住宅三网融合方案及其对目前住宅弱电设计的影响

文｜中国建筑东北设计研究院有限公司 李春光 沈阳市规划设计研究院 李 凌

1 前言

2001年3月通过的十五计划纲要，第一次明确提出三网融合；2006年3月通过的十一五规划纲要，再度提出三网融合；2010年1月，国务院总理主持召开国务院常务会议，决定加快推进三网融合。三网融合是指广播电视网、计算机通信网和电信网互相兼容、相互渗透，并逐步整合成为统一的信息通信网络。在现阶段它并不意味着广播电视网、计算机通信网和电信网三大网络的物理合一，而主要是指高层业务应用的融合。三网融合是为了实现网络资源的共享，避免低水平的重复建设，形成适应性广、维护容易、费用低、带宽高的多媒体基础平台。三网融合后，人们可以通过手机、电视、电脑中的任意一个终端实现看电视、上网、打电话等应用，还可以享受视频点播、交互式游戏、远程教育、电子商务、远程医疗等多媒体服务。

2 三网融合解决方案

2.1 EPON FTTH技术

FTTH（Fiber To The Home，光纤到户）技术具有容量大、传输距离长、抗电磁干扰、维护成本低等优点，是未来宽带接入网的发展方向。以太网无源光网络EPON（Ethernet Passive Optical Net）技术是FTTH点对多点的实现技术之一，是千兆以太网技术与无源光网络（PON）技术的结合。随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们在音频视频流媒体和宽带多媒体业务方面的需求越来越多，这就要求网络服务商提供更高的入户带宽。表1是对未来住宅用户带宽需求的分析。

住宅用户每户业务需求为：同时收看1套SDTV（Standard Definition Television，标准清晰度电视）与1套HDTV（High Definition Television，高清晰度电视）节目，100%在线；点播高清/标清各1路，各30%在线；4M上下行对称单播流量，2路语音100%并发。

表1 住宅用户带宽需求分析表

按照带宽计算模型，根据每户带宽需求与并发率综合测算：基于1:64分光比模型，用户总下行带宽为738.88MB，总上行带宽为110.08MB，平均每户下行带宽为11.54MB，上行带宽为1.72MB；基于1:128分光比模型，用户总下行带宽为1277.76MB，总上行带宽为220.16MB，平均每户下行带宽为9.98MB，上行带宽为1.72MB。从对住宅用户带宽需求的分析可知，基于双绞线的ADSL技术能提供的2M、4M、8M带宽不能满足三网融合对带宽的要求；随着用户视频业务等多媒体业务需求的增加，对带宽的要求也会越来越高，FTTH将是满足用户带宽要求的最好的和最终的解决方案。

一个典型的EPON系统由OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）、ODN（Optical Distribution Network，光配线网络）组成。OLT放在中心机房；ONU为用户端设备；ODN是光配线网，主要由一个或数个分光器（Splitter）来连接OLT和ONU。OLT既是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。分光器是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中，一般一个分光器的分线率为2、4、8、16和32，并可以多级连接。在EPON中，OLT到ONU间的距离最远可达20km。EPON的网络结构如图1所示，FTTH的主要应用如图2所示。

2.2 EPON+EoC（Ethernet Over Coax）技术

EPON+EoC技术方案如图3所示，采用频分复用技术，可实现以太网IP数据和有线电视射频信号在一根同轴电缆内同时传输，混合信号在客户端分离，射频信号连接至电视机或数字机顶盒，IP数据信号连接至电脑，最终实现HFC双向化改造及宽带接入。

在分中心机房，OLT的PON口大约有640个，这些PON口四分光到2529个分光节点，再八分光到光节点。每个光节点可以得到的带宽为39Mbps。根据业务发展情况，将四分光改为二分光，每个PON口带16个ONU。由此每个光节点的带宽可以扩展到80Mbps。如果取消分中心机房的四分光，每个PON口带8个ONU，每个光节点的平均带宽可达156Mbps。假设每个局端下有50户（光纤到楼，FTTB），如果按照50%的并发率计算，每户10Mbps的速率，可以满足31户的入户要求，接入用户达到62%。如果入户带宽要达到30Mbps，按照入户率50%计算，并发率为50%，即12.5户接入，局端需要的带宽为375Mbps。在这种情况下，只要将每个PON口所带的ONU数降低到两个，令每个光节点的带宽提高到625Mbps即可。

以一栋六层（三个单元，一梯二户），共36户的住宅为例，如果入户带宽要达到100Mbps，按照入户率69%计算，并发率为50%，局端需要的带宽为1242Mbps。在这种情况下，只要令每个PON口只带一个ONU，每个光节点的带宽达到1250Mbps即可。

由上述分析可知，通过减少每个PON口所带ONU的数量及减少ONU所带终端的数量最终可使入户带宽达到100Mbps。

3 三网融合对住宅弱电设计的影响

三网融合后住宅的弱电设计会发生较大的变化；目前在建住宅弱电系统的设计也要在满足现有弱电系统需要的基础上，为三网融合后的改造提供有利条件。

（1）智能家居布线箱的变化

目前，在一些大城市，户内设置智能家居布线箱已成为一种相当普遍的做法；但在其他地方，由于缺乏对智能家居布线箱功能的认识及受到建设成本等因素的制约，只有别墅、洋房等项目上使用智能家居布线箱，绝大多数普通住宅仍采用较传统的弱电布线方式。三网融合后，EOC或ONU等终端设备均设置在智能家居布线箱内，客厅、卧室、书房、厨房等房间的电话、电视、宽带线路均从布线箱配出，住户通过更换智能家居布线箱内的终端设备即可方便地选择广电或电信的服务。因此设有智能家居布线箱的住宅在三网融合后户内布线的改动很小，这为三网融合的顺利推广创造了有利条件。三网融合后的智能家居布线箱如图4所示，入户线可能是光纤和同轴电缆或只有光纤。

（2）家居智能化系统的变化

随着技术的进步，家居智能化系统（家电控制、安防系统、家庭娱乐、可视对讲等）的应用越来越普遍。家居智能化系统通过网线或电话线接入小区局域网和Internet，令用户可以在任何地点通过发邮件、发短信、打电话、上网对户内设备进行监测、控制。三网融合后，网线和电话线合二为一，家居智能化系统接入小区局域网和Internet更加简单。目前住宅弱电系统中必需的可视对讲系统、安防系统的干线和器件箱在三网融合后都将被取消。图5为海尔U-home的原理图，图中的智能终端通过电话线和网线接至智能家居布线箱即可。

（3）住宅楼弱电系统干线的变化

广电系统可通过采用EPON+EOC技术、光纤到楼及更换器件箱内的设备满足未来住户的带宽需求，而不必改造楼内的同轴电缆网络；电信要实现光纤到户才能满足为住户提供音视频等多媒体服务的带宽要求。三网融合后的住宅楼内，电信的光缆与广电的同轴电缆将在一段时间内并存，讯井内只需设置电视器件箱、光纤分线箱，目前住宅弱电系统中存在的电话分线箱、宽带器件箱、电话电缆等都将消失。最理想的结果是取消同轴电缆和电视器件箱，讯井内只剩光纤分线箱和由小区弱电机房配出至各户的光纤。

图5 海尔U-home组成原理图

（4）智能电网的发展带来的新变化

国家电网已与中国电信合作发展智能电网，双方将在主要基础设施领域实现资源互补，共同推进光纤到户建设；同时共同推进市场资源合作，开展光纤接入、宽带业务、融合业务、行业应用等综合信息服务。国家电网已在14个省的20个城市开始电力光纤入户试点建设，采用光纤复合低压电缆（OPLC）实现电力光纤到户（PFTTH）36700户。试点成功后，将大面积推广。使用电力光纤入户的用户可通过电力光纤拨打IP电话、宽带上网、接收高清电视信号，并实现对空调、热水器等智能家电进行控制的物联网的应用。户内设计将尽可能地使户内配电箱与智能家居布线箱靠近布置，以便电力光纤由户内配电箱敷设至智能家居布线箱。如果一个项目只接入电力光纤，住宅电讯井内可能不会存在目前弱电系统中必需的同轴电缆、电话电缆、光纤等线缆。

（5）住宅小区弱电管网的变化

三网融合后，住宅小区内的弱电管线将减少，可视对讲系统总线、电话电缆等都将消失，只剩下广电系统到各个住宅楼的光纤和电信到各户的光纤，或者仅剩下广电与电信合用的，由小区弱电机房到各户的光纤。如果智能电网试点成功并能得到大力推广，由小区弱电机房到各个住宅楼的弱电管线将会更少。

4 结束语

三网融合已经成为电信业和广电业共同的发展方向，电信业和广电业均有多种三网融合解决方案，不同的解决方案对住宅弱电设计会产生不同的影响。住宅弱电设计者应密切关注三网融合解决方案的变化，不断调整住宅弱电设计的方案，为三网融合后改造已建成住宅小区弱电系统创造有利条件，同时为三网融合后新建住宅小区的弱电设计做好技术准备。目前我国已有12个城市正在进行三网融合试点，随着试点工作的推进和技术的进步，三网融合将会给住宅弱电设计带来更多的变化。