摘要：当前，FTTR技术的国际和行业标准相继立项，发展建设FTTR已成为业界共识。同时可以看到，FTTR系统架构及关键技术方案尚未完全收敛和统一，亟需业界协同推动技术标准化，加快产业健康发展。从FTTR系统架构、关键技术和标准化进程三个方面介绍了现阶段FTTR技术的发展现状和未来展望。

关键词：FTTR；光层OAM；C-WAN；combo FTTR；FTTR标准化

0 引言

当前，5G千兆和千兆光宽带网络为代表的“双千兆”网络在我国全面蓬勃发展，对于促进国家信息消费、数字经济发展和新动能壮大，全面支撑我国社会经济高质量发展具有重要意义。中国移动正在积极构建“连接+算力+能力”的算力网络新型信息服务体系，千兆光宽带网络作为算力网络基础设施层的底座，是承载算网服务的高品质运力保障。

为实现千兆光宽带网络能力的无缝覆盖，从而直达用户和业务终端，业界提出了基于光纤的新一代全光Wi-Fi组网技术——光纤到房间（Fiber To The Room，FTTR）。FTTR全光Wi-Fi是基于点对多点（Point to Multiple Point，P2MP）架构的技术，可直接将光纤延伸至各个房间，实现全屋千兆以上覆盖能力，是构建家庭和企业带宽高质量信息基础设施的关键。由于FTTR是基于P2MP的光接入架构，可延续电信级光纤到户（Fiber To The Home，FTTH）成功运维运营经验，同时具备灵活扩展、可视/可管/可维的电信级网络优势。因此，在算力网络时代，可承诺接入要求网络能力直达用户终端。电信级光网络底座通过无源光网络（Passive Optical Network，PON）+FTTR进一步延伸并提供千兆Wi-Fi无缝覆盖，成为千兆固网端到端的重要技术发展方向。

1 FTTR网络架构

FTTR在网络中的位置如图1所示，是在FTTH和光纤到办公室（Fiber To The Office，FTTO）的基础上，对客户驻地内部（例如家庭或办公场所）进行光纤覆盖的网络。FTTR主设备（Main FTTR Unit，MFU）到各房间的FTTR从设备（Sub FTTR Unit，SFU）之间采用光纤连接，MFU和SFU都可以提供通过无线或有线接口连接用户终端的功能，也可以通过机顶盒等适配设备与用户终端设备相连。

图1 FTTR网络架构

MFU是FTTR网络的核心，对上连接光线路终端（Optical Line Terminal，OLT）提供FTTH入户，对下提供光口通过P2MP方式连接SFU组成FTTR网络：提供以太网、Wi-Fi等用户侧接口与终端设备进行通信，对FTTR网络内部各终端设备和SFU的数据进行转发、控制和管理；MFU具备基于中间层开放平台架构，允许开发者基于MFU上提供的应用编程接口（Application Programming Interface，API）开发应用插件。

SFU通过光纤向上连接MFU，通过Wi-Fi和以太网接口与终端设备进行通信，提供桥接功能将终端设备的数据转发到主设备，接受MFU的管理和控制。

FTTR管理系统可以对FTTR的网络和业务进行管理，根据管理功能的不同，可以由一个或多个平台系统组成，包括网关管理平台、FTTR管理平台和接入网网元管理系统等（见图2）。FTTR网络的外部管理接口包括I2、I3和I4。

图2 FTTR系统架构

I2接口为网关管理平台和FTTR系统之间的接口，基于BBF TR-069系列协议，实现网关功能管理（含宽带及VoIP等业务功能的管理）、API权限管理、插件管理等功能。该接口支持网关管理平台通过MFU对SFU进行代理管理，或网关管理平台对MFU和SFU进行直接管理。

I3接口为FTTR管理平台和FTTR系统之间的接口，实现对FTTR+Wi-Fi组网的管控和数据采集能力。

I4接口为OLT和FTTR网络之间的接口，光接入网管理系统通过OLT基于I4接口对FTTR网络进行管理，实现基于光层协议的光链路原生管理：光接入网管理系统通过OLT基于I4接口通过MFU对SFU进行代理管理，可通过扩展G.988或拓展操作、维护和管理（extended Operations，Administraion and Maintenance，eOAM）方式实现。光接入网管理系统通过OLT基于I4接口对MFU和SFU进行直接管理，支持OLT在与MFU之间的PON链路上为SFU建立管控通道，该管控通道基于GPON封装模式（Gigabit-Capable PON Encapsulation Method，GEM）/XG(S)-PON封装模式（10-Gigabit-Capable (Symmetric) PON Encapsulation Method，XGEM）/以太网连接，该连接只用于传输OLT对SFU的管控消息。

2 FTTR关键技术

本文主要对光层操作管理和维护（Operation Administration and Maintenance，OAM）、中心化Wi-Fi接入网（Centralized Wi-Fi Access Network，C-WAN）以及混合（Combo）FTTR等关键技术进行分析和阐述。

2.1 光层OAM架构

FTTR是FTTH系统向用户驻地网络的进一步延伸。通过光纤接入（Fiber To The x，FTTx）网络的光层OAM可实现接入段和用户网络侧光层OAM协同，端到端实现FTTx光网络拓扑还原、网络安全接入、两级P2MP光链路告警、故障及端到端光层业务配置等光层OAM能力，构建PON+FTTR协同的光接入网架构（见图3）。

图3 FTTR光层OAM架构

OLT与MFU和SFU之间需新增FTTR光层OAM管理通道和协议，实现对MFU和SFU的管理。其中，I4接口是实现光层OAM能力由FTTH向FTTR延伸的关键。OLT基于I4接口与MFU和SFU建立管理通道，支撑光层OAM协议基于专门管理通道承载。

OLT到MFU之间，可基于光网络单元管理控制接口（ONU Management and Control Interface，OMCI）协议做管理数据模型扩展；OLT到SFU之间，可参考OMCI协议进行协议增强，在协议消息中增加SFU的信息，MFU透明转发OLT到SFU之间的管理消息。

2.2 C-WAN技术

Wi-Fi组网性能成为提升体验的重要环节。FTTR需重点提升传统 Wi-Fi 网络稳定性和管理、控制、维护能力（简称“管控维能力”）等。如图4所示，通过C-WAN控制下的一张网协同，提供更稳定的空口连接，以满足网络业务可承诺接入的核心诉求。其中，中心化控制模块位于MFU内，负责实时收集各个SFU的状态信息，同时生成无线空口协同的决策机制，并发起与各个SFU同步决策。

图4 中心化光和Wi-Fi协同功能架构

C-WAN机制主要包括以下关键功能。

中心化的控制协议。中心化控制模块实时发起网络数据传输和空口状态搜集请求，通过SFU无线模块读取的信息再上报到中心化控制模块，完成实时数据采集功能。中心化控制模块根据FTTR网络中数据采集信息，发起实现空口协同功能的控制消息并下发到各SFU，对无线模块（如WLAN）进行实时控制。

低时延的管控通道。MFU与SFU之间的接口协议将设计提供专门的管控通道（与业务通道隔离），支持低时延数据通信机制，用于承载C-WAN控制协议，保障数据采集上报和控制信令的及时传输，从而对无线空口传输的数据帧进行高效协同。

FTTR系统中Wi-Fi协同有序调度的过程如图5所示。

图5 Wi-Fi协同有序调度过程

2.3 Combo FTTR

在现有网络体系架构下，MFU网络侧接口应具备多种PON端口的对接能力，MFU通过上联端口无感知地接入局端OLT侧不同的端口，实现伴随OLT从GPON向XG(S)-PON高带宽业务的快速平滑升级，从而更好地保护设备投资和用户无感网络升级体验（见图6）。

图6 Combo FTTR系统架构图

与此同时，对于局端Combo端口的场景，FTTR+还可以随着局端XG(S)-PON以及GPON端口利用率的动态变化和用户业务SLA不同需求，FTTR+主设备可按需支持远程切换上联接口工作模式的能力，一方面对局端实现PON链路负荷分担，另一方面还能差异化地保障业务SLA需求，差异化承载手段进一步丰富（见图7）。

图7 Combo FTTR上行工作模式切换流程

无论是从网络运行的高可靠性要求还是按需动态切换工作模式的要求，Combo FTTR主设备的工作模式切换都要求是可管可控的，从而始终保证用户Combo FTTR网络运行的高可靠和业务体验的高质量。

3 FTTR技术标准化进展

FTTR技术解决方案是光纤在通信领域的创新应用，相关标准组织包括中国通信标准化协会（China Comunications Standards Association，CCSA）、国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）以及欧洲电信标准化协会（European Telecommunications Standards Institute，ETSI）。在这些标准化组织中，FTTR技术标准化情况如表1所示。

表1 FTTR技术标准化情况

3.1 国内标准进展

2019年11月，CCSA完成《光纤到房间（FTTR）技术研究与应用分析》课题。该研究课题从家庭网络需求、传统家庭网络组网方案、光纤到房间的家庭组网方案、方案性能验证以及室内光纤布线等多个方面展开了分析，并对未来的技术发展进行了展望。2021年6月，CCSA启动FTTR的技术系列标准制定工作，该系列标准包括应用场景和需求、总体架构、物理层、协议层以及管理，预计于2023年底完成标准的制定。通过区分业务体验等级,可以牵引家庭网络为超高清视频、在线教育、健康等业务提供高质量的体验，满足用户对美好智慧生活的不断向往。2021年底，CCSA立项《基于家庭网络的宽带业务体验和网络性能评价指标体系》和《基于家庭网络的宽带业务体验和网络性能指标测试方法》两个行业标准，分别制定家庭网络业务体验和网络性能指标、评分方法、分级分类方法和家庭网络的业务的体验指标和网络性能指标测试方法。2023年6月，CCSA完成了FTTR总体技术要求《基于公用电信网的宽带客户网络联网技术要求 光纤到房间 总体》并进入发布流程[1-3]。

3.2 国际标准进展

ITU率先展开下一代家庭网络架构功能和业务的研究，明确提出家庭光纤组网是继传统铜线（电话线、同轴线）和空口（Wi-Fi回传）组网方式的新组网方式，为家庭网络新兴业务提供更高质量的网络能力。2021年4月，ITU推动发布FTTR场景和网络需求技术报告，阐述了家庭组网的独特场景和有别于光接入网络的网络需求，初步明确了FTTR的技术方向；同时，立项基于FTTR的系统架构、物理层、数据链路层以及网络管理标准，开启了FTTR标准制定的时代。目前，ITU已经完成P2MP系统架构FTTR技术的顶层设计（系统架构）[4]。

ETSI于2019年12月创立了行业规范组 第五代固定网（Industry Specification Group Fixed 5G，ISG F5G）工作组，并于2020年2月正式启动。在F5G中，多个标准研究项目都在稳步推进中，包括技术全景图、应用场景、端到端的网络架构、管理及体验等。在F5G 场景Release 1中，FTTR的场景已经被纳入标准。随后，在F5G的端到端网络架构标准中，集中管控的FTTR系统架构也被接纳[5]。

4 结束语

随着通信业务的不断发展及用户对网络体验需求的不断升级，对网络的吞吐量、时延、漫游以及管控维能力等将会有更加严格的要求，同时对FTTR网络的发展也提出了新的挑战。

推动FTTR技术体系进一步完善。基于光层OAM的FTTR系统架构不断发展，实现电信级全光网络底座能力的端到端延伸，构建千兆入算光锚点；C-WAN机制的不断完善和演进，实现光与Wi-Fi深度融合。通过资源分配的联合优化，最终有效提升光与Wi-Fi整体系统的网络体验保障能力。

加速FTTR标准体系构建。业界加强协同，共同推动在ITU、CCSA等标准组织中FTTR标准体系的尽快完善，为FTTR规模应用奠定基础。

拓展FTTR创新应用场景。在千兆新业务以及相关产业培育方面仍需要进一步发力，实现网络端协同价值提升。

Development and standardization of FTTR technology in the gigabit era

LI Junwei1, YU Miao2, ZHANG Shan1, ZHU Jinglong1

(1. Research Institute of China Mobile Communications Co.,Ltd., Beijing 100053, China; 2. China Mobile Communications Group Co.,Ltd., Beijing 100032, China)

Abstract: As international and industry standards for Fiber To The Room (FTTR) have been progressively established, the development and construction of FTTR has become the common view of the communication community. However, the FTTR system architecture and key technical solutions have not been fully converged and unified. There is still an urgent need to promote standardization work forward and speed up the industrial development. This paper introduces the current status and prospects of FTTR technology from three aspects of system architecture, key technologies and standardization process.

Keywords: FTTR; optical layer OAM; C-WAN; combo FTTR; FTTR standardization