Baseret på mange års forsknings- og udviklingserfaring inden for internetudstyr har vi diskuteret teknologier og løsninger til kvalitetssikring af indendørs bredbåndsnetværk i hjemmet. Først analyseres den nuværende situation for kvaliteten af indendørs bredbåndsnetværk i hjemmet og opsummeres forskellige faktorer, såsom fiberoptik, gateways, routere, Wi-Fi og brugerhandlinger, der forårsager problemer med kvaliteten af indendørs bredbåndsnetværk i hjemmet. Dernæst introduceres de nye teknologier til dækning af indendørs netværk, der er kendetegnet ved Wi-Fi 6 og FTTR (Fiber To The Room).
1. Analyse af kvalitetsproblemer med indendørs bredbåndsnetværk i hjemmet
I processen medFTTH(fiber-til-hjem), på grund af påvirkningen af optisk transmissionsafstand, optisk opdeling og tab af forbindelsesenheder samt optisk fiberbøjning, kan den optiske effekt, der modtages af gatewayen, være lav, og bitfejlraten kan være høj, hvilket resulterer i en stigning i pakketabsraten for transmission af tjenester i det øvre lag, hvilket falder hastigheden.
Gamle gateways har dog generelt lav hardwareydelse, og problemer som høj CPU- og hukommelsesforbrug og overophedning af udstyr er tilbøjelige til at opstå, hvilket resulterer i unormal genstart og nedbrud af gateways. Gamle gateways understøtter generelt ikke gigabit-netværkshastigheder, og nogle gamle gateways har også problemer som forældede chips, hvilket fører til en stor forskel mellem netværksforbindelsens faktiske hastighedsværdi og den teoretiske værdi, hvilket yderligere begrænser muligheden for at forbedre brugerens onlineoplevelse. I øjeblikket optager de gamle smart home-gateways, der har været brugt i 3 år eller mere på det aktive netværk, stadig en vis andel og skal udskiftes.
2,4 GHz-frekvensbåndet er ISM-frekvensbåndet (Industrial-Scientific-Medical). Det bruges som et fælles frekvensbånd til radiostationer såsom trådløse lokalnetværk, trådløse adgangssystemer, Bluetooth-systemer, punkt-til-punkt eller punkt-til-multipunkt spread spectrum-kommunikationssystemer, med få frekvensressourcer og begrænset båndbredde. I øjeblikket er der stadig en vis andel af gateways, der understøtter 2,4 GHz Wi-Fi-frekvensbåndet i det eksisterende netværk, og problemet med interferens mellem frekvenser/tilstødende frekvenser er mere fremtrædende.
På grund af softwarefejl og utilstrækkelig hardwareydelse i nogle gateways afbrydes PPPoE-forbindelser ofte, og gateways genstartes ofte, hvilket resulterer i hyppige afbrydelser af internetadgang for brugere. Når PPPoE-forbindelsen er passivt afbrudt (for eksempel hvis uplink-transmissionslinket afbrydes), har hver gateway-producent inkonsistente implementeringsstandarder for WAN-portdetektion og genudførelse af PPPoE-opkald. Nogle producenters gateways detekterer én gang hvert 20. sekund og genopkalder kun efter 30 mislykkede detektioner. Som følge heraf tager det 10 minutter for gatewayen automatisk at starte PPPoE-afspilning efter passiv offline-gang, hvilket påvirker brugeroplevelsen alvorligt.
Flere og flere brugeres hjemmegateways er konfigureret med routere (herefter benævnt "routere"). Blandt disse routere understøtter en hel del kun 100M WAN-porte, eller (og) kun Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Nogle producenters routere har stadig kun én af WAN-portene eller Wi-Fi-protokollerne, der understøtter Gigabit-netværkshastigheder, og bliver til "pseudo-Gigabit"-routere. Derudover er routeren forbundet til gatewayen via et netværkskabel, og det netværkskabl, der bruges af brugerne, er dybest set et kategori 5- eller superkategori 5-kabel, som har en kort levetid og svag anti-interferensevne, og de fleste af dem understøtter kun 100M hastighed. Ingen af de ovennævnte routere og netværkskabler kan opfylde de efterfølgende gigabit- og super-gigabit-netværks udviklingskrav. Nogle routere genstarter ofte på grund af problemer med produktkvaliteten, hvilket alvorligt påvirker brugeroplevelsen.
Wi-Fi er den primære metode til trådløs dækning indendørs, men mange hjemmegateways placeres i svagstrømsbokse ved brugerens dør. Begrænset af svagstrømsboksens placering, dækslets materiale og den komplicerede hustype er Wi-Fi-signalet ikke nok til at dække alle indendørs områder. Jo længere terminalenheden er fra Wi-Fi-adgangspunktet, desto flere forhindringer er der, og desto større er tabet af signalstyrke, hvilket kan føre til ustabil forbindelse og tab af datapakker.
I tilfælde af indendørs netværk af flere Wi-Fi-enheder opstår der ofte problemer med interferens på samme frekvens og tilstødende kanaler på grund af urimelige kanalindstillinger, hvilket yderligere reducerer Wi-Fi-hastigheden.
Når nogle brugere tilslutter routeren til gatewayen, kan de på grund af manglende professionel erfaring tilslutte routeren til gatewayens ikke-gigabit-netværksport, eller de tilslutter muligvis ikke netværkskablet ordentligt, hvilket resulterer i løse netværksporte. I disse tilfælde kan brugeren ikke opnå stabile gigabit-tjenester, selvom vedkommende abonnerer på gigabit-tjenesten eller bruger en gigabit-router, hvilket også medfører udfordringer for operatører med at håndtere fejl.
Nogle brugere har for mange enheder tilsluttet Wi-Fi i deres hjem (mere end 20), eller flere applikationer downloader filer med høj hastighed på samme tid, hvilket også vil forårsage alvorlige Wi-Fi-kanalkonflikter og ustabile Wi-Fi-forbindelser.
Nogle brugere bruger gamle terminaler, der kun understøtter enkeltfrekvens Wi-Fi 2,4 GHz-frekvensbåndet eller ældre Wi-Fi-protokoller, så de kan ikke opnå en stabil og hurtig internetoplevelse.
2. Nye teknologier til forbedring af indendørs netværkQkvalitet
Tjenester med høj båndbredde og lav latenstid, såsom 4K/8K high-definition-video, AR/VR, onlineundervisning og hjemmekontor, er gradvist ved at blive en rigid efterspørgsel hos hjemmebrugere. Dette stiller højere krav til kvaliteten af hjemmebredbåndsnetværket, især kvaliteten af det indendørs bredbåndsnetværk. Det eksisterende indendørs bredbåndsnetværk baseret på FTTH-teknologi (Fiber To The House, fiber to the home) har haft svært ved at opfylde ovenstående krav. Wi-Fi 6- og FTTR-teknologier kan dog bedre opfylde ovenstående servicekrav og bør implementeres i stor skala så hurtigt som muligt.
Wi-Fi 6
I 2019 kaldte Wi-Fi Alliance 802.11ax-teknologien Wi-Fi 6, og de tidligere 802.11ax- og 802.11n-teknologier henholdsvis Wi-Fi 5 og Wi-Fi 4.
Wi-Fi 6Introducerer 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 teknologi), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation, kvadraturamplitude modulation) og andre nye teknologier, kan den teoretiske maksimale downloadhastighed nå 9,6 Gbit/s. Sammenlignet med de mest anvendte Wi-Fi 4- og Wi-Fi 5-teknologier i branchen har den højere transmissionshastighed, større samtidighedskapacitet, lavere serviceforsinkelse, bredere dækning og mindre terminalstrømforbrug.
FTTRTteknologi
FTTR refererer til implementeringen af fuldt optiske gateways og underenheder i hjem baseret på FTTH og realiseringen af dækning af optisk fiberkommunikation til brugerrum gennemPONteknologi.
FTTR-hovedgatewayen er kernen i FTTR-netværket. Den er forbundet opad til OLT'en for at levere fiber til hjemmet og nedad for at levere optiske porte til at forbinde flere FTTR-slavegateways. FTTR-slavegatewayen kommunikerer med terminaludstyret via Wi-Fi- og Ethernet-grænseflader, har en brofunktion til at videresende data fra terminaludstyret til hovedgatewayen og accepterer styring og kontrol af FTTR-hovedgatewayen. FTTR-netværket er vist i figuren.
Sammenlignet med traditionelle metoder som netværkskabler, strømledninger og trådløse netværk har FTTR-netværk følgende fordele.
For det første har netværksudstyret bedre ydeevne og højere båndbredde. Den optiske fiberforbindelse mellem master-gatewayen og slave-gatewayen kan virkelig udvide gigabit-båndbredden til alle brugerens rum og forbedre kvaliteten af brugerens hjemmenetværk i alle aspekter. FTTR-netværket har flere fordele inden for transmissionsbåndbredde og stabilitet.
Det andet er bedre Wi-Fi-dækning og højere kvalitet. Wi-Fi 6 er standardkonfigurationen for FTTR-gateways, og både master-gatewayen og slave-gatewayen kan levere Wi-Fi-forbindelser, hvilket effektivt forbedrer stabiliteten af Wi-Fi-netværk og signaldækningsstyrken.
Kvaliteten af hjemmenetværkets intranet påvirkes af faktorer som hjemmenetværkets layout, brugerudstyr og brugerterminaler. Derfor er det et vanskeligt problem at finde og lokalisere dårlig kvalitet af hjemmenetværket på det aktive netværk. Hvert kommunikationsfirma eller netværksudbyder fremsætter sine egne løsninger. For eksempel tekniske løsninger til evaluering af kvaliteten af hjemmenetværkets intranet og lokalisering af dårlig kvalitet; fortsat undersøgelse af anvendelsen af big data og kunstig intelligens-teknologi inden for forbedring af kvaliteten af bredbåndsnetværk i hjemmet; fremme anvendelsen af FTTR- og Wi-Fi 6-teknologi, bred netværkskvalitetsbase og mere.
Udsendelsestidspunkt: 8. maj 2023