蔡 勇

（湖北郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，湖北 武漢 430023）

0 引 言

隨著“千兆全光網(wǎng)”的不斷普及以及消費(fèi)者對(duì)千兆網(wǎng)絡(luò)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(yù)見在未來的10年，智慧家庭FTTR全光組網(wǎng)將是新的技術(shù)變革演進(jìn)方向，智慧家庭組網(wǎng)的全光纖化也將是一種新的趨勢，從而實(shí)現(xiàn)每個(gè)房間室內(nèi)全光千兆覆蓋，打造端到端的超高速信息服務(wù)和給用戶提供極致高品質(zhì)的寬帶業(yè)務(wù)體驗(yàn)。FTTR全光組網(wǎng)為智慧家庭構(gòu)建一個(gè)堅(jiān)實(shí)的極致連接的底座，是打開智慧家庭新藍(lán)海、新空間的重要根基[1]。

1 智慧家庭FTTR千兆全光網(wǎng)建設(shè)的背景

1.1 建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國國家戰(zhàn)略的需要

國家“十四五”規(guī)劃提出了要堅(jiān)定不移建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國、數(shù)字中國，全面統(tǒng)籌新型基礎(chǔ)設(shè)施的系統(tǒng)布局，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)體系優(yōu)化升級(jí)。智慧家庭FTTR千兆全光網(wǎng)建設(shè)也是建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略的需求，可以不斷豐富數(shù)字生活體驗(yàn)，加快推動(dòng)數(shù)字社會(huì)建設(shè)步伐，發(fā)展智慧數(shù)字家庭。工信部發(fā)布了《“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》，文件中明確提出“固移協(xié)同，優(yōu)勢互補(bǔ)”。充分發(fā)揮千兆光網(wǎng)和5G的互補(bǔ)優(yōu)勢，一方面體現(xiàn)出千兆光網(wǎng)在室內(nèi)和復(fù)雜環(huán)境下微秒級(jí)連接、抗干擾性強(qiáng)、傳輸帶寬大的優(yōu)勢，另一方面也體現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)大連接、移動(dòng)增強(qiáng)、靈活性高的優(yōu)勢，適度超前統(tǒng)籌 “雙千兆”網(wǎng)絡(luò)部署，提供端到端千兆業(yè)務(wù)體驗(yàn)。對(duì)于消費(fèi)者來說，家庭全光網(wǎng)絡(luò)可全方位提升使用體驗(yàn)[2]。

1.2 新基建、千兆光網(wǎng)建設(shè)的需要

千兆光網(wǎng)納入“十四五”新基建范疇，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的新基座。當(dāng)下，全球運(yùn)營商持續(xù)加大光纖投資、提升寬帶品質(zhì)，開拓FTTR、OTN品質(zhì)專線等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)收入增長。全光目標(biāo)網(wǎng)作為綠色、智慧城市發(fā)展的基石，已逐步成為業(yè)界共識(shí)。新型基礎(chǔ)設(shè)施是我國發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)，助力社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)支撐，在當(dāng)下大力發(fā)展“新基建”的背景下，加速推進(jìn)打造構(gòu)建千兆寬帶全光纖網(wǎng)絡(luò)。

1.3 技術(shù)迭代更新的需要，推進(jìn)二次光改

智慧家庭FTTR千兆全光網(wǎng)建設(shè)落地，建設(shè)智慧家庭全光網(wǎng)，撬動(dòng)室內(nèi)光纖換網(wǎng)線的“二次革命”，全面推進(jìn)智慧家庭數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

智慧家庭FTTR是“二次光改”革命，是數(shù)字家庭、數(shù)字中小微企業(yè)的基礎(chǔ)。FTTR產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展需要大家共同努力，全光網(wǎng)目標(biāo)不僅可以為千行百業(yè)帶來更加綠色節(jié)能的超高速固定網(wǎng)絡(luò)，還可以加速行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型、帶來更高品質(zhì)的業(yè)務(wù)體驗(yàn)和商業(yè)價(jià)值。要抓住千兆光網(wǎng)帶來的二次光改的重大機(jī)遇，做大產(chǎn)業(yè)空間、做強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)光纖相對(duì)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(yōu)勢，綠色節(jié)能，可持續(xù)發(fā)展，也可以支撐國家碳中和戰(zhàn)略落地[3]。

1.4 提升網(wǎng)絡(luò)用戶體驗(yàn)的需要，家庭網(wǎng)絡(luò)升級(jí)需求迫切

數(shù)字家庭產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展，光纖是打造數(shù)字家庭的最佳基礎(chǔ)媒介。家庭寬帶“千兆入戶易，百兆入房難”，家庭網(wǎng)絡(luò)升級(jí)需求迫切。一方面家庭網(wǎng)線沒有光纖的帶寬優(yōu)勢明顯，家庭網(wǎng)線的質(zhì)量也參差不齊，質(zhì)量差異也較大，對(duì)家庭帶寬有影響。另一個(gè)方面，家庭的房屋內(nèi)墻比較厚，干擾多，WiFi穿墻能力有限。主要受限于家庭信息網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)缺陷，運(yùn)營商提供的高帶寬服務(wù)能力未能充分發(fā)揮，如何有效地解決家庭網(wǎng)絡(luò)難題，基于光纖的新一代家庭組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。智慧家庭FTTR全光網(wǎng)將構(gòu)建一張高速、穩(wěn)定、體驗(yàn)好、管理易的智能家庭網(wǎng)絡(luò)，讓家庭千兆寬帶實(shí)現(xiàn)真千兆。

2 智慧家庭FTTR千兆全光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式

智慧家庭FTTR是千兆帶寬時(shí)代家庭新型網(wǎng)絡(luò)覆蓋的組網(wǎng)模式，是將光纖到戶進(jìn)一步延伸到房間的技術(shù)演進(jìn)升級(jí)。FTTR可以實(shí)現(xiàn)全屋千兆全覆蓋，為用戶提供低時(shí)延、高可靠、千兆高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。圖1為FTTR千兆全光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)示意。

圖1 FTTR千兆全光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)示意圖

智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)由主光貓、從光貓、家庭光網(wǎng)絡(luò)、云端管理平臺(tái)4部分組成。主光貓：網(wǎng)絡(luò)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(shè)備，分別部署在家庭各個(gè)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(wǎng)絡(luò)終端。家庭光網(wǎng)絡(luò)：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(wǎng)絡(luò)部件等構(gòu)成的家庭光纜基礎(chǔ)設(shè)施。云端管理平臺(tái)：FTTR主光貓管理從光貓，統(tǒng)一采集家庭網(wǎng)絡(luò)信息上報(bào)到云端管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭網(wǎng)絡(luò)的可視可管可維[4]。

家庭組網(wǎng)有全光組網(wǎng)、網(wǎng)線組網(wǎng)、電力線組網(wǎng)、WiFi組網(wǎng)等4種組網(wǎng)方式，智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)與其他組網(wǎng)方式的對(duì)比，在帶寬方面、穩(wěn)定性方面、運(yùn)行維護(hù)方面優(yōu)勢明顯，具備傳統(tǒng)家庭組網(wǎng)模式無法比擬的優(yōu)勢，體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(yīng)用高質(zhì)量體驗(yàn)。

（2）智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)，房間由原來的網(wǎng)線換成光纖，光纖具有抗干擾性強(qiáng)、傳輸帶寬大、體積小，重量輕、綠化節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，一次安裝到位后，未來帶寬提速升級(jí)無需再改造布放。智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)方式是未來智慧家庭組網(wǎng)新的發(fā)展方向，也將帶動(dòng)促進(jìn)智慧家庭產(chǎn)業(yè)生態(tài)的升級(jí)。

通過智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)與傳統(tǒng)家庭組網(wǎng)模式兩種組網(wǎng)方式的對(duì)比可知，智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)具有劃時(shí)代的意義。智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)部署靈活，以光纖替代網(wǎng)線，實(shí)現(xiàn)全屋光纖千兆組網(wǎng)。傳統(tǒng)家庭組網(wǎng)模式向智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)轉(zhuǎn)化如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)家庭組網(wǎng)模式向智慧家庭FTTR全光網(wǎng)組網(wǎng)轉(zhuǎn)化示意

3 智慧家庭FTTR千兆全光網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢的特點(diǎn)

3.1 高帶寬

通過光纖真正實(shí)現(xiàn)千兆帶寬延伸到每個(gè)房間，突破網(wǎng)線等連接方式帶來的帶寬瓶頸。同時(shí)，房間內(nèi)全光WiFi信號(hào)全覆蓋，避免穿墻造成信號(hào)減弱，滿足云VR/8K視頻/游戲等高品質(zhì)業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)和WiFi6，這種方式規(guī)避了WiFi信號(hào)穿墻帶來的性能衰減，WiFi6空口速率可超過千兆，實(shí)現(xiàn)真千兆帶寬到房間。

3.2 好體驗(yàn)

即插即用：從光貓上電后自動(dòng)接入主光貓。家庭WiFi統(tǒng)一在主光貓配置，并可以自動(dòng)同步到從光貓。無縫漫游：無線設(shè)備在100 ms內(nèi)切換到信號(hào)更佳的接入點(diǎn)，保證視頻通話、在線教育、在線游戲過程中在各房間走動(dòng)時(shí)，業(yè)務(wù)不中斷[5]。

3.3 智運(yùn)維

可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)的高效管理，做到故障主動(dòng)識(shí)別、WiFi遠(yuǎn)程優(yōu)化，提升用戶的使用體驗(yàn)。智能運(yùn)維平臺(tái)，可視可管，網(wǎng)絡(luò)故障，自動(dòng)識(shí)別分析，提高運(yùn)維效率。網(wǎng)絡(luò)可視，每時(shí)刻每用戶體驗(yàn)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(rèn)最快的信號(hào)傳輸介質(zhì)，部署后無需升級(jí)；產(chǎn)品成熟、價(jià)格低廉，能夠節(jié)約部署成本；使用壽命長；采用透明光纖不會(huì)破壞家庭裝修和美觀。FTTR用光纖替代網(wǎng)線，讓光纖從“到戶”進(jìn)一步到“房間”，一步到位解決家庭網(wǎng)絡(luò)布線瓶頸。

4 智慧家庭FTTR千兆全光網(wǎng)前景展望

加快推進(jìn)我國千兆光網(wǎng)和數(shù)字家庭建設(shè)是一項(xiàng)利國利民的大事，為統(tǒng)籌推進(jìn)數(shù)字家庭高質(zhì)量發(fā)展，需要在數(shù)字家庭服務(wù)功能定位、數(shù)字家庭工程實(shí)施建設(shè)和數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)3個(gè)方面進(jìn)行明確。從打造千兆品質(zhì)業(yè)務(wù)的視角來看，主要圍繞業(yè)務(wù)體驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)能力這兩大方面要素，對(duì)家寬業(yè)務(wù)體驗(yàn)的分級(jí)和對(duì)應(yīng)的家庭網(wǎng)絡(luò)承載能力需求。WiFi技術(shù)和FTTR全光家庭組網(wǎng)技術(shù)作為關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)使能技術(shù)有效保障了業(yè)務(wù)的體驗(yàn)。

全光網(wǎng)絡(luò)深入應(yīng)用于行業(yè)，可促進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，為智慧城市打造一個(gè)高安全、高效率和體驗(yàn)可保障的全光底座。將光纖延伸到工廠、延伸至機(jī)器，全光網(wǎng)絡(luò)可提供抗干擾、大帶寬、低時(shí)延的品質(zhì)聯(lián)接。

展望未來，F(xiàn)TTR憑借超千兆帶寬、能實(shí)現(xiàn)用戶室內(nèi)全域無縫漫游、無感知切換、光網(wǎng)絡(luò)不易受干擾、易演進(jìn)等技術(shù)優(yōu)勢，可為千家萬戶搭建領(lǐng)先的家庭信息基礎(chǔ)設(shè)施。持續(xù)為云VR、4K/8K視頻、在線教育、在線辦公等應(yīng)用業(yè)務(wù)提供極致體驗(yàn)保障，并為后續(xù)創(chuàng)新應(yīng)用業(yè)務(wù)提供堅(jiān)實(shí)的信息承載底座。對(duì)運(yùn)營商而言，F(xiàn)TTR會(huì)幫助其在家庭寬帶業(yè)務(wù)、家庭組網(wǎng)服務(wù)市場建立起差異化優(yōu)勢，相信FTTR會(huì)成為推動(dòng)運(yùn)營商家庭業(yè)務(wù)增長的關(guān)鍵業(yè)務(wù)，它的普及必將更好地支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。