2.9.5 家庭网络技术
当EPON/GPON 等技术应用于家庭用户中时，技术本身仅仅解决了家庭的宽带接入，还不能满足运营商拓展家庭用户业务的需求。运营商在ONU/ONT 的基础上发展出了被称为家用网关的设备。这种新的设备形态，主要在以下几个方面进行了功能的扩展，从而满足了运营商新的需求。
1．家用网关的管理技术
宽带论坛（BBF，Broad Band Forum）是通信行业内重要的标准组织，BBF 通过在家庭场景、企业场景等宽带网络中引入SDN/NFV、物联网、5G、云、高速网络等技术，专注于全球宽带网络架构。在PON 上行的家用网关上引入BBF 的技术报告069（TR-069，Technical Report-069），在CCSA 标准、中国电信运营商的企业标准中都明确提出，并成为全球运营商的共识。
TR-069 定义了一套全新的网络管理体系架构，包括管理模型、交互接口，能够有效地对用户驻地设备进行管理。网络运营商可以在局端通过自动配置服务器（ACS，Auto-
Configuration Server）远程对用户驻地设备进行操作管理。
随着物联网的不断发展，TR-069 的设备管理也面临着较多的挑战，主要表现在安全性、互操作性、受限的设备、可伸缩性和可用性方面。在物联网系统层面，需要支持加密的机器对机器的通信，需要解决属于不同类别、不同制造商生产的设备的通信协议。同时，由于物联网设备受到诸如内存、功耗、处理能力、连接能力的限制，这些约束也会影响设备是否能够进行远程管理，以及如何有效地应用远程操作。另外，由于大量物联网设备逐渐接入ACS管理系统，因此在ACS 管理系统的可伸缩性、可用性等方面也需要考虑。BBF 在此背景下，也推出了TR-369 系列协议，来支持物联网时代的管理需求。
2．无线及智能组网技术
2015 年，IEEE 推出了802.11ac 标准，重点改进了5.8GHz 频段，并提出了160MHz 的频带宽度，提出了新的技术特性，如波束赋形、多用户多输入多输出（MU-MIMO，Multi-User Multiple-Input Multiple-Output）等技术，大幅提升了无线性能，单天线传输速率可达433Mbit/s。
2019 年，IEEE 通过了802.11ax 标准，也被称为Wi-Fi 6，802.11ax 支持2.4GHz/5GHz 频段，向下兼容802.11a/b/g/n/ac。目标是提高频谱效率和密集用户环境下的实际吞吐量。Wi-Fi 6 采用正交频分多址（OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access）、多用户多输入多输出、1024QAM 调制、目标唤醒时间（TWT，Target Wake Time）等技术，在更多的设备接入、更高的传输速率及低功耗等方面进行了提升。相比前代技术，TWT 技术允许设备与无线路由器之间主动规划通信时间，减少了无线网络天线使用及信号搜索的时间，能够在一定程度上减少电量消耗，提升设备续航时间。同时，采用了最新无线保护3（WPA3，Wi-Fi Protected Access 3）认证，提升了无线信道的安全性。Wi-Fi 6 工作在2.4GHz、5GHz 频段，可扩展到6GHz 频段，2020 年1 月将使用6GHz 频段的IEEE 802.11ax 称为Wi-Fi 6E。
单一设备的无线覆盖范围是有限的，且面临着穿墙后信号的急剧衰减，无法在较大的居住环境提供很好的无线覆盖。因此，采用多个无线终端组成Mesh 网络，使得接入网络的客户端，能够在Mesh 网络中无缝漫游、不中断业务成为重要的需求。早期，设备商通过私有定制的协议，实现了同品牌的设备之间的Mesh 组网，但是不同厂家设备互通面临着难点。因此无线联盟制定了EasyMesh 标准，使得不同厂家的无线终端设备实现互联、互通成为可能。2018 年6 月，Wi-Fi 联盟发布了EasyMesh 标准Multi-AP Specification Version 1.0，支持无线Mesh 组网。
3．智能网关技术
随着家用网关的不断应用，除提供最基本的数据、语音业务之外，运营商也在考虑如何能够增强家用网关的功能，能够使网关向智能化方向发展。
传统的家用网关的固件升级，只能够从ACS 平台上进行整体固件的升级，因此，运营
商为了业务发展的需要，需要增加新的功能和运维管理需求，只能让设备制造商进行软件升级。这种方法周期较长，且灵活性较差。因此，如何在家庭网关不升级的条件下，实现软件功能的升级，成为一个重要的需求点。智能插件技术能够实现网关的扩展性功能的动态安装、启动及卸载等，实现了运营商快速部署新业务的能力。智能插件需要家用网关支持插件的运行环境，例如开放服务网关协议（OSGI，Open Service Gateway Initiative）或者中间件等。
随着智慧家庭的兴起，如何将家庭用户中的各种智能设备互联，通过统一的手机应用来实现对各种智能设备的管控成为研究的热点。而运营商具备独特的优势，其部署的家庭智能网关成为必不可少的设备，无须用户额外购买其他设备，就具备了把家庭中的各种智能设备互联的能力。运营商借助Wi-Fi、Zigbee、蓝牙等短距无线通信协议，实现基础的互联，同时在标准协议之上制定互操作性协议，实现智能设备之间的互操作。
4．FTTR 技术
为了解决家庭中的无线覆盖问题，解决方案之一是采用无线网状网组网的方式，通过在家庭中部署多个无线接入点，从而更好地覆盖用户家庭。在无线网状网组网中，回传通道包括无线和有线两种方式，其中无线回传方式会带来无线性能的下降，可能下降50% 以上，而以有线的方式进行回传，则会取得很好的效果。家庭中的有线覆盖，通常采用以太网方式，通过以太网线来连接家庭中的各个房间，但是以太网线与光纤相比，存在较多劣势，因此FTTR 的技术被提了出来。
FTTR 的技术实现主要包括两种，一种是点到点的方式，另一种是P2MP 的方式。中点到点的方式主要以以太网光纤化的方式来提供，适用于2 ～ 3 个房间的连接，扩展性相对较差；而P2MP 的方式则具备较好的扩展性，可支持多达16 个光节点设备的接入。
通常，P2MP 方式以PON 技术为主，需要考虑PON 技术本身是为支持20km、分光比达
1∶32 以上的网络而设计的，包括光模块本身也是长距光模块，成本相对较高，因此P2MP架构的FTTR 技术，需要针对PON 技术进行优化，例如在测距简化、功率预算降低、设备注册授权简化等方面进行优化设计，以满足用户家庭应用场景的需求。
