FTTR對家庭和小微企業內部組網的影響和改進需求研究

一、引言

隨著互聯網技術的發展及其應用，以虛擬現實、短視頻、遠程辦公、在線直播、智能家居、私人存儲等為代表的數字化應用飛速走進人們的生活。這些新應用場景的發展催生了一批以家庭為單位的創作團體和小微企業，這些主體逐漸轉變為集生產、生活、娛樂等多重屬性于一體的活動中心，在GDP中占有一定比例。

二、家庭和小微企業組網需求

家庭和小微企業組網需求通常可以分為內網需求和外網需求。其中，內網需求主要為訪問局域網內部PC、NAS、HTPC、串流服務器等設備，要求快速、穩定；外網需求主要為訪問外網網站、CDN或其他外網服務器等，要求低延遲、大帶寬、無縫漫游、安全和可管可維。詳細組網需求如下：

（一）高速內部互訪

隨著家庭與小微企業組網的數字化，越來越多的設備被部署到內網中，并產生相互訪問需求。NAS（NetworkAttachedStorage，網絡附屬存儲）可以協助企業和家庭建立私有儲存，HTPC（HomeTheaterPersonalComputer）可提供隨時隨地的高清、4K視頻播放，游戲串流服務能夠滿足人們的娛樂需求，企業生產也需要應用App對企業服務器、數據庫的快速訪問。一個高效、無阻塞的內網環境對使用感知和生產效率尤為關鍵。

（二）快速互聯網訪問

根據Omdia預測，到2025年，全球將有超過1.87億千兆固定寬帶用戶，占所有固定寬帶用戶的 16% 0中國、新加坡、韓國和瑞典等主要光纖國家將逐步走向千兆社會，成為千兆用戶增長的主要市場。以5G、千兆光網為代表的寬帶基礎設施為全球數字化、網絡化、智能化發展提供承載底座，推動產業結構調整并催生諸多新型應用。家庭與小微企業作為重要的消費市場與生產單位，需要高性能的互聯網訪問為其數字化、智能化鋪平道路。

（三）WiFi全區域覆蓋

Wi-Fi（WirelessFidelity）是家庭和企業網絡中最普及的終端設備無線連接技術。Wi-Fi可以讓人們擺脫有線傳輸的束縛，以便在視頻通話、視頻會議、移動辦公、游戲互通等過程中能夠自由移動而不會中斷。Wi-Fi覆蓋既需要考慮傳輸速率和質量，也需要兼顧連接數量和無線漫游功能。

（四）遠程VPN服務

虛擬專用網絡，簡稱虛擬專網（VPN），其主要功能是在公用網絡上建立專用網絡以實現加密通信。VPN作為遠程連接的必要手段，在企業網絡中有廣泛應用。在家庭與小微企業中，無論是直接的外網訪問，還是跨境直播、移動辦公、遠程訪問內網、通過公網遠程訪問其他內網，均需要利用遠程VPN服務。

（五）支持物聯網

物聯網通過約定的協議，實現傳感器與控制網關、應用層的網絡互聯與信息交換，從而實現智能化監控、識別、操作等動作。在家庭和小微企業中，典型的物聯網應用就是智能家居和智能安防等系統。通過物聯網技術可以實現電器控制、遠程遙控、環境監測、危險預警、安全監控等多種智能化服務，從而打造安心、舒適和便捷的居家工作環境。

（六）網絡安全需求

在建設家庭和小微企業網絡基礎過程中，必須保證用戶數據的網絡安全。網絡安全措施的缺失，易造成數

據丟失、損壞、泄密與劫持等情況，對生活和生產造成重大影響。重要文件或機密的損失，甚至會影響企業的生存和發展。

（七）運營與維護需求

家庭和小微企業對自身基礎網絡應擁有一定的運營維護能力，以便在業務或需求變更時能夠自行及時地調整網絡設備部署和設置，從而滿足新業務、新場景的需求。

三、FTTR全光組網方案

FTTR是最新的FTTx組網技術，采用光纖代替網線，鋪設至用戶房間，通過部署光組網終端與網關設備，結合多頻Wi-Fi，實現全屋網絡覆蓋。典型的FTTR組網由光纖（或光電復合纜）、主光貓、從光貓、分光器等四個部分組成，如圖1所示。

FTTR主光貓提供上下行光接口、Wi-Fi功能，以及以太網、語音等其他業務接口，其中，上行光口采用GPON、XG-PON或10GEPON之一，用于連接運營商機房側OLT，最大支持 10Gbps ；下行光接口用于連接分光器和末端的從光貓，目前主要采用1GPON接口。主光貓的下行光經過分光器分光后分別對接從光貓，從而實現業務互通。若從光貓無法取電，還可以使用帶POE功能的分光器，以及光電復合纜與從光貓連接，從而同時解決有線互聯和設備供電問題。

FTTR組網與傳統家庭和小微企業組網技術相比，具有以下特點：

（一）全光網絡

FTTR采用光纖作為傳輸介質。相較于傳統網線組網方式，在傳輸潛力、距離、延時、抗干擾性等方面有質的飛升，可為家庭和企業的數字化打下堅實底座。

（二）千兆覆蓋

FTTR普遍采用Wi-Fi 6/6+ 技術，支持 和5GHz 雙頻MU-MIMO，具備 超大頻寬，支持多連接與多并發功能，并可對Wi-Fi頻段進行調優配置，

從而有效保障Wi-Fi的速率、范圍與抗干擾性，實現真正的千兆Wi-Fi全覆蓋。

（三）無縫漫游

FTTR光貓支持802.11k、 802.11v 協議，以及MESH功能，并針對終端漫游做了額外優化，可實現STA在全屋Wi-Fi內的無感漫游，以及視頻游戲會議的不間斷、不卡頓。

四、家庭和小微企業FTTR組網案例分析

傳統家庭的內網組網方案通常采用Wi-Fi路由器組網方案。具體為：ISP入戶光貓先連接主路由，由主路由連接PC、NAS、HTPC等生活或生產力工具，以及存儲、影音設備。如果有較多設備需要有線接人或有額外的安全需求時，則還可能存在交換機和防火墻設備。如果戶型面積較大，則可能會存在多個副路由與主路由器進行有線或無線MESH，各個終端再通過有線或無線方式接人整個網絡，詳細方案如圖2所示。

若采用FTTR對圖一網絡進行改造，改造后的網絡示意大致如圖3所示。此時，參考上文的組網需求和FTTR方案特點進行逐條分析，可發現FTTR替代傳統組網方式可能存在以下幾點差異：

（一）高速內網互訪

FTTR內網可提供二層傳輸通道，但主光貓與從光貓之間通常采用GPON方案，導致內網互聯雖然是光纖，但是上下行速率均有限制，且為共享帶寬。無論是內網設備互訪（如圖3 ① 業務流所示），還是內網資源訪問（如圖3 ② 業務流所示）均需經過主光貓，此過程將加劇內網帶寬問題。

（二）遠程VPN服務

FTTR目前提供的客戶界面主要是網絡狀態查看、Wi-Fi設置、防蹭網、防入侵、綠色上網等基礎功能，未提供高級功能的配置窗口，其管理權限均在ISP。客戶如果需要使用VPN功能，仍需部署額外的VPN路由器，此時，VPN路由器將作為旁路由下掛在FTTR主光貓下。VPN路由器和主光貓之間均需要配置路由策略若FTTR主光貓無配置權限，將影響VPN路由器的使用（如圖3所示）。

（三）其他個性化需求

由于FTTR上下行均采用PON技術，不支持以太設備的穿插，防火墻等用戶設備只能作為旁掛設備，無法做中轉設備，此時，必須與FTTR主光貓之間配置路由策略。若FTTR主光貓無配置權限，同樣將影響此部分設備的使用。

五、結束語

FTTR技術采用光纖作為傳輸介質，并結合無源光網絡的高擴展性，可實現客戶網絡的靈活、快速、簡便、節約的部署與覆蓋，使得無線連接速率與可擴展的智能化服務成為可能，是家庭和小微企業客戶內網數字化的重要解決方案之一，對進一步拓展場景、拉動內需、解放生產力也具有不可忽視的作用。本文從FTTR組網變更后對實際需求影響的分析，可以看出，FTTR技術的發展，特別是在FTTR-B（BusinessFTTR）的推廣過程中，仍需要解決有線帶寬升級、提供高級配置界面、支持與客戶自有設備組網等問題，這也成為FTTR技術未來的發展和研究方向。

作者單位：周能強 安徽皖通郵電股份有限公司

參考文獻

[1]段夢云.基于FTTR的數字化家庭組網設計與應用[J]：信息記錄材料，2023，（10）：191-193.

[2]黃濤，陳敏.FTTR在智慧家庭與智慧辦公中的應用[J]．電子技術與軟件工程，2022.（07）：19-22.

[3]相森，徐梅香.面向智慧家庭的FTTR千兆光網方案研究[J].電信快報，2022，（10）：7-10.