Com base em anos de experiência em pesquisa e desenvolvimento em equipamentos de Internet, discutimos as tecnologias e soluções para garantia de qualidade de redes internas de banda larga doméstica. Primeiro, ele analisa a situação atual da qualidade da rede interna de banda larga doméstica e resume vários fatores, como fibra óptica, gateways, roteadores, Wi-Fi e operações do usuário que causam problemas de qualidade da rede interna de banda larga doméstica. Em segundo lugar, serão introduzidas as novas tecnologias de cobertura de rede indoor marcadas por Wi-Fi 6 e FTTR (Fiber To The Room).
1. Análise de problemas de qualidade da rede interna de banda larga doméstica
No processo de FTTH (fibra para casa), devido à influência da distância de transmissão óptica, divisão óptica e perda do dispositivo de conexão e curvatura da fibra óptica, a potência óptica recebida pelo gateway pode ser baixa e a taxa de erro de bit pode ser alto, resultando em um aumento na taxa de perda de pacotes de transmissão de serviço de camada superior. , a taxa cai.
No entanto, o desempenho do hardware de gateways antigos é geralmente baixo, e problemas como alto uso de CPU e memória e superaquecimento de equipamentos são propensos a ocorrer, resultando em reinicializações anormais e travamentos dos gateways. Os gateways antigos geralmente não suportam velocidades de rede gigabit, e alguns gateways antigos também apresentam problemas como chips desatualizados, que levam a uma grande lacuna entre o valor real da velocidade da conexão de rede e o valor teórico, o que limita ainda mais a possibilidade de melhorar o experiência on-line do usuário. Atualmente, os antigos gateways domésticos inteligentes que são usados há 3 anos ou mais na rede ativa ainda ocupam uma certa proporção e precisam ser substituídos.
A banda de frequência de 2,4 GHz é a banda de frequência ISM (Industrial-Scientific-Medical). É usado como uma banda de frequência comum para estações de rádio, como rede local sem fio, sistema de acesso sem fio, sistema Bluetooth, sistema de comunicação de espectro espalhado ponto a ponto ou ponto a multiponto, com poucos recursos de frequência e largura de banda limitada. Atualmente, ainda há uma certa proporção de gateways que suportam a banda de frequência Wi-Fi de 2,4 GHz na rede existente, e o problema de interferência de cofrequência/frequência adjacente é mais proeminente.
Devido a bugs de software e desempenho insuficiente de hardware de alguns gateways, as conexões PPPoE são frequentemente interrompidas e os gateways são reiniciados com frequência, resultando em interrupções frequentes do acesso à Internet para os usuários. Depois que a conexão PPPoE é interrompida passivamente (por exemplo, o link de transmissão do uplink é interrompido), cada fabricante de gateway possui padrões de implementação inconsistentes para detecção de porta WAN e reexecução da discagem PPPoE. Os gateways de alguns fabricantes detectam uma vez a cada 20 segundos e rediscam somente após 30 falhas de detecção. Como resultado, leva 10 minutos para o gateway iniciar automaticamente a reprodução PPPoE após ficar off-line passivamente, afetando seriamente a experiência do usuário.
Cada vez mais gateways domésticos de usuários são configurados com roteadores (doravante denominados “roteadores”). Entre esses roteadores, alguns suportam apenas portas WAN de 100M ou (e) suportam apenas Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Os roteadores de alguns fabricantes ainda possuem apenas uma das portas WAN ou protocolos Wi-Fi que suportam velocidades de rede Gigabit, e se tornam roteadores “pseudo-Gigabit”. Além disso, o roteador é conectado ao gateway por meio de um cabo de rede, e o cabo de rede usado pelos usuários é basicamente um cabo categoria 5 ou supercategoria 5, que tem vida curta e capacidade anti-interferência fraca, e a maioria deles apenas suporta velocidade de 100M. Nenhum dos roteadores e cabos de rede mencionados acima pode atender aos requisitos de evolução das redes gigabit e supergigabit subsequentes. Alguns roteadores reiniciam frequentemente devido a problemas de qualidade do produto, afetando seriamente a experiência do usuário.
Wi-Fi é o principal método de cobertura sem fio interna, mas muitos gateways domésticos são colocados em caixas de corrente fraca na porta do usuário. Limitado pela localização da caixa de corrente fraca, pelo material da cobertura e pelo tipo complicado de casa, o sinal Wi-Fi não é suficiente para cobrir todas as áreas internas. Quanto mais longe o dispositivo terminal estiver do ponto de acesso Wi-Fi, mais obstáculos existirão e maior será a perda de intensidade do sinal, o que pode levar a uma ligação instável e à perda de pacotes de dados.
No caso de redes internas de vários dispositivos Wi-Fi, os problemas de interferência na mesma frequência e em canais adjacentes ocorrem frequentemente devido a configurações de canal não razoáveis, reduzindo ainda mais a taxa de Wi-Fi.
Quando alguns usuários conectam o roteador ao gateway, por falta de experiência profissional, eles podem conectar o roteador à porta de rede não gigabit do gateway ou podem não conectar o cabo de rede firmemente, resultando em portas de rede soltas. Nestes casos, mesmo que o usuário assine o serviço gigabit ou utilize um roteador gigabit, ele não consegue obter serviços gigabit estáveis, o que também traz desafios para as operadoras lidarem com falhas.
Alguns usuários têm muitos dispositivos conectados ao Wi-Fi em suas casas (mais de 20) ou vários aplicativos baixam arquivos em alta velocidade ao mesmo tempo, o que também causará sérios conflitos de canais Wi-Fi e conexões Wi-Fi instáveis.
Alguns usuários usam terminais antigos que suportam apenas a banda de frequência Wi-Fi de frequência única de 2,4 GHz ou protocolos Wi-Fi mais antigos, portanto, não conseguem obter uma experiência de Internet estável e rápida.
2. Novas tecnologias para melhorar a qualidade da rede interna
Serviços de alta largura de banda e baixa latência, como vídeo de alta definição 4K/8K, AR/VR, educação on-line e home office, estão gradualmente se tornando necessidades rígidas dos usuários domésticos. Isto impõe requisitos mais elevados à qualidade da rede doméstica de banda larga, especialmente à qualidade da rede doméstica de banda larga interna. A rede interna de banda larga doméstica existente baseada na tecnologia FTTH (Fiber To The House, fibra para casa) tem sido difícil de atender aos requisitos acima. No entanto, as tecnologias Wi-Fi 6 e FTTR podem satisfazer melhor os requisitos de serviço acima mencionados e devem ser implementadas em grande escala o mais rapidamente possível.
Wi-Fi 6
Em 2019, a Wi-Fi Alliance nomeou a tecnologia 802.11ax como Wi-Fi 6 e nomeou as tecnologias 802.11ax e 802.11n anteriores como Wi-Fi 5 e Wi-Fi 4, respectivamente.
Wi-Fi 6 apresenta OFDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência Ortogonal, Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência Ortogonal), MU-MIMO (tecnologia de saída múltipla de entrada múltipla multiusuário, tecnologia de saída múltipla de entrada múltipla multiusuário), 1024QAM (Amplitude de quadratura Modulação, modulação de amplitude em quadratura) e outras novas tecnologias, a taxa máxima teórica de download pode chegar a 9,6 Gbit/s. Comparado com as tecnologias Wi-Fi 4 e Wi-Fi 5 mais utilizadas na indústria, possui maior taxa de transmissão, maior capacidade de simultaneidade, menor atraso de serviço, cobertura mais ampla e menor potência de terminal. consumo.
Tecnologia FTTR
FTTR refere-se à implantação de gateways e subdispositivos totalmente ópticos em residências com base em FTTH e à realização de cobertura de comunicação de fibra óptica para salas de usuários por meio da tecnologia PON.
O gateway principal do FTTR é o núcleo da rede FTTR. Ele é conectado para cima ao OLT para fornecer fibra para casa e para baixo para fornecer portas ópticas para conectar vários gateways escravos FTTR. O gateway escravo FTTR se comunica com o equipamento terminal através de interfaces Wi-Fi e Ethernet, fornece uma função de ponte para encaminhar os dados do equipamento terminal para o gateway principal e aceita o gerenciamento e controle do gateway principal FTTR. A rede FTTR é mostrada na figura.
Em comparação com os métodos tradicionais, como rede por cabo de rede, rede por linha de energia e rede sem fio, as redes FTTR têm as seguintes vantagens.
Primeiro, o equipamento de rede tem melhor desempenho e maior largura de banda. A conexão de fibra óptica entre o gateway mestre e o gateway escravo pode realmente estender a largura de banda gigabit para todos os cômodos do usuário e melhorar a qualidade da rede doméstica do usuário em todos os aspectos. A rede FTTR tem mais vantagens em largura de banda e estabilidade de transmissão.
A segunda é melhor cobertura Wi-Fi e maior qualidade. Wi-Fi 6 é a configuração padrão dos gateways FTTR, e tanto o gateway mestre quanto o gateway escravo podem fornecer conexões Wi-Fi, melhorando efetivamente a estabilidade da rede Wi-Fi e a intensidade da cobertura do sinal.
A qualidade da intranet da rede doméstica é afetada por fatores como o layout da rede doméstica, o equipamento do usuário e os terminais do usuário. Portanto, encontrar e localizar a má qualidade da rede doméstica é um problema difícil na rede ativa. Cada empresa de comunicação ou provedor de serviços de rede apresenta sua própria solução, respectivamente. Por exemplo, soluções técnicas para avaliar a qualidade da intranet da rede doméstica e localizar má qualidade; continuar a explorar a aplicação de big data e tecnologia de inteligência artificial no domínio da melhoria da qualidade das redes domésticas de banda larga internas; promover a aplicação da tecnologia FTTR e Wi-Fi 6 Ampla base de qualidade de rede e muito mais.
Horário da postagem: 26 de maio de 2023
