Basert på årelang forskning og utviklingserfaring innen internettutstyr, diskuterte vi teknologier og løsninger for kvalitetssikring av innendørs bredbåndsnettverk i hjemmet. Først analyserer den den nåværende situasjonen for kvaliteten på innendørs bredbåndsnettverk i hjemmet, og oppsummerer ulike faktorer som fiberoptikk, gatewayer, rutere, Wi-Fi og brukeroperasjoner som forårsaker problemer med kvaliteten på innendørs bredbåndsnettverk i hjemmet. For det andre vil de nye teknologiene for innendørs nettverksdekning, merket som Wi-Fi 6 og FTTR (Fiber To The Room), bli introdusert.
1. Analyse av kvalitetsproblemer med innendørs bredbåndsnettverk i hjemmet
I FTTH-prosessen (fiber-to-home) kan den optiske effekten som mottas av gatewayen være lav og bitfeilraten være høy på grunn av påvirkningen av optisk overføringsavstand, optisk splitting og tap av tilkoblingsenheter, samt bøying av optiske fibre, noe som resulterer i en økning i pakketapsraten for overføring av øvre lags tjenester. Hastigheten synker.
Imidlertid er maskinvareytelsen til gamle gatewayer generelt lav, og problemer som høy CPU- og minnebruk og overoppheting av utstyr er utsatt for å oppstå, noe som resulterer i unormale omstarter og krasj av gatewayer. Gamle gatewayer støtter vanligvis ikke gigabit-nettverkshastigheter, og noen gamle gatewayer har også problemer som utdaterte brikker, noe som fører til et stort gap mellom den faktiske hastighetsverdien for nettverkstilkoblingen og den teoretiske verdien, noe som ytterligere begrenser muligheten for å forbedre brukerens onlineopplevelse. For tiden opptar de gamle smarthjem-gatewayene som har blitt brukt i 3 år eller mer på det aktive nettverket fortsatt en viss andel og må byttes ut.
2,4 GHz-frekvensbåndet er ISM-frekvensbåndet (Industrial-Scientific-Medical). Det brukes som et vanlig frekvensbånd for radiostasjoner som trådløse lokalnettverk, trådløse tilgangssystemer, Bluetooth-systemer, punkt-til-punkt- eller punkt-til-multipunkt spredt spektrum-kommunikasjonssystemer, med få frekvensressurser og begrenset båndbredde. For tiden er det fortsatt en viss andel gatewayer som støtter 2,4 GHz Wi-Fi-frekvensbåndet i det eksisterende nettverket, og problemet med interferens mellom kofrekvenser/tilstøtende frekvenser er mer fremtredende.
På grunn av programvarefeil og utilstrekkelig maskinvareytelse for noen gatewayer, blir PPPoE-tilkoblinger ofte brutt og gatewayer startes på nytt, noe som resulterer i hyppige avbrudd i internettilgangen for brukere. Etter at PPPoE-tilkoblingen er passivt avbrutt (for eksempel hvis opplinkoverføringslenken er avbrutt), har hver gatewayprodusent inkonsistente implementeringsstandarder for WAN-portdeteksjon og ny utførelse av PPPoE-oppringing. Noen produsenters gatewayer oppdager én gang hvert 20. sekund og ringer bare opp igjen etter 30 mislykkede deteksjoner. Som et resultat tar det 10 minutter før gatewayen automatisk starter PPPoE-avspilling etter passiv offline-avspilling, noe som påvirker brukeropplevelsen alvorlig.
Flere og flere brukeres hjemmegatewayer er konfigurert med rutere (heretter referert til som «rutere»). Blant disse ruterne støtter ganske mange bare 100M WAN-porter, eller (og) bare Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Noen produsenters rutere har fortsatt bare én av WAN-portene eller Wi-Fi-protokollene som støtter Gigabit-nettverkshastigheter, og blir «pseudo-Gigabit»-rutere. I tillegg er ruteren koblet til gatewayen via en nettverkskabel, og nettverkskabelen som brukes av brukerne er i utgangspunktet en kategori 5- eller superkategori 5-kabel, som har kort levetid og svak anti-interferensevne, og de fleste av dem støtter bare 100M hastighet. Ingen av de ovennevnte ruterne og nettverkskablene kan oppfylle utviklingskravene til påfølgende gigabit- og super-gigabit-nettverk. Noen rutere starter ofte på nytt på grunn av problemer med produktkvaliteten, noe som påvirker brukeropplevelsen alvorlig.
Wi-Fi er den viktigste metoden for trådløs dekning innendørs, men mange hjemmegatewayer plasseres i svakstrømsbokser ved brukerens dør. Begrenset av plasseringen av svakstrømsboksen, materialet på dekselet og den kompliserte hustypen, er ikke Wi-Fi-signalet nok til å dekke alle innendørsområder. Jo lenger unna Wi-Fi-tilgangspunktet terminalenheten er, desto flere hindringer er det, og desto større tap av signalstyrke, noe som kan føre til ustabil forbindelse og tap av datapakker.
Ved innendørs nettverksbygging av flere Wi-Fi-enheter oppstår ofte problemer med interferens med samme frekvens og tilstøtende kanaler på grunn av urimelige kanalinnstillinger, noe som reduserer Wi-Fi-hastigheten ytterligere.
Når noen brukere kobler ruteren til gatewayen, kan det hende at de på grunn av manglende yrkeserfaring kobler ruteren til gatewayens ikke-gigabit-nettverksport, eller at nettverkskabelen ikke er ordentlig koblet til, noe som resulterer i løse nettverksporter. I slike tilfeller, selv om brukeren abonnerer på gigabit-tjenesten eller bruker en gigabit-ruter, kan vedkommende ikke få stabile gigabit-tjenester, noe som også medfører utfordringer for operatører med å håndtere feil.
Noen brukere har for mange enheter koblet til Wi-Fi hjemme (mer enn 20), eller flere apper laster ned filer i høy hastighet samtidig, noe som også vil føre til alvorlige Wi-Fi-kanalkonflikter og ustabile Wi-Fi-tilkoblinger.
Noen brukere bruker gamle terminaler som bare støtter enkeltfrekvens Wi-Fi 2,4 GHz-frekvensbånd eller eldre Wi-Fi-protokoller, slik at de ikke kan få en stabil og rask internettopplevelse.
2. Nye teknologier for å forbedre kvaliteten på innendørs nettverk
Tjenester med høy båndbredde og lav latens, som 4K/8K HD-video, AR/VR, nettbasert utdanning og hjemmekontor, blir gradvis strengere behov for hjemmebrukere. Dette stiller høyere krav til kvaliteten på bredbåndsnettverket hjemme, spesielt kvaliteten på bredbåndsnettverket hjemme innendørs. Det eksisterende bredbåndsnettverket hjemme innendørs basert på FTTH-teknologi (Fiber To The House, fiber to the home) har vist seg vanskelig å oppfylle kravene ovenfor. Wi-Fi 6- og FTTR-teknologier kan imidlertid bedre oppfylle kravene ovenfor og bør distribueres i stor skala så snart som mulig.
Wi-Fi 6
I 2019 kalte Wi-Fi Alliance 802.11ax-teknologien Wi-Fi 6, og de tidligere 802.11ax- og 802.11n-teknologiene henholdsvis Wi-Fi 5 og Wi-Fi 4.
Wi-Fi 6 introduserer OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output, multi-user multiple-input multiple-output technology), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation, kvadraturamplitudemodulasjon) og andre nye teknologier, og den teoretiske maksimale nedlastingshastigheten kan nå 9,6 Gbit/s. Sammenlignet med de mest brukte Wi-Fi 4- og Wi-Fi 5-teknologiene i bransjen, har den høyere overføringshastighet, større samtidighetskapasitet, lavere tjenesteforsinkelse, bredere dekning og mindre strømforbruk for terminalen.
FTTR-teknologi
FTTR refererer til utplassering av helgeoptiske gatewayer og underenheter i hjem basert på FTTH, og realisering av optisk fiberkommunikasjonsdekning til brukerrom gjennom PON-teknologi.
FTTR-hovedgatewayen er kjernen i FTTR-nettverket. Den er koblet oppover til OLT-en for å gi fiber til hjemmet, og nedover for å gi optiske porter for å koble til flere FTTR-slavegatewayer. FTTR-slavegatewayen kommuniserer med terminalutstyret via Wi-Fi- og Ethernet-grensesnitt, tilbyr en brofunksjon for å videresende data fra terminalutstyret til hovedgatewayen, og aksepterer administrasjon og kontroll av FTTR-hovedgatewayen. FTTR-nettverket er vist i figuren.
Sammenlignet med tradisjonelle metoder som nettverkskabler, strømnettverk og trådløse nettverk, har FTTR-nettverk følgende fordeler.
For det første har nettverksutstyret bedre ytelse og høyere båndbredde. Den optiske fiberforbindelsen mellom master-gatewayen og slave-gatewayen kan virkelig utvide gigabit-båndbredden til alle brukerens rom, og forbedre kvaliteten på brukerens hjemmenettverk på alle måter. FTTR-nettverket har flere fordeler når det gjelder overføringsbåndbredde og stabilitet.
Det andre er bedre Wi-Fi-dekning og høyere kvalitet. Wi-Fi 6 er standardkonfigurasjonen for FTTR-gatewayer, og både master-gatewayen og slave-gatewayen kan tilby Wi-Fi-tilkoblinger, noe som effektivt forbedrer stabiliteten til Wi-Fi-nettverket og signaldekningsstyrken.
Kvaliteten på hjemmenettverkets intranett påvirkes av faktorer som hjemmenettverkets layout, brukerutstyr og brukerterminaler. Derfor er det vanskelig å finne og lokalisere dårlig kvalitet på hjemmenettverket i det aktive nettverket. Hvert kommunikasjonsselskap eller nettverksleverandør presenterer sin egen løsning. For eksempel tekniske løsninger for å evaluere kvaliteten på hjemmenettverkets intranett og lokalisere dårlig kvalitet; fortsette å utforske bruken av stordata og kunstig intelligens-teknologi innen forbedring av kvaliteten på innendørs bredbåndsnettverk i hjemmet; fremme bruken av FTTR- og Wi-Fi 6-teknologi Bred nettverkskvalitetsbase og mer.
Publisert: 26. mai 2023
