FTTR光纤到房间白皮书.docx

FTTR光纤到房间白皮书家庭网络的开展从数字化全面走向智能化，从仅提供上网、语音 业务逐步扩展到用户工作和生活的方方面面，出现了数字办公、数字 教育、数字娱乐、家庭安全与健康、智能家居等各类场景。家庭用户在使用智能终端进行工作办公、语音通信、视频浏览时, 随着用户移动，为了保持连接的质量，终端设备应在移动时连接在信 道较好的Wi-Fi接入点，以保障用户的业务体验，在视频业务、游戏 业务、VR/XR等业务上做到不卡顿、不掉线。8K视频/云游戏/虚拟现实(VR) /增强现实业务(AR)等新兴业 务对网络时延敏感。比方，影响VR业务体验的主要是画质体验和交 互体验两个方面。画质体验要求有较高的视觉信息质量，防止产生眩 晕感；交互体验要求运动和视野延迟时间短，防止产生黑边、滞后感。 因此网络时延对VR业务尤其是强交互VR业务尤为重要。随着家庭网络新兴业务的不断开展，网络需要支持更高的传输速 率、更低的交互时延、更多的连接能力等。FTTR全光网络方案基于实 际房屋户型进项光纤拓扑与FTTR从设备的位置选点，到达每个房间 都有“网络信号源”的效果，实现千兆网络无死角覆盖，网络无感知 切换，为用户提供高质量的网络体验。对于平层户型，光纤从FTTR主设备经过光分路器连接到各个从设备，如下列图所示。图2平层户型的FTTR部署例如对于多层户型，将光纤直接从FTTR主设备位置部署到各个房间， 存在部署困难和光纤浪费的问题。利用多级分光，在不同楼层间使用 光分路器进行级联是一种高效、简易的部署方案，即通过在每个楼层 部署光分路器，再通过光分路器把光纤布放到每个相应楼层的房间, 如下列图所示。图3多层户型FTTR部署例如2.2 FTTR小微企业应用场景据中国市场主体开展活力研究报告和国家市场监督管理局第 四次经济普查的结果，截至2021年底，全国登记在册的企业共计 4842.3万户，其中小微企业共计超过4600万户，占比超过95%。近 年来随着小微企业数字化办公的需求升级，在线办公、移动无边界混 合办公、高清多媒体实时交互成为普遍趋势，传统的小微企业内网在 承载视频会议、云化协同办公、企业直播等业务经常存在开视频会议 掉线、卡顿、微信传输文件出现突然中断转圈、直播卡顿花屏、云桌 面分辨率低操作响应迟钝等待的情况；云业务开通时间长且掉线与卡 顿时有发生，小微企业内/外网访问模式复杂安全事故频发，小微企业 内网人工现场运维效率低，究其原因，主要是小微企业内网存在六方 面能力缺乏：一是传统多级以太网络组网层级复杂、故障点多，而且多部件间 没有协同业务间干扰冲突大，导致网络稳定性差。二是小微企业内网网络层级多带宽收敛大，且网线链路成为带宽 升级瓶颈。三是小微企业内网目前缺乏统一业务间调度，多业务混合并发差 异化SLA承载能力缺乏。四是运营商当下重点聚焦小微企业专线接入，没有发挥自身规划 设计和运维专业经验，小微企业网络和云网协同的能力缺乏。五是内网网元部件分散规划集成，没有系统性实施内网和云的云端协同安全设计，对小微企业网络安全防护能力缺乏。六是小微企业网络没有一体化管控，各部件间是孤立的，网络自 服务能力缺乏。针对以上六方面缺乏，FTTR能够为小微企业提供集中管控、承载 能力平滑演进、差异化服务保障、高性能云边协同、安全态势感知、 内网闭环运维的光承载与光空口协同的一张网，提供高品质的宽带业 务体验。以商业办公应用场景为例，写字楼一般面积较大，内部有较多的 办公区域，传统方案各AP之间干扰严重。FTTR支持从设备间的无感 漫游，Wi-Fi信道频段自动规划防止从设备间的干扰，以及支持访客 网络隔离，可提供优质的宽带业务体验。图4办公场景FTTR部署例如2.3 FTTR网络开展需求根据宽带开展联盟发布的打造千兆品质家宽业务 家宽业务体 验分级白皮书和打造面向企业智慧办公的千兆品质宽带业务 业 务体验分级白皮书一小微企业（以下：业务体验分级白皮书），FTTR 需要从超高带宽、无感漫游、智能连接、超低时延、绿色安全、自动 驾驶六个维度构建的网络承载能力，以满足千兆品质家宽业务体验和 小微企业智慧办公体验的需求。面向千兆品质家宽业务体验，FTTR需要重点解决传统Wi-Fi网 络不可控、不稳定等关键问题，通过光+Wi-Fi中心化控制下的一张网 协同，提供可靠稳定的空口连接，以满足网络业务布放的核心诉求：1）带宽上，支持2. 5Gbit/s到10Gbit/s的速率平滑演进；2）延时上，针对时延敏感业务，支持小于20ms通信时延；3）连接上，提供16个接入点覆盖，128、256用户终端接入能力；4）漫游上，针对移动终端接入，支持小于20nls漫游切换能力；5）绿色安全上，使能更高安全保障和更加绿色节能的机制；6）运维管理上，打造易用好用的管理、运维工具，让网络可运营。其次，通过快速和高效的光纤布放，实现光纤设施，支持FTTR高 效部署：1）通过P2Mp物理拓扑，提升光纤布放效率；2）通过多级分光架构，增强网络的可扩展性。面向小微企业智慧办公体验,FTTR需要重点解决小微企业业务差 异性大、连接场景复杂、用户数多等问题：1）带宽上，支持2. 5Gbit/s到10Gbit/s的速率平滑演进；2）延时上，针对时延敏感业务，支持小于20ms通信时延;3）连接上，提供32个接入点覆盖，256以上用户终端接入能力；4）云网一体，应用感知入云；5）立体安全，防入侵、防病毒；6）运维管理上，基于业务差异化的体验要求进行自闭环运维管理。其次，通过灵活、快速和高效的光纤布放，实现更复杂的光纤设施 高效部署：1）通过P2Mp物理拓扑，支持数百米的快速光纤布放；2）通过光电复合缆和多级分光架构，提供灵活的设备部署能力。2.4 FTTR网络部署现状当前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拓扑具备建设本钱低、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提供光连接，从而大大减 少设备实现复杂度和体积；2） P2MP拓扑通过多级光纤部署，大大减少光纤部署数量，从而减 少光纤部署的本钱，减弱对布线管道的要求，提升光纤部署的 效率；3）基于P2MP拓扑，通过级联扩展，主设备一跳连接从设备，防止 T P2P拓扑的级联转发，保证网络单级调度，提升网络稳定性；4） FTTR系统在P2MP拓扑上实现带宽共享，基于网络业务需求动 态分配带宽，提升带宽利用效率，平滑支持运营商业务升级。另外，为了更好匹配家庭和小微企业业务带宽需求，适应Wi-Fi 6、 Wi-Fi 7在实际应用中的连接带宽，充分利用现有光通信产业链有优 势,FTTR网络部署在产业达成采用2. 5Gbit/s和10Gbit/s速率共识， 以支持短期和长期的持续开展。在此基础上，还需要进一步通过技术 创新和突破，面向当前无源光网络技术和Wi-Fi无协同，仅提供简单 数据传输无法实现整网可靠传输的问题，打造体验可保障的网络。3 FTTR技术进展为了保障家庭和小微企业用户FTTR网络开展需求,FTTR从带宽、 连接、时延、漫游、绿色安全和运维管理等六个维度为业务体验提供 保障机制。具体技术实现包括全光组网架构、管理平台技术、接入局端技术、主设备技术、FTTR协同技术、从设备技术、终端侧技术以及线缆工程技术等八个方面，如下列图所示。管理平台OLT线缆工程技术:1 .线缆技术.连接器技术从设备主设备仝FTTR P2MP全光组网架构终端侧技术:1 .业务模型2 .天线3 .射频技术设备管理技术：1 .远程管理技术.实时流量预测2 .全局无线优化接入局端技术:1 .在网计算.业务感知2 .路由技术主设备技术：1 .漫游控制技术.高效空口协同2 .网络参量感知FTTR协同技术:1 .光与无线协同.低延时保障2 .动态链路管理从设备技术：1 .绿色节能技术.无线容量优化2 .无线感知技术注：红色字体标明重点技术进展图5 FTTR网络技术视图全光组网架构：协同管理平台技术、接入局端技术、主设备技术、FTTR协同技术、从设备技术和终端侧技术，提升整网性能满足用户业 务体验需求。管理平台技术：远程管理实现对FTTR主设备代理管理从设备。 全局无线优化技术具备对FTTR系统全局无线信息统计、计算和分析 能力，建立无线干扰模型和下发优化决策。在云-管-端对数据流量模 型、线路质量进行分析和预测，对FTTR系统给出主从设备数据调度 和线路优化决策。接入局端技术：完成主设备与上层OLT之间的连接，执行FTTR 系统局部算力上移和业务感知。主设备技术：实时的感知主从设备业务状态、数据状态和设备状 态，对FTTR系统和终端之间的连接关系、收发状态、参数设置进行 控制调整。实现整个FTTR系统有序、高效、快速的数据调度及无感 漫游。FTTR协同控制技术：完成FTTR网络内的主设备和多个从设备的 光纤网络与Wi-Fi网络在频率、时间和功率等维度的协同和资源调度, 并为资源调度决策以及业务流提供全局低延时、及整网链路管理的通 道。从设备技术：根据调度决策实现单个或多个从设备调优，数据并 发和有序通信，大幅提高系统的总通信容量及抗干扰能力，有效降低 能耗实现绿色节能。终端侧技术：在数据通信的技术上，扩展感知、交互等非通信功 能，通过智能天线、射频技术，提升FTTR系统对终端设备、用户等 交互对象的覆盖、感知能力。线缆工程技术：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。当前，FTTR主要技术进展涉及全光组网架构、管理平台技术、主 设备技术、FTTR协同技术、从设备技术和线缆工程技术等六个方面, 具体包括：全光组网C-WAN架构、设备管理技术、漫游控制技术、光 与无线协同机制、低时延保障技术、动态链路管理机制、绿色节能技 术、线缆与连接器技术等八项技术。2.1 全光组网C-WAN架构全光组网 C-WAN 架构(Centralized/Cloud Wireless-optical Access Network),主要解决的问题是家庭组网技术间缺乏有效的协 同，空口无序竞争严重，难以满足用户在新兴业务体验上的要求。C-WAN架构的核心是由主设备进行信息和决策,对光和WiFi 传输进行中心化一张网控制，实现光链路和空口链路的资源进行统 一协同配置。图6 C-WAN功能架构图C-WAN架构包括管理面、控制面和数据面三个方面，如上图所示。力宽带开展联盟' Broadband Development Alliance目录刖 § 目录iii1 FTTR产业进展11.1 部省联动出台政策支持FTTR开展 11.2 国内运营商引领推进FTTR部署31.3 产业链持续开展壮大加速FTTR应用5FTTR应用场景进展71.4 FTTR千兆家宽应用场景71.5 FTTR小微企业应用场景101.6 FTTR网络开展需求111.7 FTTR网络部署现状13FTTR技术进展151.8 全光组网C-WAN架构171.9 光与无线协同机制181.10 低时延保障技术191.11 动态链路管理机制201.12 漫游控制技术211.13 绿色节能技术221.14 设备管理技术241.15 线缆与连接器技术25FTTR标准进展271.16 FTTR技术产品标准 271.17 FTTR工程线路标准29总结与展望331.18 业务体验升级驱动FTTR技术演进与创新331.19 多方协同构建FTTR产业生态35 III管理面主设备的管理功能实体通过南向接口管理从设备，从设备的工作状态信息、维护FTTR系统组网，实现拓扑可视化等。主设备通过 北向接口向FTTR管理平台上报FTTR网络运行情况，管理平台可帮助运 营商实现资产管理，设备状态管理，以及提供FTTR网络优化等功能, 从而全面提升运营商对FTTR网络在网管理、快速定障、性能优化等价 值，提供一张可运营的品质网络。控制面主设备中心控制器实时采集本地和从设备的网络信息，通过内生 决策机制，进行整网通信的决策控制，实现中心化控制光和无线协同 功能，突破传统Wi-Fi空口竞争机制下的不稳定因素，为运营商提供 一张确定性体验网络奠定基础。数据面数据收发（通过FTTR光收发器、Wi-Fi等）基于P2Mp的光纤拓扑， 承载实时业务数据传输。从设备之间的东西向数据通过主设备进行二 层转发。数据面为管理面、控制面的信令传输提供保障通道。3.2 光与无线协同机制光与无线协同机制当前主要进展集中在中心化光与Wi-Fi协同 机制上，即主设备对从设备进行实时控制（通过下列图中主设备的控制 器），确保FTTR网络内Wi-Fi空口的有序协同，漫游无感切换，空口 性能最大化等目标，其框架如下列图所示。网络性能要求高房间1房间2光收发机卜匚怅旦, 从设备'一E四 AR/VR在线游戏xPONIFDN网络性能要求中 匚事高清视频d ,一、V沱在线会议房间N: :|光竣机|Q从设备 I网口 I网络性能要求低手机APP网页浏览图7中心化光和Wi-Fi协同框架其中，中心化控制器位于主设备内，实时各个从设备的网络 状态信息，同时通过内生决策机制形成主、从设备的Wi-Fi空口协同 的执行策略。FTTR收发器提供低时延的通信通道，保障及时的信息搜 集上报和决策下发，以匹配Wi-Fi空口的快速传输。从设备实现Wi- Fi传输信息和参数配置的转换。中心化控制模块可根据业务QoE需要实时发起网络数据传输和 Wi-Fi空口状态请求，请求消息通过FTTR协议进行低时延保障 承载，从设备把请求消息通过系统内部接口进行映射，快速读取Wi- Fi的通信传输状态，包括待传数据（队列、缓存等），Wi-Fi空口状 态（干扰、冲突、通信质量等）等。通过Wi-Fi读取的信息封装为FTTR 协议信息，通过低时延机制快速上报到中心化控制模块，完成实时数 据采集。3.3 低时延保障技术随着新兴业务的开展，对Wi-Fi承载的带宽要求越来越高，Wi-Fi 6及其演进支持160MHz和320MHz频宽，极大提升了 Wi-Fi连接 速率。然而，由于Wi-Fi使用非授权的微功率频谱，资源极大受限, 中国当前仅有一个可用的连续160MHz频段，当越来越多的高速设备 工作在相同频段，在Wi-Fi CSMA的竞争接入机制下，频繁的冲突难以防止。低时延保障技术当前进展主要集中在空口有序传输机制上。空口 有序传输机制是以中心化光与Wi-Fi协同机制为基础，主设备实时搜 集从设备业务数据状态和空口状态，根据业务优先级和体验保障需要, 实时调度主设备和从设备的空口传输资源（时间、频率、空间等），从 而确保不同主、从设备之间的Wi-Fi空口不会存在报文的冲突，将FTTR Wi-Fi网络从无序升级为有序，并且可保障不同类型业务的带空口有序传输机制如下列图所示。宽和时延需求。空口管控DIFSDIFSDIFS演诲图8空口有序传输机制3.4 动态链路管理机制家庭的数字化开展涉及家庭网络用户的各个方面，不同业务对网 络的要求差异显著，需要做到对整个网络的实时控制优化，到达整网 体验保障。动态链路管理机制当前进展主要集中在自智链路管理机制上。自智链路管理机制是以中心化光与Wi-Fi协同机制为基础，首先，通过 业务感知和识别，明确网络中传输的各种业务的质差要求，分解形成 网络优化的核心关键目标；其次，通过信息采集（如各类网络探针） 得到网络状态和网络资源的全局分布图；再次，通过在主设备的决策 大脑，基于专家经验、AI模型等算法类决策机制，在充分保障用户各 类业务体验的前提下，形成网络资源按需分配等目标。自智链路管理 机制如下列图所示。业务感网络动知1一山，/态优化I PHY |:天线Wi-Fi函控甬）面上移图9自智链路管理机制3.5 漫游控制技术漫游性能的好坏直接影响用户移动中的业务体验，传统IEEE 802. Ilk. 802.11V、802. Ur协议在使用过程中存在切不动（漫游切 换成功率低），切不快（无法实时感知终端状态，切换不及时），切不 准（无统一控制，无法接入最正确热点）等问题。漫游控制技术当前进展主要集中在无感切换技术上。无感切换是 以中心化光与Wi-Fi协同机制为基础，主设备通过感知和维护整网连 接拓扑，统一配置空口连接状态和数据转发路径，所有终端连接统一 管理和控制。切换决策一跳直达从设备，主从设备间交互极简，数据 转发切换和连接切换同步进行，进而大幅减少漫游切换时间和保证数 据交互连续性。如下列图所示。3.漫游切换图10无感切换技术3.6 绿色节能技术从运营商视角，业务发生的时间和对网络的要求呈现显著的差异 性，导致一局部从设备业务流量大，另一局部从设备流量较小甚至没 有流量。同时主、从设备的状态也在不断变化，最正确节能需要从整网 视角来考虑，在不对用户使用产生影响的前提下，需要有针对性快速 识别实际使用场景进行动态自适应调节。绿色节能技术当前进展主要集中在自适应能耗配给技术上。自适应能耗配给是以中心化光与Wi-Fi协同机制为基础，下列图给出了自适 应能耗配给技术实现的例如。图11自适应能耗配给技术实现例如D 主设备定期向从设备收集业务信息，包括业务类型、数据流 量、连接终端个数、LAN 口用户个数等，以及从设备的资源占 用情况，包括CPU频率、NP频率、接口使用情况等3 从设备收到信息收集请求后，快速反应相应信息主设备获取整网设备业务情况及资源占用信息后，统一制定 各从设备节能策略3 主设备向下挂所有从设备发送对应的节能策略目 从设备获取节能策略后，执行相应操作0 假设从设备业务类型或者业务流量发生较大变化，可自行决定 快速退出节能状态，并等待下一次节能策略刷新通过自适应能耗配给技术，FTTR可到达节能效果如下：1) 动态功耗控制：主设备依据负载情况动态选择合适的节能策略2) 节能无感知：节能策略的实施不影响用户正常的业务接入、 使用和退出3) 负载均衡：从设备业务量尽可能均衡，防止个别业务量过大影响用户体验4) 整网能耗最优：FTTR整网通过节能策略后，整网能耗最低,不追求单个设备能耗最低5) 7设备管理技术设备管理技术当前进展主要集中在远程管理技术上。FTTR设备远 程管理包括两层功能：管理平台南向管理FTTR全光家庭网络，以及 主设备代理管理从设备，如下列图所示。图中FTTR管理平台和已部署 的接入网网元管理系统、网关管理平台一起构成FTTR远程管理平台。 主设备和FTTR远程管理平台建立远程管理通道，接受远端管理，同 时主设备代理管理从设备。接入、传送、承载网主设备IFDNFTTR管理架构从设备从设备网关管理平台FTTR管理平台接入网网兀 管理系统FTTR远程管理平台图12 FTTR网络的管理架构上图中，接入网网元管理系统和FTTR主设备之间的接口，可通过OLT代理方式管理，基于10G GPON OMCK 10G EPON OAM协议，实现PON层功能的管理。上图中网关管理平台和FTTR设备之间的接口，可基于BBF TR- 069系列协议对FTTR设备进行管理，包括网关功能管理、设备状态管 理、WAN 口管理、VoIP业务管理等。上图中FTTR管理平台和主设备之间的接口，封装协议可以采用 但不限于MQTT、JSON等。通过此接口实现FTTR网络的管理，包括网 络拓扑查询、状态查询、告警、FTTR配置与调优、FTTR网络故障与 维护等。上图中主设备代理管理从设备的接口，主要功能包括：1）从设备管理，包括从设备上线管理、设备状态管理、设备信息 查询、设备升级等2）从设备告警管理，包括光路告警、设备资源异常告警等3）从设备配置管理，包括Wi-Fi配置、VLAN配置等4）从设备Wi-Fi漫游与调优管理，主从协同漫游和调优5）接入设备（STA、IoT等）的管理，包括接入设备的状态与信息 查询、上下线管理等。6) 8线缆与连接器技术FTTR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，需要有配套的专门针对家庭场景的 光网络部件和布线施工方式。目前包括室内专用超柔蝶形光缆、光缆 面板等新型光网络部件;暗管、隐形光纤、明线槽等配套布线方案已 日趋成熟。(1)光电混合缆光电混合缆是一种适用于通信接入网系统的新型接入方式，它将 输电铜线与光纤集合在一起，可以一次性同步解决宽带接入、设备用 电、信号传输的问题，因此在家庭场景下，采用86盒式的从设备时 可以使用光电混合缆进行信号传输和设备供电，防止使用本地电源对 FTTR供电，在中小微企业的吸顶式从设备，由于本地取电困难，也可 以通过光电混合缆解决取电问题。(2)不等比分光器FTTR解决方案采用P2MP的架构进行布线，主设备到从设备使用 星型拓扑，一般情况下使用一个分光器既可以满足系统要求。但是, 在跃层住宅、别墅或者企业场景，单级分光的架构可能会使布线复杂。 为了最大程度地利用链路预算以及分光器物料归一，业界提出了使用 不同比分光器进行级联组网的解决方案，如下列图所示。从1层分光器 的级联端口(70%的分光比)引1根光纤到2层，再在2层安装分光 器并部署光纤到每个房间，有效地简化了布线施工。光缆分光器|主设备从设备光缆分光器|主设备从设备FTTR不等比分光图13使用不等比分光器进行级联组网5完带开展联盟Broadband Development Alliance1 FTTR产业进展1.1部省联动出台政策支持FTTR开展2021年政府工作报告提出了要加大5G网络和千兆光网建设力 度，丰富应用场景。随后，工信部印发“双千兆”网络协同开展行动 计划(2021-2023年)，提出用三年时间，基本建成全面覆盖城市地 区和有条件乡镇的“双千兆”网络基础设施，实现固定和移动网络普 遍具备“千兆到户”能力。“双千兆”网络协同开展行动计划(2021- 2023年)明确提出要重点促进全光接入网进一步向用户端延伸，同 时要求按需开展支持千兆业务的家庭网络设备升级，通过推进家庭内 部布线改造、千兆无线局域网组网优化以及引导用户接入终端升级等, 提供端到端千兆业务体验。这是业界首个支持FTTR开展的政策。此后工信部发布“十四五”信息通信行业开展规划，明确提出 要加快“千兆城市”建设，持续扩大千兆光纤网络覆盖范围，完善产 业园区、商务楼宇、学校、医疗卫生机构等重点场所千兆光纤网络覆 盖。推动全光接入网进一步向用户终端延伸，推广实施光纤到房间、 到桌面、到机器，按需开展用户侧接入设备升级。加快光纤接入技术 演进升级，支持有条件地区超前布局更高速率宽带接入网络。同年住建部联合网信办、工信部、科技部等16个部委出台关4fttr标准进展伴随着FTTR的技术和产业进展，国内外各标准化组织积极开展 FTTR标准化工作，FTTR的标准体系正逐步完善，将为FTTR更大规模 的推广应用进行规范和引导。FTTR相关的标准主要包含两类，一类是 涉及FTTR的技术产品标准，另外一类是涉及线路和建筑内部部署的 工程建设标准。4.1 FTTR技术产品标准FTTR解决方案是光纤在通信领域的创新应用，因此FTTR相关的 产品技术标准都在通信行业的标准化组织中进行，包括中国通信标准 化协会(CCSA)、国际电信联盟(ITU-T),以及欧洲电信标准化协会 (ETSI)o在这些标准化组织中，FTTR相关的标准如下列图所示：标准组织场景架构类评测类线缆类CCSAVVVVITU-TVVETSIVVVV图14 FTTR技术产品标准化情况2019年11月，中国通信标准化协会(CCSA)的TC6 WG2完成了光纤到房间(FTTR)技术研究与应用分析的课题。该课题从家庭 网络需求、传统家庭网络组网方案、光纤到房间的家庭组网方案、方 案性能验证以及室内光纤布线等多个方面展开了分析，并对未来的技 术开展进行了展望。基于该研究课题的成果，在2021年6月的会议 中启动FTTR的技术系列标准制定工作，该系列标准由5局部组成： 应用场景和需求、总体架构、物理层、协议层以及管理，预计于2023 年逐步完成标准的制定。通过区分业务体验等级，可以牵引家庭网络 为超高清视频、在线教育、VR、健康等业务提供高质量的体验，满足 用户对美好智慧生活的不断向往。为此，CCSA在2021年底立项基 于家庭网络的宽带业务体验和网络性能评价指标体系和基于家庭 网络的宽带业务体验和网络性能指标测试方法两个行业标准，标准 分别制定家庭网络业务体验和网络性能指标、评分方法、分级分类方 法和家庭网络的业务的体验指标和网络性能指标测试方法。在国际标准中，国际电信联盟ITU-T的十五组的家庭网络研究组 (Q18)率先展开了下一代家庭网络架构功能和业务的研究，明确提 出家庭光纤组网是继传统铜线( 线、同轴线)和空口 (Wi-Fi回 传)组网方式的新组网方式，为家庭网络新兴业务提供更高质量的网 络能力。研究组在2021年4月全会推动发布家庭光纤组网(FTTR) 的场景和网络需求技术报告，阐述了家庭组网的独特场景和有别于光 接入网络的网络需求，初步明确了 FTTR的技术方向。同时在本次会 上立项基于FTTR的系统架构、物理层、数据链路层以及网络管理标 准，开启了 FTTR标准制定的时代。研究组计划优先完成FTTR技术的 顶层设计(系统架构)，优先制定基于点到多点(P2MP)的系统架构体 系，催动FTTR技术在业界的快速应用。为了更好地凝聚全球固定宽带网络产业上下游各环节力量，实现 生态及应用的繁荣，ETSI于2019年12月创立了 ISG F5G工作组， 并于2020年2月正式启动，。在F5G中，多个标准研究工程都在稳步 推进中，包括技术全景图、应用场景、端到端的网络架构、管理及体 验等。在F5G场景release 1中，FTTR的场景已经被纳入标准。随 后，在F5G的端到端网络架构标准中，集中管控的FTTR系统架构也 被接纳。2022 年初，F5G 立项了F5G Residential Services Quality Evaluation and Classification，该标准工程正在研究基于不同家 宽业务的服务质量体验评估标准，根据不同业务体验的质量分级评定 为不同业务质量等级。当前，该标准正在制定过程中，已完成标准初 稿的编制。4.2 FTTR工程线路标准建筑内部光纤到房间的预部署，是FTTR快速推广上量的重要挑 战之一。全光家庭组网方案从2019年被提出就受到了业界的广泛关 注和一直好评。除了通信行业的设备厂和运营商在积极拓展方案的应 用场景和商业落地，住建行业也希望借助全光解决方案来构建全屋智 能的数字家庭体系。FTTR相关的工程线路标准如下列图所示：住建部&工信部国标 住建部国标FTTR布线标准FTTR布线标准部件规范通信工程设计综合布线类规范住宅类规范2大楼通信综合布线系统住宅用综合信息箱技术要求宽带光纤接入匚程技术标准4大楼通信综合布线系统3住宅通信综合布线系统2光纤到户通信工程设计规范设计类 建设类综合布线系统工程设计规范5智思社区建设规范4住宅工程规范3民用建筑电气设计规范2住宅建筑电气设计规范1住宅设计规范CCSA标准针对住宅类工程设计单位、建设单位在设计、针对不同需求、场景下的信息线缆部署设 光纤接入的系统规划、设计、布线相关的部件，信息箱、 建设、使用及维护阶段参考的标准规范 计施工类的规范，面向运营商及建设方 验收及维护的相关规范 线缆等规范，面向布线设 住宅规范类有信息网络系统（电气设备） 主要针对商业、住建建筑的光纤到户、光 涉及组网架构设计计及施工单位的要求，其中涉及信息线缆及插座的规范 纤到用户单元的规范，3主要针对住宅区 及住宅内的信息线路部署规范图15 FTTR布线标准化情况针对住宅和其他民用建筑，有对应的建筑设计和工程建设标准， 在这些标准中，会涉及到弱电布线系统及信息网络系统，都涉及到 FTTR的光纤布线和组网。止匕外，为了推进光纤宽带在住宅和商务楼宇 的接入，住建部和工信部联合发布了国家标准GB50846/7 “光纤到 户”和GB503n/2 “综合布线”的工程设计和验收规范，以强制条款 要求新建住宅和商务楼宇需要实现光纤到户和光纤到用户单元。为了 推进光纤向终端进一步延伸，住建部和工信部正在启动这两个系列标 准的修订和完善。为了推动智慧社区的产业开展，国标智慧城市 建 筑及居住区第1局部：智慧社区建设规范中也明确了 “宜将光纤 部署至房间”的要求。止匕外，TC6WG3也启动了住宅通信综合布线系 统、信息通信综合布线系统第1局部:总规范以及光电复合缆 等标准的制定，为FTTR的开展提供基础支撑。除了国家标准，全国多个地方省市也启动了针对FTTR的地方工 程建设标准制定，云南省住建厅已完成云南省住宅区、住宅建筑和 商务楼宇光纤到户通信及有线电视设施工程建设标准的送审稿，明 确了增补光纤到房间的内容，用于支持未来持续演进的数字家庭网络 带宽需求；上海通管局联合临港开发区政府、住建委、经信委、三大 运营商，联合发布了上海市住宅和商务楼宇FTTR光网络布线白皮 书，用于指导光纤到房间、光纤到桌面的工程部署，同时也发布了上海市住宅区和住宅建筑通信配套工程技术标准修订的征求意见 稿，明确了光纤到房间的敷设要求；山东省住建厅修订了智能建筑 工程技术标准智能建筑工程技术标准，提出了 FTTR布线要求和组网 方案，在新建住宅及商务楼宇建筑室内仅采用光纤布线，为翻开FTTR 前装市场及后装流程做好准备，支撑运营商高标准建设千兆光网和 FTTR千兆创新应用规模开展。此外，深圳、广西等多个地方标准也正 在编写过程中。此外，局部行业协会也针对FTTR的需求，制定了相关标准。中 国建筑装饰协会发布并实施住宅装饰装修工程施工技术规程 T/CBDA 51-2021中，增加了光纤信息网络系统相关内容，用于指导装 饰装修公司在对房屋进行装修时把光纤部署至房间；为了适应建筑内 宽带光纤网络开展的需要，中国电子节能技术协会针对已经建设了无 源光网络的建筑内，发布了 TDZJN 63-2021建筑室内全光网络系统 工程技术标准，标准规范了住宅建筑和公共建筑室内光纤到屋（房 间）通信设施的建设，可以满足人们对通信业务的更高需求。除了新建场景，国内还有海量的存量房屋，为了规范存量房屋二 次装修时预设光缆，土巴兔联合广东移动、华为共同制定的住宅装 修FTTR全光组网规范，这对整个家居、家装行业有着非常重要的意 义：一方面把FTTR布线要求纳入装修规范里,极大地促进了 FTTR产 业走向标准化、规范化,提升FTTR服务品质；另一方面,对家居家装企 业来说,规范的制定也是一种有效的赋能,可以推动家装行业高标准、 高品质地开展。5总结与展望业务体验升级驱动FTTR技术演进与创新随着业务的不断开展及用户对网络体验需求的不断升级，对网络 的吞吐量、时延、漫游等将会有更加严格的要求，对FTTR网络架构 和末端无线带宽都会提出新的需求。C-WAN架构将不断演进，实现光与Wi-Fi深度的融合。C-WAN架 构将首先实现光与Wi-Fi的访问控制层（MAC）的融合，通过信息交 互实现资源分配的联合优化，可有效提升整体系统的QoS保障，降低 融合模块本钱和降低时延。更进一步，C-WAN架构将实现光与Wi-Fi 的物理层（PHY）的融合，Wi-Fi信号不需再经过媒介访问控制层处理, 降低信号处理时延和系统帧封装的带宽开销及时延，进一步降低融合 模块的本钱，提升系统效率。网络时延不断逼近端到端全网“零”等待延时引领技术创新。随 着时延敏感业务（沉浸XR等）的开展，需要极低的端到端的网络时 延需，无压缩无解码的数据流传输让网络延时的上限压缩在物理传输 的理论边界，追求业务传输“零”等待延时、“零”业务卡顿的终极梦 想。无感漫游融合创新构建一家一张网。家庭连接技术的融合创新面向驱使家庭网络联成一片，实现“零”等待无感漫游，让用户感知网 络无处不在，任意畅游。FTTR将与Q波段毫米波相结合，为数字家庭合力打造极强信息 底座。工信部无2013502号4050吉赫兹频段移动业务中宽带无 线接入系统频率使用相关事宜中已发放45GHz频谱(Q波段：42. 3G- 47. 0GHz, 47. 2GHz-48. 4GHz)用于低功率无线接入。这局部频谱资源 是当前国内Wi-Fi在用频谱的15倍以上，将极大缓解当前Wi-Fi频 谱资源缺乏问题。基于毫米波可实现lOOGbps以上的吞吐，单用户流 量可达万兆。FTTR与Q波段毫米波结合的用场景中，墙体对毫米波具有较好 的隔离作用，毫米波穿透性差的特点反而可有效解决FTTR网络内及 网络间干扰问题，能满足更多并发用户的网络需求，对于部署Cloud VR、全息通信等业务极其有利，如下列图所示。图16 FTTR与Q波段结合解决跨房间干扰和互联问题干扰问题的解决，有利于光纤传输链路与毫米波链路融合更彻底, 物理层上可形成光纤与毫米波速率适配，实现上下行信道、时隙划分 上光与毫米波的映射，形成光到终端的协同调度新机制，如下列图所示。光与无线空口速率复接光与无线空口速率复接光与无线传输时隙对齐时间图17 FTTR链路间协同多方协同构建FTTR产业生态近年来，FTTR在技术产业、应用场景、国内外标准化方面取得了 重大进展，突出表达在如下六个方面：一是部省联动出台政策支持FTTR开展。工信部、住建部、广西 壮族自治区、山东省、江苏省、河北省、广东省等陆续出台明确支持 FTTR开展的相关政策，形成部省联动的配套政策，有效促进了 FTTR 的产业开展。二是国内运营商引领推进FTTR部署。中国移动、中国联通、中 国电信加快FTTR用户的开展。当前广西、山东、江苏、河北、广东、 四川、云南、陕西、山西、宁夏、北京、上海等超二十省市发布了 FTTR 的业务，FTTR用户全国已开通几十万户，FTTR即将进入规模化开展 时期。三是产业链不断壮大加速FTTR开展。房地产商和家装公司加入 FTTR产业链生态，为FTTR加速开展注入新鲜血液。FTTR设备制造商、 光纤光缆厂家根据市场需求不断丰富完善FTTR产品系列，加速FTTR 开展。四是FTTR从家庭应用拓展到小微企业应用。FTTR不仅能为家庭带来“真千兆”的体验，也能解决小微企业历史的办公网络“痛点”。 面对两种应用需求FTTR网络需求和布线需求略有差异，FTTR网络架 构的演进以及布线技术的实施需同时兼顾家庭用户和小微企业用户 的需求。五是FTTR技术随着业务体验需求的提升不断演进。根据宽带联 盟发布业务体验分级白皮书描述，当前用户体验要求正处于快速开展 期，FTTR技术进展主要集中在全光组网C-WAN架构、中心化光与Wi- Fi协同机制