FTTR光纤到房间白皮书

前言 i 1FTTR产业进展 11.1部省联动出台政策支持FTTR发展 11.2国内运营商引领推进FTTR部署 31.3产业链持续发展壮大加速FTTR应用 52FTTR应用场景进展 72.1FTTR千兆家宽应用场景 72.2FTTR小微企业应用场景 102.3FTTR网络发展需求 112.4FTTR网络部署现状 133FTTR技术进展 153.1全光组网C-WAN架构 173.2光与无线协同机制 183.3低时延保障技术 193.4动态链路管理机制 203.5漫游控制技术 213.6绿色节能技术 223.7设备管理技术 243.8线缆与连接器技术 254FTTR标准进展 274.1FTTR技术产品标准 274.2FTTR工程线路标准 295总结与展望 335.1业务体验升级驱动FTTR技术演进与创新 335.2多方协同构建FTTR产业生态 352021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"网络协同发展行动计划(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"网络协同发展行动计划(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，通过推进家庭内此后工信部发布《"十四五"信息通信行业发展规划》,明确提出业园区、商务楼宇、学校、医疗卫生机构等重点场所千兆盖。推动全光接入网进一步向用户终端延伸，推广实施光同年住建部联合网信办、工信部、科技部等16个部委出台《关于加快发展数字家庭提高居住品质的指导意见》,明确要加大住宅和通信(5G)等高速无线网络覆盖，鼓励开展光纤到房间、光纤到桌面此外，地方政府和行业主管部门积极出台相关政策和发展指导，《广西"双千兆"网络协同发展行动计划(2021-2023年)》明确业加速数字化、智能化转型。到2023年，发展光纤到房间、光纤到桌面用户达到100万。络连接能力的需求，助力企业加速数字化、智能化转型。到2023年底，要发展光纤到房间用户35万户。《江苏省"十四五"信息通信业发展规划》中明确提出要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。《河北省信息通信行业"十四五"发展规划》提出要持续推进千兆光纤网络的建设升级，聚焦千兆家庭、产业园区、学校、医院等场景的深度覆盖，鼓励面向有需求的用户试点推进光纤到房间、光纤到桌面等服务。《广东省"十四五"信息通信业发展规划》中明确提出要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。已有57个国家的234家运营商相继发布了千兆业务，发展高速光网中国移动通信集团有限公司广东分公司在汕头正式发布全球第一个FTTR(FibretotheRoom)全光Wi-Fi商用套餐。该套餐采用个家庭信号满格”,享受千兆5G、千兆宽带、千兆Wi-Fi“三千兆”通信网络服务的新举措，将家庭宽带分为一星到五星5个等级，每个星级标准均有对应的网络和服务细则，并以“免费上门、免费检测、专业设计、专业服务"等优质服务满足客户的不同需求。为加快五星碳四"全"家庭网络。他多个省市发展用户数已超一万。中国有4.6亿家庭，预计在十四五期间，将可能有15～20%左右家庭改造FTTR,由此将带来累计超过能家居产业的蓬勃发展，将可能带来5000+亿的1.3产业链持续发展壮大加速FTTR应用不断迭代其FTTR产品。华为公司在2020年5月即发布了首代FTTR产品，并与运营商进行了大范围的试点工作和商用推广。2021年，9月28日消息，华为正式发布了基于鸿蒙智联的FTTR解决方案，降低光缆器件，部分厂家在2021年光博会上展示了FTTR产品，包括光电房地产商和家装公司可以在房屋建设阶段和装修过程中提前敷验。2021年12月土巴兔面向家装公司发布FTTR全光智慧家庭产品规范从方案设计、光纤部署、设备安装、验收、维护等5个维度定义FTTR应用场景进展2.1FTTR千兆家宽应用场景都有"网络信号源"的效果，实现千兆网络无死角覆盖，网络无感知图2平层户型的FTTR部署示例对于多层户型，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，如下图所示。2.2FTTR小微企业应用场景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，网络自服务能力不足。针对以上六方面不足，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信道频段自动规划避免从设备间的干扰，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部署示例2.3FTTR网络发展需求根据宽带发展联盟发布的《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2)延时上，针对时延敏感业务，支持小于20ms通信时延；4)漫游上，针对移动终端接入，支持小于20ms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；2)通过多级分光架构，增强网络的可扩展性。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2.4FTTR网络部署现状1)主设备仅通过单个光口为多个从设备提供光连接，从而大大减少光纤部署的成本，减弱对布线管道的要求，提升光纤部署的FTTR技术进展连接、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、接入局从设备从设备OLT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。AccessNetwork),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搜集和决策，对光和Wi-Fi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。管理面管理面FTTR远程管理平台管理模块控制面实时通信状态上报/指令下发控制器x数据面主设备管理实体控制实体从设备Wi-FiWi-FiOLTETHETH图6C-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。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，空口回络性能要求高回络性能要求高ARNR在线游戏从设备回络性能要求中高清视频在线会议数据从设备网络性能要求低房间N手机APP网页浏览W-网口xPON主设备Wi-fi网口Wi-fi网口网口房间2房间1IFDN状态信息，同时通过内生决策机制形成主、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-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空口状态搜集请求，请求消息通过FTTR协议进行低承载，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FTTRFi6及其演进支持160MHz和320MHz频宽，极大提升了Wi-Fi连接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3.4动态链路管理机制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)会日业务探针业务优先级Wi-Fi探针资源按需分配功能面控制面DRVMACPHY天线Wi-Fi的控制面上移知漫游性能的好坏直接影响用户移动中的业务体验，传统IEEE802.11k、802.11v、802.11r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，无法接入最佳热点)等问题。公会从设备4会36主设备主设备占用情况等收集从设备业务信息占用情况等下发节能策略执行节能策略从设备从设备1主设备定期向从设备收集业务信息，包括业务类型、数3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6若从设备业务类型或者业务流量发生较大变化，可自行决定1)动态功耗控制：主设备依据负载情况动态选择合适略3)负载均衡：从设备业务量尽可能均衡，避免个别业务量过大网关管理平台网关管理平台FTTR远程管理平台接入、传送、承载网主设备FTTR管理架构从设备从设备FTTR管理平台上图中，接入网网元管理系统和FTTR主设备之间的接口，可通2)从设备告警管理，包括光路告警、设备资源异常告警等电、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(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为了最大程度地利用链路预算以及分光器物料归一，不同比分光器进行级联组网的解决方案，如下图所示。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。4.1FTTR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(ETSI)。在这些标准化组织中，FTTR相关的标准如下图所示：标准组织场景架构类评测类线缆类CCSA√√√√√√ETSI√√√√图14FTTR技术产品标准化情况2019年11月，中国通信标准化协会(CCSA)的TC6WG2完成了《光纤到房间(FTTR)技术研究与应用分析》的课题。该课题从家庭术发展进行了展望。基于该研究课题的成果，在2021年6月的会议 出家庭光纤组网是继传统铜线(电话线、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)顶层设计(系统架构),优先制定基于点到多点(P2MP)的系统架构体并于2020年2月正式启动，。在F5G中，多个标准研究项目都在稳步4.2FTTR工程线路标准战之一。全光家庭组网方案从2019年被提出就受到了业界的广泛关住建部&工信部国标住建部&工信部国标住建部国标CCSA标准设计类建设类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1综合布线系统工程设计规范3民用建筑电气设计规范2住宅建筑电气设计规范住宅设计规范综合布线类规范