家庭千兆布线的研究及应用

满运锋， 李馨春， 邵广海

（1. 河南省通信工程局有限责任公司；2. 郑州天河通信科技有限公司；3. 河南华创通信设备有限公司）

1 家庭千兆布线的需求

1.1 背景

2021年《政府工作报告》中提到：加大5G网络和千兆光网建设力度，丰富应用场景。随后工信部下发了“关于印发《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023年）》的通知”（工信部通信〔2021〕34号），住建部联合网信办、工信部、科技部等16个部门出台了《关于加快发展数字家庭提高居住品质的指导意见》（建标〔2021〕28号），文中重点提到加大住宅和社区的信息基础设施规划建设投入力度，实现光纤宽带与第五代移动通信（5G）等高速无线网络覆盖，鼓励开展光纤到房间、光纤到桌面建设，着力提升住宅户内网络质量[1]。

中国移动、中国电信、中国联通及时响应国家政策，推出各自的千兆5G+千兆宽带+千兆Wi-Fi三千兆建设和业务发展计划。为了真正满足用户千兆网络需求，需要形成配套的室内组网及布线方案，保证无线Wi-Fi网络的覆盖，才能真正实现用户的千兆带宽体验。

1.2 家庭布线的现状及痛点

从业务实现看，5G室内流量的占比达到70%～80%，5G采用更高的频段，传播损耗、穿透损耗都很大，难以从室外传到室内，这成为5G商用的一大痛点。消费者希望网课不卡顿、视频不等待、办公不掉线、游戏不延迟等，每时每刻、每个角落都需要有高速稳定的网络。因此一套合理的家庭网络布线，实现千兆宽带、千兆Wi-Fi家庭覆盖。在家靠宽带，出门靠5G，互补互促，是实现全千兆的经济建设模式[2]。

从布线介质看：传统家庭网线布线以CAT5或CAT5e为主，大部分预埋网线线径细、材质差等问题不满足有关标准，使得通过网线传输到房间网口实际连接速率远远低于千兆。据有关调研显示，50%的家庭内部网线传输速率低于200Mbps。在户内网线不达标的情况下，Wi-Fi网络也不可能达到千兆，布线介质的选择及质量是用户很容易忽略的关键因素。

从敷设美观看：用户高价购买的房子，对涉及家庭美观的装修也要求非常高，由于家庭信息面板通用86底盒深度约为55mm（含面板厚度），而常用连接技术，如冷接、熔接连接器长度大于52mm，加上常用G.657A2光纤弯曲半径大于7.5mm的要求，86底盒深度远远达不到要求，因此家庭光纤改造需要采用明盒安装，这会影响房间整体美感。

从业务推广看：家庭千兆是未来趋势，但相当长时间还会百兆、千兆并存；传送介质未来是光纤，但市场上Wi-Fi5、Wi-Fi6路由器接口还是电接口，相当长时间光纤、铜缆还会并存；家庭信息箱、暗管、信息面板底盒等基于铜缆的标准，短期不会因为光纤的应用而改变，光纤的应用只有适应原标准，又不影响光纤的性能。

鉴于以上问题分析，家庭千兆布线系统方案的研究和实施显得尤为重要。

2 家庭布线系统方案的研究及实施

2.1 家庭布线目标及方案

家庭布线有的是地产配套、有的是装修配套，加之用户采用哪家运营商业务、运营商在小区是否能提供千兆接入、用户是否愿意使用千兆业务、用户采用什么技术进行Wi-Fi覆盖等不确定因素；而布线是一次性的，不能因为业务的变化而经常改变，同时又要兼容原有布线设计标准，为此，我们设计了光缆、网线混合的家庭布线方案（简称HFCTTR）。

不改变原有弱电管、座设计标准和设计习惯；同管一次布放，施工简单；兼容百兆、千兆宽带业务；兼容标准接口的全厂家路由器产品；业务变化、升级，无须布线改造。HFCTTR家庭布线方案见图1所示。

图1 HFCTTR家庭布线方案

2.2 方案的实施

布线由光缆、数据缆、水晶头、光纤成端技术、光纤/宽带面板等组成。

1）光缆

可采用避免强电侵入的3.0mm*2.0mm或2.0mm*1.6mm室内非金属加强件蝶形光缆，3.0mm或2.0mm圆形室内缆。光纤采用G.657A2或G.657B3，能满足原布线管路弯曲半径要求。严禁使用G.652D光纤，因为在暗管转弯、信息面板底盒不能满足弯曲半径要求。

2）数据缆

由于室内距离较近，一般应用不超过50m，采用符合标准的CAT5e数据缆，完全满足千兆网速要求。和CAT6或CAT6e比，由于没有十字骨架，缆径细、软，便于穿线和水晶头制作。

3）水晶头

应采用镀金厚、耐插拔、耐腐蚀经过测试认证的水晶头。千兆采用全部4对双绞线传输，如果接续点接续不好，会影响传输速率；插拔点接触不良，引起线路不平衡，也会影响传输速率。

4）光纤成端技术

光纤成端技术的选择要考虑几个因素：成端质量是否长期稳定，避免衰耗增大造成阻断；成端类型是否满足现场要求[3]，如SC、FC、LC；成端连接器长度是否满足要求，避免连接器过长，引起尾部光缆弯曲不满足要求。依据某集团运营商推荐的冷接、熔接、现场研磨成端技术对比如表1所示。

表1 成端技术对比表

5）光纤/宽带面板

光纤/宽带面板应同时具备光纤适配器口和电缆模块接口，光纤适配器口能安装1个或以上数量的SC、FC、LC等适配器。在光纤连接器插拔时，人的习惯是平视光口，而基于PON开发的FTTH设备和FTTR设备，不管用与不用，光口都是有激光发射，为避免激光伤害，光纤适配器接口应向下或斜向下[4]。

2.3 组网应用

2.3.1 全光全覆盖

可实现房间的有线、Wi-Fi覆盖，根据主网关放置的位置分为三类，分别如下：

①主网关放在信息箱，IPTV可通过网线和主网关IPTV口相连；

②主网关放在信息箱，IPTV通过从网关设置与从网关相连；

③主网关放在客厅，IPTV和主网关 IPTV口相连。

2.3.2 全电全覆盖

可实现房间的有线、Wi-Fi覆盖，根据ONT放置位置，使用子母路由器分为两类，分别如下：①ONT放置在信息箱，IPTV通过子路由器AP设置与子路由器AP相连；②ONT放置在客厅，IPTV直接ONT IPTV口相连。

2.3.3 光纤延伸

一般适合小户型，通过光纤把光猫ONT从家庭信息箱延伸到居中的客厅或某个房间，实现全屋的Wi-Fi基本覆盖。

2.3.4 光电混合

一般适合中小户型，通过光纤把光猫从家庭信息箱延伸到居中的客厅或某个房间，通过数据缆在家庭信息箱转接到某个房间，接一个Wi-Fi路由器，实现全屋的Wi-Fi基本覆盖。

2.4 HFCTTR和FTTR业务对比

HFCTTR不仅能够满足FTTR，同时对家庭业务使用有更大灵活性[5]（见表2）。

表2 HFCTTR和FTTR组网比较

3 结语

从家庭千兆需求入手，阐述了HFCTTR家庭布线方案和组网应用，方案涵盖了FTTR，具有更好网络兼容性和业务应用灵活性。光纤便宜，在原有数据缆基础上增加光纤，投资有限，因此也具有良好的经济性。网络万兆升级无须改造，一次建设，一劳永逸，具有较高的推广和应用价值。