Основываясь на многолетнем опыте исследований и разработок в области интернет-оборудования, мы обсудили технологии и решения для обеспечения качества домашней широкополосной сети внутри помещений. Во-первых, был проведен анализ текущей ситуации с качеством домашней широкополосной сети внутри помещений и обобщены различные факторы, такие как оптоволокно, шлюзы, маршрутизаторы, Wi-Fi и действия пользователей, которые вызывают проблемы с качеством домашней широкополосной сети внутри помещений. Во-вторых, были представлены новые технологии покрытия внутренней сети, такие как Wi-Fi 6 и FTTR (Fiber To The Room).
1. Анализ проблем качества домашней широкополосной сети внутри помещений.
В процессеFTTH(оптоволокно до дома), из-за влияния расстояния оптической передачи, оптического разделения и потерь в соединительных устройствах, а также изгиба оптического волокна, мощность оптического сигнала, принимаемого шлюзом, может быть низкой, а частота ошибок передачи данных — высокой, что приводит к увеличению частоты потери пакетов при передаче данных на верхнем уровне. В результате скорость передачи данных снижается.
Однако аппаратная производительность старых шлюзов, как правило, низкая, и часто возникают проблемы, такие как высокая загрузка процессора и памяти, а также перегрев оборудования, что приводит к ненормальным перезапускам и сбоям в работе шлюзов. Старые шлюзы обычно не поддерживают гигабитные скорости сети, а некоторые из них также имеют проблемы, например, устаревшие чипы, что приводит к большому разрыву между фактической скоростью сетевого соединения и теоретическим значением, что еще больше ограничивает возможности улучшения пользовательского опыта в интернете. В настоящее время старые шлюзы для умного дома, которые используются в сети уже 3 года и более, все еще составляют определенную долю и нуждаются в замене.
Диапазон частот 2,4 ГГц относится к ISM (промышленно-научно-медицинский диапазон). Он используется в качестве общего частотного диапазона для радиостанций, таких как беспроводные локальные сети, беспроводные системы доступа, системы Bluetooth, системы связи «точка-точка» или «точка-многоточка» с расширенным спектром, в условиях ограниченных частотных ресурсов и полосы пропускания. В настоящее время в существующих сетях все еще присутствует определенная доля шлюзов, поддерживающих диапазон частот Wi-Fi 2,4 ГГц, и проблема помех от соседних частот становится более актуальной.
Из-за программных ошибок и недостаточной производительности оборудования некоторых шлюзов, PPPoE-соединения часто обрываются, а шлюзы часто перезапускаются, что приводит к частым перебоям в доступе к Интернету для пользователей. После пассивного прерывания PPPoE-соединения (например, прерывания восходящей линии связи) у каждого производителя шлюзов существуют разные стандарты реализации обнаружения WAN-портов и повторного выполнения PPPoE-соединения. Шлюзы некоторых производителей обнаруживают соединение каждые 20 секунд и выполняют повторное соединение только после 30 неудачных обнаружений. В результате шлюзу требуется 10 минут для автоматического запуска повторного PPPoE-соединения после пассивного отключения, что серьезно ухудшает пользовательский опыт.
Всё больше домашних шлюзов пользователей настраиваются с помощью маршрутизаторов (далее именуемых «маршрутизаторы»). Среди этих маршрутизаторов немало тех, которые поддерживают только порты WAN 100 Мбит/с или (и) только Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Некоторые маршрутизаторы от разных производителей по-прежнему имеют только один из WAN-портов или поддерживают гигабитные скорости Wi-Fi, превращаясь в «псевдогигабитные» маршрутизаторы. Кроме того, маршрутизатор подключается к шлюзу через сетевой кабель, и используемый пользователями кабель, как правило, относится к категории 5 или суперкатегории 5, что означает короткий срок службы и слабую помехоустойчивость, а большинство таких кабелей поддерживают только скорость 100 Мбит/с. Ни один из вышеупомянутых маршрутизаторов и сетевых кабелей не может соответствовать требованиям развития гигабитных и супергигабитных сетей. Некоторые маршрутизаторы часто перезагружаются из-за проблем с качеством продукции, что серьезно влияет на удобство использования.
Wi-Fi — основной способ беспроводного покрытия внутри помещений, но многие домашние маршрутизаторы размещаются в слабых по току коробках у дверей пользователей. Из-за расположения слабой коробки, материала корпуса и сложности конструкции дома, сигнала Wi-Fi недостаточно для покрытия всех внутренних помещений. Чем дальше устройство находится от точки доступа Wi-Fi, тем больше препятствий и тем сильнее потеря мощности сигнала, что может привести к нестабильному соединению и потере пакетов данных.
В случае использования нескольких устройств Wi-Fi внутри помещений часто возникают проблемы с помехами на одной и той же частоте и на соседних каналах из-за нерациональных настроек каналов, что еще больше снижает скорость передачи данных по Wi-Fi.
При подключении маршрутизатора к шлюзу некоторые пользователи из-за недостатка профессионального опыта могут подключить маршрутизатор к негигабитному сетевому порту шлюза или неплотно закрепить сетевой кабель, что приводит к ослаблению соединений. В таких случаях, даже если пользователь подключен к гигабитному тарифу или использует гигабитный маршрутизатор, он не может получить стабильное гигабитное соединение, что также создает проблемы для операторов при устранении неисправностей.
У некоторых пользователей к Wi-Fi в доме подключено слишком много устройств (более 20), или одновременно загружаются файлы несколькими приложениями на высокой скорости, что также может вызывать серьезные конфликты каналов Wi-Fi и нестабильное Wi-Fi-соединение.
Некоторые пользователи используют старые терминалы, поддерживающие только одночастотный диапазон Wi-Fi 2,4 ГГц или устаревшие протоколы Wi-Fi, поэтому они не могут получить стабильный и быстрый доступ в Интернет.
2. Новые технологии для улучшения работы внутренних сетей.Qкачество
Высокоскоростные сервисы с низкой задержкой, такие как видео высокой четкости 4K/8K, дополненная и виртуальная реальность, онлайн-образование и работа из дома, постепенно становятся насущной потребностью домашних пользователей. Это предъявляет более высокие требования к качеству домашней широкополосной сети, особенно к качеству внутренней домашней широкополосной сети. Существующие внутренние домашние широкополосные сети на основе технологии FTTH (оптоволокно до дома) с трудом справляются с вышеуказанными требованиями. Однако технологии Wi-Fi 6 и FTTR могут лучше удовлетворить эти требования и должны быть развернуты в больших масштабах как можно скорее.
Wi-Fi 6
В 2019 году Wi-Fi Alliance присвоил технологии 802.11ax обозначение Wi-Fi 6, а предыдущим технологиям 802.11ax и 802.11n — обозначения Wi-Fi 5 и Wi-Fi 4 соответственно.
Wi-Fi 6Внедряя технологии OFDMA (ортогональное частотное разделение каналов), MU-MIMO (многопользовательская технология многовходового многовыходового подключения), 1024QAM (квадратурная амплитудная модуляция) и другие, теоретически максимальная скорость загрузки может достигать 9,6 Гбит/с. По сравнению с наиболее распространенными в отрасли технологиями Wi-Fi 4 и Wi-Fi 5, она обладает более высокой скоростью передачи данных, большей пропускной способностью, меньшей задержкой обслуживания, более широким покрытием и меньшим энергопотреблением терминала.
FTTRTтехнологии
FTTR подразумевает развертывание полностью оптических шлюзов и вспомогательных устройств в домах на основе технологии FTTH и обеспечение покрытия оптоволоконной связью комнат пользователей.ПОНтехнологии.
Главный шлюз FTTR является ядром сети FTTR. Он подключен вверх к OLT для обеспечения оптоволоконной связи до дома и вниз для предоставления 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 с терминального оборудования на главный шлюз и принимает на себя управление и контроль главного шлюза FTTR. Схема сети FTTR показана на рисунке.
По сравнению с традиционными методами, такими как кабельные сети, сети по линиям электропередачи и беспроводные сети, сети FTTR обладают следующими преимуществами.
Во-первых, сетевое оборудование обладает лучшей производительностью и большей пропускной способностью. Оптоволоконное соединение между главным и подчиненным шлюзами действительно позволяет 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 и стабильности передачи.
Второе преимущество — лучшее покрытие Wi-Fi и более высокое качество сигнала. Wi-Fi 6 — это стандартная конфигурация шлюзов FTTR, и как главный, так и подчиненный шлюзы могут обеспечивать Wi-Fi-соединение, эффективно повышая стабильность сети Wi-Fi и мощность сигнала.
Качество домашней сети интранета зависит от таких факторов, как планировка сети, пользовательское оборудование и пользовательские терминалы. Поэтому выявление и определение низкого качества домашней сети является сложной задачей в условиях реальной работы сети. Каждая телекоммуникационная компания или поставщик сетевых услуг предлагает свои собственные решения. Например, технические решения для оценки качества домашней сети интранета и выявления проблемных участков; дальнейшее изучение применения технологий больших данных и искусственного интеллекта в области повышения качества домашних широкополосных сетей внутри помещений; продвижение применения технологий FTTR и Wi-Fi 6 для расширения базы данных качества сети и многое другое.
Дата публикации: 08 мая 2023 г.