭组网技术作为关键网络使能技术有效保障了业务的体验。

全光网络深入应用于行业，可促进数字化转型，为智慧城市打造一个高安全、高效率和体验可保障的全光底座。将光纤延伸到工厂、延伸至机器，全光网络可提供抗干扰、大带宽、低时延的品质联接。

展望未来，FTTR凭借超千兆带宽、能实现用户室内全域无缝漫游、无感知切换、光网络不易受干扰、易演进等技术优势，可为千家万户搭建领先的家庭信息基础设施。持续为云VR、4K/8K视频、在线教育、在线办公等应用业务提供极致体验保障，并为后续创新应用业务提供坚实的信息承载底座。对运营商而言，FTTR会帮助其在家庭宽带业务、家庭组网服务市场建立起差异化优势，相信FTTR会成为推动运营商家庭业务增长的关键业务，它的普及必将更好地支撑数字经济的发展。