Основываясь на многолетнем опыте исследований и разработок в области интернет-оборудования, мы обсудили технологии и решения для обеспечения качества домашней широкополосной внутренней сети. Во-первых, анализируется текущая ситуация с качеством домашней широкополосной внутренней сети и обобщаются различные факторы, такие как оптоволокно, шлюзы, маршрутизаторы, Wi-Fi и пользовательские операции, которые вызывают проблемы с качеством домашней широкополосной внутренней сети. Во-вторых, будут представлены новые технологии покрытия внутренней сети, обозначенные Wi-Fi 6 и FTTR (Fiber To The Room).
1. Анализ проблем качества домашней широкополосной внутренней сети
В процессеFTTH(оптоволокно-дом) из-за влияния расстояния оптической передачи, оптического разделения и потерь в соединительном устройстве, а также изгиба оптического волокна оптическая мощность, принимаемая шлюзом, может быть низкой, а частота ошибок по битам может быть высокой, что приводит к увеличению частоты потерь пакетов при передаче услуг верхнего уровня, скорость падает.
Однако производительность оборудования старых шлюзов, как правило, низкая, и такие проблемы, как высокая загрузка ЦП и памяти, а также перегрев оборудования, могут возникать, что приводит к ненормальным перезапускам и сбоям шлюзов. Старые шлюзы, как правило, не поддерживают гигабитные скорости сети, а некоторые старые шлюзы также имеют такие проблемы, как устаревшие чипы, которые приводят к большому разрыву между фактическим значением скорости сетевого соединения и теоретическим значением, что еще больше ограничивает возможность улучшения онлайн-опыта пользователя. В настоящее время старые шлюзы для умных домов, которые использовались в течение 3 лет и более в живой сети, все еще занимают определенную долю и нуждаются в замене.
Диапазон частот 2,4 ГГц — это диапазон частот ISM (Industrial-Scientific-Medical). Он используется в качестве общего диапазона частот для радиостанций, таких как беспроводная локальная сеть, система беспроводного доступа, система Bluetooth, система связи точка-точка или точка-многоточка с расширенным спектром, с небольшими частотными ресурсами и ограниченной полосой пропускания. В настоящее время в существующей сети все еще есть определенная доля шлюзов, поддерживающих диапазон частот Wi-Fi 2,4 ГГц, и проблема помех на соседней/совпадающей частоте становится более заметной.
Из-за программных ошибок и недостаточной производительности оборудования некоторых шлюзов соединения PPPoE часто обрываются, а шлюзы часто перезапускаются, что приводит к частому прерыванию доступа пользователей в Интернет. После пассивного прерывания соединения PPPoE (например, прерывания восходящей линии связи) каждый производитель шлюзов имеет непоследовательные стандарты реализации для обнаружения порта WAN и повторного выполнения набора PPPoE. Шлюзы некоторых производителей обнаруживают раз в 20 секунд и перезванивают только после 30 неудачных обнаружений. В результате шлюзу требуется 10 минут, чтобы автоматически инициировать повтор PPPoE после пассивного перехода в автономный режим, что серьезно влияет на пользовательский опыт.
Все больше домашних шлюзов пользователей настраиваются с помощью маршрутизаторов (далее именуемых «маршрутизаторами»). Среди этих маршрутизаторов довольно много поддерживают только порты WAN 100M или (и) поддерживают только Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Маршрутизаторы некоторых производителей по-прежнему имеют только один из портов WAN или протоколов Wi-Fi, поддерживающих гигабитные сетевые скорости, и становятся «псевдогигабитными» маршрутизаторами. Кроме того, маршрутизатор подключается к шлюзу через сетевой кабель, а сетевой кабель, используемый пользователями, в основном представляет собой кабель категории 5 или суперкатегории 5, который имеет короткий срок службы и слабую помехоустойчивость, и большинство из них поддерживают только скорость 100M. Ни один из вышеупомянутых маршрутизаторов и сетевых кабелей не может соответствовать требованиям эволюции последующих гигабитных и супергигабитных сетей. Некоторые маршрутизаторы часто перезагружаются из-за проблем с качеством продукции, что серьезно влияет на пользовательский опыт.
Wi-Fi является основным методом беспроводного покрытия внутри помещений, но многие домашние шлюзы размещаются в слаботочных коробках у двери пользователя. Ограниченный местоположением слаботочной коробки, материалом крышки и сложным типом дома, сигнал Wi-Fi недостаточен для покрытия всех внутренних зон. Чем дальше конечное устройство от точки доступа Wi-Fi, тем больше препятствий и тем больше потеря мощности сигнала, что может привести к нестабильному соединению и потере пакетов данных.
В случае создания внутренней сети из нескольких устройств Wi-Fi часто возникают проблемы с помехами на одной частоте и соседних каналах из-за необоснованных настроек каналов, что еще больше снижает скорость Wi-Fi.
Когда некоторые пользователи подключают маршрутизатор к шлюзу, из-за отсутствия профессионального опыта они могут подключить маршрутизатор к негигабитному сетевому порту шлюза или могут неплотно подключить сетевой кабель, что приводит к свободным сетевым портам. В этих случаях, даже если пользователь подписан на гигабитный сервис или использует гигабитный маршрутизатор, он не может получить стабильные гигабитные сервисы, что также создает проблемы для операторов по устранению неисправностей.
У некоторых пользователей дома к Wi-Fi подключено слишком много устройств (более 20) или несколько приложений одновременно загружают файлы на высокой скорости, что также может привести к серьезным конфликтам каналов Wi-Fi и нестабильным соединениям Wi-Fi.
Некоторые пользователи используют старые терминалы, которые поддерживают только одночастотный диапазон Wi-Fi 2,4 ГГц или старые протоколы Wi-Fi, поэтому они не могут получить стабильный и быстрый доступ в Интернет.
2. Новые технологии для улучшения внутренней сетиQкачество
Услуги с высокой пропускной способностью и низкой задержкой, такие как видео высокой четкости 4K/8K, AR/VR, онлайн-образование и домашний офис, постепенно становятся жесткими потребностями домашних пользователей. Это выдвигает более высокие требования к качеству домашней широкополосной сети, особенно к качеству домашней широкополосной сети в помещении. Существующая домашняя широкополосная внутренняя сеть на основе технологии FTTH (Fiber To The House, оптоволокно в дом) с трудом удовлетворяет вышеуказанным требованиям. Однако технологии Wi-Fi 6 и FTTR могут лучше удовлетворять вышеуказанным требованиям к обслуживанию и должны быть развернуты в больших масштабах как можно скорее.
Wi-Fi 6
В 2019 году Wi-Fi Alliance назвал технологию 802.11ax Wi-Fi 6, а предыдущие технологии 802.11ax и 802.11n — Wi-Fi 5 и Wi-Fi 4 соответственно.
Wi-Fi 6представляет OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output, многопользовательская технология множественного входа и выхода), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation, квадратурная амплитудная модуляция) и другие новые технологии, теоретическая максимальная скорость загрузки может достигать 9,6 Гбит/с. По сравнению с наиболее широко используемыми в отрасли технологиями Wi-Fi 4 и Wi-Fi 5, она имеет более высокую скорость передачи, большую возможность параллелизма, меньшую задержку обслуживания, более широкое покрытие и меньшее энергопотребление терминала.
ФТТРTtechnology-технология
FTTR относится к развертыванию полностью оптических шлюзов и дополнительных устройств в домах на основе FTTH, а также к реализации покрытия оптоволоконной связью пользовательских комнат черезПОНтехнологии.
Основной шлюз FTTR является ядром сети FTTR. Он подключен вверх к OLT для обеспечения оптоволокна до дома и вниз для обеспечения оптических портов для подключения нескольких подчиненных шлюзов FTTR. Подчиненный шлюз FTTR взаимодействует с терминальным оборудованием через интерфейсы Wi-Fi и Ethernet, обеспечивает функцию моста для пересылки данных терминального оборудования на основной шлюз и принимает управление и контроль основного шлюза FTTR. Сетевое взаимодействие FTTR показано на рисунке.
По сравнению с традиционными методами, такими как сетевые кабельные сети, сети на основе линий электропередач и беспроводные сети, сети FTTR имеют следующие преимущества.
Во-первых, сетевое оборудование имеет лучшую производительность и более высокую пропускную способность. Оптоволоконное соединение между главным шлюзом и подчиненным шлюзом может действительно расширить гигабитную пропускную способность до каждой комнаты пользователя и улучшить качество домашней сети пользователя во всех аспектах. Сеть FTTR имеет больше преимуществ в пропускной способности передачи и стабильности.
Второе — лучшее покрытие Wi-Fi и более высокое качество. Wi-Fi 6 — это стандартная конфигурация шлюзов FTTR, и как главный шлюз, так и подчиненный шлюз могут обеспечивать соединения Wi-Fi, эффективно улучшая стабильность сети Wi-Fi и мощность покрытия сигнала.
На качество домашней сети интрасети влияют такие факторы, как компоновка домашней сети, пользовательское оборудование и пользовательские терминалы. Поэтому поиск и локализация плохого качества домашней сети является сложной проблемой в живой сети. Каждая коммуникационная компания или поставщик сетевых услуг предлагает свое собственное решение соответственно. Например, технические решения для оценки качества домашней сети интрасети и локализации плохого качества; продолжать изучать применение больших данных и технологий искусственного интеллекта в области улучшения качества домашних широкополосных внутренних сетей; продвигать применение технологий FTTR и Wi-Fi 6 Широкая база качества сети и многое другое.
Время публикации: 08-05-2023