Baseándonos en anos de experiencia en investigación e desenvolvemento de equipos de Internet, analizamos as tecnoloxías e solucións para o control da calidade da rede de banda ancha doméstica en interiores. En primeiro lugar, analízase a situación actual da calidade da rede de banda ancha doméstica en interiores e resume varios factores como a fibra óptica, as pasarelas, os enrutadores, o Wi-Fi e as operacións dos usuarios que causan problemas de calidade da rede de banda ancha doméstica en interiores. En segundo lugar, presentaranse as novas tecnoloxías de cobertura de rede en interiores caracterizadas por Wi-Fi 6 e FTTR (Fibra To The Room).
1. Análise dos problemas de calidade da rede interior de banda larga doméstica
No proceso de FTTH (fibra a fogar), debido á influencia da distancia de transmisión óptica, a división óptica e a perda do dispositivo de conexión, así como a flexión da fibra óptica, a potencia óptica recibida pola pasarela pode ser baixa e a taxa de erro de bits pode ser alta, o que resulta nun aumento na taxa de perda de paquetes da transmisión do servizo de capa superior, o que provoca unha diminución da taxa.
Non obstante, o rendemento do hardware das portas de enlace antigas é xeralmente baixo e é probable que se produzan problemas como o uso elevado da CPU e da memoria e o sobrequecemento do equipo, o que provoca reinicios anormais e fallos das portas de enlace. As portas de enlace antigas xeralmente non admiten velocidades de rede de gigabits e algunhas tamén teñen problemas como chips desactualizados, o que provoca unha gran diferenza entre o valor real da velocidade da conexión de rede e o valor teórico, o que limita aínda máis a posibilidade de mellorar a experiencia en liña do usuario. Na actualidade, as portas de enlace antigas para fogares intelixentes que se usaron durante 3 anos ou máis na rede en directo aínda ocupan unha certa proporción e deben ser substituídas.
A banda de frecuencia de 2,4 GHz é a banda de frecuencia ISM (Industrial-Científico-Médica). Úsase como unha banda de frecuencia común para estacións de radio como redes de área local sen fíos, sistemas de acceso sen fíos, sistemas Bluetooth, sistemas de comunicación de espectro ensanchado punto a punto ou punto a multipunto, con poucos recursos de frecuencia e ancho de banda limitado. Na actualidade, aínda hai unha certa proporción de portas de enlace que admiten a banda de frecuencia Wi-Fi de 2,4 GHz na rede existente, e o problema da interferencia de cofrecuencia/frecuencia adxacente é máis destacado.
Debido a erros de software e ao rendemento insuficiente do hardware dalgunhas pasarelas, as conexións PPPoE pérdense con frecuencia e as pasarelas reinícianse con frecuencia, o que resulta nunha interrupción frecuente do acceso a Internet para os usuarios. Despois de que a conexión PPPoE se interrompa pasivamente (por exemplo, se se interrompe a ligazón de transmisión ascendente), cada fabricante de pasarelas ten estándares de implementación inconsistentes para a detección de portos WAN e a repetición da marcación PPPoE. As pasarelas dalgúns fabricantes detectan unha vez cada 20 segundos e volven marcar só despois de 30 deteccións fallidas. Como resultado, a pasarela tarda 10 minutos en iniciar automaticamente a reprodución PPPoE despois de desconectarse pasivamente, o que afecta gravemente á experiencia do usuario.
Cada vez máis usuarios configuran as súas portas de enlace domésticas con enrutadores (en diante, "enrutadores"). Entre estes enrutadores, bastantes só admiten portos WAN de 100 millóns ou (e) só admiten Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Algúns fabricantes de routers aínda só teñen un dos portos WAN ou protocolos Wi-Fi que admite velocidades de rede Gigabit, e convértense en routers "pseudo-Gigabit". Ademais, o router está conectado á porta de enlace a través dun cable de rede, e o cable de rede que usan os usuarios é basicamente un cable de categoría 5 ou supercategoría 5, que ten unha vida útil curta e unha capacidade antiinterferencias débil, e a maioría deles só admite velocidades de 100 M. Ningún dos routers e cables de rede mencionados anteriormente pode cumprir os requisitos de evolución das redes gigabit e supergigabit posteriores. Algúns routers reinicianse con frecuencia debido a problemas de calidade do produto, o que afecta gravemente á experiencia do usuario.
O wifi é o principal método de cobertura sen fíos en interiores, pero moitas portas de enlace domésticas colócanse en caixas de corrente débil na porta do usuario. Limitado pola localización da caixa de corrente débil, o material da cuberta e o tipo de casa complexa, o sinal wifi non é suficiente para cubrir todas as áreas interiores. Canto máis lonxe estea o dispositivo terminal do punto de acceso wifi, máis obstáculos haberá e maior será a perda de intensidade do sinal, o que pode levar a unha conexión inestable e á perda de paquetes de datos.
No caso de redes en interiores de varios dispositivos Wi-Fi, adoitan producirse problemas de interferencia na mesma frecuencia e en canles adxacentes debido a unha configuración de canles pouco razoable, o que reduce aínda máis a velocidade do Wi-Fi.
Cando algúns usuarios conectan o enrutador á pasarela, debido á falta de experiencia profesional, poden conectar o enrutador ao porto de rede non gigabit da pasarela ou poden non conectar o cable de rede firmemente, o que resulta en portos de rede soltos. Nestes casos, mesmo se o usuario está subscrito ao servizo gigabit ou usa un enrutador gigabit, non pode obter servizos gigabit estables, o que tamén supón desafíos para os operadores á hora de xestionar fallos.
Algúns usuarios teñen demasiados dispositivos conectados a Wi-Fi nas súas casas (máis de 20) ou varias aplicacións descargan ficheiros a alta velocidade ao mesmo tempo, o que tamén provocará conflitos graves de canles Wi-Fi e conexións Wi-Fi inestables.
Algúns usuarios empregan terminais antigos que só admiten a banda de frecuencia Wi-Fi de frecuencia única de 2,4 GHz ou protocolos Wi-Fi máis antigos, polo que non poden obter unha experiencia de Internet estable e rápida.
2. Novas tecnoloxías para mellorar a calidade da rede interior
Os servizos de alta largura de banda e baixa latencia, como o vídeo de alta definición 4K/8K, a realidade aumentada/virtual, a educación en liña e a oficina na casa, están a converterse gradualmente en necesidades ríxidas dos usuarios domésticos. Isto supón uns requisitos máis elevados sobre a calidade da rede de banda larga doméstica, especialmente a calidade da rede interior de banda larga doméstica. A rede interior de banda larga doméstica existente baseada na tecnoloxía FTTH (Fiber To The House, fibra ata o fogar) tivo dificultades para cumprir os requisitos anteriores. Non obstante, as tecnoloxías Wi-Fi 6 e FTTR poden cumprir mellor os requisitos de servizo mencionados e deberían despregarse a grande escala canto antes.
Wi-Fi 6
En 2019, a Wi-Fi Alliance chamou á tecnoloxía 802.11ax Wi-Fi 6, e ás tecnoloxías anteriores 802.11ax e 802.11n Wi-Fi 5 e Wi-Fi 4 respectivamente.
O Wi-Fi 6 introduce OFDMA (acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal, acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal), MU-MIMO (tecnoloxía multiusuario de entrada múltiple e saída múltiple, multiusuario de entrada múltiple e saída múltiple), 1024QAM (modulación de amplitude en cuadratura, modulación de amplitude en cuadratura) e outras novas tecnoloxías, cunha taxa de descarga máxima teórica que pode alcanzar os 9,6 Gbit/s. En comparación coas tecnoloxías Wi-Fi 4 e Wi-Fi 5 máis empregadas na industria, ten unha maior taxa de transmisión, unha maior capacidade de concorrencia, un menor atraso de servizo, unha cobertura máis ampla e un menor consumo de enerxía do terminal.
Tecnoloxía FTTR
FTTR refírese ao despregamento de pasarelas e subdispositivos totalmente ópticos en fogares baseados en FTTH e á realización da cobertura de comunicación por fibra óptica ata as salas de usuarios mediante tecnoloxía PON.
A pasarela principal FTTR é o núcleo da rede FTTR. Está conectada cara arriba á OLT para proporcionar fibra óptica ata o fogar e cara abaixo para proporcionar portos ópticos para conectar varias pasarelas escravas FTTR. A pasarela escrava FTTR comunícase co equipo terminal a través de interfaces Wi-Fi e Ethernet, proporciona unha función de ponte para reenviar os datos do equipo terminal á pasarela principal e acepta a xestión e o control da pasarela principal FTTR. A rede FTTR móstrase na figura.
En comparación cos métodos tradicionais como as redes de cableado, as redes de liñas eléctricas e as redes sen fíos, as redes FTTR teñen as seguintes vantaxes.
En primeiro lugar, o equipo de rede ten un mellor rendemento e unha maior largura de banda. A conexión de fibra óptica entre a pasarela principal e a pasarela escrava pode estender a largura de banda de gigabits a todas as habitacións do usuario e mellorar a calidade da rede doméstica do usuario en todos os aspectos. A rede FTTR ten máis vantaxes en largura de banda de transmisión e estabilidade.
O segundo é unha mellor cobertura Wi-Fi e unha maior calidade. O Wi-Fi 6 é a configuración estándar das pasarelas FTTR, e tanto a pasarela principal como a pasarela escrava poden proporcionar conexións Wi-Fi, mellorando eficazmente a estabilidade da rede Wi-Fi e a intensidade da cobertura do sinal.
A calidade da intranet da rede doméstica vese afectada por factores como a disposición da rede doméstica, o equipo do usuario e os terminais de usuario. Polo tanto, atopar e localizar a mala calidade da rede doméstica é un problema difícil na rede en directo. Cada empresa de comunicacións ou provedor de servizos de rede propón a súa propia solución, respectivamente. Por exemplo, solucións técnicas para avaliar a calidade da intranet da rede doméstica e localizar a mala calidade; continuar explorando a aplicación da tecnoloxía de big data e intelixencia artificial no campo da mellora da calidade das redes interiores de banda ancha doméstica; promover a aplicación da tecnoloxía FTTR e Wi-Fi 6, unha ampla base de calidade de rede e moito máis.
Data de publicación: 26 de maio de 2023
