千兆宽带全光室内远端覆盖

doi:10.11959/j.issn.1000-0801.2022170

Abstract

Abstract:

The indoor wireless local area network has the problem of uneven signal coverage.Moreover, a mismatch between the wireless bandwidth and the incoming broadband rate exists.The research status of wideband indoor wireless coverage was provided with traditional technologies.A new signal coverage technology combining the optical gateway and remote extension covering equipment, using the optical fiber as the transmission medium, was proposed.Experimental results on two examples show that uniform indoor wireless signal coverage and a gigabit level of the rate can be achieved when using the proposed technology.

Key words: gigabit broadband, Wi-Fi, FTTR, indoor coverage

CLC Number:

TP393

Wenfa YAN, Feng CHEN. Gigabit broadband all-optical indoor far-end coverage[J]. Telecommunications Science, 2022, 38(7): 157-165.

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传输介质	协议	稳定性	优势	劣势	未来演进趋势
光纤	PON/以太	高	高稳定性、高可靠性、传输带宽基本无限制（带宽上限主要取决于设备能力）	《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2016）未定义光纤部署，室内部署率低，终端成本较高	光纤支持10 Gbit/s、100 Gbit/s演进能力，介质无须更换
网线	以太	较高	实现成本低，较为普及，室内装修普遍预埋	信号衰减量与长度成正比，网速越高衰减越严重，超过1 Gbit/s的高规格网线线径粗，部署难度大	支持更高速率的网线成本高
Wi-Fi	802.11系列	较差	无须布线，部署灵活方便、成本低	无线衰减明显，易受环境干扰影响，稳定性较差	三频路由器，设置专用频段实现Wi-Fi回传
电力线	G.hn/Homeplug	差	复用电力线，较易部署和维护	存在电器干扰，无法有效跨空等问题，多设备组网时性能劣化严重	协议迭代速率慢，当前最高物理层速率 2 Gbit/s，传输速率1 Gbit/s

障碍物	示例	穿透损耗	Wi-Fi电磁波强度降低比例
布料	窗帘、门帘	约1 dB	约20.63%
木质	办公室分区	约3～6 dB	约50%～75%
塑料	室内墙	约3～6 dB	约50%～75%
合成材料	办公室分区	约3～6 dB	约50%～75%
玻璃	窗户	约8 dB	约84.13%
水	鱼缸、鱼池	约8～10 dB	约84.13%～90%
砖	墙	约8～12 dB	约84.13%～93.67%
混凝土	楼墙	约12～20 dB	约93.67%～99%
金属板	金属门	约30 dB以上	约99.9%以上

	全光远端覆盖	无线拉远覆盖	网线拉远覆盖
带宽速率	>1 000 Mbit/s	<600 Mbit/s	10～980 Mbit/s
传输距离	>1 km	严重受室内障碍物影响	<100 m
可靠性	稳定	环境干扰影响大	容易老化
时延	<1 ms	10～100 ms	<1 ms
漫游切换	<100 ms	100 ms～2 s	100 ms～2 s

	类接入网组网	光以太网组网
组网设备及介质	光网关设备、远端延伸设备、光分路器、光纤	光网关设备、远端延伸设备、光纤
网关增加模块	1个光电转换模块，1个类OLT光处理模块（未来集成到SoC中）	若干光电转换模块，超过 4 个以上远端延伸设备建议配置LAN交换机及相应光电转换模块
成本	较高，有待规模应用降低成本	不增加光交换机时成本较低，增加光交换机时成本高
网关WAN侧光口速率	上行2.5 Gbit/s（XG-PON），下行10 Gbit/s	上行2.5 Gbit/s（XG-PON），下行10 Gbit/s
网关LAN侧接口速率	上行1.25 Gbit/s，下行2.5 Gbit/s，多口共享	单口上下行均1 Gbit/s，多个接口可并发
组网能力演进	GPON→10 Gbit/s PON	1 Gbit/s光以太网→10 Gbit/s光以太网
技术规范及产品标准	可参考光接入网规范	可参考光以太网规范
产业成熟度	少量试点，尚未实现SoC设计	产品较少，有成熟光电模块

测点	改造前		改造后
测点	下载/（Mbit·s^-1）	上传/（Mbit·s^-1）	下载/（Mbit·s^-1）	上传/（Mbit·s^-1）
大厅1（A点）	551	401	1 057	800
房间1（B点）	310	229	1 027	733
大厅2（C点）	59	40	607	452
房间2（D点）	41	28	1 075	842
房间3（E点）	39	27	1 080	831
房间4（F点）	10	7	1 050	808
大厅3（G点）	11	7	1 044	804
房间5（H点）	0	0	555	449
注：测速工具使用华为P40手机，测速软件使用Speedtest。

Gigabit broadband all-optical indoor far-end coverage

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测点	下载/（Mbit·s^-1）	上传/（Mbit·s^-1）
客厅（A点）	1 071	714
餐厅（B点）	1 066	727
主卧（C点）	1 072	748
书房（D点）	1 082	738
客卧（E点）	1 080	728
厨房（F点）	1 015	688
注：测速工具使用华为P40手机，测速软件使用Speedtest。