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FTTR面向家庭用户的应用及展望
摘要:近年来,随着网络技术与传统行业的深度结合,家庭场景中需要接入网络的设备与应用迅速增多,用户对网络质量的要求也不断提高。为了给用户提供带宽更大、稳定性更佳的宽带服务,同时满足多个并发的高带宽活动需求,各大运营商纷纷推出基于FTTR(光纤到房间)的光网套餐。相较于FTTH网络,FTTR将光纤从家庭信息箱进一步延伸至房间,避免签约速率缩水,并可根据建筑布局进行定制化布线,通过小型全光网络提升用户体验,易于管理、扩展和升级。
关键词:FTTR;家庭场景;应用
1.FTTR的网络架构
2023年4月,ITU-T SG15(国际电信联盟电信标准化组织第15研究组)2022-2024研究期第二次会议于瑞士日内瓦召开,大会通过了FTTR架构标准,决定采纳C-WAN P2MP(点到多点)方案作为唯一标准架构,指明产业发展方向。
在FTTH网络中,网关后接的局域网一般均采用网线组网,而FTTR主网关后接的家庭局域网则全部采用光纤组网,网关下行光口通过光分路器连接从路由器,相当于在用户的室内搭建了一个小型OTN网络。用户终端设备可自行选择通过有线或无线方式接入网络,两种连接方式均能提供高质量的接入体验。典型的FTTR网络架构如下图所示。
2.FTTR网络的组网方式
2.1组网关键硬件
一般来说,典型的家庭FTTR网络包含光网关、光路由、分光器、光缆面板以及光缆、跳纤等。其中,主网关(光猫)一般安装于家庭信息箱内,光路由应根据施工实际户型确定安装数量与摆放位置,从而节约光缆开销并提供最优的WiFi信号覆盖。光缆面板(光插座)安装于各房间的墙面下方,方便用户连接光路由或其它终端设备。分光器一般也安装于配线箱内,通过光缆及跳纤连接主网关、光缆面板或光路由。最终以上关键硬件通过安装调测,即可组建基于P2MP网络架构的家用FTTR网络。
2.2施工方法
在正式施工前,装维人员应根据建筑结构和用户需求制定光纤布线规划,包括光缆敷设路由、管道或槽道的安装位置。在室内施工中,光纤介质一般会选用弯曲损耗不敏感的G.657.A2或G.657.B3光纤,并根据实际环境确定最终的施工方案。通常针对新建房屋可采用蝶形光缆进行暗管施工,不影响家装观感;对于已装修房屋,可视情况采用暗管或明线施工。暗管施工时可利旧管道内已有线缆抽拉引导光缆布放,或者借助橄榄头弹簧穿管器、穿管机器人进行穿管;明线施工时可选用隐形光缆与短线槽搭配,沿踢脚线及门缝进行敷设,确保整体家居的美观度。
2.3网络管理与维护
FTTH网络经常存在光缆与网线混用,用户自购设备与运营商配发设备混用的情况,造成局域网结构黑盒化,不便于故障排查。相较于以上痛点,FTTR网络智能化程度高,大幅降低了管理维护难度。首先,FTTR网关硬件一般均自带访问控制、安全防护与智能运维功能,用户可通过网页端或APP端查看局域网的链路拓扑图,主网关、从路由工作状况以及各光模块的发送/接收光功率等关键信息,一键完成网速测试及故障诊断。其次,当用户无法自行处理问题时,运营商可在远端进行网络排障或性能调优,仅当以上方式均无法奏效时,才需安排装维人员上门服务,极大减轻了运营商后端维护侧的压力。
3 FTTR在家庭场景中的典型应用
3.1高速宽带服务
对于家庭用户来说,FTTR网络的最大特点就是“快”。在家庭使用场景中,经常有多个设备需要同时接入互联网,如智能手机、平板电脑、智能电视和智能家居设备等。FTTR全光网络的大带宽和高速率可为用户提供更快的网页加载速度、文件下载速度以及流畅的视频通话或超高清视频流媒体播放体验,即便多设备同时在线也很难造成网络卡顿。此外,全光网络的低延迟和高稳定性使其成为用户在线游戏、召开视频会议或居家办公的理想选择。有了FTTR技术的加持,用户可以更加方便快捷地进行内网资源共享,如共享打印机、搭建NAS共享存储等,进一步提升了家庭网络的效率和便利性。
3.2全屋无感WiFi漫游
对于家庭用户,WiFi接入无疑是最主要的网络连接方式。然而在FTTH网络中,虽然入户速率达标,但因用户自购的网线及无线路由器性能参差不齐,不同路由器间无法自动漫游,即便采用Mesh组网,也可能因为设备摆放置位置不佳、墙体遮挡等原因导致无线信号大幅衰减,最终的入房间速率和终端体验速率可能会大打折扣,导致千兆套餐无法带来千兆体验。与之相比,FTTR网络的网关和路由器通过光纤连接,可实现WiFi的集中管控和调优,WiFi配置自动同步,全屋共享同一个无线SSID,使用同一口令,能够自动切换设备至信号最佳的接入点,切换时长一般小于50毫秒,保证业务不中断。通过WiFi漫游,用户可在房间任意位置体验到网络的签约速率,不再需要为了维持网速而频繁切换热点或限制自身的活动范围,用户体验得到大幅改善。
3.3基于FTTR的创新应用—Wifi人体感知
利用电磁波传播时的多径效应,通过算法与模型解析,可将接收端信号与干扰源的移动方位建立联系。由于人体也会反射电磁波,通过边缘光路由结合软件算法,即可实现家庭组网环境下的WiFi人体感知功能。目前的典型应用主要有住宅入侵监测和老人跌倒侦测等。与其他安防方案相比较,WiFi感知属于被动式监测,无需要安装额外设备,不捕捉图像声音等个人信息,数据不出户,充分保障用户隐私。
3.4可扩展性和升级能力
网络技术的发展日新月异,家庭用户的需求也将伴随社会发展而不断改变。由于光纤的部署方式灵活,介质寿命长、耐腐蚀,一次铺设便能满足大约30年的长期使用,因此FTTR方案具备较强的可扩展性和升级能力,便于在未来提供更新颖、更高级别的服务。
4结语
综上所述,FTTR技术方案充分满足了用户在家庭场景中涉及的WiFi无线覆盖、高速宽带服务、智能网络管理、多终端支持等实际需求,兼具扩展升级能力,是FTTx的优秀范本。在未来,FTTR为万千家庭构筑的“光底座”可与物联网,5G/6G等技术深度融合,这些通信基础设施将带领我们跨入更加开放便捷、万物互联的数字新时代,以科技改变生活。
参考文献
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