家庭千兆布線的研究及應用

滿運鋒， 李馨春， 邵廣海

（1. 河南省通信工程局有限責任公司；2. 鄭州天河通信科技有限公司；3. 河南華創通信設備有限公司）

1 家庭千兆布線的需求

1.1 背景

2021年《政府工作報告》中提到：加大5G網絡和千兆光網建設力度，豐富應用場景。隨后工信部下發了“關于印發《“雙千兆”網絡協同發展行動計劃（2021-2023年）》的通知”（工信部通信〔2021〕34號），住建部聯合網信辦、工信部、科技部等16個部門出臺了《關于加快發展數字家庭提高居住品質的指導意見》（建標〔2021〕28號），文中重點提到加大住宅和社區的信息基礎設施規劃建設投入力度，實現光纖寬帶與第五代移動通信（5G）等高速無線網絡覆蓋，鼓勵開展光纖到房間、光纖到桌面建設，著力提升住宅戶內網絡質量[1]。

中國移動、中國電信、中國聯通及時響應國家政策，推出各自的千兆5G+千兆寬帶+千兆Wi-Fi三千兆建設和業務發展計劃。為了真正滿足用戶千兆網絡需求，需要形成配套的室內組網及布線方案，保證無線Wi-Fi網絡的覆蓋，才能真正實現用戶的千兆帶寬體驗。

1.2 家庭布線的現狀及痛點

從業務實現看，5G室內流量的占比達到70%～80%，5G采用更高的頻段，傳播損耗、穿透損耗都很大，難以從室外傳到室內，這成為5G商用的一大痛點。消費者希望網課不卡頓、視頻不等待、辦公不掉線、游戲不延遲等，每時每刻、每個角落都需要有高速穩定的網絡。因此一套合理的家庭網絡布線，實現千兆寬帶、千兆Wi-Fi家庭覆蓋。在家靠寬帶，出門靠5G，互補互促，是實現全千兆的經濟建設模式[2]。

從布線介質看：傳統家庭網線布線以CAT5或CAT5e為主，大部分預埋網線線徑細、材質差等問題不滿足有關標準，使得通過網線傳輸到房間網口實際連接速率遠遠低于千兆。據有關調研顯示，50%的家庭內部網線傳輸速率低于200Mbps。在戶內網線不達標的情況下，Wi-Fi網絡也不可能達到千兆，布線介質的選擇及質量是用戶很容易忽略的關鍵因素。

從敷設美觀看：用戶高價購買的房子，對涉及家庭美觀的裝修也要求非常高，由于家庭信息面板通用86底盒深度約為55mm（含面板厚度），而常用連接技術，如冷接、熔接連接器長度大于52mm，加上常用G.657A2光纖彎曲半徑大于7.5mm的要求，86底盒深度遠遠達不到要求，因此家庭光纖改造需要采用明盒安裝，這會影響房間整體美感。

從業務推廣看：家庭千兆是未來趨勢，但相當長時間還會百兆、千兆并存；傳送介質未來是光纖，但市場上Wi-Fi5、Wi-Fi6路由器接口還是電接口，相當長時間光纖、銅纜還會并存；家庭信息箱、暗管、信息面板底盒等基于銅纜的標準，短期不會因為光纖的應用而改變，光纖的應用只有適應原標準，又不影響光纖的性能。

鑒于以上問題分析，家庭千兆布線系統方案的研究和實施顯得尤為重要。

2 家庭布線系統方案的研究及實施

2.1 家庭布線目標及方案

家庭布線有的是地產配套、有的是裝修配套，加之用戶采用哪家運營商業務、運營商在小區是否能提供千兆接入、用戶是否愿意使用千兆業務、用戶采用什么技術進行Wi-Fi覆蓋等不確定因素；而布線是一次性的，不能因為業務的變化而經常改變，同時又要兼容原有布線設計標準，為此，我們設計了光纜、網線混合的家庭布線方案（簡稱HFCTTR）。

不改變原有弱電管、座設計標準和設計習慣；同管一次布放，施工簡單；兼容百兆、千兆寬帶業務；兼容標準接口的全廠家路由器產品；業務變化、升級，無須布線改造。HFCTTR家庭布線方案見圖1所示。

圖1 HFCTTR家庭布線方案

2.2 方案的實施

布線由光纜、數據纜、水晶頭、光纖成端技術、光纖/寬帶面板等組成。

1）光纜

可采用避免強電侵入的3.0mm*2.0mm或2.0mm*1.6mm室內非金屬加強件蝶形光纜，3.0mm或2.0mm圓形室內纜。光纖采用G.657A2或G.657B3，能滿足原布線管路彎曲半徑要求。嚴禁使用G.652D光纖，因為在暗管轉彎、信息面板底盒不能滿足彎曲半徑要求。

2）數據纜

由于室內距離較近，一般應用不超過50m，采用符合標準的CAT5e數據纜，完全滿足千兆網速要求。和CAT6或CAT6e比，由于沒有十字骨架，纜徑細、軟，便于穿線和水晶頭制作。

3）水晶頭

應采用鍍金厚、耐插拔、耐腐蝕經過測試認證的水晶頭。千兆采用全部4對雙絞線傳輸，如果接續點接續不好，會影響傳輸速率；插拔點接觸不良，引起線路不平衡，也會影響傳輸速率。

4）光纖成端技術

光纖成端技術的選擇要考慮幾個因素：成端質量是否長期穩定，避免衰耗增大造成阻斷；成端類型是否滿足現場要求[3]，如SC、FC、LC；成端連接器長度是否滿足要求，避免連接器過長，引起尾部光纜彎曲不滿足要求。依據某集團運營商推薦的冷接、熔接、現場研磨成端技術對比如表1所示。

表1 成端技術對比表

5）光纖/寬帶面板

光纖/寬帶面板應同時具備光纖適配器口和電纜模塊接口，光纖適配器口能安裝1個或以上數量的SC、FC、LC等適配器。在光纖連接器插拔時，人的習慣是平視光口，而基于PON開發的FTTH設備和FTTR設備，不管用與不用，光口都是有激光發射，為避免激光傷害，光纖適配器接口應向下或斜向下[4]。

2.3 組網應用

2.3.1 全光全覆蓋

可實現房間的有線、Wi-Fi覆蓋，根據主網關放置的位置分為三類，分別如下：

①主網關放在信息箱，IPTV可通過網線和主網關IPTV口相連；

②主網關放在信息箱，IPTV通過從網關設置與從網關相連；

③主網關放在客廳，IPTV和主網關 IPTV口相連。

2.3.2 全電全覆蓋

可實現房間的有線、Wi-Fi覆蓋，根據ONT放置位置，使用子母路由器分為兩類，分別如下：①ONT放置在信息箱，IPTV通過子路由器AP設置與子路由器AP相連；②ONT放置在客廳，IPTV直接ONT IPTV口相連。

2.3.3 光纖延伸

一般適合小戶型，通過光纖把光貓ONT從家庭信息箱延伸到居中的客廳或某個房間，實現全屋的Wi-Fi基本覆蓋。

2.3.4 光電混合

一般適合中小戶型，通過光纖把光貓從家庭信息箱延伸到居中的客廳或某個房間，通過數據纜在家庭信息箱轉接到某個房間，接一個Wi-Fi路由器，實現全屋的Wi-Fi基本覆蓋。

2.4 HFCTTR和FTTR業務對比

HFCTTR不僅能夠滿足FTTR，同時對家庭業務使用有更大靈活性[5]（見表2）。

表2 HFCTTR和FTTR組網比較

3 結語

從家庭千兆需求入手，闡述了HFCTTR家庭布線方案和組網應用，方案涵蓋了FTTR，具有更好網絡兼容性和業務應用靈活性。光纖便宜，在原有數據纜基礎上增加光纖，投資有限，因此也具有良好的經濟性。網絡萬兆升級無須改造，一次建設，一勞永逸，具有較高的推廣和應用價值。