Op basis van jarenlange ervaring in onderzoek en ontwikkeling van internetapparatuur bespreken we de technologieën en oplossingen voor kwaliteitsborging van breedbandnetwerken binnenshuis. Ten eerste analyseren we de huidige situatie van de kwaliteit van breedbandnetwerken binnenshuis en vatten we verschillende factoren samen, zoals glasvezelkabels, gateways, routers, wifi en gebruikershandelingen, die problemen met de kwaliteit van breedbandnetwerken binnenshuis veroorzaken. Ten tweede introduceren we de nieuwe technologieën voor netwerkdekking binnenshuis, zoals wifi 6 en FTTR (Fiber To The Room).
1. Analyse van problemen met de kwaliteit van het thuisbreedbandnetwerk binnenshuis.
Tijdens het proces vanFTTHBij glasvezelverbindingen (fiber-to-home) kan het optische vermogen dat de gateway ontvangt laag zijn en de bitfoutfrequentie hoog, vanwege de invloed van de optische transmissieafstand, optische splitsing en verlies in de verbindingsapparatuur, en het buigen van de glasvezel. Dit resulteert in een verhoogd pakketverliespercentage bij de transmissie van diensten op de bovenliggende laag.
De hardwareprestaties van oudere gateways zijn echter over het algemeen laag, waardoor problemen zoals een hoog CPU- en geheugengebruik en oververhitting van de apparatuur vaak voorkomen. Dit leidt tot abnormale herstarts en crashes van de gateways. Oudere gateways ondersteunen doorgaans geen gigabit-netwerksnelheden en sommige hebben bovendien problemen zoals verouderde chips. Dit resulteert in een groot verschil tussen de werkelijke en de theoretische netwerksnelheid, wat de mogelijkheden voor een betere online ervaring van de gebruiker verder beperkt. Momenteel is een aanzienlijk deel van de bestaande smart home gateways nog steeds in gebruik, en deze moeten worden vervangen.
De 2,4 GHz-frequentieband is de ISM-frequentieband (Industrial-Scientific-Medical). Deze frequentieband wordt veel gebruikt door radiostations zoals draadloze lokale netwerken (WLAN), draadloze toegangssystemen (WAS), Bluetooth-systemen en point-to-point of point-to-multipoint spread spectrum-communicatiesystemen, die vaak over beperkte frequentiebronnen en bandbreedte beschikken. Momenteel ondersteunt een aanzienlijk deel van de gateways in bestaande netwerken nog steeds de 2,4 GHz Wi-Fi-frequentieband, waardoor het probleem van co-frequentie-/aangrenzende frequentie-interferentie steeds vaker voorkomt.
Door softwarefouten en onvoldoende hardwareprestaties van sommige gateways worden PPPoE-verbindingen regelmatig verbroken en moeten gateways vaak opnieuw worden opgestart, wat leidt tot frequente onderbrekingen van de internettoegang voor gebruikers. Nadat de PPPoE-verbinding passief is onderbroken (bijvoorbeeld doordat de uplink-transmissieverbinding is verbroken), hanteren gatewayfabrikanten inconsistente implementatiestandaarden voor WAN-poortdetectie en het opnieuw tot stand brengen van de PPPoE-verbinding. Gateways van sommige fabrikanten detecteren de verbinding slechts eens per 20 seconden en proberen de verbinding pas opnieuw tot stand te brengen na 30 mislukte detecties. Hierdoor duurt het 10 minuten voordat de gateway automatisch de PPPoE-verbinding opnieuw tot stand brengt nadat deze passief offline is gegaan, wat de gebruikerservaring ernstig beïnvloedt.
Steeds meer gebruikers hebben thuis een router (hierna "router" genoemd). Een aanzienlijk aantal van deze routers ondersteunt echter alleen 100M WAN-poorten, of (en) alleen Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Sommige routers van fabrikanten hebben nog steeds maar één WAN-poort of Wi-Fi-protocol dat gigabit-netwerksnelheden ondersteunt, waardoor ze in feite "pseudo-gigabit"-routers zijn. Bovendien is de router via een netwerkkabel met de gateway verbonden, en de netwerkkabels die gebruikers gebruiken zijn meestal categorie 5- of supercategorie 5-kabels, die een korte levensduur hebben en een zwakke storingsbestendigheid, en de meeste ondersteunen slechts snelheden van 100 Mbps. Geen van de bovengenoemde routers en netwerkkabels voldoet aan de eisen van toekomstige gigabit- en supergigabit-netwerken. Sommige routers herstarten bovendien regelmatig vanwege productieproblemen, wat de gebruikerservaring ernstig beïnvloedt.
Wi-Fi is de belangrijkste methode voor draadloze dekking binnenshuis, maar veel gateways voor woningen worden in kleine, ongebruikte aansluitdozen bij de voordeur geplaatst. Door de locatie van de aansluitdoos, het materiaal van de behuizing en de complexiteit van de woning, is het Wi-Fi-signaal vaak niet sterk genoeg om alle binnenruimtes te dekken. Hoe verder een apparaat zich van het Wi-Fi-toegangspunt bevindt, hoe meer obstakels er zijn en hoe groter het signaalverlies, wat kan leiden tot een instabiele verbinding en dataverlies.
Bij het netwerken van meerdere wifi-apparaten binnenshuis treden vaak interferentieproblemen op door dezelfde frequentie en aangrenzende kanalen als gevolg van onredelijke kanaalinstellingen, wat de wifi-snelheid verder verlaagt.
Sommige gebruikers sluiten, door gebrek aan professionele ervaring, de router aan op een niet-gigabit netwerkpoort van de gateway, of ze sluiten de netwerkkabel niet goed aan, waardoor de netwerkpoorten losraken. In dergelijke gevallen kan de gebruiker, zelfs met een gigabit-abonnement of een gigabit-router, geen stabiele gigabit-verbinding krijgen, wat voor de providers extra problemen oplevert bij het oplossen van storingen.
Sommige gebruikers hebben te veel apparaten (meer dan 20) die met wifi verbonden zijn in huis, of meerdere applicaties die tegelijkertijd bestanden met hoge snelheid downloaden. Dit kan leiden tot ernstige conflicten met wifi-kanalen en instabiele wifi-verbindingen.
Sommige gebruikers gebruiken oude apparaten die alleen de 2,4 GHz wifi-frequentieband of oudere wifi-protocollen ondersteunen, waardoor ze geen stabiele en snelle internetverbinding kunnen krijgen.
2. Nieuwe technologieën ter verbetering van het binnennetwerk.Qkwaliteit
Diensten met hoge bandbreedte en lage latentie, zoals 4K/8K high-definition video, AR/VR, online onderwijs en thuiswerken, worden steeds meer een essentiële behoefte voor thuisgebruikers. Dit stelt hogere eisen aan de kwaliteit van het thuisnetwerk, met name het binnennetwerk. Het bestaande binnennetwerk op basis van FTTH (Fiber To The House) technologie voldoet tot nu toe moeilijk aan deze eisen. Wi-Fi 6 en FTTR-technologieën kunnen echter beter aan deze eisen voldoen en zouden zo snel mogelijk op grote schaal moeten worden ingezet.
Wi-Fi 6
In 2019 heeft de Wi-Fi Alliance de 802.11ax-technologie de naam Wi-Fi 6 gegeven, en de voorgaande 802.11ax- en 802.11n-technologieën respectievelijk Wi-Fi 5 en Wi-Fi 4 genoemd.
Wi-Fi 6Door de introductie van OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output) en 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation) en andere nieuwe technologieën, kan de theoretische maximale downloadsnelheid 9,6 Gbit/s bereiken. Vergeleken met de meest gebruikte Wi-Fi 4- en Wi-Fi 5-technologieën in de industrie, biedt het een hogere transmissiesnelheid, een grotere gelijktijdigheidscapaciteit, een lagere servicevertraging, een groter bereik en een lager stroomverbruik per apparaat.
FTTRTtechnologie
FTTR verwijst naar de implementatie van volledig optische gateways en subapparaten in woningen op basis van FTTH, en de realisatie van glasvezelcommunicatie naar de kamers van gebruikers via glasvezelkabels.PONtechnologie.
De FTTR-hoofdgateway vormt de kern van het FTTR-netwerk. Deze is naar boven verbonden met de OLT (Outside Line Terminal) voor glasvezelverbindingen naar huis en naar beneden met optische poorten voor de verbinding van meerdere FTTR-slavegateways. De FTTR-slavegateway communiceert met de terminalapparatuur via Wi-Fi en Ethernet-interfaces, fungeert als brug om de data van de terminalapparatuur door te sturen naar de hoofdgateway en neemt het beheer en de besturing van de FTTR-hoofdgateway over. Het FTTR-netwerk is weergegeven in de afbeelding.
Vergeleken met traditionele methoden zoals bekabelde netwerken, stroomleidingen 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 in alle opzichten verbeteren. Het FTTR-netwerk heeft meer voordelen op het gebied van transmissiebandbreedte en stabiliteit.
Het tweede voordeel is een betere wifi-dekking en een hogere kwaliteit. Wifi 6 is de standaardconfiguratie van FTTR-gateways, en zowel de mastergateway als de slavegateway kunnen wifi-verbindingen bieden, waardoor de stabiliteit van het wifi-netwerk en de signaalsterkte aanzienlijk worden verbeterd.
De kwaliteit van een thuisnetwerk wordt beïnvloed door factoren zoals de netwerkindeling, de apparatuur van de gebruiker en de aangesloten apparaten. Het opsporen en lokaliseren van een slechte netwerkkwaliteit is daarom een lastig probleem in een live netwerk. Elk communicatiebedrijf of netwerkprovider komt met een eigen oplossing. Bijvoorbeeld: technische oplossingen voor het evalueren van de kwaliteit van een thuisnetwerk en het lokaliseren van slechte verbindingen; het verder onderzoeken van de toepassing van big data en kunstmatige intelligentie om de kwaliteit van thuisnetwerken te verbeteren; het bevorderen van de toepassing van FTTR- en Wi-Fi 6-technologieën voor een breed netwerk met een hoge kwaliteit, en meer.
Geplaatst op: 8 mei 2023