FTTR——未来社区的信息高速通道

作者:中国移动通信集团浙江有限公司杭州分公司 朱智俊 张晨 朱子夜 责任编辑:甄清岚 2021.01.27 07:24 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)FTTR(Fiber to The Room)光纤部署到房间的设计方案是一种在FTTB(光纤到楼)和FTTH(光纤到户)的基础上,使每个房间都可以达到千兆以上的网速,实现全屋有线和Wi-Fi双千兆全覆盖的解决方案。全光组网部署和应用体验也是打造“双5G”(5G和F5G)未来社区过程中的一项重要实践。

2019年浙江省政府工作报告首次提出“未来社区”这一概念,目的在于解决社区治理的痛点,通过“双5G”大数据智能技术打造“1+3+9”智慧社区服务系统,“1”是指紧紧围绕促进人的全面发展和社会进步,突出高品质生活主轴,把满足人民美好生活向往作为一个中心,打造群众生活满意的人民社区;“3”是指把人本化、生态化、数字化作为三个维度的价值坐标,彰显以人为本、生态低碳、智慧运营社区本原价值;“9”是指未来邻里、未来教育、未来健康、未来创业、未来建筑、未来交通、未来低碳、未来服务和未来管理九大场景创新重点。以“CIM社区智能模型+智慧社区运营平台”形成系统化开放式的服务新形式,赋能九大应用场景:智慧治理、智慧交通、便民服务、智能家居、远程教育、邻里空间、建筑节能、智慧健康、众创空间。“未来社区”与传统社区相比,有6个独有的特性:美好生活是目标追求、美丽宜居是环境底色、智慧互联是基本特征、绿色低碳是核心理念、创新创业是时代风尚、和谐共治是治理方式。

伴随“双5G”网络的推广,“未来社区”的创新应用层出不穷,用户对网络的带宽、时延、抖动等提出的要求越来越高。近年来,4K/8K超高清视频、云VR、在线教育、在线办公、视频直播等业务逐渐普及,通过Wi-Fi连接各类终端成为一种常态,但Wi-Fi带宽不足、覆盖差等问题导致视频和游戏频繁卡顿、业务体验差,这已经成为大量用户的痛点。而实际上,家庭用户办理的宽带业务带宽普遍较高,但其高带宽的能力却远未充分发挥出来。

为解决这一难题,中国移动杭州分公司开启了FTTR全光组网服务的研究和部署,提出了超千兆、易演进、智运维的FTTR组网方案。该方案通过全屋光纤组网部署,提供Wi-Fi 6全屋覆盖,做到千兆入房、带宽无损、智能漫游切换,让千兆体验无处不在,实现家庭高品质新生活。

FTTR全光网络解决方案

构建“城市大脑—社区小脑—智慧家庭”三位一体的智慧管控平台,能够实现城市多维度数据一体化、服务一体化、管理一体化及物联网一体化。为了解决F5G覆盖的问题,业内常见的解决方案是提高AP发射功率、使用Wi-Fi中继器和电力猫、串联多台AP等。与此相比,FTTR的组网方案实现了网络的全方位提升。

FTTR技术方案及组网架构

光纤作为现代通信网中至关重要的信息载体,具有容量大、传输距离远、抗干扰能力强等一系列优势,根据目前部署的有线通信网络的传输介质不同可细分为4种方案。

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图1 有线网络部署方案

如图1所示,4种部署方案均基于不同的传输介质与传输协议,其传输的带宽和稳定性也各不相同。基于802.11协议的Wi-Fi中继组网方式受环境干扰大,衰减迅速,稳定性也较差;基于G.hn协议的电力猫组网方式,其链路共享机制导致多设备组网性能严重劣化,不适合大带宽数据传输;基于以太网协议的网线组网方式严重依赖网线品质,目前室内预埋的网线大部分为五类线,使得其传输速率最大只能达到100Mbit/s,无法体验高速率需求的应用;而基于PON协议的全光组网方式使用光纤作为唯一传输介质,运维协议成熟、可靠性高,并且具有稳定的1G以上回传带宽,是未来社区、未来家庭的最优选择。

FTTR技术的组网架构包含FTTR光网关、边缘ONT、配套光纤组件。

FTTR光网关:新的网络设备类型,网络位置在OLT与边缘ONT之间,向上通过家庭光网连接OLT,向下提供家庭光网用以连接边缘ONT。相较于FTTH组网,FTTR光网关为FTTR组网提供了更大的灵活性。

边缘ONT:与用户设备相接,向上通过家庭光网连接FTTR光网关。在功能方面,匹配业务发展需求,提供更便捷的接入方式、更高的接入质量保障,如基于房间的功能定位,提供专属的游戏边缘ONT、学习边缘ONT。

配套光纤组件包含光插座、蝶形光缆、预制小微连接头的线缆、光扩展器(分光器)、ATB(Access Terminal Box)等。

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图2  FTTR组网架构


FTTR组网架构如图2所示,本方案主要针对末端进行改进,实现了3个目标:一是超千兆,Wi-Fi 6超千兆入房间;二是易演进,一次部署长期有效,无论后期网络提升至10G带宽还是100G带宽,均无需更换组网架构及设备;三是智运维,光纤直接进入房间,光纤与Wi-Fi的融合,实现全家一张网,Wi-Fi间无缝漫游,同时可通过手机APP查看网络状态、维护及管理。

FTTR应用及推广

相比传统的室内有线网络部署方案,FTTR全光室内网络部署方案具有划时代的意义。FTTR全光组网突破传统组网以太端口数量的限制,实现灵活扩展组网,目前可支持16个AP,从而使得Wi-Fi组网的空间扩大数倍;以光纤替代传统网线,实现全屋光纤组网。传统组网方式向FTTR组网转化如图3所示。

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图3 传统组网向FTTR组网转化简图

FTTR全光室内网络部署方案的效果显而易见,而在推广这一方案的进程中,需要运营商、房企、装修公司等多个产业的协同。针对前装市场,运营商、房企可通过在楼盘开盘前安装预制光网实现光纤到房间;针对后装市场,运营商可利用自己的装维人员实现存量房的光网部署。基于FTTR的应用除4K/8K超高清视频、云VR、在线教育、在线办公、视频直播等业务外,还可结合Wi-Fi感知进行推广。

Wi-Fi感知是一种利用电磁波传播特性,发射并接收电磁波进行算法编辑,测算区域内动态环境的创新应用。FTTR组网下的Wi-Fi信号发射端向室内多个方位发射Wi-Fi信号,信号经室内复杂环境的阻挡后反射回多个反射波,Wi-Fi接收端收集反射波并进行分析得到一个静止状态下的全屋波束集合。如果室内有任何动态活动,即导致波束集合发生改变,触发动态监测告警。这一应用有效利用FTTR组网下Wi-Fi的大带宽、高速率特性,是未来社区内不容忽视的一项重要应用。

FTTR+Wi-Fi感知技术的典型应用场景包含家庭安防和跌倒检测,与其他感知方式相比,使用Wi-Fi信号进行人体感知的检测是被动式、非接触式的,因此检测对象无需配备任何穿戴设备。采集到的数据可以在屋内进行计算,对外仅在有异常发生时输出警报信号,而且并不直接采集用户居家生活的视频或图像,用户感知度好,隐私暴露的风险低。这些应用也将是未来社区全面推广,形成可持续的智慧化服务社区生态圈的极大优势。

FTTR全光室内网络部署方案将室内原有五类线替换为光纤,FTTR光网关可适配通用FTTH和FTTB接入网网管。但FTTR边缘ONT并非接入网网管中的网元,为了实现管理,边缘ONT均通过核心ONT控制,接入网通过对核心ONT的管理间接实现对边缘ONT的管理。

测试分析

目前杭州拱墅区瓜山社区已完成FTTR千兆组网的试点安装工作,并对比安装前的网络环境进行定点测试,室内不同位置单用户的测试速率如图4所示。

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图4 未来社区室内不同位置单用户的测试速率

在入户带宽相同的情况下,将客厅原ONT更换成FTTR光网关,并在每个房间按需配置边缘ONT。采用FTTR组网方式的测试结果明显优于传统组网方式,FTTR全光Wi-Fi网络实现一张光网、mesh组网、兼顾多径效应,让用户实现无感知的网络间切换,真正实现云VR、在线办公、电竞、在线教育等高价值业务随时随地“零卡顿”。FTTR组网无差别地覆盖每个房间,且上下行速率均大幅高于传统组网方式,实现真正的千兆网络,是F5G实现“物联网+”“数字驱动创新”的基本保障,是未来社区信息化运转的基本载体。

“未来社区”是推进城镇化、城市现代化的新鲜血液,是智慧城市的典型应用。“未来社区”可以实现民生、政务、产业、医疗、教育等基础设施业务与互联网的广泛连接和充分融合,能够全方位提升社区治理水准、民众生活质量、经济发展动力,形成可持续的智慧化服务社区生态圈。

FTTR具备完全独立的布线方式、专业高效的施工配套或响应、简单灵活的扩展方案,适用于各种新老社区改造及未来社区的建设。伴随着FTTR组网技术的规模化商用,必将充分释放有线网络的众多优势属性,为我们的生活和办公带来更迅速、更优质、更可靠的信息接入通道。FTTR全光组网方式既是千兆家庭组网的必然发展方向,也是运营商实现有线业务创新升级的契机;既是打造未来社区的坚实基础,也是未来社区无法割舍的信息高速通道。



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