住宅三网融合方案及其对目前住宅弱电设计的影响

网管系统
IP GE
PSTN V5/PRI DDN E1 OLT
RF CATV
Splitter
ONU 电话 ONU PC 计算机
ONU 电视机
0~20 公里
图 2 FTTH 主要应用示意图
EDFA
1×3 1×4 1×8 OLT
光接收机 EOC 头端
ONU
STB
EOC 终端
楼道同轴
分配网
PC
1×4 1×8 分中心机房 分光节点 光节点
72 智能建筑与城市信息 2010年 第10期 总第167期
带宽可达 156Mbps。假设每个局端下有 50 户 （光纤到楼，FTTB），如果按照 50% 的并发率
计算，每户 10Mbps 的速率，可以满足 31 户 的入户要求，接入用户达到 62%。如果入户 带宽要达到 30Mbps，按照入户率 50% 计算， 并发率为 50%，即 12.5 户接入，局端需要的 带宽为 375Mbps。在这种情况下，只要将每 个 PON 口所带的 ONU 数降低到两个，令每 个光节点的带宽提高到 625Mbps 即可。
电控制、安防系统、家庭娱乐、可视对讲等） 的应用越来越普遍。家居智能化系统通过网 线或电话线接入小区局域网和 Internet，令用 户可以在任何地点通过发邮件、发短信、打 电话、上网对户内设备进行监测、控制。三 网融合后，网线和电话线合二为一，家居智 能化系统接入小区局域网和 Internet 更加简 单。目前住宅弱电系统中必需的可视对讲系 统、安防系统的干线和器件箱在三网融合后 都将被取消。图 5 为海尔 U-home 的原理图， 图中的智能终端通过电话线和网线接至智能 家居布线箱即可。
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清晰度电视）与 1 套 HDTV（High Definition Television，高清晰度电视）节目，100% 在线； 点播高清 / 标清各 1 路，各 30% 在线 ；4M 上 下行对称单播流量，2 路语音 100% 并发。
增值服务
智能 终端
家庭安防
信息查询
……
图 5 海尔 U-home 组成原理图
讯井内只剩光纤分线箱和由小区弱电机房配出 至各户的光纤。
（4）智能电网的发展带来的新变化 国家电网已与中国电信合作发展智能电
网，双方将在主要基础设施领域实现资源互补， 共同推进光纤到户建设 ；同时共同推进市场资 源合作，开展光纤接入、宽带业务、融合业务、 行业应用等综合信息服务。国家电网已在 14 个省的 20 个城市开始电力光纤入户试点建设， 采用光纤复合低压电缆（OPLC）实现电力光 纤到户（PFTTH）36700 户。试点成功后，将 大面积推广。使用电力光纤入户的用户可通过 电力光纤拨打 IP 电话、宽带上网、接收高清 电视信号，并实现对空调、热水器等智能家电 进行控制的物联网的应用。户内设计将尽可能 地使户内配电箱与智能家居布线箱靠近布置， 以便电力光纤由户内配电箱敷设至智能家居布 线箱。如果一个项目只接入电力光纤，住宅电 讯井内可能不会存在目前弱电系统中必需的同 轴电缆、电话电缆、光纤等线缆。
（3）住宅楼弱电系统干线的变化 广电系统可通过采用 EPON+EOC 技术、
光纤到楼及更换器件箱内的设备满足未来住户 的带宽需求，而不必改造楼内的同轴电缆网络； 电信要实现光纤到户才能满足为住户提供音视 频等多媒体服务的带宽要求。三网融合后的住 宅楼内，电信的光缆与广电的同轴电缆将在一 段时间内并存，讯井内只需设置电视器件箱、 光纤分线箱，目前住宅弱电系统中存在的电话 分线箱、宽带器件箱、电话电缆等都将消失。 最理想的结果是取消同轴电缆和电视器件箱，
33% 400% 100%
等多媒体服务。
2 三网融合解决方案
2.1 EPON FTTH 技术 FTTH（Fiber To The Home， 光 纤 到 户 ）
技术具有容量大、传输距离长、抗电磁干扰、 维护成本低等优点，是未来宽带接入网的发 展方向。以太网无源光网络 EPON（Ethernet Passive Optical Net）技术是 FTTH 点对多点 的实现技术之一，是千兆以太网技术与无源光 网络（PON）技术的结合。随着社会的发展和 人民生活水平的提高，人们在音频视频流媒体 和宽带多媒体业务方面的需求越来越多，这就 要求网络服务商提供更高的入户带宽。表 1 是 对未来住宅用户带宽需求的分析。
按照带宽计算模型，根据每户带宽需求与 并发率综合测算 ：基于 1:64 分光比模型，用 户总下行带宽为 738.88MB，总上行带宽为 110.08MB，平均每户下行带宽为 11.54MB， 上行带宽为 1.72MB ；基于 1:128 分光比模型， 用户总下行带宽为 1277.76MB，总上行带宽 为 220.16MB，平均每户下行带宽为 9.98MB， 上行带宽为 1.72MB。从对住宅用户带宽需求 的分析可知，基于双绞线的 ADSL 技术能提 供的 2M、4M、8M 带宽不能满足三网融合对 带宽的要求 ；随着用户视频业务等多媒体业 务需求的增加，对带宽的要求也会越来越高， FTTH 将是满足用户带宽要求的最好的和最终 的解决方案。
以 一 栋 六 层（ 三 个 单 元， 一 梯 二 户 ）， 共 36 户的住宅为例，如果入户带宽要达到 100Mbps，按照入户率 69% 计算，并发率为 50%，局端需要的带宽为 1242Mbps。在这种 情况下，只要令每个 PON 口只带一个 ONU， 每个光节点的带宽达到 1250Mbps 即可。
Phone 楼内接入网 家庭
图 3 EPON+EoC 技术方案图
电视射频信号在一根同轴电缆内同时传输，混 合信号在客户端分离射频信号连接至电视机 或数字机顶盒，IP 数据信号连接至电脑，最 终实现 HFC 双向化改造及宽带接入。
在 分 中 心 机 房，OLT 的 PON 口 大 约 有 640 个， 这 些 PON 口 四 分 光 到 2529 个 分 光节点，再八分光到光节点。每个光节点可 以得到的带宽为 39Mbps。根据业务发展情 况，将四分光改为二分光，每个 PON 口带 16 个 ONU。由此每个光节点的带宽可以扩展到 80Mbps。如果取消分中心机房的四分光，每 个 PON 口带 8 个 ONU，每个光节点的平均
2.2 EPON+EoC（Ethernet Over Coax） 技术
EPON+EoC 技术方案如图 3 所示，采用 频分复用技术，可实现以太网 IP 数据和有线
CO
PON
CP
ONU
OLT
ONU
Passive Optical Splitter Combiner
ONU ONU
图 1 EPON 的网络结构图
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住宅三网融合方案及其
对目前住宅弱电设计的影响
文｜中国建筑东北设计研究院有限公司 李春光 沈阳市规划设计研究院 李 凌
1 前言
2001 年 3 月通过的十五计划纲要，第一 次 明 确 提 出 三 网 融 合 ；2006 年 3 月 通 过 的 十一五规划纲要，再度提出三网融合 ；2010 年 1 月，国务院总理主持召开国务院常务会议， 决定加快推进三网融合。三网融合是指广播电 视网、计算机通信网和电信网互相兼容、相互 渗透，并逐步整合成为统一的信息通信网络。 在现阶段它并不意味着广播电视网、计算机通 信网和电信网三大网络的物理合一，而主要是 指高层业务应用的融合。三网融合是为了实现 网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形 成适应性广、维护容易、费用低、带宽高的多 媒体基础平台。三网融合后，人们可以通过手 机、电视、电脑中的任意一个终端实现看电视、 上网、打电话等应用，还可以享受视频点播、 交互式游戏、远程教育、电子商务、远程医疗
12.8
110.08
1 ∶ 128 模型
频道数 / 带宽消耗
用户数 200/128
（MB） 384
20/128
200
128
168.96
128
115.2
128
384
256
25.6
1277.76
128
168.96
128
25.6
256
25.6
220.16
Intelligent Building & City Information 2010 10 No.167 71
住宅用户每户业务需求为 ：同时收看 1 套 SDTV（Standard Definition Television， 标 准
1 ∶ 64 模型
频道数 / 带宽消耗
用户数
（MB）
200/64
192
20/64
200
64
84.48
64
57.6
64
192
128
12.8
738.88
64
84.48
64
12.8
128
Intelligent Building & City Information 2010 10 No.167 73
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大网联向世界 外部控制
中网联向社区 其他
小网联向家庭 设备控制
物业管理室
可视对讲
Router 社区机房
Internet
由上述分析可知，通过减少每个 PON 口 所带 ONU 的数量及减少 ONU 所带终端的数 量最终可使入户带宽达到 100Mbps。
3 三网融合对住宅弱电设计的影响
三网融合后住宅的弱电设计会发生较大的 变化 ；目前在建住宅弱电系统的设计也要在满 足现有弱电系统需要的基础上，为三网融合后 的改造提供有利条件。
网融合的顺利推广创造了有利条件。三网融 合后的智能家居布线箱如图 4 所示，入户线 可能是光纤和同轴电缆或只有光纤。
智能家居布线箱
光纤 同轴电缆
电源
EOC 或 ONU 有线电视设备 宽带及电话设备
预留端子
智能终端 电话
可视电话 PC
PC
电视 电视
图 4 三网融合后智能家居布线箱的示意图
（2）家居智能化系统的变化 随着技术的进步，家居智能化系统（家
（1）智能家居布线箱的变化 目前，在一些大城市，户内设置智能家
居布线箱已成为一种相当普遍的做法 ；但在 其他地方，由于缺乏对智能家居布线箱功能 的认识及受到建设成本等因素的制约，只有 别 墅、 洋 房 等 项 目 上 使 用 智 能 家 居 布 线 箱， 绝大多数普通住宅仍采用较传统的弱电布线 方式。三网融合后，EOC 或 ONU 等终端设 备均设置在智能家居布线箱内，客厅、卧室、 书房、厨房等房间的电话、电视、宽带线路 均从布线箱配出，住户通过更换智能家居布 线箱内的终端设备即可方便地选择广电或电 信的服务。因此设有智能家居布线箱的住宅 在三网融合后户内布线的改动很小，这为三
表 1 住宅用户带宽需求分析表
业务流量模型
下行 组播
标清直播
高清直播
单播
上网
标清点播
高清点播
VoIP 语音
带宽小计
上行 单播 上网 / 游戏 / 视频
IPTV 上行控制流
VoIP 语音
带宽小计
业务带宽 （MB）
3 10 4 3 10 0.1 30.1 4 0.05 0.1
并发率 / 汇率比 100% 100% 33% 30% 30% 100%
一个典型的 EPON 系统由 OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）、ODN（Optical Distribution Network， 光 配 线 网 络 ） 组 成。 OLT 放 在 中 心 机 房 ；ONU 为 用 户 端 设 备 ； ODN 是光配线网，主要由一个或数个分光器 （Splitter）来连接 OLT 和 ONU。OLT 既是一 个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台， 提供面向无源光纤网络的光纤接口。分光器是 一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天 候的环境中，一般一个分光器的分线率为 2、 4、8、16 和 32，并可以多级连接。在 EPON 中，OLT 到 ONU 间 的 距 离 最 远 可 达 20km。 EPON 的网络结构如图 1 所示，FTTH 的主要 应用如图 2 所示。
（5）住宅小区弱电管网的变化
三网融合后，住宅小区内的弱电管线将 减少，可视对讲系统总线、电话电缆等都将 消失，只剩下广电系统到各个住宅楼的光纤 和电信到各户的光纤，或者仅剩下广电与电 信合用的，由小区弱电机房到各户的光纤。 如果智能电网试点成功并能得到大力推广， 由小区弱电机房到各个住宅楼的弱电管线将 会更少。