Με βάση την πολυετή εμπειρία μας στην έρευνα και ανάπτυξη εξοπλισμού Διαδικτύου, συζητήσαμε τις τεχνολογίες και τις λύσεις για τη διασφάλιση της ποιότητας του εσωτερικού δικτύου ευρυζωνικής σύνδεσης στο σπίτι. Πρώτον, αναλύεται η τρέχουσα κατάσταση της ποιότητας του εσωτερικού δικτύου ευρυζωνικής σύνδεσης στο σπίτι και συνοψίζονται διάφοροι παράγοντες όπως οι οπτικές ίνες, οι πύλες, οι δρομολογητές, το Wi-Fi και οι λειτουργίες των χρηστών που προκαλούν προβλήματα ποιότητας του εσωτερικού δικτύου ευρυζωνικής σύνδεσης στο σπίτι. Δεύτερον, θα παρουσιαστούν οι νέες τεχνολογίες κάλυψης εσωτερικού δικτύου που χαρακτηρίζονται από Wi-Fi 6 και FTTR (Fiber To The Room).
1. Ανάλυση προβλημάτων ποιότητας οικιακού ευρυζωνικού δικτύου εσωτερικού χώρου
Κατά τη διαδικασία FTTH (οπτική ίνα-προς-οικία), λόγω της επίδρασης της οπτικής απόστασης μετάδοσης, του οπτικού διαχωρισμού και της απώλειας της συσκευής σύνδεσης, καθώς και της κάμψης της οπτικής ίνας, η οπτική ισχύς που λαμβάνεται από την πύλη μπορεί να είναι χαμηλή και ο ρυθμός σφάλματος bit μπορεί να είναι υψηλός, με αποτέλεσμα την αύξηση του ρυθμού απώλειας πακέτων της μετάδοσης υπηρεσιών ανώτερου επιπέδου. Ο ρυθμός μειώνεται.
Ωστόσο, η απόδοση του υλικού των παλαιών πυλών είναι γενικά χαμηλή και είναι πιθανό να προκύψουν προβλήματα όπως η υψηλή χρήση CPU και μνήμης και η υπερθέρμανση του εξοπλισμού, με αποτέλεσμα μη φυσιολογικές επανεκκινήσεις και διακοπές λειτουργίας των πυλών. Οι παλαιές πύλες γενικά δεν υποστηρίζουν ταχύτητες δικτύου gigabit και ορισμένες παλαιές πύλες έχουν επίσης προβλήματα όπως τα ξεπερασμένα τσιπ, τα οποία οδηγούν σε μεγάλο χάσμα μεταξύ της πραγματικής τιμής ταχύτητας της σύνδεσης δικτύου και της θεωρητικής τιμής, γεγονός που περιορίζει περαιτέρω τη δυνατότητα βελτίωσης της διαδικτυακής εμπειρίας του χρήστη. Προς το παρόν, οι παλαιές πύλες έξυπνου σπιτιού που χρησιμοποιούνται για 3 χρόνια ή περισσότερο στο ενεργό δίκτυο εξακολουθούν να καταλαμβάνουν ένα ορισμένο ποσοστό και πρέπει να αντικατασταθούν.
Η ζώνη συχνοτήτων 2,4 GHz είναι η ζώνη συχνοτήτων ISM (Βιομηχανική-Επιστημονική-Ιατρική). Χρησιμοποιείται ως κοινή ζώνη συχνοτήτων για ραδιοφωνικούς σταθμούς όπως ασύρματα τοπικά δίκτυα, συστήματα ασύρματης πρόσβασης, συστήματα Bluetooth, συστήματα επικοινωνίας διασποράς φάσματος από σημείο σε σημείο ή από σημείο σε πολλαπλά σημεία, με λίγους πόρους συχνότητας και περιορισμένο εύρος ζώνης. Προς το παρόν, υπάρχει ακόμη ένα ορισμένο ποσοστό πυλών που υποστηρίζουν τη ζώνη συχνοτήτων Wi-Fi 2,4 GHz στο υπάρχον δίκτυο και το πρόβλημα των παρεμβολών μεταξύ συχνοτήτων/γειτονικών συχνοτήτων είναι πιο έντονο.
Λόγω σφαλμάτων λογισμικού και ανεπαρκούς απόδοσης υλικού ορισμένων πυλών, οι συνδέσεις PPPoE διακόπτονται συχνά και οι πύλες επανεκκινούνται συχνά, με αποτέλεσμα συχνές διακοπές στην πρόσβαση των χρηστών στο Διαδίκτυο. Μετά την παθητική διακοπή της σύνδεσης PPPoE (για παράδειγμα, η διακοπή της σύνδεσης μετάδοσης uplink), κάθε κατασκευαστής πύλης έχει ασυνεπή πρότυπα υλοποίησης για την ανίχνευση θύρας WAN και την επανεκτέλεση της κλήσης PPPoE. Οι πύλες ορισμένων κατασκευαστών ανιχνεύουν μία φορά κάθε 20 δευτερόλεπτα και κάνουν επανάκληση μόνο μετά από 30 αποτυχημένες ανιχνεύσεις. Ως αποτέλεσμα, χρειάζονται 10 λεπτά για να ξεκινήσει αυτόματα η πύλη την επανάληψη PPPoE μετά την παθητική απενεργοποίηση, επηρεάζοντας σοβαρά την εμπειρία του χρήστη.
Όλο και περισσότερες οικιακές πύλες χρηστών διαμορφώνονται με δρομολογητές (εφεξής «δρομολογητές»). Μεταξύ αυτών των δρομολογητών, αρκετοί υποστηρίζουν μόνο θύρες WAN 100M ή (και) υποστηρίζουν μόνο Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Οι δρομολογητές ορισμένων κατασκευαστών εξακολουθούν να διαθέτουν μόνο μία από τις θύρες WAN ή τα πρωτόκολλα Wi-Fi που υποστηρίζει ταχύτητες δικτύου Gigabit και γίνονται δρομολογητές "ψευδο-Gigabit". Επιπλέον, ο δρομολογητής συνδέεται στην πύλη μέσω καλωδίου δικτύου και το καλώδιο δικτύου που χρησιμοποιείται από τους χρήστες είναι βασικά ένα καλώδιο κατηγορίας 5 ή super κατηγορίας 5, το οποίο έχει μικρή διάρκεια ζωής και ασθενή ικανότητα αντι-παρεμβολής, και τα περισσότερα από αυτά υποστηρίζουν μόνο ταχύτητα 100M. Κανένας από τους προαναφερθέντες δρομολογητές και καλώδια δικτύου δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις εξέλιξης των επόμενων δικτύων gigabit και super-gigabit. Ορισμένοι δρομολογητές επανεκκινούνται συχνά λόγω προβλημάτων ποιότητας προϊόντος, επηρεάζοντας σοβαρά την εμπειρία χρήστη.
Το Wi-Fi είναι η κύρια μέθοδος ασύρματης κάλυψης εσωτερικού χώρου, αλλά πολλές οικιακές πύλες τοποθετούνται σε κουτιά ασθενούς ρεύματος στην πόρτα του χρήστη. Λόγω της θέσης του κουτιού ασθενούς ρεύματος, του υλικού του καλύμματος και του περίπλοκου τύπου του σπιτιού, το σήμα Wi-Fi δεν επαρκεί για να καλύψει όλους τους εσωτερικούς χώρους. Όσο πιο μακριά βρίσκεται η τερματική συσκευή από το σημείο πρόσβασης Wi-Fi, τόσο περισσότερα εμπόδια υπάρχουν και τόσο μεγαλύτερη είναι η απώλεια ισχύος σήματος, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ασταθή σύνδεση και απώλεια πακέτων δεδομένων.
Στην περίπτωση εσωτερικής δικτύωσης πολλαπλών συσκευών Wi-Fi, τα προβλήματα παρεμβολής στην ίδια συχνότητα και σε γειτονικά κανάλια εμφανίζονται συχνά λόγω παράλογων ρυθμίσεων καναλιών, μειώνοντας περαιτέρω την ταχύτητα Wi-Fi.
Όταν ορισμένοι χρήστες συνδέουν τον δρομολογητή στην πύλη, λόγω έλλειψης επαγγελματικής εμπειρίας, ενδέχεται να συνδέσουν τον δρομολογητή στη θύρα δικτύου που δεν είναι gigabit της πύλης ή ενδέχεται να μην συνδέσουν καλά το καλώδιο δικτύου, με αποτέλεσμα χαλαρές θύρες δικτύου. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ακόμη και αν ο χρήστης εγγραφεί στην υπηρεσία gigabit ή χρησιμοποιεί δρομολογητή gigabit, δεν μπορεί να αποκτήσει σταθερές υπηρεσίες gigabit, γεγονός που δημιουργεί επίσης προκλήσεις για τους παρόχους στην αντιμετώπιση σφαλμάτων.
Μερικοί χρήστες έχουν πάρα πολλές συσκευές συνδεδεμένες σε Wi-Fi στα σπίτια τους (περισσότερες από 20) ή πολλές εφαρμογές κατεβάζουν αρχεία με υψηλή ταχύτητα ταυτόχρονα, κάτι που θα προκαλέσει επίσης σοβαρές διενέξεις καναλιών Wi-Fi και ασταθείς συνδέσεις Wi-Fi.
Ορισμένοι χρήστες χρησιμοποιούν παλιά τερματικά που υποστηρίζουν μόνο μονοσυχνοτική ζώνη συχνοτήτων Wi-Fi 2,4 GHz ή παλαιότερα πρωτόκολλα Wi-Fi, επομένως δεν μπορούν να αποκτήσουν σταθερή και γρήγορη εμπειρία σύνδεσης στο Διαδίκτυο.
2. Νέες τεχνολογίες για τη βελτίωση της ποιότητας του εσωτερικού δικτύου
Οι υπηρεσίες υψηλού εύρους ζώνης και χαμηλής καθυστέρησης, όπως το βίντεο υψηλής ευκρίνειας 4K/8K, η επαυξημένη/εικονική πραγματικότητα (AR/VR), η διαδικτυακή εκπαίδευση και το γραφείο στο σπίτι, σταδιακά καθίστανται οι άκαμπτες ανάγκες των οικιακών χρηστών. Αυτό θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για την ποιότητα του οικιακού ευρυζωνικού δικτύου, ιδίως για την ποιότητα του οικιακού εσωτερικού ευρυζωνικού δικτύου. Το υπάρχον οικιακό εσωτερικό δίκτυο ευρυζωνικής σύνδεσης που βασίζεται στην τεχνολογία FTTH (Fiber To The House, οπτική ίνα μέχρι το σπίτι) ήταν δύσκολο να ανταποκριθεί στις παραπάνω απαιτήσεις. Ωστόσο, οι τεχνολογίες Wi-Fi 6 και FTTR μπορούν να ανταποκριθούν καλύτερα στις παραπάνω απαιτήσεις υπηρεσιών και θα πρέπει να αναπτυχθούν σε μεγάλη κλίμακα το συντομότερο δυνατό.
Wi-Fi 6
Το 2019, η Wi-Fi Alliance ονόμασε την τεχνολογία 802.11ax Wi-Fi 6 και τις προηγούμενες τεχνολογίες 802.11ax και 802.11n ονόμασε Wi-Fi 5 και Wi-Fi 4 αντίστοιχα.
Το Wi-Fi 6 εισάγει OFDMA (Πολλαπλή Πρόσβαση Ορθογώνιας Διαίρεσης Συχνότητας), MU-MIMO (Πολλαπλή Έξοδος Πολλαπλών Εισόδων Πολλαπλών Χρηστών, Τεχνολογία Πολλαπλών Εισόδων Πολλαπλών Εξόδων Πολλαπλών Χρηστών), 1024QAM (Διαμόρφωση Πλάτους Τετραγωνικής Διάταξης, διαμόρφωση πλάτους τετραγωνικής διάταξης) και άλλες νέες τεχνολογίες, με τον θεωρητικό μέγιστο ρυθμό λήψης να μπορεί να φτάσει τα 9,6Gbit/s. Σε σύγκριση με τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνολογίες Wi-Fi 4 και Wi-Fi 5 στον κλάδο, έχει υψηλότερο ρυθμό μετάδοσης, μεγαλύτερη δυνατότητα ταυτόχρονης μετάδοσης, χαμηλότερη καθυστέρηση υπηρεσίας, ευρύτερη κάλυψη και μικρότερη κατανάλωση ενέργειας τερματικού.
Τεχνολογία FTTR
Το FTTR αναφέρεται στην ανάπτυξη πλήρως οπτικών πυλών και υποσυσκευών σε κατοικίες με βάση το FTTH, και στην υλοποίηση κάλυψης επικοινωνίας οπτικών ινών στα δωμάτια χρηστών μέσω τεχνολογίας PON.
Η κύρια πύλη FTTR είναι ο πυρήνας του δικτύου FTTR. Συνδέεται προς τα πάνω με το OLT για να παρέχει οπτική ίνα προς το σπίτι και προς τα κάτω για να παρέχει οπτικές θύρες για τη σύνδεση πολλαπλών δευτερευουσών πυλών FTTR. Η δευτερεύουσα πύλη FTTR επικοινωνεί με τον τερματικό εξοπλισμό μέσω διεπαφών Wi-Fi και Ethernet, παρέχει μια λειτουργία γεφύρωσης για την προώθηση των δεδομένων του τερματικού εξοπλισμού στην κύρια πύλη και δέχεται τη διαχείριση και τον έλεγχο της κύριας πύλης FTTR. Η δικτύωση FTTR φαίνεται στο σχήμα.
Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους όπως η δικτύωση μέσω καλωδίων δικτύου, η δικτύωση μέσω γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας και η ασύρματη δικτύωση, τα δίκτυα FTTR έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα.
Καταρχάς, ο εξοπλισμός δικτύωσης έχει καλύτερη απόδοση και υψηλότερο εύρος ζώνης. Η σύνδεση οπτικών ινών μεταξύ της κύριας πύλης και της δευτερεύουσας πύλης μπορεί πραγματικά να επεκτείνει το εύρος ζώνης gigabit σε κάθε δωμάτιο του χρήστη και να βελτιώσει την ποιότητα του οικιακού δικτύου του χρήστη από κάθε άποψη. Το δίκτυο FTTR έχει περισσότερα πλεονεκτήματα στο εύρος ζώνης μετάδοσης και τη σταθερότητα.
Το δεύτερο είναι η καλύτερη κάλυψη Wi-Fi και η υψηλότερη ποιότητα. Το Wi-Fi 6 είναι η τυπική διαμόρφωση των πυλών FTTR και τόσο η κύρια πύλη όσο και η δευτερεύουσα πύλη μπορούν να παρέχουν συνδέσεις Wi-Fi, βελτιώνοντας αποτελεσματικά τη σταθερότητα της δικτύωσης Wi-Fi και την ισχύ της κάλυψης σήματος.
Η ποιότητα του intranet του οικιακού δικτύου επηρεάζεται από παράγοντες όπως η διάταξη του οικιακού δικτύου, ο εξοπλισμός χρήστη και τα τερματικά χρήστη. Επομένως, η εύρεση και ο εντοπισμός της κακής ποιότητας του οικιακού δικτύου αποτελεί ένα δύσκολο πρόβλημα στο ζωντανό δίκτυο. Κάθε εταιρεία επικοινωνιών ή πάροχος υπηρεσιών δικτύου προτείνει τη δική της λύση αντίστοιχα. Για παράδειγμα, τεχνικές λύσεις για την αξιολόγηση της ποιότητας του intranet του οικιακού δικτύου και τον εντοπισμό της κακής ποιότητας· συνέχιση της διερεύνησης της εφαρμογής της τεχνολογίας μεγάλων δεδομένων και τεχνητής νοημοσύνης στον τομέα της βελτίωσης της ποιότητας των οικιακών δικτύων ευρυζωνικής σύνδεσης σε εσωτερικούς χώρους· προώθηση της εφαρμογής της τεχνολογίας FTTR και Wi-Fi 6· ευρεία βάση ποιότητας δικτύου και άλλα.
Ώρα δημοσίευσης: 26 Μαΐου 2023
