Baserat på många års forskning och utvecklingserfarenhet inom internetutrustning diskuterade vi tekniker och lösningar för kvalitetssäkring av bredbandsnätverk i hemmet. Först analyseras den nuvarande situationen för kvaliteten på bredbandsnätverk i hemmet och sammanfattas olika faktorer som fiberoptik, gateways, routrar, Wi-Fi och användaråtgärder som orsakar problem med kvaliteten på bredbandsnätverket i hemmet. För det andra introduceras de nya teknikerna för täckning av inomhusnätverk, som kännetecknas av Wi-Fi 6 och FTTR (Fiber To The Room).
1. Analys av kvalitetsproblem med bredbandsnätverk i hemmet
I processen attFTTH(fiber-till-hem), på grund av påverkan av optiskt överföringsavstånd, optisk delning och förlust av anslutningsenheter, samt optisk fiberböjning, kan den optiska effekten som tas emot av gatewayen vara låg och bitfelsfrekvensen kan vara hög, vilket resulterar i en ökning av paketförlustfrekvensen för överföring av övre lagertjänster, vilket sjunker.
Hårdvaruprestandan hos gamla gateways är dock generellt sett låg, och problem som hög CPU- och minnesanvändning och överhettning av utrustning är benägna att uppstå, vilket resulterar i onormala omstarter och krascher av gateways. Gamla gateways stöder i allmänhet inte gigabit-nätverkshastigheter, och vissa gamla gateways har också problem som föråldrade chips, vilket leder till ett stort gap mellan nätverksanslutningens faktiska hastighetsvärde och det teoretiska värdet, vilket ytterligare begränsar möjligheten att förbättra användarens onlineupplevelse. För närvarande upptar de gamla smarta hem-gateways som har använts i 3 år eller mer i det aktiva nätverket fortfarande en viss andel och behöver bytas ut.
2,4 GHz-frekvensbandet är ISM-frekvensbandet (Industrial-Scientific-Medical). Det används som ett vanligt frekvensband för radiostationer som trådlösa lokala nätverk, trådlösa åtkomstsystem, Bluetooth-system, punkt-till-punkt- eller punkt-till-multipunkt-spridningsspektrumkommunikationssystem, med få frekvensresurser och begränsad bandbredd. För närvarande finns det fortfarande en viss andel gateways som stöder 2,4 GHz Wi-Fi-frekvensbandet i det befintliga nätverket, och problemet med interferens mellan kofrekvenser/angränsande frekvenser är mer framträdande.
På grund av programvarufel och otillräcklig hårdvaruprestanda hos vissa gateways bryts PPPoE-anslutningar ofta och gateways startas om ofta, vilket resulterar i frekventa avbrott i internetåtkomsten för användare. Efter att PPPoE-anslutningen passivt avbrutits (till exempel om upplänksöverföringen avbryts) har varje gateway-tillverkare inkonsekventa implementeringsstandarder för WAN-portdetektering och omutförande av PPPoE-uppringning. Vissa tillverkares gateways detekterar en gång var 20:e sekund och ringer upp igen först efter 30 misslyckade detekteringar. Som ett resultat tar det 10 minuter för gatewayen att automatiskt initiera PPPoE-uppspelning efter att passivt ha gått offline, vilket allvarligt påverkar användarupplevelsen.
Fler och fler användares hemgateways är konfigurerade med routrar (nedan kallade ”routrar”). Bland dessa routrar stöder ett antal endast 100M WAN-portar, eller (och) endast Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Vissa tillverkares routrar har fortfarande bara en av WAN-portarna eller Wi-Fi-protokollen som stöder Gigabit-nätverkshastigheter och blir "pseudo-Gigabit"-routrar. Dessutom är routern ansluten till gatewayen via en nätverkskabel, och nätverkskabeln som används av användarna är i grunden en kategori 5- eller superkategori 5-kabel, som har kort livslängd och svag störningsförmåga, och de flesta av dem stöder bara 100M-hastighet. Ingen av de ovan nämnda routrarna och nätverkskablarna kan uppfylla de efterföljande gigabit- och super-gigabit-nätverkens utvecklingskrav. Vissa routrar startar om ofta på grund av problem med produktkvaliteten, vilket allvarligt påverkar användarupplevelsen.
Wi-Fi är den huvudsakliga metoden för trådlös täckning inomhus, men många hemgateways placeras i svagströmsdosor vid användarens dörr. Begränsat av svagströmsdosans placering, skyddets material och den komplicerade hustypen, räcker inte Wi-Fi-signalen för att täcka alla inomhusområden. Ju längre bort terminalenheten är från Wi-Fi-åtkomstpunkten, desto fler hinder finns det och desto större förlust av signalstyrka, vilket kan leda till instabil anslutning och datapaketförlust.
Vid inomhusnätverk med flera Wi-Fi-enheter uppstår ofta problem med störningar på samma frekvens och intilliggande kanaler på grund av orimliga kanalinställningar, vilket ytterligare minskar Wi-Fi-hastigheten.
När vissa användare ansluter routern till gatewayen kan de, på grund av bristande yrkeserfarenhet, ansluta routern till gatewayens icke-gigabit-nätverksport, eller så kan de inte ansluta nätverkskabeln ordentligt, vilket resulterar i lösa nätverksportar. I dessa fall, även om användaren prenumererar på gigabittjänsten eller använder en gigabitrouter, kan hen inte få stabila gigabittjänster, vilket också medför utmaningar för operatörer att hantera fel.
Vissa användare har för många enheter anslutna till Wi-Fi i sina hem (mer än 20) eller så laddar flera appar ner filer i hög hastighet samtidigt, vilket också orsakar allvarliga Wi-Fi-kanalkonflikter och instabila Wi-Fi-anslutningar.
Vissa användare använder gamla terminaler som bara stöder Wi-Fi med en frekvens på 2,4 GHz-frekvensbandet eller äldre Wi-Fi-protokoll, så de kan inte få en stabil och snabb internetupplevelse.
2. Ny teknik för att förbättra inomhusnätverketQkvalitet
Tjänster med hög bandbredd och låg latens, såsom 4K/8K HD-video, AR/VR, onlineutbildning och hemmakontor, blir gradvis mer och mer stränga behov hos hemmaanvändare. Detta ställer högre krav på kvaliteten på bredbandsnätverket i hemmet, särskilt på bredbandsnätverket inomhus. Det befintliga bredbandsnätverket för hemmet, baserat på FTTH-teknik (Fiber To The House, fiber to the home), har haft svårt att uppfylla ovanstående krav. Wi-Fi 6- och FTTR-tekniker kan dock bättre uppfylla ovanstående tjänstekrav och bör driftsättas i stor skala så snart som möjligt.
Wi-Fi 6
År 2019 döpte Wi-Fi Alliance 802.11ax-tekniken till Wi-Fi 6, och de tidigare 802.11ax- och 802.11n-teknikerna till Wi-Fi 5 respektive Wi-Fi 4.
Wi-Fi 6Introducerar 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-teknik), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation, kvadraturamplitudmodulation) och andra nya tekniker, kan den teoretiska maximala nedladdningshastigheten nå 9,6 Gbit/s. Jämfört med de mest använda Wi-Fi 4- och Wi-Fi 5-teknikerna i branschen har den högre överföringshastighet, större samtidighetskapacitet, lägre servicefördröjning, bredare täckning och mindre terminalströmförbrukning.
FTTRTteknologi
FTTR avser utbyggnaden av helt optiska gateways och underenheter i hem baserat på FTTH, och realiseringen av fiberoptisk kommunikationstäckning till användarrum genomPONteknologi.
FTTR-huvudgatewayen är kärnan i FTTR-nätverket. Den är ansluten uppåt till OLT:n för att tillhandahålla fiber till hemmet, och nedåt för att tillhandahålla optiska portar för att ansluta flera FTTR-slavgateways. FTTR-slavgatewayen kommunicerar med terminalutrustningen via Wi-Fi- och Ethernet-gränssnitt, tillhandahåller en bryggfunktion för att vidarebefordra data från terminalutrustningen till huvudgatewayen och hanterar och kontrollerar FTTR-huvudgatewayen. FTTR-nätverket visas i figuren.
Jämfört med traditionella metoder som nätverkskabelnätverk, kraftledningsnätverk och trådlösa nätverk har FTTR-nätverk följande fördelar.
För det första har nätverksutrustningen bättre prestanda och högre bandbredd. Den optiska fiberanslutningen mellan master-gatewayen och slav-gatewayen kan verkligen utöka gigabitbandbredden till varje användares rum och förbättra kvaliteten på användarens hemnätverk i alla avseenden. FTTR-nätverket har fler fördelar vad gäller överföringsbandbredd och stabilitet.
Det andra är bättre Wi-Fi-täckning och högre kvalitet. Wi-Fi 6 är standardkonfigurationen för FTTR-gateways, och både mastergatewayen och slavegatewayen kan tillhandahålla Wi-Fi-anslutningar, vilket effektivt förbättrar stabiliteten i Wi-Fi-nätverket och signaltäckningens styrka.
Kvaliteten på hemnätverkets intranät påverkas av faktorer som hemnätverkets layout, användarutrustning och användarterminaler. Därför är det svårt att hitta och lokalisera dålig kvalitet på hemnätverket i ett aktivt nätverk. Varje kommunikationsföretag eller nätverksleverantör presenterar sina egna lösningar. Till exempel tekniska lösningar för att utvärdera kvaliteten på hemnätverkets intranät och lokalisera dålig kvalitet; fortsätta utforska tillämpningen av big data och artificiell intelligens för att förbättra kvaliteten på bredbandsnätverk i hemmet inomhus; främja tillämpningen av FTTR och Wi-Fi 6-teknik, bred nätverkskvalitetsbas och mer.
Publiceringstid: 8 maj 2023