Gebaseerd op jarenlange onderzoeks- en ontwikkelingservaring met internetapparatuur, hebben we de technologieën en oplossingen voor kwaliteitsborging van breedbandnetwerken binnenshuis besproken. Ten eerste analyseren we de huidige situatie van de kwaliteit van breedbandnetwerken binnenshuis en vatten we verschillende factoren samen, zoals glasvezel, gateways, routers, wifi en gebruikershandelingen, die problemen met de kwaliteit van breedbandnetwerken binnenshuis veroorzaken. Ten tweede worden de nieuwe technologieën voor dekking van binnennetwerken, zoals wifi 6 en FTTR (Fiber To The Room), geïntroduceerd.
1. Analyse van de kwaliteitsproblemen van het thuisbreedbandnetwerk binnenshuis
In het proces vanFTTH(fiber-to-home) Als gevolg van de invloed van de optische transmissieafstand, optische splitsing en verlies van verbindingsapparaten en buiging van optische vezels, kan het optische vermogen dat de gateway ontvangt laag zijn en kan de bitfoutfrequentie hoog zijn, wat resulteert in een toename van het pakketverliespercentage bij transmissie van diensten op de hogere laag. , daalt de snelheid.
De hardwareprestaties van oude gateways zijn echter over het algemeen laag en problemen zoals een hoog CPU- en geheugengebruik en oververhitting van apparatuur zijn gevoelig voor problemen, wat resulteert in abnormaal herstarten en crashes van gateways. Oude gateways ondersteunen over het algemeen geen gigabit-netwerksnelheden en sommige oude gateways hebben ook problemen zoals verouderde chips, wat leidt tot een groot verschil tussen de werkelijke snelheid van de netwerkverbinding en de theoretische snelheid, wat de mogelijkheden om de online ervaring van de gebruiker te verbeteren verder beperkt. Momenteel nemen de oude smart home gateways die al 3 jaar of langer op het actieve netwerk worden gebruikt, nog steeds een bepaald deel in beslag en moeten ze worden vervangen.
De 2,4GHz-frequentieband is de ISM-frequentieband (Industrieel-Wetenschappelijk-Medisch). Deze wordt gebruikt als een gemeenschappelijke frequentieband voor radiostations zoals draadloze lokale netwerken, draadloze toegangssystemen, Bluetooth-systemen en point-to-point of point-to-multipoint spread spectrum communicatiesystemen, met beperkte frequentiebronnen en een beperkte bandbreedte. Momenteel ondersteunt een bepaald percentage gateways de 2,4GHz wifi-frequentieband in het bestaande netwerk, en is het probleem van interferentie tussen co-frequenties/aangrenzende frequenties prominenter.
Door softwarefouten en onvoldoende hardwareprestaties van sommige gateways worden PPPoE-verbindingen regelmatig verbroken en gateways regelmatig opnieuw opgestart, wat resulteert in frequente onderbrekingen van de internettoegang voor gebruikers. Nadat de PPPoE-verbinding passief is verbroken (bijvoorbeeld wanneer de uplink-transmissieverbinding is verbroken), hanteert elke gatewayfabrikant inconsistente implementatiestandaarden voor WAN-poortdetectie en het opnieuw uitvoeren van PPPoE-inbellen. De gateways van sommige fabrikanten detecteren elke 20 seconden en bellen pas opnieuw na 30 mislukte detecties. Hierdoor duurt het 10 minuten voordat de gateway automatisch PPPoE-replay start nadat deze passief offline is gegaan, wat de gebruikerservaring ernstig beïnvloedt.
Steeds meer thuisgateways van gebruikers zijn uitgerust met routers (hierna "routers" genoemd). Een flink aantal van deze routers ondersteunt slechts 100M WAN-poorten, of (en) alleen wifi 4 (802.11b/g/n).
Routers van sommige fabrikanten hebben nog steeds slechts één van de WAN-poorten of wifi-protocollen die gigabit-netwerksnelheden ondersteunt, en worden daarom "pseudo-gigabit"-routers. Bovendien is de router via een netwerkkabel met de gateway verbonden, en de netwerkkabel die gebruikers gebruiken is in principe een categorie 5- of supercategorie 5-kabel, die een korte levensduur en een zwakke anti-interferentie-functie heeft. De meeste ondersteunen slechts snelheden tot 100 Mbps. Geen van de bovengenoemde routers en netwerkkabels voldoet aan de evolutievereisten van latere gigabit- en supergigabitnetwerken. Sommige routers starten regelmatig opnieuw op vanwege problemen met de productkwaliteit, wat de gebruikerservaring ernstig beïnvloedt.
Wifi is de belangrijkste methode voor draadloze dekking binnenshuis, maar veel gateways voor thuis worden in zwakstroomdozen bij de deur van de gebruiker geplaatst. Beperkingen door de locatie van de zwakstroomdoos, het materiaal van de behuizing en het complexe type woning, zorgen ervoor dat het wifi-signaal niet voldoende is om alle binnenruimtes te dekken. Hoe verder het eindapparaat zich van het wifi-toegangspunt bevindt, hoe meer obstakels er zijn en hoe groter het signaalverlies, wat kan leiden tot een onstabiele verbinding en datapakketverlies.
Bij binnennetwerken van meerdere Wi-Fi-apparaten ontstaan er vaak problemen met interferentie op dezelfde frequentie en aangrenzende kanalen vanwege onredelijke kanaalinstellingen, waardoor de Wi-Fi-snelheid nog verder afneemt.
Wanneer sommige gebruikers de router op de gateway aansluiten, kan het zijn dat ze, door gebrek aan professionele ervaring, de router aansluiten op de niet-gigabit netwerkpoort van de gateway, of dat ze de netwerkkabel niet goed aansluiten, wat resulteert in losse netwerkpoorten. In deze gevallen kan de gebruiker, zelfs als hij een abonnement heeft op de gigabit-service of een gigabit-router gebruikt, geen stabiele gigabit-services verkrijgen, wat ook problemen oplevert voor operators om storingen op te lossen.
Sommige gebruikers hebben thuis te veel apparaten met wifi verbonden (meer dan 20) of meerdere applicaties downloaden bestanden tegelijkertijd met hoge snelheid. Dit kan leiden tot ernstige conflicten tussen wifi-kanalen en onstabiele wifi-verbindingen.
Sommige gebruikers gebruiken oude terminals die alleen de 2,4GHz-Wi-Fi-frequentieband of oudere Wi-Fi-protocollen ondersteunen. Hierdoor kunnen ze niet stabiel en snel internetten.
2. Nieuwe technologieën om het indoor netwerk te verbeterenQkwaliteit
Diensten met hoge bandbreedte en lage latentie, zoals 4K/8K high-definition video, AR/VR, online onderwijs en thuiswerken, worden geleidelijk de meest veeleisende behoeften van thuisgebruikers. Dit stelt hogere eisen aan de kwaliteit van het breedbandnetwerk thuis, met name aan de kwaliteit van het breedbandnetwerk binnenshuis. Het bestaande breedbandnetwerk binnenshuis op basis van FTTH-technologie (Fiber To The House, glasvezel tot in de woning) voldoet tot nu toe moeilijk aan de bovenstaande eisen. Wi-Fi 6 en FTTR-technologieën voldoen echter beter aan de bovenstaande service-eisen en zouden zo snel mogelijk op grote schaal moeten worden geïmplementeerd.
Wi-Fi 6
In 2019 noemde de Wi-Fi Alliance de 802.11ax-technologie Wi-Fi 6, en de eerdere 802.11ax- en 802.11n-technologieën werden respectievelijk Wi-Fi 5 en Wi-Fi 4 genoemd.
Wi-Fi 6Introduceert 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 technologie), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation, kwadratuuramplitudemodulatie) en andere nieuwe technologieën. De theoretische maximale downloadsnelheid kan 9,6 Gbit/s bereiken. Vergeleken met de meest gebruikte Wi-Fi 4- en Wi-Fi 5-technologieën in de industrie, heeft het een hogere transmissiesnelheid, grotere gelijktijdigheidscapaciteit, lagere servicevertraging, bredere dekking en lager terminalstroomverbruik.
FTTRTtechnologie
FTTR verwijst naar de inzet van volledig optische gateways en subapparaten in woningen op basis van FTTH, en de realisatie van glasvezelcommunicatiedekking naar gebruikerskamers viaPONtechnologie.
De FTTR-hoofdgateway vormt de kern van het FTTR-netwerk. Deze is omhoog verbonden met de OLT voor glasvezel-tot-de-huis-verbinding en omlaag met optische poorten voor het aansluiten van meerdere FTTR-slavegateways. De FTTR-slavegateway communiceert met de eindapparatuur via wifi- en ethernetinterfaces, biedt een bridgingfunctie om de gegevens van de eindapparatuur door te sturen naar de hoofdgateway en accepteert het beheer en de bediening van de FTTR-hoofdgateway. Het FTTR-netwerk wordt weergegeven in de afbeelding.
Vergeleken met traditionele methoden zoals kabelnetwerken, elektriciteitsnetnetwerken en draadloze netwerken, hebben FTTR-netwerken de volgende voordelen.
Ten eerste biedt de netwerkapparatuur betere prestaties en een hogere bandbreedte. De glasvezelverbinding tussen de mastergateway en de slavegateway kan de gigabitbandbreedte daadwerkelijk uitbreiden naar elke kamer van de gebruiker en de kwaliteit van het thuisnetwerk van de gebruiker in alle opzichten verbeteren. Het FTTR-netwerk biedt meer voordelen op het gebied van transmissiebandbreedte en stabiliteit.
Ten tweede is er sprake van een betere wifi-dekking en hogere kwaliteit. Wifi 6 is de standaardconfiguratie van FTTR-gateways, en zowel de mastergateway als de slavegateway kunnen wifi-verbindingen bieden, wat de stabiliteit van het wifi-netwerk en de signaalsterkte effectief verbetert.
De kwaliteit van het intranet van een thuisnetwerk wordt beïnvloed door factoren zoals de indeling van het thuisnetwerk, de apparatuur en de terminals van de gebruikers. Het opsporen en lokaliseren van de slechte kwaliteit van het thuisnetwerk is daarom een lastig probleem in een actief netwerk. Elk communicatiebedrijf of elke netwerkprovider stelt zijn eigen oplossing voor. Denk bijvoorbeeld aan technische oplossingen voor het evalueren van de kwaliteit van het intranet van een thuisnetwerk en het lokaliseren van slechte kwaliteit; het verder onderzoeken van de toepassing van big data en kunstmatige intelligentie (AI) om de kwaliteit van breedbandnetwerken binnenshuis te verbeteren; het bevorderen van de toepassing van FTTR- en Wi-Fi 6-technologie; het bevorderen van een brede basis voor netwerkkwaliteit, enzovoort.
Geplaatst op: 8 mei 2023