Na podstawie wieloletniego doświadczenia w zakresie badań i rozwoju sprzętu internetowego omówiliśmy technologie i rozwiązania dla zapewnienia jakości domowej sieci szerokopasmowej w pomieszczeniach. Po pierwsze, analizujemy obecną sytuację jakości domowej sieci szerokopasmowej w pomieszczeniach i podsumowujemy różne czynniki, takie jak światłowody, bramy, routery, Wi-Fi i operacje użytkownika, które powodują problemy z jakością domowej sieci szerokopasmowej w pomieszczeniach. Po drugie, zostaną przedstawione nowe technologie zasięgu sieci wewnętrznej oznaczone Wi-Fi 6 i FTTR (Fiber To The Room).
1. Analiza problemów z jakością domowej sieci szerokopasmowej
W procesie FTTH (światłowód do domu), ze względu na wpływ odległości transmisji optycznej, podziału optycznego i strat w urządzeniach połączeniowych oraz zginania włókna światłowodowego, moc optyczna odbierana przez bramkę może być niska, a współczynnik błędów bitowych może być wysoki, co powoduje wzrost współczynnika utraty pakietów w transmisji usług wyższej warstwy. Współczynnik ten spada.
Jednak wydajność sprzętowa starych bram jest ogólnie niska, a problemy takie jak wysokie wykorzystanie procesora i pamięci oraz przegrzewanie się sprzętu są podatne na występowanie, co skutkuje nieprawidłowymi restartami i awariami bram. Stare bramy zazwyczaj nie obsługują gigabitowych prędkości sieciowych, a niektóre stare bramy mają również problemy, takie jak przestarzałe chipy, co prowadzi do dużej różnicy między rzeczywistą wartością prędkości połączenia sieciowego a wartością teoretyczną, co dodatkowo ogranicza możliwość poprawy wrażeń użytkownika online. Obecnie stare inteligentne bramy domowe, które były używane przez 3 lata lub dłużej w aktywnej sieci, nadal zajmują pewną część i muszą zostać wymienione.
Pasmo częstotliwości 2,4 GHz to pasmo częstotliwości ISM (Industrial-Scientific-Medical). Jest ono używane jako wspólne pasmo częstotliwości dla stacji radiowych, takich jak bezprzewodowa sieć lokalna, bezprzewodowy system dostępu, system Bluetooth, system komunikacji rozproszonej typu punkt-punkt lub punkt-wielopunkt, z niewielką liczbą zasobów częstotliwości i ograniczoną przepustowością. Obecnie w istniejącej sieci nadal istnieje pewna część bram obsługujących pasmo częstotliwości Wi-Fi 2,4 GHz, a problem interferencji współczęstotliwości/sąsiednich częstotliwości jest bardziej widoczny.
Z powodu błędów oprogramowania i niewystarczającej wydajności sprzętowej niektórych bramek, połączenia PPPoE są często zrywane, a bramy są często restartowane, co powoduje częste przerwy w dostępie do Internetu dla użytkowników. Po pasywnym przerwaniu połączenia PPPoE (na przykład przerwaniu łącza transmisji uplink) każdy producent bramek ma niespójne standardy implementacji dla wykrywania portu WAN i ponownego wykonywania wybierania numeru PPPoE. Bramki niektórych producentów wykrywają raz na 20 sekund i ponownie wybierają numer dopiero po 30 nieudanych wykryciach. W rezultacie zajmuje bramce 10 minut, aby automatycznie zainicjować odtwarzanie PPPoE po pasywnym przejściu w tryb offline, co poważnie wpływa na komfort użytkowania.
Coraz więcej domowych bram użytkowników jest konfigurowanych za pomocą routerów (zwanych dalej „routerami”). Wśród tych routerów całkiem sporo obsługuje tylko 100M portów WAN lub (i) obsługuje tylko Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Routery niektórych producentów nadal mają tylko jeden z portów WAN lub protokołów Wi-Fi, które obsługują prędkości sieci gigabitowych i stają się routerami „pseudo-gigabitowymi”. Ponadto router jest podłączony do bramy za pomocą kabla sieciowego, a kabel sieciowy używany przez użytkowników jest zasadniczo kablem kategorii 5 lub super kategorii 5, który ma krótką żywotność i słabą zdolność przeciwzakłóceniową, a większość z nich obsługuje tylko prędkość 100M. Żaden z wyżej wymienionych routerów i kabli sieciowych nie jest w stanie sprostać wymaganiom ewolucji kolejnych sieci gigabitowych i super-gigabitowych. Niektóre routery często restartują się z powodu problemów z jakością produktu, co poważnie wpływa na wrażenia użytkownika.
Wi-Fi jest główną metodą zasięgu bezprzewodowego wewnątrz pomieszczeń, ale wiele domowych bramek jest umieszczanych w skrzynkach o słabym natężeniu przy drzwiach użytkownika. Ograniczony przez lokalizację skrzynki o słabym natężeniu, materiał pokrywy i skomplikowany typ domu, sygnał Wi-Fi nie jest wystarczający, aby pokryć wszystkie obszary wewnątrz pomieszczeń. Im dalej urządzenie końcowe znajduje się od punktu dostępu Wi-Fi, tym więcej przeszkód jest i tym większa jest utrata siły sygnału, co może prowadzić do niestabilnego połączenia i utraty pakietów danych.
W przypadku sieci Wi-Fi wewnątrz budynków, w której pracuje wiele urządzeń, często występują problemy z interferencją sygnałów na tej samej częstotliwości lub na sąsiednich kanałach ze względu na nierozsądne ustawienia kanału, co dodatkowo obniża przepustowość sieci Wi-Fi.
Gdy niektórzy użytkownicy łączą router z bramką, z powodu braku doświadczenia zawodowego mogą podłączyć router do portu sieciowego innej niż gigabitowa bramy lub mogą nie podłączyć kabla sieciowego ściśle, co spowoduje luźne porty sieciowe. W takich przypadkach, nawet jeśli użytkownik subskrybuje usługę gigabitową lub używa routera gigabitowego, nie może uzyskać stabilnych usług gigabitowych, co również stwarza wyzwania dla operatorów w radzeniu sobie z awariami.
Niektórzy użytkownicy mają w swoich domach zbyt wiele urządzeń podłączonych do sieci Wi-Fi (ponad 20) lub wiele aplikacji pobiera pliki z dużą prędkością w tym samym czasie, co również może powodować poważne konflikty kanałów Wi-Fi i niestabilne połączenia Wi-Fi.
Niektórzy użytkownicy korzystają ze starych terminali, które obsługują wyłącznie pasmo Wi-Fi o pojedynczej częstotliwości 2,4 GHz lub starsze protokoły Wi-Fi, przez co nie mogą uzyskać stabilnego i szybkiego dostępu do Internetu.
2. Nowe technologie poprawiające jakość sieci wewnętrznej
Usługi o dużej przepustowości i niskim opóźnieniu, takie jak wideo wysokiej rozdzielczości 4K/8K, AR/VR, edukacja online i biuro domowe, stopniowo stają się sztywnymi potrzebami użytkowników domowych. Stawia to wyższe wymagania dotyczące jakości domowej sieci szerokopasmowej, zwłaszcza jakości domowej sieci szerokopasmowej w pomieszczeniach. Istniejąca domowa sieć szerokopasmowa w pomieszczeniach oparta na technologii FTTH (Fiber To The House, światłowód do domu) była trudna do spełnienia powyższych wymagań. Jednak technologie Wi-Fi 6 i FTTR mogą lepiej spełnić powyższe wymagania dotyczące usług i powinny zostać wdrożone na dużą skalę tak szybko, jak to możliwe.
Wi-Fi 6
W 2019 roku Wi-Fi Alliance nadało technologii 802.11ax nazwę Wi-Fi 6, a poprzednim technologiom 802.11ax i 802.11n nadało nazwy odpowiednio Wi-Fi 5 i Wi-Fi 4.
Wi-Fi 6 wprowadza OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output, technologia multi-user multiple-input multiple-output), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation, kwadraturowa modulacja amplitudy) i inne nowe technologie, teoretyczna maksymalna szybkość pobierania może osiągnąć 9,6 Gbit/s. W porównaniu z najpopularniejszymi w branży technologiami Wi-Fi 4 i Wi-Fi 5 ma wyższą szybkość transmisji, większą możliwość współbieżności, mniejsze opóźnienie usługi, szerszy zasięg i mniejsze zużycie energii końcowej.
Technologia FTTR
FTTR odnosi się do wdrażania w domach całkowicie optycznych bram i podurządzeń na bazie FTTH oraz realizacji zasięgu komunikacji światłowodowej do pomieszczeń użytkowników za pomocą technologii PON.
Główna brama FTTR jest rdzeniem sieci FTTR. Jest połączona w górę z OLT, aby zapewnić światłowód do domu, i w dół, aby zapewnić porty optyczne do łączenia wielu bram podrzędnych FTTR. Brama podrzędna FTTR komunikuje się z urządzeniem końcowym za pośrednictwem interfejsów Wi-Fi i Ethernet, zapewnia funkcję pomostową do przesyłania danych urządzenia końcowego do bramy głównej i akceptuje zarządzanie i kontrolę nad główną bramą FTTR. Sieć FTTR jest pokazana na rysunku.
W porównaniu z tradycyjnymi metodami, takimi jak sieci kablowe, sieci linii energetycznych i sieci bezprzewodowe, sieci FTTR mają następujące zalety.
Po pierwsze, sprzęt sieciowy ma lepszą wydajność i większą przepustowość. Połączenie światłowodowe między bramą główną a bramą podrzędną może naprawdę rozszerzyć gigabitową przepustowość na każdy pokój użytkownika i poprawić jakość domowej sieci użytkownika pod każdym względem. Sieć FTTR ma więcej zalet w zakresie przepustowości transmisji i stabilności.
Drugim jest lepszy zasięg Wi-Fi i wyższa jakość. Wi-Fi 6 to standardowa konfiguracja bram FTTR, a zarówno brama główna, jak i brama podrzędna mogą zapewniać połączenia Wi-Fi, skutecznie poprawiając stabilność sieci Wi-Fi i siłę zasięgu sygnału.
Na jakość intranetu sieci domowej wpływają takie czynniki, jak układ sieci domowej, sprzęt użytkownika i terminale użytkownika. Dlatego znalezienie i zlokalizowanie złej jakości sieci domowej jest trudnym problemem w sieci na żywo. Każda firma komunikacyjna lub dostawca usług sieciowych przedstawia odpowiednio własne rozwiązanie. Na przykład rozwiązania techniczne do oceny jakości intranetu sieci domowej i lokalizowania złej jakości; dalsze badanie zastosowania technologii big data i sztucznej inteligencji w dziedzinie poprawy jakości domowych sieci szerokopasmowych w pomieszczeniach; promowanie zastosowania technologii FTTR i Wi-Fi 6 Szeroka baza jakości sieci i więcej.
Czas publikacji: 26-05-2023
