FTTR新一代家庭千兆全光组网白皮书
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白皮书
0711*******.1网线组网2.2无线组网2.3电力线组网2.4光纤组网2.5方案对比
FTTR解决方案
13141415151617171818181819
3.1FTTR方案的构成
3.1.1主光猫3.1.2从光猫3.1.3家庭光网络3.1.4云端管理平台3.2FTTR方案的特点
3.2.1高带宽:真千兆到房间3.2.2好体验:无缝漫游、无感知切换3.2.3智运维:网络可视可管
3.3FTTR可成为家宽业务增长的重要推动力
3.3.1FTTR为家宽业务建立起用户体验优势3.3.2FTTR是支撑家庭创新业务的重要网络基础
03
4.3施工指南
4.3.1暗管施工方案
4.3.2明线施工方案(PVC透明防水贴)4.3.3光缆面板安装4.4验收指南
2323242626
FTTR商业模式与产业生态
3737396.1后装与前装商业模式6.2产业生态建设
总结与展望
39
FTTR实践案例
2727293335
5.1大平层:某248㎡大平层FTTR改造实例5.2复式:某320㎡二层复式FTTR改造实例5.3别墅:某200㎡三层别墅FTTR改造实例
050607
通信网络是信息基础设施的根基,光纤宽带是通信网络的重要组成,只有无线通信与光纤宽带并驾齐驱,5G与F5G协同,才能为大数据、云计算、AI等新一代信息技术应用保驾护航。
目前,5G无线通信建设如火如荼,光纤宽带网络也进入F5G时代,呈现出全光联接、超高带宽、云网融合、智能化和极致体验等发展趋势。
放眼全球,光纤接入已成为固定宽带网络建设的主流,光纤到户渗透率全球平均水平已达到65%。
近年来,我国的光纤宽带发展持续保持全球领先地位,据工信部发布的《2020年上半年通信业经济运行情
通信网络基础设施
数据基础设施新技术基础设施
数据安全设施
区块链人工智能融合基础设施
信息基础设施创新基础设施
工业互联网能源互联网车联网和智能交通
基础设施
智慧水利设施智慧环保设施智慧市政设施
智慧医院智慧学校
智慧健康养老基础设施
卫星互联网
光纤宽带和骨干网物联网5G 数据中心云计算/智能计算/边缘计算大数据基础设施
重大科技基础设施科教基础设施产业技术创新基础设施
1.3家庭网络问题影响体验,业务呼唤“真千兆”
人们不断提升宽带套餐是为了获得更好的上网体验,包括更高的网络速率,更好的网络覆盖。
但调研发现,很多高带宽套餐的能力未能充分发挥出来,如某省电信200M bps宽带套餐已成为基础套餐,占比达到68%,但其中有76%以上的家庭网络不具备200M bps能力,室内Wi-Fi测速远小于签约带宽。
特别是对于大户型和别墅覆盖来说,Wi-Fi带宽不足、覆盖差等问题导致视频和游戏类业务频繁卡顿,用户体验差,已经成为大户型的主要痛点。
根据近期宽带发展联盟发布的数据显示,中国家庭宽带平均下载速率为43M bps,这与100M bps及以上宽带接入用户占比达到88.2%是不相匹配的。
据某知名在线教育机构统计,目前在线网课“灰课率”约为19%(卡顿时长占比课程时长超过一定比例,定义为“灰课”),其中约90%的问题是因为家庭网络质量不佳造成的。
上述种种体验问题,对用户、应用业务提供商、运营商都会带来体验或利益上的损失。
分析其原因,主要是因为光纤虽已入户,但光纤仅到了家
示,4K高清平面视频下行带宽需求在100M bps,8K超高清视频则需要150M bps左右。
如体验沉浸式强互动VR业务,带宽需求更是高达540M bps以上。
而像多机位直播则是对网络的上行带宽有更高诉求,云游戏对网络时延和抖动要求严苛。
显然,已经普及的百兆宽带仅能满足少量的应用需求,只有光
纤宽带更进一步,才能支撑新业务的快速发展。
工信部早在2019年初便宣布加快国内千兆网络建设,并计划在超过300个城市部署千兆宽带网络。
为实现这个目标,三大运营商纷纷启动了光纤宽带网络从GPON/EPON向10G PON千兆升级,采购规模均在百万台以上。
与此同时,千兆家庭宽带的套餐得到大力推广,中国电信计划2020年发展500万千兆用户,实现50%城区千兆覆盖;中国移动计划2020年发展400万千兆用户、2000万500M 用户;中国联通计划推动真千兆宽带+5G融合套餐协同发展,2020年内覆盖80%的省会城市。
截止2020年7月,国内1000M bps及以上接入速率的宽带接入用户达到了307万户,光纤宽带网络进入千兆宽带时代。
2.1网线组网
家庭组网中,在光猫的网口下挂一~多个无线路由器的组网方案最为普遍。
这种方案组网简单,易于部署;不足在于网口位置决定了无线路由器的位置,覆盖范围受限,而且几个无线路由器没有控制器统一管
在固定宽带组网中,家庭网络是重要的一个环节,也是最复杂和多样的一个环节。
一般说来,从家庭配线箱到客厅中至少有一根网线。
但是,随着上网需求的不断增多,客厅、书房、卧室渐渐都需要接入网络,此时,各家各户结合各自环境条件,出现了基于网线、Wi-Fi、电力猫、等等不同的家庭组网方式。
由于缺少统一的建设标准,铸就了家庭网络的多种多样,宽带体验也参差不齐。
本章分析比较了当前几种主流的家庭组网方案。
2.2无线组网
Wi-Fi作为家庭宽带无线组网接入方式,对家庭移动终端设备和智能IOT设备的适应性良好,在家庭组网中十分常见。
在百兆宽带普及以前,市面上多数路由器仅支持2.4GHz单频Wi-Fi,这是因为2.4GHz频段技术
基于网线的方案,需要部署六类网线才能支持千兆以太网口达到线速。
然而,现实中许多用户对网线并不具备甄别能力,在家庭网络中,五类网线非常常见,而五类网线的速率只有百兆,即使家庭宽带升级了200M 甚至更高的宽带套餐,也会因为网线的限制无法享有高级别套餐带来的上网体验。
其次,市场中网线品牌种类繁多,质量差异巨大,一些不法商家以次充好,造成实际网速与标准速率严重不符,例如六类网线标准速率可达千兆,然而劣质网线速率最高仅为几百兆。
这种不良网线并非小数目,根据调查,约30%的家庭网线属于劣质网线,对上网体验造成不良影响。
此外,网线内芯是铜线,其金属氧化性、磁性干扰等特质都不可避免的影响网络传输质量和使用寿命,因此,即使是品类良好的网线,一般5~8年左右需要对网线进行一次全面更换。
AP1
AP2
AP3
对Wi-Fi性能有较大影响,一般来说,一次Wi-Fi中继,Wi-Fi性能将折半。
表2-1常见家庭障碍物对Wi-Fi信号造成的衰减参考
衰减障碍物衰减图2-2Wi-Fi中继家庭组网
不足在于M esh方案仍然无法改变信号衰减问题,且需要用户规划频段、信道以减少AP间干扰,对用户的技术门槛要求较高。
为了保障两级级联下的Wi-Fi性能,对AP本身的性能要求也较高,且不能异厂商互联。
虽然存在上述不足,但无线组网方案安装部署非常简单,不涉及室内布线,在性价比上占优,这是无线组网方案最大的优势。
图2-3Wi-Fi Mesh家庭组网
图2-4Wi-Fi Mesh同信道信号衰减
AP
Wi-Fi中继器
图2-5电力猫家庭组网方案
表2-2家庭组网方案对比
网线组网无线组网
由图中可见,FTTR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。
同时,该方案延伸了运营商的管理能力,在故障定位定界等方面相比其他方案有较大提升。
图2-6各组网方案在不同维度下推荐星级
组网方案星级比较
FTTR解决方案
3
FTTR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FTTR主光猫,以主光猫为核心,构建家庭光纤网络。
FTTR主光猫向上接OLT,向下通过光纤连接多个从光猫,从光猫支持千兆以太网口、Wi-Fi 6,随光纤进入到每一个房间,为每个房间提供有线、无线真千兆网络覆盖。
用户APP
温湿度
传感器摄像头手机
扫地机器人
可联网空调
VR 装维APP
使能家庭IoT全连接
FTTR解决方案由主光猫、从光猫、家庭光网络、云端管理平台四部分组成。
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。
从光猫:家庭分布式Wi-Fi接入设备,分布到家庭各个房间,向上通过家庭光缆连接FTTR主光猫,向下提供Wi-Fi 6和GE口接入各种家庭上网终端。
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。
云端管理平台:FTTR主光猫代理管理从光猫,统一采集家庭网络信息上报到云端管理平台,实现对家
庭网络的可视可管可维。
3.1.1主光猫
FTTH组网中,光信号在ONT被终结。
FTTR架构下,光网络的末端进一步下沉到每个从光猫,FTTR 主光猫起到“承上启下”的作用,将“光进铜退”延伸到各个房间。
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。
图3-1FTTR方案示意图
表3-1主光猫主要网络接口
表3-2从光猫主要网络接口
3.1.3家庭光网络
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,需要设计专门针对家庭场景的光网络部件。
室内专用超柔蝶形光缆
蝶形光缆两侧有纤维加强筋,可承受拉力达70~200N,能有效满足工程实施的穿纤要求(工程实施技术在第四章详细阐述)。
规格
此外,光缆的SC接头采用白色壳体加蓝色外壳的可分离设计形式。
在穿管布线过程中,可拆除蓝色外壳,由于白色壳体强度增加、不易受损,使用白色壳体随牵引线可直接穿管,在穿管完成后再安装蓝色外壳,实现免熔纤。
光缆面板的作用类似网口面板,连接从光猫的光缆先连接到光缆面板,再由光缆面板通过跳纤连接到从光猫。
光缆面板支持光缆盘存,解决光缆余长问题,支持86底盒安装,透明翻盖设计,既美观又起到安全防护作用,适合家庭场景使用。
3.1.4云端管理平台
FTTR云端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。
FTTR云端管理平台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。
蝶形光缆过门缝效果
蝶形光缆弯曲示意图SC接头示意图
光缆面板
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。
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。
FTTR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。
图3-2FTTR支持全屋Wi-Fi漫游
移动
连接到从光猫-A
信号一般信号弱非常弱
移动
从光猫-B
从光猫-A
主光猫
3.3FTTR成为家宽业务增长的重要推动力
快速诊断。
•性能调优:降低Wi-Fi故障投诉单
基于历史大数据学习,信道自动调优。
•特征洞察:用户特征识别,支撑客户UC变现
识别强干扰、覆盖差、设备性能低用户,支撑运营商主动维护和商业变现。
近年来,伴随着“光纤入户”的巨大发展,各家运营商的家宽业务竞争激烈。
当前,家宽业务内容已趋
于同质化,宽带接入方式、速率、套餐打包、价格等都非常类似。
很多时候,宽带套餐的价格成了用户
进行购买决策的决定性因素,这不利于ARPU值的提升,非运营商所乐见。
而FTTR的出现,为家宽业
务树立了新标杆,可以帮助运营商在家宽业务中建立起差异化的竞争优势;同时,FTTR也为家庭创新
业务的持续演进提供了可靠的网络基础,有助于新业务的顺利落地。
3.3.1FTTR为家宽业务建立起用户体验优势
2020年初爆发的疫情,使得人们认识到了家庭网络品质的重要性,仅有大的入户带宽不一定能保证良好
的上网使用体验,需要有稳定可靠的家庭网络配合,才能保证远程办公、在线学习等业务的使用体验。
下面对FTTR的工程部署进行介绍。
4.1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。
餐厅
主卧
厨房
儿童房
主卫
公卫
阳台
衣帽间
光纤信息点位
光纤信息点位
光纤信息点位
入户光缆
光纤信息点位
图4-1FTTR的信息点位设计
图4-2别墅/复式/大平层流程图
图4-3普通户型流程图
开始工勘对于普通平层住宅,工勘、施工流程可以合一,一次完成。
现场勘测需明确客户家庭环境情况,明确光缆走线位情况和设备摆放位置,具体勘测原则如下:
4.2.3组网方案确认
组网方案的设计需要确保每个房间的Wi-Fi覆盖。
具体组网原则如下:
22
21
强电线缆,则禁止施工。
步骤1
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。
•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。
握住手柄,逆时针方向拧开蝶形螺母,拉出部分弹簧伸入管道内。
距离弱电管口长度10cm左右,
拧紧蝶形螺母。
步骤1步骤2穿管机器人安装
步骤2布放光缆
•选择合适长度的蝶形光缆完成布放。
握住手柄用力下压的同时,另一只手顺时针旋转摇柄,直到通过直角。
通过直角后即可拧松螺形螺母,
继续向前穿通弱电管。
步骤3步骤44.3.2明线施工方案(PVC透明防水贴)
工勘或施工过程中发现暗管无法被穿通或房屋无暗管时,可选择采用明线施工方案。
使用PVC透明防水贴进行施工,具有美观、易施工和易更换等特点,典型施工示例如下:
24
23
阳角敷设:在平面转弯处使用。
与阴角敷设类似,但要注意拐角处光缆弯曲半径,勿超过光缆正常弯曲范围。
门后敷设:在线槽末端使用。
确保门的开闭对光缆无影响;
可将光缆全部包入防水贴,避免灰尘水渍进入防水贴内,减少其使用寿命。
门前敷设:在内侧直角转弯处使
用。
光缆出门缝,使转角处前后胶
带严丝合缝,可额外粘贴小块防水
贴,保护光缆;注意控制转角处光
缆弯曲半径。
弯角敷设:在平面转弯处使用。
多条光缆同时敷设时,可使用其它
胶带辅助固定,防止光缆绞结。
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。
验收指南
检查内容测试标准失效措施
使用光功率计,测量客厅光缆施工后
的接收光功率,并与施工前的入户光
缆接收光功率对比。
•光学损耗要求:满足光
猫接收灵敏度要求
•施工前后的接收光功率
差值应≤1dB
•确认光功率计是否异常,重启或其他方式检
查光功率计
•使用通光笔检测断点,在断点处通过熔接方
式进行返工
使用光功率计,测量每个从光猫的接
收光功率。
使用卷尺测量并检查明线敷设光缆的
过弯半径和盘纤半径
26
25
客厅
信息箱
公卫
厨房
餐厅
次卧
老人房
D
E
A
B
C
客厅、主卧、次卧、儿童房采用光缆连接,Wi-Fi速率都是超千兆。
书房采用网线连接主、从光
猫,Wi-Fi速率在千兆以内。
厨房距离最近的信息点最远,且中间经过大理石墙面,导致Wi-Fi速率下降较多。
28
27穿通暗管
现场熔纤
主光猫
从光猫
位置
测速结果位置测速结果SPEEDTEST
下载Mbps
上传Mbps
1103
99.8
SPEEDTEST
Mbps
上传Mbps
285
100
30
29
•组网设计
•改造后效果
本案例通过暗管施工,在客厅和家庭信息箱之间铺设了2条光缆,使用蝶形光缆带SC接头穿暗管,实现免熔纤。
卫生间
玻璃看台
主卧
儿童房
卫生间
厨房
衣帽间
客房
客厅
TV
一楼测速结果测速结果
32
31•Wi-Fi测速符合设计目标,除二层卫生间因为位置偏远、信号穿墙,造成Wi-Fi测速低于500Mbps,其余位置测速均在500Mbps以上,充分挖掘出了500Mbps宽带的价值。
主光猫客厅从光猫儿童房从光猫二楼大厅从光猫
下载
34
33•改造后,在别墅多点位Wi-Fi测速超过千兆
楼梯楼梯穿通暗管布放光缆安装光缆面板明线施工
主光猫和客厅从光猫
三楼从光猫
二楼从光猫(1)
二楼从光猫(2)
位置
下载
36
35大厅1包厢1
VIP包厢
H
A
•改造后效果
本案例屋内无弱电管,采用明线施工,光缆布放在天花板的沟槽内。
•改造后Wi-Fi测速
由于该网红餐厅所在区域是GPON接入,FTTR主光猫没有直接连接入户光纤,而是通过GE口上行接入
38
37入到精装房的交房标准,在精装房里部署光纤;为保证光纤网络的交付质量,可以由运营商的装维人员集中施工部署;在商品房销售阶段,运营商同步开展FTTR套餐营销活动,吸引买房的业主在购房的同时签约FTTR 套餐,毕竟光纤已经在房间里预留。
通过这种合作,地产商可在精装房中树立一定的差异化、彰显品牌的科技性,运营商则获得了批量发展高价值套餐用户的机会。
总之,“前装”商业模式能够实现多赢,助推家庭网络“新基建”建设。
相比较而言,“后装”场景的商业模式遵循传统的运营商2C业务商业模式,产业生态不会有大的变化,本文不做赘述。
装修业主
图6-1运营商与家装公司合作
图6-2运营商与地产商合作
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,这时候只能部署明线,甚至极个别情况下无法部署。
•“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。
显而易见,对于方案交付方,“前装”场景的施工部署难度要小于“后装”场景,尤其是面对别墅这种较复杂的房型,同时,“前装”施工不存在失败的风险;对于用户,“前装”场景可保证信息点位合理规划,确保Wi-Fi信号对全屋空间的最优覆盖,并且所有的光缆都是部署在暗管内,更容易保证室内美观性。
因此,针对“前装”场景探索“前装”商业模式,发展产业生态,有利于FTTR的更好普及。
“前装”商业模式涉及到与装饰公司、地产公司的合作,存在两种落地路径,一种是运营商与家装公司合作,在新房装修、老房翻新装修时,部署FTTR方案;一种是运营商与地产商合作,在精装商品房里部署FTTR。
与家装公司的合作,较易落地的商业模式是家装公司作为运营商的FTTR套餐销售代理帮运营商获客,而交付部署由运营商负责完成。
在业主进行装修咨询时,家装公司向其推介FTTR方案,业主在家装公司签订FTTR合同,家装公司将获客信息传递给运营商,在装修开工后,由运营商装维人员基于装修进度分次上门完成光缆铺设、设备安装调测。
这种商业模式中,家装公司获取佣金、提升品牌价值,运营商则通过家装公司获客,提前锁定了用户。
运营商需要向家装公司提供相关的赋能培训,并提供宣传用海报、易拉宝、视频等。
40
39总结与展望
7
本白皮书介绍了新一代家庭组网技术FTTR。
从当前家庭网络面临的挑战入手,阐述了家庭网络对保障端到端用户体验的重要性以及存在的主要问题,通过对基于网线、Wi-Fi、电力线等传输介质组建家庭网络方案的综述与比较分析,提出了基于光纤的家庭组网方案FTTR并对方案构成作了介绍;FTTR落地的一大关键点是室内光纤网络的工程部署,白皮书对此作了重点阐述;FTTR方案非常适合大户型、别墅等复杂户型,通过实践案例清晰呈现了FTTR的技术优势;FTTR的落地可分为“后装”、“前装”两
商而言,FTTR会帮助其在家庭宽带业务、家庭组网服务市场建立起差异化优势,尤其是家庭网络的智能运维,相比走电商等2C渠道的家庭组网方案(用户自购自建自运维),具有明显的、用户易感知的优势,相信FTTR会成为推动运营商家庭业务增长的关键业务。
FTTR的普及必将更好支撑数字经济的发展。
与此同时,运营商、设备厂商等也开始了FTTR产业生态的发展工作:
•发展产业伙伴:在已开展FTTR商用的地区,运营商正在拓展头部装饰公司、地产公司,开展FTTR前装合作试点,打通商业模式,形成示范效应,加快规模上量。
•引导产业认知:通过与中国室内装饰协会、区域装饰行业协会建立联系,寻求将室内光纤铺设写入到相关的行业规范、指南等,目的是使光纤如同网线一般,成为广大装饰行业人员所熟知的一种信息传递介质,进而在装饰工作中能够有意识的采用,给业主家庭建设更好的信息基础设施。
•建设产业标准:国际上,2020年2月份,华为、中国联通、信通院、中国信科等单位推动在ITU-T立项了FTTR的技术标准G.FIN,已接纳应用场景、系统架构以及需求。
2020年5月份,华为、Orange 在ETSI ISG F5G工作组中推动了FTTR的USE CASE接纳,将于今年年底的release 1正式发布;在国内,计划针对“光纤到户”的国家强制标准(GB 50311,GB 50312,GB 50846,GB50847)进行一些补充修订,纳入“光纤到房间”的内容,目前正在与住建部相关部门开展初期沟通,推动在政策层面支持光纤宽带网络更好的为家庭信息化建设服务,这对撬动数字经济增长,推动全社会高质量发展具有重要支撑作用。
FTTR的产业生态建设工作还处在刚起步阶段,建立起共赢的商业模式是聚合起产业生态的基础,相信FTTR的发展能为产业伙伴带来可观的经济效益,同时,也能为社会带来良好的社会效益。