基于千兆以太网的全光网

白皮书0711*******.1网线组网2.2无线组网2.3电力线组网2.4光纤组网2.5方案对比FTTR解决方案131414151516171718181818193.1FTTR方案的构成3.1.1主光猫3.1.2从光猫3.1.3家庭光网络3.1.4云端管理平台3.2FTTR方案的特点3.2.1高带宽：真千兆到房间3.2.2好体验：无缝漫游、无感知切换3.2.3智运维：网络可视可管3.3FTTR可成为家宽业务增长的重要推动力3.3.1FTTR为家宽业务建立起用户体验优势3.3.2FTTR是支撑家庭创新业务的重要网络基础034.3施工指南4.3.1暗管施工方案4.3.2明线施工方案（PVC透明防水贴）4.3.3光缆面板安装4.4验收指南2323242626FTTR商业模式与产业生态3737396.1后装与前装商业模式6.2产业生态建设总结与展望39FTTR实践案例27272933355.1大平层：某248㎡大平层FTTR改造实例5.2复式：某320㎡二层复式FTTR改造实例5.3别墅：某200㎡三层别墅FTTR改造实例050607通信网络是信息基础设施的根基，光纤宽带是通信网络的重要组成，只有无线通信与光纤宽带并驾齐驱，5G与F5G协同，才能为大数据、云计算、AI等新一代信息技术应用保驾护航。

目前，5G无线通信建设如火如荼，光纤宽带网络也进入F5G时代，呈现出全光联接、超高带宽、云网融合、智能化和极致体验等发展趋势。

放眼全球，光纤接入已成为固定宽带网络建设的主流，光纤到户渗透率全球平均水平已达到65%。

近年来，我国的光纤宽带发展持续保持全球领先地位，据工信部发布的《2020年上半年通信业经济运行情通信网络基础设施数据基础设施新技术基础设施数据安全设施区块链人工智能融合基础设施信息基础设施创新基础设施工业互联网能源互联网车联网和智能交通基础设施智慧水利设施智慧环保设施智慧市政设施智慧医院智慧学校智慧健康养老基础设施卫星互联网光纤宽带和骨干网物联网5G 数据中心云计算/智能计算/边缘计算大数据基础设施重大科技基础设施科教基础设施产业技术创新基础设施1.3家庭网络问题影响体验，业务呼唤“真千兆”人们不断提升宽带套餐是为了获得更好的上网体验，包括更高的网络速率，更好的网络覆盖。

DCWTechnology Study技术研究17数字通信世界2023.091 智慧家庭FTTR千兆全光网建设背景1.1 落实网络强国战略的切实需要“十四五”规划中提出我国要坚定不移地建设网络强国、数字中国，全面统筹新型基础设施的系统布局，推动经济体系优化升级。

而智慧家庭FTTR 千兆全光网建设是网络强国建设战略中的关键任务，其在优化用户数字生活体验、完善数字化社会建设方面发挥着不可替代的作用，可以加速智慧数字家庭建设与数字社会整体建设步伐。

同时，工业和信息化部在发布的关于“双千兆”建设计划中也指出，应协同千兆光网与5G 发展，实现两者优势互补。

即应展现出室内或复杂环境下千兆光网的极强抗干扰能力、微秒级连接、超高带宽优势；并同步展现出5G 移动性强、灵活性高、连接稳定优势，从而适度超前统筹“双千兆”网络部署，优化端到端的业务体验，进而全方位提高家庭全光网络体验[1]。

1.2 新基建、千兆光网建设的需求千兆光网是“十四五”新基建范畴内的重要建设任务，也是数字经济时代推动社会生产生活智能化、数字化、信息化发展的新基座。

当前，在全球各大运营商加速提升宽带品质、加大光纤网络建设投入背景下，我国也致力于开发FTTR 、光传送网（OTN ）等业务，增加固网收入。

全光网络作为打造智慧城市基石的重要地位已得到社会广泛认可，在新基建背景下，加速千兆宽带全光网络建设，增加智慧家庭数量，能够助力数字经济高质量发展，为国民经济发展创造新的经济增长点。

1.3 加速二次光改进程的有效手段基于FTTR 技术打造智慧家庭全光网络进一步推动了“二次光改”，是我国全面推进家庭数字化转型的重要环节。

“二次光改”是数字家庭、智慧城市、数字经济发展的基础，通过光纤换网线不仅可以为社会智慧家庭FTTR千兆全光网建设方法研究马延晖（中移铁通有限公司青海分公司，青海 西宁 810000）摘要：智慧家庭FTTR千兆全光网建设实现了智慧家庭组网技术的又一次升级，彻底突破了当前家庭内部组网的瓶颈，满足了广大家庭网络提速升级需要，完善了数字社会建设。

POL全光网络方案1.1POL全光网络方案1.1.1全光网络是校园网的发展趋势1.1.1.1全光网络介绍全光网络POL（Passive Optical LAN）是一种基于PON技术的企业类局域网络，通过一套光纤网络为用户提供融合的数据、语音、视频及其他弱电类业务接入。

PON（Passive Optical Network）是一种点到多点（P2MP）结构的无源光网络，GPON （Gigabit Passive Optical Network）是PON技术中的一种，是由ITU-T G.984.x系列标准定义的千兆比特PON。

GPON的网络架构➢OLT（Optical Line Terminal）是放置在局端的终结PON协议的汇聚设备。

➢ONU（Optical Network Unit）是位于客户端的给用户提供各种接口的用户侧单元或终端，OLT和ONU通过中间的无源光网络ODN连接起来进行互相通信。

➢ODN（Optical Distribution Network）是由光纤、一个或多个无源分光器等无源光器件组成，在OLT和ONU间提供光通道，起着连接OLT和ONU的作用，具有很高的可靠性。

全光网络POL是PON技术在企业、校园、商业综合体、政府等环境的应用，其网络结构、有源和无源组成部分都与PON FTTx网络类似，但是由于网络规模、接入的用户类型不同，POL做了相应的优化以适配用户的需求。

其网络结构示意图如下：全光网络POL结构示意图1.1.1.2全光网络发展趋势2013年，IBM组织成立了APOLAN（Association for Passive Optical LAN）全光网络联盟，旨在通过产业链的合作，推进POL在企业园区的商用进程，2015年，欧洲分委会成立，众多运营商和大GPON厂家也开始参与进来。

同时，PON也被通信行业协会纳入了商业楼宇的布线和验收标准。

全光网络POL中关键GPON技术已在全球成熟商用多年。

GEPON，全称为千兆以太网无源光网络，是一种基于千兆以太网的PON技术。

它根据IEEE 802.3协议，包长可变至1518字节传送数据。

此外，还有EPON和GPON两个主要的PON标准。

EPON，全称为以太网无源光网络，是IEEE 802.3ah工作组制定的标准。

由于最早的EPON标准基于100M快速以太网传送，市场上很多被称为EPON的产品实际上都是基于百兆以太网PON技术。

而GPON，全称为千兆比特无源光网络，是由ITU/FSAN制定的Gigabit PON(GPON)标准。

它是原来ITU-T以155Mbit/s ATM技术为基础的APON(ATM PON)标准发展而来。

EPON和GPON是两种标准，而不是EPON可以升级为GPON。

此外，分路比即一个OLT端口（局端）带多少个ONU（用户端），EPON 标准定义分路比1：32。

以上内容仅供参考，如需更准确全面的信息，建议咨询网络工程师获取专业解答。

天津联通采用10G EPON技术打造千兆宽带网络摘要：本文探讨了目前主流光纤接入技术EPON网络的带宽提升技术以及演进路线，并介绍了天津联通利用10G-EPON技术实现FTTx光接入网络的演进，满足千兆超高带宽接入带宽需求，助力天津市“智慧城市”、“数字乡村”建设。

关键词：FTTH、10G-EPON、千兆接入1、引言2015年底天津联通实现全市光纤全覆盖，成为全国首个实现全光网络的直辖市。

全光网接入促进了网络大提速、IPTV大发展，更让社会各界真切感受到信息基础设施升级在推动传统产业升级、提升民众生活品质中发挥的重要作用。

随着国务院最新的《关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见》要求，以及高清视频、智慧家庭、云存储、可视通信等高带宽应用的迅速发展，用户上下行带宽要求越来越高，作为业务承载通道，多样化的接入网络是其中最为复杂也是带宽速率和网络质量容易出现瓶颈的环节。

2、基于EPON网络架构关键技术及实现原理2.1 EPON光接入网技术EPON（以太网无源光网络）是光纤接入网最重要的一项核心技术，采用点到多点结构、无源光纤传输，将以太网技术和高速光传输技术结合起来，可以实现语音、数据、视频多业务的综合接入。

作为光纤接入网的承载技术之一，在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。

因此EPON具备了低成本、高带宽、扩展性强、简便性等优点。

同时提供多重搅动的数据加密技术，配合无源化的ODN网络，具备可靠的数据安全性和网络承载质量。

EPON网络结构上由局端设备（光线路终端OLT）、无源光分配网络ODN和用户端设备（包括光网络单元ONU、光网络终端ONT）组成，如图1所示。

其中O LT提供各种广域网接口，通过万兆兆以太网接口与上连网络设备连接，并能提供IP网络L2/L3层的交换与路由功能；O N U提供给用户数据、视频和电话网络接口。

图1 EPON网络结构2.2 EPON的传输原理EPON网络架构中OLT与ONU之间数据传输是基于IEEE 802.3以太网帧，采用WDM技术实现单纤双向传输，也就是说在一根芯上通过上下行不同的波长（上行波长：1310nm，下行波长：1490nm）所采取的数据传输技术是不同的。

住房内FTTR全光网络建设方案的分析一、摘要针对住房内FTTR全光网络建设方案不明确的问题，本文首先分析了住房内FTTR全光网络的组网架构和各种设备材料的选取建议，然后结合普通住房内房屋结构，分析了住房内FTTR全光网络不同组网方案的建设成本，最后给出了不同时期的建设建议。

目前，工业和信息化部印发《“双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023年）》，提出2021年底千兆宽带用户突破1000万户的目标。

各大通信运营商积极推进政府的相关政策落地，提出了住房内光纤到房间（FTTR）全光网络建设理念。

也就是光纤延伸到每个房间，并已在各省相继建设首个千兆住房内FTTR全光网络。

发展住房内FTTR全光网络，家庭客户基数大，建设成本只要稍微偏差一点，就会造成巨大投资浪费。

如何建设住房内FTTR全光网络，已成为各大通信运营商考虑的首要问题。

因此，本文首先分析了住房内FTTR全光网络的组网架构，然后分析了光纤光缆选择、光链路衰耗、信息点和光分路器设置以及建设成本，并根据分析结果给出相关建议，最后综合考虑并提出住房内FTTR全光网络不同时期的建设方案。

二、住房内FTTR全光网络组网架构分析住房内FTTR全光网络是将光纤从室内信息箱内延伸到住房内每个信息点，在室内信息箱内设置主网关或主网关和光分路器，在各个房间内设置边缘ONT设备，设备接口为GE接口，室内空间采用第6代无线网络技术进行覆盖。

其中FTTR主网关设备内置ONT和Wi-Fi6，边缘ONT设备内置Wi-Fi6。

住房内FTTR全光网络组网架构存在两种组网方式。

一是点到点直连组网，类似于集客接入光纤收发器组网，即从室内信息箱分别敷设一条光缆至边缘ONT设备，实现点到点传输。

二是点到多点分支组网，类似于ODN架构，是从信息箱分别敷设一条光缆至边缘ONT设备，同时在信息箱内设置光分路器，实现点到多点传输。

以2室1厅住房为例，FTTR全光网络典型组网架构示意如图1所示。

方案可行性分析1.带宽共享：OLT单个PON口最大下行2.488G、上行1.244G，传输损耗10%，多台ONU并发传输时：1分16，单个房间下行网速为：143Mbps，上行为:71.6Mbps，网速不足百兆，效果不如网线千兆入室。

2.全光以太网网络，以太全光可实现万兆到楼，千兆入室，线路独享，避免高峰期线路拥堵，后期可扩展性强，成本低，可满足未来5-8年的使用需求。

3.运维复杂：需要同时维护GPON和以太网2套技术体系，维护复杂。

OLT 故障：影响整网或一个片区；OLT到分光器或分光器到ONU故障：因无源部署，所以缺乏定位手段，故障发生在哪里，缺乏类似以太网的分段定位手段；OUN只有一个上行口，故障则损坏，交换机上行口通常有2-4个可以做备份；GPON维护难度较大，技术人员工作量大，故障处理恢复慢，影响公司业务的正常开展。

4.以太全光技术成熟，维护难度低，平台统一管理，能够快速准确定位故障点，平台端、手机端可以快速屏蔽故障端，不影响公司整体网络运行，技术人员可以快速解决网络问题，减少各项工作量，提高工作效率，降本增效，且可以通过链路聚合等简单技术保障网络的有效性。

5.兼容性问题GPON技术，各厂商的设备之间不能通用，后期点位数增加（如新建楼和新建厂房）只能采购与原有设备同品牌产品，兼容性差，有较大的设备停产风险，且容易被设备厂商绑定，提高后期扩容成本。

6.以太网技术成熟，各厂商均采用公共标准协议，此次以太网方案可完美兼容其他厂商设备，后期点位扩容无压力成本低，易采购，方便后期维护等优势特点。

7.安全问题：ONU不支持ACL，无法及时快速从源头封堵安全漏洞。

8.这次以太网网络技术方案，考虑到线路扩容、安全漏洞问题，以及后期维护问题，线路统一规划，标签定位，线路独享，平台统一管理，避免后期杂乱无章，故障、安全问题难以定位，排查难，解决慢等问题。

9.无线性能弱：ONU无线性能较弱，信号差且不稳定。

无线整体管理能力较弱。

以太网千兆速率规范引言以太网是一种计算机网络技术，它通过使用以太网协议族实现了计算机之间的数据通信。

在以太网技术的发展过程中，千兆以太网（Gigabit Ethernet）的出现极大地提高了数据传输速率，满足了日益增长的数据传输需求。

本文将介绍以太网千兆速率规范，包括其基本原理、硬件和软件要求等。

基本原理以太网千兆速率规范的基本原理是基于以太网的帧结构。

每个以太网帧包含了目标MAC地址、源MAC地址、协议类型以及数据等字段。

在千兆以太网中，帧的长度可以达到最大1538字节，相比于传统的百兆以太网的最大帧长度（1518字节），千兆以太网能够传输更多的数据。

为了实现千兆速率，以太网千兆速率规范采用了多种技术，包括全双工通信、自适应等待时间、帧前导和流控制等。

全双工通信允许同时进行发送和接收操作，提高了带宽利用率。

自适应等待时间可以根据网络负载动态调整等待时间，以减少碰撞和提高传输效率。

帧前导是一种数据标识符，用于同步数据传输。

流控制用于控制数据流的传输速率，避免数据的丢失或拥塞。

硬件要求以太网千兆速率规范对硬件设备的要求较高。

首先，网络设备需要支持千兆以太网的物理层接口。

常见的物理层接口包括光纤接口（如光纤收发模块）、电缆接口（如Cat 5e或Cat 6电缆）等。

此外，网络交换机或路由器等设备需要具备足够的处理能力，以支持高速的数据转发和处理。

在使用千兆以太网时，还需要注意网络设备的互连方式。

传统的以太网使用集线器（hub）进行设备的连接，而千兆以太网则需要使用交换机（switch）来取代集线器。

交换机具备分组转发能力，能够根据MAC地址将数据包发送至目标设备，提高了网络的效率和安全性。

软件要求除了硬件上的要求，以太网千兆速率规范还对软件有一定的要求。

首先，操作系统需要支持千兆以太网的驱动程序，以实现对硬件设备的控制和管理。

常见的操作系统如Windows、Linux和macOS都提供了相应的驱动程序。

全光网络布线系统与超六类网线技术要求布线系统1、系统概述光纤到户1.商业部分：商铺采用至少2芯单模光纤到户内，户内二次配线由用户自行敷设。

2、办公部分：办公均采用至少4芯单模光纤到户内，户内二次配线由用户自行敷设。

满足每40平方米不少于1芯入户的原则。

3、公寓部分：公寓均采用2芯单模光纤到户内，户内二次配线到末端插座。

全光网布线系统1.网络机房的OLT通过单模光纤传输至ODN（分光器），ODN分光后通过单模光纤传输到楼层ONU,ONU通过六类非屏蔽双绞线配线到工作区；2、布线系统由光纤配线架、单模光纤、六类非屏蔽双绞线、铜缆配线架、组合式插头及插座、跳线，以及其它附件组成。

3、公共区域内服务总台4~6个信息点；变电所、生活及消防水泵房等重要站房预留一个语言点和数据点，商管用房按工位需求加10%预留；未规划工位按1个语音点、1个数据点/5平米配置。

设备房控制室按1个语音点、1个数据点/房间配置。

系统功能1.工作区子系统工作区子系统需满足招标图纸（或者弱电信息插座点表）的数量及要求，并需按照招标图设计用颜色和图案区分语音点和数据点。

2、配线子系统配线子系统根据招标图中的要求采用六类非屏蔽双绞线进行布线。

（根据具体要求亦可采用光纤。

）采用双绞线的水平配线系统，配线长度不超过90m o非屏蔽双绞线护套（UTP）应进行色码标示，以便区分不同用户3、干线子系统干线子系统由网络机房的OLT通过单模光纤传输至0DN（分光器），0DN分光后通过单模光纤传输到楼层ONU。

它构成了这些位置以及与其相连的相关硬件之间的主干传输媒介。

干线系统应该包括布线间建筑内光缆和和或电缆的垂直和/或水平分布。

主干系统主要包括大对数电缆和多芯光缆。

布线应支持声音，数据，视频以及建筑物的日常运维。

在布线过程中应遵守所有线缆的弯曲半径和拉伸强度等规范要求。

招标图纸上具体说明了每条楼层线路的主干线缆芯数（对数）及根数。

用星型拓扑法从MDF开始连接。

基于双绞线的千兆以太网1000Base-T与1000Base-TX1000Base-T1000Base-T技术能在五类线(通过TSB-95认证)上提供1000Mbps的传输带宽，而五类线是在LAN体系中最广泛采用的物理媒体。

IEEE的标准化委员会在1999年6月正式批准1000Base-T成为一种以太网标准。

它是一种使用5类UTP作为网络传输介质的千兆以太网技术，最长有效距离与1000Base-TX一样可以达到100米。

用户可以采用这种技术在原有的快速以太网系统中实现从100Mbps到1000Mbps的平滑升级。

与1000Base-LX、1000Base-SX和1000Base-CX网络介质不同，1000Base-T不支持8B/10B编码/译码方案，需要采用专门的更加先进的编码/译码机制。

如图所示，1000Base-T是千兆以太网4个物理层之一，收发机制为千兆以太网的两个标准之一：IEEE802.3z 或称1000Base-X和IEEE802.3ab或称1000Base-T。

在1000Base-T之前的1000Base-X技术采用三种物理介质：单模光纤、多模光纤和25米的短距离屏蔽铜缆。

由于目前的大多数布线系统是采用的5类双绞线，1000Base-T标准可支持在符合ANSI/TIA/EIA-568A（1995）标准的5类双绞线上运行千兆以太网。

1000Base-T采用4对5类双绞线完成1000Mbps的数据传送，每一对双绞线传送250Mbps的数据流。

1000Base-T要点：∙4对线全都使用（全双工）∙全双工运行网络设备需要串扰/回声消除技术∙超5类及更高的布线系统都可以支持∙4级编码（PAM-5）∙每个信号电平代表2比特∙每秒发送125M符号∙与100Base-Tx符号速率相同∙降低噪声的干扰∙每对线支持250Mbps的数据速率（每个方向）1000Base-Tx1000Base-TX也是基于四对双绞线，但却是以两对线发送，两对线接收( 类似于100Base-TX的一对线发送一对线接收)。

FTTR家庭全光组网方案研究摘要：家庭网络的发展从数字化向智能化转型，已从仅提供语音、上网业务逐步发展到用户生活和工作的各个方面，出现了数字教育、数字娱乐、家庭安全、智能家居等各类场景。

实现FTTR全光组网能力和家庭网络智能特性的深度融合，全力打造光纤全连接、千兆全覆盖、管理全智能的家庭网络。

关键词：FTTR；全光组网；Research on FTTR home all-optical networking schemeZhang Xuwei(Tianyuan Credit Suisse Communication Technology Co., Ltd.; Xi'an 710075, Shaanxi)Abstract: The development of home network has transformed from digitalization to intelligence, and has gradually developed from only providing voice and internet services to all aspects of users' lifeand work. There are various scenarios such as digital education,digital entertainment, home safety, smart home, etc. Realize the deep integration of FTTR all-optical networking capability and intelligent features of home network, and strive to build a home network with full optical fiber connection, gigabit full coverage and intelligent management.Key words: FTTR; All-optical networking;1引言“十四五”信息通信行业发展规划，智慧家庭成为新型家宽业务场景，规划期内，要求优化家庭室内布线和千兆无线局域网组网，推广实施光纤到房间、到桌面；构筑“真实千兆、全屋覆盖、高速接入、家具互联、智能运营”的全光家庭网络。