Sulla base di anni di esperienza nella ricerca e sviluppo di apparecchiature Internet, abbiamo discusso le tecnologie e le soluzioni per garantire la qualità della rete a banda larga domestica all'interno degli edifici. In primo luogo, abbiamo analizzato la situazione attuale della qualità della rete a banda larga domestica all'interno degli edifici e abbiamo riassunto i vari fattori, come la fibra ottica, i gateway, i router, il Wi-Fi e le operazioni degli utenti, che causano problemi di qualità della rete a banda larga domestica all'interno degli edifici. In secondo luogo, sono state presentate le nuove tecnologie di copertura di rete indoor, ovvero Wi-Fi 6 e FTTR (Fiber To The Room).
1. Analisi dei problemi di qualità della rete a banda larga domestica all'interno degli edifici
Nel processo diFTTH(fibra fino a casa), a causa dell'influenza della distanza di trasmissione ottica, della divisione ottica e della perdita del dispositivo di connessione e della curvatura della fibra ottica, la potenza ottica ricevuta dal gateway potrebbe essere bassa e il tasso di errore di bit potrebbe essere elevato, con conseguente aumento del tasso di perdita di pacchetti della trasmissione del servizio di livello superiore. , il tasso diminuisce.
Tuttavia, le prestazioni hardware dei gateway più vecchi sono generalmente basse e tendono a presentare problemi come un elevato utilizzo di CPU e memoria e il surriscaldamento delle apparecchiature, con conseguenti riavvii anomali e arresti anomali. I gateway più vecchi in genere non supportano velocità di rete gigabit e alcuni presentano anche problemi come chip obsoleti, che comportano un notevole divario tra la velocità effettiva della connessione di rete e quella teorica, limitando ulteriormente la possibilità di migliorare l'esperienza online dell'utente. Attualmente, una parte significativa dei gateway per la casa intelligente utilizzati per 3 anni o più nella rete attiva è ancora costituita da dispositivi obsoleti che necessitano di essere sostituiti.
La banda di frequenza a 2,4 GHz è la banda di frequenza ISM (Industrial-Scientific-Medical). Viene utilizzata come banda di frequenza comune per stazioni radio come reti locali wireless, sistemi di accesso wireless, sistemi Bluetooth, sistemi di comunicazione a spettro diffuso punto-punto o punto-multipunto, con risorse di frequenza limitate e larghezza di banda ridotta. Attualmente, una certa percentuale di gateway supporta ancora la banda di frequenza Wi-Fi a 2,4 GHz nelle reti esistenti, e il problema dell'interferenza tra frequenze adiacenti e co-frequenze è particolarmente rilevante.
A causa di bug software e prestazioni hardware insufficienti di alcuni gateway, le connessioni PPPoE si interrompono frequentemente e i gateway vengono riavviati di continuo, causando frequenti interruzioni dell'accesso a Internet per gli utenti. Dopo un'interruzione passiva della connessione PPPoE (ad esempio, l'interruzione del collegamento di trasmissione in uplink), ogni produttore di gateway adotta standard di implementazione incoerenti per il rilevamento della porta WAN e la riattivazione della connessione PPPoE. Alcuni gateway di diversi produttori effettuano il rilevamento ogni 20 secondi e ricompongono la connessione solo dopo 30 tentativi falliti. Di conseguenza, il gateway impiega 10 minuti per riavviare automaticamente la connessione PPPoE dopo essere andato offline, compromettendo seriamente l'esperienza utente.
Sempre più utenti configurano i propri gateway domestici con router (di seguito denominati "router"). Tra questi router, molti supportano solo porte WAN da 100 Mbps o (e) solo Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Alcuni router di diversi produttori dispongono ancora di una sola porta WAN o di un solo protocollo Wi-Fi che supporta velocità di rete Gigabit, diventando di fatto router "pseudo-Gigabit". Inoltre, il router è collegato al gateway tramite un cavo di rete, e i cavi utilizzati dagli utenti sono generalmente di categoria 5 o super categoria 5, con una durata limitata e una scarsa resistenza alle interferenze, e la maggior parte di essi supporta solo velocità di 100 Mbps. Nessuno dei router e dei cavi di rete sopra menzionati è in grado di soddisfare i requisiti evolutivi delle future reti Gigabit e super-Gigabit. Alcuni router si riavviano frequentemente a causa di problemi di qualità del prodotto, compromettendo seriamente l'esperienza dell'utente.
Il Wi-Fi è il principale metodo di copertura wireless per interni, ma molti gateway domestici sono installati in scatole di derivazione a bassa tensione vicino alla porta dell'utente. A causa della posizione della scatola, del materiale di cui è composta e della complessità della struttura dell'abitazione, il segnale Wi-Fi non è sufficiente a coprire tutte le aree interne. Più il dispositivo terminale è lontano dal punto di accesso Wi-Fi, maggiori sono gli ostacoli e maggiore è la perdita di intensità del segnale, il che può portare a connessioni instabili e perdita di pacchetti dati.
Nel caso di reti interne composte da più dispositivi Wi-Fi, si verificano spesso problemi di interferenza tra frequenze identiche e canali adiacenti a causa di impostazioni di canale non ottimali, riducendo ulteriormente la velocità del Wi-Fi.
Quando alcuni utenti collegano il router al gateway, a causa della mancanza di esperienza professionale, potrebbero collegare il router a una porta di rete non gigabit del gateway, oppure potrebbero non collegare saldamente il cavo di rete, con conseguente allentamento delle porte di rete. In questi casi, anche se l'utente è abbonato a un servizio gigabit o utilizza un router gigabit, non potrà ottenere un servizio gigabit stabile, il che crea problemi anche per gli operatori nella gestione dei guasti.
Alcuni utenti hanno troppi dispositivi connessi al Wi-Fi nelle loro case (più di 20) o diverse applicazioni scaricano file ad alta velocità contemporaneamente, il che può causare gravi conflitti di canali Wi-Fi e connessioni Wi-Fi instabili.
Alcuni utenti utilizzano terminali obsoleti che supportano solo la banda di frequenza Wi-Fi a 2,4 GHz a singola frequenza o protocolli Wi-Fi più datati, pertanto non riescono a ottenere un'esperienza Internet stabile e veloce.
2. Nuove tecnologie per migliorare la rete internaQqualità
Servizi ad alta larghezza di banda e bassa latenza come video ad alta definizione 4K/8K, realtà aumentata/virtuale, didattica online e telelavoro stanno diventando gradualmente esigenze imprescindibili per gli utenti domestici. Ciò impone requisiti più elevati in termini di qualità della rete a banda larga domestica, in particolare per quanto riguarda la rete interna. Le attuali reti a banda larga domestiche basate sulla tecnologia FTTH (Fiber To The House, fibra fino a casa) faticano a soddisfare tali requisiti. Tuttavia, le tecnologie Wi-Fi 6 e FTTH possono soddisfare meglio questi requisiti e dovrebbero essere implementate su larga scala il prima possibile.
Wi-Fi 6
Nel 2019, la Wi-Fi Alliance ha denominato la tecnologia 802.11ax Wi-Fi 6, e ha rinominato le precedenti tecnologie 802.11ax e 802.11n rispettivamente Wi-Fi 5 e Wi-Fi 4.
Wi-Fi 6Introducendo OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation) e altre nuove tecnologie, la velocità di download massima teorica può raggiungere i 9,6 Gbit/s. Rispetto alle tecnologie Wi-Fi 4 e Wi-Fi 5 più diffuse nel settore, offre una velocità di trasmissione superiore, una maggiore capacità di concorrenza, una minore latenza di servizio, una copertura più ampia e un minore consumo energetico dei terminali.
FTTRTtecnologia
FTTR si riferisce all'implementazione di gateway e sottodispositivi interamente ottici nelle case sulla base di FTTH e alla realizzazione della copertura di comunicazione in fibra ottica nelle stanze degli utenti attraversoPONtecnologia.
Il gateway principale FTTR è il cuore della rete FTTR. È collegato verso l'alto all'OLT per fornire la fibra fino alla casa e verso il basso per fornire porte ottiche per connettere più gateway secondari FTTR. Il gateway secondario FTTR comunica con le apparecchiature terminali tramite interfacce Wi-Fi ed Ethernet, svolge una funzione di bridging per inoltrare i dati delle apparecchiature terminali al gateway principale e riceve la gestione e il controllo da quest'ultimo. La rete FTTR è illustrata nella figura.
Rispetto ai metodi tradizionali come le reti via cavo, le reti su linea elettrica e le reti wireless, le reti FTTR presentano i seguenti vantaggi.
Innanzitutto, le apparecchiature di rete offrono prestazioni migliori e una larghezza di banda superiore. La connessione in fibra ottica tra il gateway master e il gateway slave può effettivamente estendere la larghezza di banda gigabit a ogni stanza dell'utente e migliorare la qualità della rete domestica sotto tutti gli aspetti. La rete FTTR presenta ulteriori vantaggi in termini di larghezza di banda di trasmissione e stabilità.
Il secondo vantaggio è una migliore copertura Wi-Fi e una qualità superiore. Il Wi-Fi 6 è la configurazione standard dei gateway FTTR e sia il gateway master che quello slave possono fornire connessioni Wi-Fi, migliorando efficacemente la stabilità della rete Wi-Fi e la potenza del segnale.
La qualità della rete intranet domestica è influenzata da fattori quali la configurazione della rete domestica, le apparecchiature degli utenti e i terminali utilizzati. Pertanto, individuare e localizzare le aree con scarsa qualità della rete domestica è un problema complesso in un ambiente di rete attivo. Ogni compagnia telefonica o fornitore di servizi di rete propone le proprie soluzioni. Ad esempio, soluzioni tecniche per valutare la qualità della rete intranet domestica e individuare le aree con scarsa qualità; la continua esplorazione dell'applicazione dei big data e dell'intelligenza artificiale per migliorare la qualità delle reti a banda larga domestiche; la promozione dell'adozione di tecnologie come FTTR e Wi-Fi 6 per una copertura di rete di qualità più ampia e altro ancora.
Data di pubblicazione: 8 maggio 2023