中国联通新一代家庭千兆全光组网方案622
中国联通新一代家庭千兆全光组网方案 （试行） 随着“三千兆”业务的推进，千兆宽带及智慧家庭业务快速发展，8K、VR等大带宽、低时延应用对家庭网络性能和组网服务提出了更高要求，为保障用户最佳的家庭网络服务体验，集团公司基于FTTR（光纤到房间）技术推出新一代家庭千兆全光组网方案，该方案可以实现光纤到房间的全屋千兆覆盖，本文档对家庭千兆全光组网的两种技术方案、应用场景、工程部署方案进行了阐述。 家庭网络组网方案对比在固定宽带组网中，家庭网络覆盖对用户上网体验至关重要，也是最复杂和多样的一个环节。随着家庭上网需求的不断增多，客厅、书房、卧室各个房间都需要接入网络，各家各户结合各自环境条件，出现了基于网线、Wi-Fi、电力线等不同的家庭组网方式。 以下是对当前几种主流家庭组网方案的对比。 表1 全光组网与传统组网方式对比
综上所述，网线组网方案技术成熟，AC路由器+AP的方案可较好解决全屋Wi-Fi覆盖问题，但网线存在代际划分，给实施部署、带宽持续演进升级带来不便；Wi-Fi组网方案易于安装部署却无法逾越穿墙和Mesh组网带来的性能衰减；电力线组网方案同样部署便捷但易受大功率电器干扰，其稳定性远不如网线，性能上衰减严重，在上网体验上与其他方案有较大差距。 家庭千兆全光组网方案借助光纤的特质，其传输速率不再受限，传输距离可覆盖大型别墅，可靠性方面也明显优于其他方案。 家庭千兆全光组网方案家庭网络需要更优质的方案，其依赖的传输介质本身要具备可靠、巨大的带宽承载能力，不能成为未来带宽瓶颈；采用的网络设备要能解决全屋Wi-Fi覆盖难题，性能不能因为遮挡、干扰造成大幅衰减。基于此，业界提出基于FTTR（光纤到房间）技术。 FTTR（光纤到房间，Fiber to The Room）技术，顾名思义是指用光纤代替网线，将光纤铺设至每一个房间，通过部署光组网终端，实现与家庭网关互连，结合双频Wi-Fi，保障全屋网络覆盖的组网技术。 基于FTTR（光纤到房间）技术的家庭千兆全光组网方案，在家庭配线箱或家庭中心位置部署主光猫，以主光猫为核心，采用 P2MP/P2P 的方式，基于分光器和单芯双向光纤，构建家庭光纤网络。 基于点到多点（P2MP）技术
家庭千兆全光点到多点解决方案基于光纤介质组网，在家庭配线箱或家庭中心位置部署主光猫，以主光猫为核心，采用P2MP的方式，基于分光器和单芯双向光纤构建家庭光纤网络。 该方案由主光猫、从光猫、家庭光网络、云端管理平台四部分组成。 方案介绍
图1 P2MP方案组成单元 主光猫新的家庭光猫设备类型，网络位置在OLT与从光猫之间，向上通过XGPON或10G EPON连接OLT，支持千兆入户，向下提供光纤接口连接从光猫。主光猫作为家庭网络中心，可以实现对所有从光猫的统一管理和配置。全屋Wi-Fi统一名称，双频合一，自动控制漫游切换，提升用户体验。在对外接口上，除光接口外，也提供GE接口和Wi-Fi 6 接入，兼容在光纤不可达时提供替代接入方式。 FTTH组网中，光信号在ONT被终结。P2MP架构下，光网络的末端进一步下沉到每个从光猫，主光猫起到“承上启下”的作用，将光纤延伸到各个房间。 表2 P2MP主光猫硬件规格
从光猫家庭分布式Wi-Fi接入设备，分布到家庭各个房间，向上通过家庭光纤连接主光猫，向下提供Wi-Fi 6和GE口接入上网终端，从光猫通过主光猫代理接入家庭网络管理平台管理。 从光猫工作在桥接模式，由主光猫统一分配管理IP以及下挂设备的IP，使整个家庭网络构成一张统一的、可互通的局域网，各个从光猫下接入的设备相互可以在超千兆带宽下实现投屏、文件分享等局域网互访等操作。 表3 P2MP从光猫硬件规格
家庭光网组件使用专用的工具和辅料部署的由分光器、光缆、光缆面板构成的家庭光缆基础设施。室内光纤网络的部署，既要考虑施工的便捷性、高效性，又要考虑室内装修的美观性，因此，需要设计专门针对家庭场景的光网络部件。 表4 P2MP家庭光网络组件
家庭网络管理平台家庭网络管理平台是家庭网络管理、控制、分析一体化平台，实现对用户家庭网络的远程管理，包括查看家庭网络信息、配置用户家庭 Wi-Fi 网络、快速处理用户家庭网络问题等功能。 同时提供家庭主从光猫统一管理能力，通过对家庭Wi-Fi 大数据采集分析，实现家庭 Wi-Fi 网络的可视可管。 业务开通配置
图2 P2MP方案组网示意图 P2MP解决方案中主光猫继承了FTTH的智能家庭网关的功能，针对FTTH智能家庭网关的EMS和RMS管理流程不变。主光猫按智能家庭网关的业务开通流程完成业务发放。 家庭Wi-Fi的配置只需要在主光猫上配置，从光猫无需做任何配置，即插即用，Wi-Fi参数自动同步。 针对家庭网络的运维，主光猫继承基于EMS和RMS的运维能力，同时主光猫支持接入家庭网络管理平台完成对家庭Wi-Fi更进一步的运维。 基于点到点（P2P）技术是基于LAN技术的组网方式，主要由主网关、光路由器和家庭光纤组件等几部分组成。主网关上行通过入户光纤上行至10G PON OLT，下行通过GE光口使用光纤连接至各个光路由器。通过家庭内全光纤组网，实现全屋有线/无线千兆覆盖。
图 3 P2P组网示意图 方案介绍
图4 P2P组网示意图 本方案由主网关、光路由器、家庭光网络等部分组成。 主网关新的家庭光猫设备类型，网络位置在OLT与光路由器之间，向上通过XGPON或10G EPON连接OLT，支持千兆入户，向下提供多个光纤接口连接光路由器。主网关是家庭网络入口设备，将光纤延伸到各个房间。同时主网关作为家庭网络中心，可以实现对下连的光路由器进行统一管理和配置。 表4 主网关硬件规格
光路由器家庭分布式Wi-Fi接入设备，分布到家庭各个房间，向上通过家庭光缆连接主网关，向下提供Wi-Fi 6和GE口接入各种家庭上网终端。 表5 光路由器硬件规格
家庭光网络使用专用的工具和辅料部署的由光缆、光缆面板以及其它必要的光网络部件等构成的家庭光缆基础设施。主要涉及入户信息箱内的4芯光信息面板，房间内的2芯光面板，户信息箱至室内各房间光信息面板之间的光纤、光缆，以及相关的光跳线等。推荐的光网络组件物料如下表所示。 表6 P2P方案光网络组件
业务开通配置
图5 P2P管理系统示意图 本方案中光网关和光路由器的管理方式继承了现网普通光猫、普通路由器的管理方式。 技术方案的功能特点相比传统的智能路由器组网方式，基于FTTR技术的家庭千兆全光组网方案一般都具备以下特点： 即插即用：从光猫上电后自动接入主光猫。家庭 Wi-Fi 统一在主光猫配置，并可以自动同步到从光猫。 全屋Wi-Fi 漫游：同一个 SSID 下，存在不同从光猫接入点，当主光猫检测到无线设备在当前接入点下的信号强度较差且存在其他接入点更优信号时，则激发无线设备快速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。 双频自动优选：全屋使用一个 SSID 名称供终端设备接入，2.4GHz 和 5GHz Wi-Fi 共用一个 SSID。主光猫根据终端设备的信号强度决定选择某个频段接入，优先选择 5GHz 频段，保证终端设备处于最优带宽承载能力的状态。 两种方案对比P2MP与P2P方案的主要差异如下： P2MP方案的主光猫的用户侧端口除额外增加1个下行PON口外与现有FTTH 光猫的接口一致，提供4个以太网电口，可以继续接入GE电接口的相关设备。P2P方案的主设备提供3个光接口，仅提供1个可插拔SFP接口，此接口支持光口和电口接入二选一。 P2MP方案的下行光接口采用GPON接口，从光猫与主光猫之间的传输方式和传输速率与GPON一致；P2P方案采用点到点的方式进行组网，主光猫的每个光端口与其直接连接的第一级光路由器之间的速率为1Gbps。 两种方案的部署设备数量、家庭光网络的部署方式存在差异。如：针对大于4个从设备的场景，P2MP的方案只需增加/替换无源分光设备，即可支持最大16个从光猫的部署；P2P方案无分光器，需要在光路由器与网关之间增加一个或多个主网关作为光纤汇聚设备，实现对光路由器的汇聚连接。 家庭千兆全光组网方案应用场景本节场景中组网示意图主要针对P2MP方案，P2P方案的实施需要综合考虑主网关作为汇聚设备、无分光器等特点。 应用场景分类家庭千兆全光组网方案将光纤延伸进每一个房间，这种方案上的特点，决定了组网的交付部署是实现规模化商业落地的关键点之一。按交付部署时间的不同，可以划分为两种场景： “后装”场景：在已经有人居住生活的房屋内部署光纤。这种场景下，房间的信息点位分布无法改变，房屋墙内的暗管分布无法改变，光纤铺设一般是在暗管内存在网线、同轴线的情况下开展作业，对施工人员的穿管技能要求较高；也可能存在房屋内根本没有部署暗管或无法穿通暗管的情况，这时候建议明线部署隐形光缆。 “前装”场景：在用户入住房屋之前部署室内光纤网络，如在房屋装修时部署或在精装商品房里部署，这种场景下，信息点位分布可按照需要规划，光缆全部走暗管，不会出现明线部署，并且由于是空管穿纤，实施非常容易。 家庭千兆全光组网方案重点解决大户型Wi-Fi覆盖问题，按照户型结构可以划分为三类场景。
图6 家庭千兆全光组网方案应用场景示意图 中大户型场景改造前网络情况户型虽然面积不大，但是户型复杂，存在狭长走廊，且穿墙多；宽带套餐1000 Mbps，客厅和阳台因穿墙比较多，体验较差，部署前客厅测速100Mbps，阳台20 Mbps左右。 组网方案设计示意图
大户型场景改造前网络情况宽带套餐为1000Mbps，但Wi-Fi热点覆盖不够。厨房、卫生间、卧室的Wi-Fi速率，受穿墙影响，只有约20Mbps。 组网方案设计示意图
超大户型：200㎡以上二层复式场景改造前网络情况宽带套餐为500Mbps，只有一个Wi-Fi热点位于客厅，客厅Wi-Fi速率约300Mbps，但是儿童房和二楼的Wi-Fi速率只有约10Mbps。 组网设计方案示意图
超大户型：800㎡四层别墅场景改造前网络情况四层别墅，面积约800㎡，室内有网络、电话、智能家居三套系统，家庭网络信号覆盖不好，几个卧室基本无法使用Wi-Fi，速率在十兆以内； 组网设计方案示意图
超大户型：小型商铺场景改造前网络情况宽带套餐为1000Mbps，本案例为网红餐厅，营业时人流量较大，经常需要在线直播，对上网速度有很高要求。但Wi-Fi覆盖热点不够，Wi-Fi测速只有10Mbps，远远无法满足要求。 组网设计方案示意图
超大户型：小微企业办公区场景改造前网络情况办公区面积180平米，2个办公区 + 2个会议室 + 1个经理室；部署2个AP热点，每个热点速率只有80M左右；热点均使用独立SSID，不能无缝漫游。 组网设计方案示意图
从上述各个实例，能看到家庭千兆全光组网方案可以很好解决大户型Wi-Fi覆盖问题，可实现超千兆Wi-Fi覆盖。方案支持明线部署、暗管穿纤部署方式，能适应多种场景。 家庭千兆全光组网方案工程部署本节场景中主要针对P2MP方案，P2P方案的实施需要综合考虑主网关作为汇聚设备、无分光器等特点。 家庭千兆全光组网方案基于光纤组网，光纤比网线细、轻，在工程实施上，难度要小于网线施工。智慧家庭工程师只需经过简单培训，即可掌握室内光纤网络的部署方法。原则上，需要在每个房间及客厅部署信息点位。信息点位在全屋中尽量均匀分布，部署位置与传统的网线信息点位位置一致，并无特殊要求。 图7 家庭千兆全光组网方案的信息点位设计图 工勘和施工流程对于别墅、复式等户型较复杂的住宅，工勘和施工需要分两步进行，工勘需详细了解现场环境情况、确定施工方案和组网方案；施工需确保光缆各项指标达到标准，房间测速达到设计值。 对于普通平层住宅，工勘、施工流程可以合一，一次完成。
图8 工勘和施工流程图 工勘指南施工环境初步确认施工前需要提前了解到客户家里相关信息，参考下表确认施工环境内容。
根据与客户沟通的情况，也可以向客户提供不同方案的施工后效果图，在施工方案选择上和客户达成一致，并选择配备工具。 施工现场勘测现场勘测需明确客户家庭环境情况，明确光缆走线情况和设备摆放位置，具体勘测原则如下：
组网方案确认组网原则：组网方案的设计需要确保每个房间的Wi-Fi覆盖，具体如下： 主光猫：应在家庭配线箱预留主光猫的放置位置，并预留220V电源。 从光猫：原则上，每个房间放置一台。 用户的方案沟通部分，根据勘测结果推荐方案，使用户可大致了解改造后的使用体验情况；经客户同意后，方可开展下一步施工。 施工指南暗管施工方案对于墙内铺设有暗管的房屋应采用暗管施工方案。首先确定暗管位置（比如从家庭配线箱到客厅电视墙的暗管），暗管施工分为两大步骤： 布放牵引绳：不同的暗管施工方案，操作步骤有所不同 布放光缆：通过牵引绳布放，不同的暗管施工方案操作步骤相同。穿管器是金属材质，如果暗管内有强电线缆，则禁止施工。 步骤一：布放牵引绳利旧线缆牵引安装：通过抽出旧线缆将牵引绳拉入管道内。 注意： 该方式在暗管内线缆数量≥3时，优先使用 与业主协商确认可抽出的线缆，建议抽出优先级依次为电话线＞网线＞铜轴 操作步骤： 可利旧的线缆/预埋绳未使用并可抽动； 将线缆头部和牵引绳固定缠绕，并用网格胶带包扎；
从另外一端反向拉出，成功部署牵引绳在管道内； 参考橄榄头弹簧穿管器穿管中的步骤4~8。 橄榄头弹簧穿管器安装：通过橄榄头弹簧穿管器完成暗管穿通。 注意： 穿管器是金属材质，为了安全起见，断电（断总空开）后方可施工，且需全程佩戴绝缘防滑手套。 施工前检测入户的接收光功率是否达标。 操作步骤： 使用橄榄头弹簧穿管器穿管，直到穿通管道；
将穿管器的头部和牵引绳固定缠绕，并用网格胶带包扎； 反向抽出弹簧，将牵引绳成功部署在管道内；
选择合适长度的微光缆； 将牵引绳和光缆相互缠绕（约0.5米）；
剩余部分需用网格胶带均匀包扎3~4处；
匀速抽出牵引绳，将光缆引出管孔，完成穿管； 完成光缆成端，测试光功率损耗，应在正常范围。 步骤二：布放光缆选择合适长度的蝶形光缆完成布放
明线施工方案无法进行暗管施工的时候，可采用明线施工，推荐使用透明微光缆+双面胶/PVC胶带，施工效率高且美观，保护效果好。
安装步骤 测量并选择合适长度的透明微光缆； 规划路由，标注落定位置和弯曲参考线； 擦拭墙面/踢脚线，确保无水渍和灰尘； 沿规划路线铺设双面胶； 撕开双面胶，将透明微光缆较宽的一面粘贴到双面胶正中间； 在过转角/门框的地方，使用小段PVC胶带，对透明微光缆进行加固； 光缆固定后，挤压排出PVC胶带内的空气，使其粘合紧密。
图9 铺设效果图 施工后注意事项 施工完毕，需要带走施工过程产生的垃圾。 请向用户普及光纤使用注意事项，光纤材质是玻璃丝，请勿折叠式捆扎。 熔纤操作注意将切断光缆进行回收，避免玻璃丝遗落在客户卧室，引发安全问题 光缆面板安装部署光缆时，建议将不带SC接头的一端，布放在家庭配线箱。这样在光缆面板侧，可以实现免熔纤。光缆面板空间有限，熔纤连接处不好放置在里面。完成明线或暗管施工后，在86底盒上完成光缆面板安装，并连接尾纤。 步骤一：面板盒底安装
步骤二： 盘纤安装
步骤三： 安装跳纤
验收指南完成施工后，须进行施工后自检，发现问题或故障应及时解决，确保用户家庭网络质量达到验收标准。 施工完成后自检项
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