FTTR家庭全光组网方案研究

FTTR家庭全光组网方案研究

张旭伟

（天元瑞信通信技术股份有限公司；陕西 西安 710075）

摘要：家庭网络的发展从数字化向智能化转型，已从仅提供语音、上网业务逐步发展到用户生活和工作的各个方面，出现了数字教育、数字娱乐、家庭安全、智能家居等各类场景。实现FTTR全光组网能力和家庭网络智能特性的深度融合，全力打造光纤全连接、千兆全覆盖、管理全智能的家庭网络。

关键词：FTTR；全光组网；

Research on FTTR home all-optical networking scheme

Zhang Xuwei

(Tianyuan Credit Suisse Communication Technology Co., Ltd.; Xi'an 710075, Shaanxi)

Abstract: The development of home network has transformed from digitalization to intelligence, and has gradually developed from only providing voice and internet services to all aspects of users' life and work. There are various scenarios such as digital education, digital entertainment, home safety, smart home, etc. Realize the deep integration of FTTR all-optical networking capability and intelligent features of home network, and strive to build a home network with full optical fiber connection, gigabit full coverage and intelligent management.

Key words: FTTR; All-optical networking;

1引言

“十四五”信息通信行业发展规划，智慧家庭成为新型家宽业务场景，规划期内，要求优化家庭室内布线和千兆无线局域网组网，推广实施光纤到房间、到桌面；构筑“真实千兆、全屋覆盖、高速接入、家具互联、智能运营”的全光家庭网络。

2 什么是FTTR

FTTH是“Fiber to The Hoom”的缩写，指的是光纤到户，入户光缆布放至用户家庭，同时在用户家安装光猫，光猫服务的区域是1个家庭。

FTTR是“Fiber to The Room”的缩写，是指光纤到房间，并在相应房间内安装光猫，每个光猫服务家庭内1至多个房间。

3 现阶段家庭网络现状

（1）家宽用户屋内Wi-Fi 覆盖现状

现在家庭终端大多数都是以手机、笔记本电脑、平板电脑等移动设备，并且都是通过 Wi-Fi 接入互联网的。屋内WiFi都是通过光猫（ONU）连接一台路由器，由路由器的WiFi信号进行覆盖的。

路由器一般支持2.4G和5G两个频段。2.4G频段虽然最高可支持300Mbps的速率，但由于该频段的干扰比较大，实际使用效果要差得多。用户高带宽的应用必须使用5G频段，但5G频段WiFi信号的穿墙能力较弱，这就给一些大户型用户高带宽的应用带来了很大的不便。

(2) 当前，全屋WiFi覆盖方案主要包括：路由器级联、子母路由2种方案。

1）路由器级联方案是在光猫处设置主路由器，各房间设置从路由器，主、从路由器间用5/6类线连接。受主路由器LAN端口数量的限制，从路由器的数量不超过4个，超过时，需在主路由器处增加交换机。该方案由于采用了有线连接，可保证主、从路由间的千兆连接；缺点是需要在屋内布放5/6类线，有一定的实施难度，可能会影响美观。

2)子母路由方案包括1个母路由器和多个子路由器，各路由器间可通过WiFi进行Mesh组网。由于路由器间的WiFi信号很难做到不穿墙，故该方案的带宽能力受环境的影响较大。有一种子、母路由产品，子、母路由器间同时使用WiFi和电力线进行传输，对WiFi的穿墙能力有一定的提升，但总体带宽能力与路由器级联方案相比，差距依然明显。[2]

（2）FTTR的优势

FTTR采用1个主光猫和多个从光猫进行室内WiFi覆盖，主、从光猫间采用蝶形光缆或隐性光缆连接。

相对于以上方案，FTTR具备以下优点：

（1）更美观：蝶形光缆或隐性光缆较5/6类线容易布放，隐性光缆布放时基本不影响室内美观；

（2）速度块：千兆用户任一光猫附近的最高网速均可达千兆；

（3）高可靠：网速稳定，终端在光猫间切换平稳；

（4）时间长：光纤的寿命超过20年，带宽几乎是无限的。

由于FTTR的以上优势，目前，运营商提供的全屋WiFi覆盖方案正从之前的子母路由方案调整成FTTR方案。

4  FTTR技术方案

根据主、从设备（ONT）间光纤连接方式的不同，FTTR的技术方案分为点对点（P2P）方案和点对多点（P2MP）方案。

（1）P2P方案

P2P点对点方案基于以太网技术，主设备和每个从设备间均通过1根光纤连接。主光猫一般配备有4个单芯双向光模块，最多可连接4个从光猫。此方案相对于路由器级联方案，最大的变化只是把级联的RJ45接口改成了光接口，从而可使主、从路由器间可使用光纤传输。该技术实现简单，成本也较低，但扩展能力有限。

（2）P2MP方案

P2MP点对多点方案基于GPON技术。FTTR由主设备、从设备和室内光纤分布式网络三部分组成。FTTR基于光纤 P2MP（Point to Multiple Point）物理拓扑结构为基础，在家庭接入点位置部署主设备并以其为中心，构建家庭全光网络。主设备往局端连接 OLT PON 口，室内连接多个从设备，从设备可根据家庭布局延伸至用户所需部署的区域，为每个区域提供网络覆盖，实现高质量网络。[1]

（3）FTTR千兆家宽应用场景

家庭网络随着新兴业务的不断发展，网络需要更高的传输速率、更多的连接能力、更低的交互时延等。FTTR全光网络方案基于实际房屋的户型光纤拓扑与FTTR从设备的位置选点，达到每个房间都有网络“信号源”的效果，实现千兆网络无缝覆盖，网络无感知切换。对于常规平层户型，光纤从FTTR主设备经过分光器连接到各个从设备。

5  FTTR实践案例

在此案例中，用户已配置了较好的宽带套餐，但仍存在上网体验不好、房间内 Wi-Fi 信号弱等问题，用户期望优化家庭的网络速率和各房间的 Wi-Fi 信号强度。

现状情况：该用户家里的入户光纤只部署到网络箱，是典型的FTTH。光猫放在网络箱内，网络箱的光猫到客厅的AP用网线连线，其他终端用Wi-Fi或有限连接，这正是限制Wi-Fi速率的主要原因。

改造方案：针对这样的家庭网络问题，建议改造方案为：将光猫更换为FTTR光网关，并在网络箱与各房间新布放光纤，将FTTR网关放置在网络箱内，并在各房间内部署边缘ONT。

经过改造后，用户家庭内网络体验明细好转，改造后各房间内的Wi-Fi信号增强，整个家庭内网速大幅提升，经过测试Wi-Fi速率改造后比改造前提升了6倍以上。[3]

6 小结

当前 FTTR 网络部署广泛基于 P2MP 的网络光纤拓扑。相较 P2P 光纤拓扑，P2MP 拓扑具备建设成本低、部署简单、扩展性强、设备简化等优点。

1）主设备仅通过单个光口为多个从设备光连接，减少了主设备的体积和复杂度。

2）P2MP点对多点的拓扑通过不等比分光器多级光纤部署，减少了光纤部署的数量，减少了光纤部署成本，提高了部署效率。

3）P2MP点对多点实现了宽带共享，基于业务需求进行动态分配带宽，提升带宽利用率，也利于业务升级。

参考文献：

[1]刘谦, 敖立. FTTR光纤到房间白皮书[S]. 宽带发展联盟, 2022:7.

[2]陈小东. FTTX网络建设与维护[J]. 人民邮电出版社, 2019(3):51.

[3]. FTTR技术白皮书[S]. 华为技术有限公司, 2020,:13.