Ґрунтуючись на багаторічному досвіді досліджень та розробок інтернет-обладнання, ми обговорили технології та рішення для забезпечення якості домашньої широкосмугової мережі всередині приміщень. По-перше, аналізується поточна ситуація з якістю домашньої широкосмугової мережі всередині приміщень та узагальнюються різні фактори, такі як оптоволоконні з'єднання, шлюзи, маршрутизатори, Wi-Fi та операції користувачів, що спричиняють проблеми з якістю домашньої широкосмугової мережі всередині приміщень. По-друге, будуть представлені нові технології покриття мережі всередині приміщень, позначені як Wi-Fi 6 та FTTR (Fiber To The Room).
1. Аналіз проблем якості домашнього широкосмугового зв'язку всередині приміщень
У процесі FTTH (оптико-до-дому), через вплив оптичної дальності передачі, оптичного розщеплення та втрат на з'єднувальних пристроях, а також вигину оптичного волокна, оптична потужність, що отримується шлюзом, може бути низькою, а коефіцієнт помилок бітів може бути високим, що призводить до збільшення коефіцієнта втрати пакетів передачі послуг верхнього рівня, і швидкість падає.
Однак, апаратна продуктивність старих шлюзів, як правило, низька, і такі проблеми, як високе використання процесора та пам'яті, а також перегрів обладнання, схильні до виникнення таких проблем, як високе використання процесора та пам'яті, а також перегрів обладнання, що призводить до аномальних перезавантажень та збоїв шлюзів. Старі шлюзи, як правило, не підтримують гігабітні швидкості мережі, а деякі старі шлюзи також мають такі проблеми, як застарілі мікросхеми, що призводить до великого розриву між фактичним значенням швидкості мережевого з'єднання та теоретичним значенням, що ще більше обмежує можливості покращення онлайн-досвіду користувача. Наразі старі шлюзи розумного дому, які використовуються протягом 3 років або більше в реальній мережі, все ще займають певну частку та потребують заміни.
Діапазон частот 2,4 ГГц – це діапазон частот ISM (промислово-науково-медичний). Він використовується як загальний діапазон частот для радіостанцій, таких як бездротові локальні мережі, системи бездротового доступу, системи Bluetooth, системи зв'язку з розширеним спектром типу "точка-точка" або "точка-багатоточка", з невеликими частотними ресурсами та обмеженою пропускною здатністю. Наразі в існуючій мережі все ще існує певна частка шлюзів, що підтримують діапазон частот Wi-Fi 2,4 ГГц, і проблема перешкод на суміжних частотах є більш помітною.
Через програмні помилки та недостатню апаратну продуктивність деяких шлюзів, PPPoE-з'єднання часто розриваються, а шлюзи часто перезавантажуються, що призводить до частих перебоїв у доступі користувачів до Інтернету. Після пасивного переривання PPPoE-з'єднання (наприклад, переривання висхідного каналу передачі) кожен виробник шлюзів має невідповідні стандарти реалізації для виявлення WAN-портів та повторного виконання PPPoE-набору. Шлюзи деяких виробників виявляють номер раз на 20 секунд і повторно набирають лише після 30 невдалих виявлень. В результаті, шлюзу потрібно 10 хвилин, щоб автоматично ініціювати повтор PPPoE після пасивного переходу в офлайн, що серйозно впливає на враження користувача.
Домашні шлюзи все більше користувачів налаштовані за допомогою маршрутизаторів (далі – «маршрутизатори»). Серед цих маршрутизаторів чимало підтримують лише 100M WAN-порти або (і) підтримують лише Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Деякі маршрутизатори виробників досі мають лише один з портів WAN або протоколів Wi-Fi, який підтримує гігабітні швидкості мережі, і стають «псевдогігабітними» маршрутизаторами. Крім того, маршрутизатор підключається до шлюзу через мережевий кабель, а мережевий кабель, який використовують користувачі, є, по суті, кабелем категорії 5 або супер категорії 5, який має короткий термін служби та слабку стійкість до перешкод, і більшість із них підтримують швидкість лише 100 Мбіт/с. Жоден із вищезгаданих маршрутизаторів та мережевих кабелів не може задовольнити вимоги розвитку наступних гігабітних та супергігабітних мереж. Деякі маршрутизатори часто перезавантажуються через проблеми з якістю продукції, що серйозно впливає на враження користувача.
Wi-Fi є основним методом бездротового покриття всередині приміщень, але багато домашніх шлюзів розміщуються в коробках слабкого струму біля дверей користувача. Через обмеження розташування коробки слабкого струму, матеріалу кришки та складного типу будинку, сигналу Wi-Fi недостатньо для покриття всіх приміщень. Чим далі термінальний пристрій знаходиться від точки доступу Wi-Fi, тим більше перешкод і тим більша втрата сили сигналу, що може призвести до нестабільного з'єднання та втрати пакетів даних.
У випадку мережевого підключення кількох Wi-Fi пристроїв у приміщенні, проблеми з перешкодами на одній частоті та сусідніх каналах часто виникають через неправильно налаштовані канали, що ще більше знижує швидкість Wi-Fi.
Коли деякі користувачі підключають маршрутизатор до шлюзу, через брак професійного досвіду вони можуть підключити маршрутизатор до негігабітного мережевого порту шлюзу або нещільно підключити мережевий кабель, що призведе до нещільного підключення мережевих портів. У цих випадках, навіть якщо користувач підписаний на гігабітний сервіс або використовує гігабітний маршрутизатор, він не може отримати стабільний гігабітний інтернет, що також створює труднощі для операторів у вирішенні проблем.
Деякі користувачі мають забагато пристроїв, підключених до Wi-Fi вдома (більше 20), або кілька програм одночасно завантажують файли з високою швидкістю, що також спричиняє серйозні конфлікти каналів Wi-Fi та нестабільне Wi-Fi з’єднання.
Деякі користувачі використовують старі термінали, які підтримують лише одночастотний діапазон частот Wi-Fi 2,4 ГГц або старіші протоколи Wi-Fi, тому вони не можуть отримати стабільний та швидкий інтернет-досвід.
2. Нові технології для покращення якості внутрішньої мережі
Такі високошвидкісні сервіси з низькою затримкою, як відео високої чіткості 4K/8K, AR/VR, онлайн-освіта та домашній офіс, поступово стають невід'ємною частиною потреб домашніх користувачів. Це висуває вищі вимоги до якості домашньої широкосмугової мережі, особливо до якості домашньої широкосмугової мережі всередині приміщень. Існуюча домашня широкосмугова мережа всередині приміщень на базі технології FTTH (Fiber To The House, оптоволокно до дому) досі не справляється з вищезазначеними вимогами. Однак технології Wi-Fi 6 та FTTR можуть краще відповідати вищезазначеним вимогам до послуг і повинні бути розгорнуті у великих масштабах якомога швидше.
Wi-Fi 6
У 2019 році Wi-Fi Alliance назвав технологію 802.11ax Wi-Fi 6, а попередні технології 802.11ax та 802.11n – Wi-Fi 5 та Wi-Fi 4 відповідно.
Wi-Fi 6 представляє OFDMA (ортогональний частотний поділ множинного доступу), MU-MIMO (багатокористувацька технологія з множинними входами та виходами), 1024QAM (квадратурна амплітудна модуляція) та інші нові технології, теоретична максимальна швидкість завантаження може досягати 9,6 Гбіт/с. Порівняно з найпоширенішими технологіями Wi-Fi 4 та Wi-Fi 5 у галузі, вона має вищу швидкість передачі даних, більшу можливість паралельного зв'язку, меншу затримку обслуговування, ширше покриття та менше споживання енергії терміналами.
Технологія FTTR
FTTR стосується розгортання повністю оптичних шлюзів та підпристроїв у будинках на основі FTTH, а також реалізації покриття оптичним волоконно-оптичним зв'язком до кімнат користувачів за допомогою технології PON.
Головний шлюз FTTR є ядром мережі FTTR. Він підключений у висхідному напрямку до OLT для забезпечення оптоволоконного зв'язку до дому, а внизу для забезпечення оптичних портів для підключення кількох підлеглих шлюзів FTTR. Підлеглий шлюз FTTR взаємодіє з термінальним обладнанням через інтерфейси Wi-Fi та Ethernet, забезпечує функцію мосту для пересилання даних термінального обладнання до головного шлюзу та приймає на себе управління та контроль головного шлюзу FTTR. Мережа FTTR показана на рисунку.
Порівняно з традиційними методами, такими як мережеві кабельні мережі, мережі електропередач та бездротові мережі, мережі FTTR мають такі переваги.
По-перше, мережеве обладнання має кращу продуктивність та вищу пропускну здатність. Оптоволоконне з'єднання між головним шлюзом та підлеглим шлюзом може дійсно розширити гігабітну пропускну здатність до кожної кімнати користувача та покращити якість домашньої мережі користувача в усіх аспектах. Мережа FTTR має більше переваг у пропускній здатності передачі та стабільності.
Друга перевага — краще покриття Wi-Fi та вища якість. Wi-Fi 6 — це стандартна конфігурація шлюзів FTTR, і як головний, так і підлеглий шлюзи можуть забезпечувати з’єднання Wi-Fi, ефективно покращуючи стабільність мережі Wi-Fi та рівень покриття сигналу.
На якість домашньої мережі інтрамережі впливають такі фактори, як схема домашньої мережі, обладнання користувача та термінали користувача. Тому пошук та локалізація низької якості домашньої мережі є складною проблемою в реальній мережі. Кожна комунікаційна компанія або постачальник мережевих послуг пропонує власні рішення відповідно. Наприклад, технічні рішення для оцінки якості домашньої мережі інтрамережі та локалізації низької якості; продовжувати дослідження застосування технологій великих даних та штучного інтелекту в галузі покращення якості домашніх широкосмугових мереж у приміщеннях; сприяти застосуванню технологій FTTR та Wi-Fi 6 для широкої бази якості мережі тощо.
Час публікації: 26 травня 2023 р.
