Istraživanje problema kvalitete kućne širokopojasne unutarnje mreže

Na temelju godina istraživanja i iskustva u razvoju internetske opreme, razgovarali smo o tehnologijama i rješenjima za osiguranje kvalitete kućne širokopojasne unutarnje mreže. Prvo, analizira trenutnu situaciju kvalitete kućne širokopojasne unutarnje mreže i sažima različite čimbenike kao što su optička vlakna, pristupnici, usmjerivači, Wi-Fi i radnje korisnika koji uzrokuju probleme s kvalitetom kućne širokopojasne unutarnje mreže. Drugo, bit će predstavljene nove tehnologije pokrivanja unutarnje mreže koje obilježavaju Wi-Fi 6 i FTTR (Fiber To The Room).

1. Analiza problema kvalitete kućne širokopojasne unutarnje mreže

U procesu FTTH (fiber-to-home), zbog utjecaja udaljenosti optičkog prijenosa, optičkog razdvajanja i gubitka uređaja za povezivanje te savijanja optičkih vlakana, optička snaga koju prima pristupnik može biti niska, a stopa pogreške bita može biti visok, što rezultira povećanjem stope gubitka paketa prijenosa usluge višeg sloja. , stopa pada.

Međutim, performanse hardvera starih pristupnika općenito su niske, a problemi poput velike upotrebe CPU-a i memorije te pregrijavanja opreme su skloni pojavi, što rezultira abnormalnim ponovnim pokretanjem i padovima pristupnika. Stari gatewayi uglavnom ne podržavaju gigabitne mrežne brzine, a neki stari gatewayi također imaju problema kao što su zastarjeli čipovi, što dovodi do velikog jaza između stvarne vrijednosti brzine mrežne veze i teorijske vrijednosti, što dodatno ograničava mogućnost poboljšanja online iskustvo korisnika. Trenutačno, stari pristupnici pametne kuće koji su korišteni 3 godine ili više na živoj mreži još uvijek zauzimaju određeni udio i potrebno ih je zamijeniti.

Frekvencijski pojas od 2,4 GHz je ISM (Industrijsko-znanstveno-medicinski) frekvencijski pojas. Koristi se kao zajednički frekvencijski pojas za radio postaje kao što su bežična lokalna mreža, bežični pristupni sustav, Bluetooth sustav, komunikacijski sustav proširenog spektra od točke do točke ili od točke do više točaka, s malo frekvencijskih resursa i ograničenom propusnošću. Trenutačno još uvijek postoji određeni udio pristupnika koji podržavaju Wi-Fi frekvencijski pojas od 2,4 GHz u postojećoj mreži, a problem ko-frekvencije/susjednih frekvencijskih smetnji je izraženiji.

Zbog softverskih grešaka i nedovoljne hardverske izvedbe nekih gatewaya, PPPoE veze se često prekidaju i gatewayi se često ponovno pokreću, što rezultira čestim prekidima pristupa internetu za korisnike. Nakon što se PPPoE veza pasivno prekine (na primjer, prekine se uzlazna prijenosna veza), svaki proizvođač pristupnika ima nedosljedne standarde implementacije za otkrivanje WAN priključka i ponovno izvođenje PPPoE biranja. Gatewayi nekih proizvođača otkrivaju svakih 20 sekundi i ponovno biraju tek nakon 30 neuspješnih otkrivanja. Kao rezultat toga, pristupniku je potrebno 10 minuta da automatski pokrene PPPoE reprodukciju nakon pasivnog isključivanja, što ozbiljno utječe na korisničko iskustvo.

Sve više i više kućnih pristupnika korisnika konfigurirano je s usmjerivačima (u daljnjem tekstu „usmjerivači”). Među tim usmjerivačima dosta njih podržava samo 100M WAN portove ili (i) podržava samo Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).

Usmjerivači nekih proizvođača još uvijek imaju samo jedan od WAN priključaka ili Wi-Fi protokola koji podržavaju gigabitne mrežne brzine i postaju "pseudo-gigabitni" usmjerivači. Osim toga, usmjerivač je povezan s pristupnikom putem mrežnog kabela, a mrežni kabel koji koriste korisnici u osnovi je kabel kategorije 5 ili super kategorije 5, koji ima kratak životni vijek i slabu sposobnost zaštite od smetnji, a većina njih samo podržava brzinu od 100M. Niti jedan od gore spomenutih usmjerivača i mrežnih kabela ne može ispuniti zahtjeve razvoja kasnijih gigabitnih i super-gigabitnih mreža. Neki se usmjerivači često ponovno pokreću zbog problema s kvalitetom proizvoda, što ozbiljno utječe na korisničko iskustvo.

Wi-Fi je glavna metoda bežične pokrivenosti u zatvorenom prostoru, ali mnogi kućni pristupnici smješteni su u kutije sa slabom strujom na vratima korisnika. Ograničen položajem kutije slabe struje, materijalom poklopca i kompliciranom vrstom kuće, Wi-Fi signal nije dovoljan za pokrivanje svih unutarnjih prostora. Što je terminalni uređaj dalje od Wi-Fi pristupne točke, to je više prepreka i veći je gubitak snage signala, što može dovesti do nestabilne veze i gubitka paketa podataka.

U slučaju unutarnjeg umrežavanja višestrukih Wi-Fi uređaja, često se javljaju problemi smetnji na istoj frekvenciji i susjednim kanalima zbog nerazumnih postavki kanala, što dodatno smanjuje brzinu Wi-Fi veze.

Kada neki korisnici spoje usmjerivač na pristupnik, zbog nedostatka profesionalnog iskustva, mogu spojiti usmjerivač na ne-gigabitni mrežni priključak pristupnika ili možda neće čvrsto spojiti mrežni kabel, što će rezultirati labavim mrežnim priključcima. U tim slučajevima, čak i ako se korisnik pretplati na gigabitnu uslugu ili koristi gigabitni router, ne može dobiti stabilne gigabitne usluge, što također nosi izazove za operatere u rješavanju kvarova.

Neki korisnici imaju previše uređaja spojenih na Wi-Fi u svojim domovima (više od 20) ili više aplikacija istovremeno preuzima datoteke velikom brzinom, što će također uzrokovati ozbiljne sukobe Wi-Fi kanala i nestabilne Wi-Fi veze.

Neki korisnici koriste stare terminale koji podržavaju samo jednofrekventni Wi-Fi frekvencijski pojas od 2,4 GHz ili starije Wi-Fi protokole, tako da ne mogu dobiti stabilno i brzo internetsko iskustvo.

2. Nove tehnologije za poboljšanje kvalitete unutarnje mreže

Usluge velike propusnosti i niske latencije kao što su 4K/8K video visoke razlučivosti, AR/VR, online obrazovanje i kućni ured postupno postaju krute potrebe kućnih korisnika. Ovo postavlja veće zahtjeve za kvalitetu kućne širokopojasne mreže, posebno kvalitetu kućne širokopojasne unutarnje mreže. Postojeća kućna širokopojasna unutarnja mreža temeljena na tehnologiji FTTH (Fiber To The House, optičko vlakno do kuće) teško je ispunila gore navedene zahtjeve. Međutim, tehnologije Wi-Fi 6 i FTTR mogu bolje ispuniti gore navedene zahtjeve usluga i trebale bi biti implementirane u velikoj mjeri što je prije moguće.

Wi-Fi 6

Godine 2019. Wi-Fi Alliance nazvao je 802.11ax tehnologiju Wi-Fi 6, a prethodne 802.11ax i 802.11n tehnologije nazvao je Wi-Fi 5 odnosno Wi-Fi 4.

Wi-Fi 6 predstavlja OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output, multi-user Multi-Input Multiple-Output tehnologija), 1024QAM (Kvadraturna amplituda Modulacija, kvadraturna amplitudna modulacija) i druge nove tehnologije, teoretska najveća brzina preuzimanja može doseći 9,6 Gbit/s. U usporedbi s najčešće korištenim tehnologijama Wi-Fi 4 i Wi-Fi 5 u industriji, ima veću brzinu prijenosa, veću sposobnost istovremenosti, manje kašnjenje usluge, veću pokrivenost i manju snagu terminala. potrošnja.

FTTR tehnologija

FTTR se odnosi na implementaciju potpuno optičkih pristupnika i pod-uređaja u domovima na temelju FTTH-a, te ostvarivanje komunikacijske pokrivenosti optičkim vlaknima do korisničkih soba putem PON tehnologije.

Glavni pristupnik FTTR jezgra je FTTR mreže. Povezan je prema gore s OLT-om kako bi omogućio fiber-to-the-home, a prema dolje kako bi omogućio optičke priključke za povezivanje više FTTR podređenih pristupnika. FTTR podređeni pristupnik komunicira s terminalnom opremom putem Wi-Fi i Ethernet sučelja, pruža funkciju premošćivanja za prosljeđivanje podataka terminalne opreme glavnom pristupniku i prihvaća upravljanje i kontrolu glavnog FTTR pristupnika. FTTR umrežavanje prikazano je na slici.

U usporedbi s tradicionalnim metodama kao što su umrežavanje mrežnim kabelom, umrežavanje dalekovodom i bežično umrežavanje, FTTR mreže imaju sljedeće prednosti.

Prvo, mrežna oprema ima bolje performanse i veću propusnost. Veza s optičkim vlaknima između glavnog pristupnika i podređenog pristupnika može stvarno proširiti gigabitnu propusnost u svaku prostoriju korisnika i poboljšati kvalitetu korisničke kućne mreže u svim aspektima. FTTR mreža ima više prednosti u prijenosnoj propusnosti i stabilnosti.

Drugi je bolja Wi-Fi pokrivenost i veća kvaliteta. Wi-Fi 6 je standardna konfiguracija FTTR pristupnika, a i glavni i podređeni pristupnik mogu pružiti Wi-Fi veze, učinkovito poboljšavajući stabilnost Wi-Fi umrežavanja i jačinu pokrivenosti signalom.

Na kvalitetu intraneta kućne mreže utječu čimbenici kao što su izgled kućne mreže, korisnička oprema i korisnički terminali. Stoga je pronalaženje i lociranje loše kvalitete kućne mreže težak problem na mreži uživo. Svaka komunikacijska tvrtka ili pružatelj mrežnih usluga nudi vlastito rješenje. Na primjer, tehnička rješenja za procjenu kvalitete intraneta kućne mreže i lociranje loše kvalitete; nastaviti istraživati ​​primjenu tehnologije velikih podataka i umjetne inteligencije u području poboljšanja kvalitete kućnih širokopojasnih unutarnjih mreža; promovirati primjenu FTTR i Wi-Fi 6 tehnologije Široka baza kvalitete mreže i više.