מחקר על בעיות איכות של רשת ביתית בפס רחב

בהתבסס על שנים של ניסיון במחקר ופיתוח בציוד אינטרנט, דנו בטכנולוגיות ובפתרונות לאבטחת איכות רשת ביתית בפס רחב. ראשית, הוא מנתח את המצב הנוכחי של איכות הרשת הביתית בפס רחב, ומסכם גורמים שונים כגון סיבים אופטיים, שערים, נתבים, Wi-Fi ופעולות משתמש הגורמות לבעיות איכות רשתות פנימיות בפס רחב בבית. שנית, יוצגו טכנולוגיות הכיסוי החדשות של הרשת הפנימית המסומנות על ידי Wi-Fi 6 ו-FTTR (Fiber To The Room).

1. ניתוח בעיות איכות רשת ביתיות בפס רחב

בתהליך של FTTH (סיבים לבית), בשל ההשפעה של מרחק שידור אופטי, פיצול אופטי ואובדן התקן חיבור, וכיפוף סיבים אופטיים, ההספק האופטי המתקבל על ידי השער עשוי להיות נמוך ושיעור שגיאות הסיביות עשוי להיות נמוך. להיות גבוה, וכתוצאה מכך לעלייה בשיעור אובדן החבילות של שידור השירות בשכבה העליונה. , השיעור יורד.

עם זאת, ביצועי החומרה של שערים ישנים הם בדרך כלל נמוכים, ובעיות כמו שימוש גבוה במעבד וזיכרון והתחממות יתר של הציוד נוטות להתרחש, וכתוצאה מכך לאתחול מחדש חריג ולקריסות של שערים. שערים ישנים בדרך כלל אינם תומכים במהירויות רשת גיגה-ביט, ולחלק מהשערים הישנים יש גם בעיות כמו שבבים מיושנים, מה שמוביל לפער גדול בין ערך המהירות בפועל של חיבור הרשת לבין הערך התיאורטי, מה שמגביל עוד יותר את האפשרות לשפר את החוויה המקוונת של המשתמש. נכון לעכשיו, השערים הישנים של הבית החכם שנמצאים בשימוש 3 שנים או יותר ברשת החיה עדיין תופסים פרופורציה מסוימת וצריך להחליף אותם.

פס התדרים של 2.4GHz הוא פס התדרים ISM (Industrial-Scientific-Medical). הוא משמש כפס תדרים נפוץ עבור תחנות רדיו כגון רשת מקומית אלחוטית, מערכת גישה אלחוטית, מערכת בלוטות', מערכת תקשורת נקודתית או מנקודה לריבוי נקודות, עם מעט משאבי תדרים ורוחב פס מוגבל. נכון להיום, יש עדיין חלק מסוים של שערים התומכים בפס תדר 2.4GHz Wi-Fi ברשת הקיימת, ובולטת יותר הבעיה של הפרעות בתדר משותף/צמוד.

עקב באגי תוכנה וביצועי חומרה לא מספקים של חלק מהשערים, חיבורי PPPoE נושרים לעתים קרובות והשערים מופעלים מחדש לעתים קרובות, מה שגורם להפרעה תכופה של הגישה לאינטרנט עבור המשתמשים. לאחר שחיבור ה-PPPoE הופסק באופן פסיבי (לדוגמה, קישור ההעברה בקישור העלייה הופסק), לכל יצרן שער יש תקני יישום לא עקביים לזיהוי יציאות WAN וביצוע מחדש של חיוג PPPoE. חלק מהשערים של יצרנים מזהים אחת ל-20 שניות, ומחייגים מחדש רק לאחר 30 זיהויים שנכשלו. כתוצאה מכך, נדרשות 10 דקות עד שהשער יפעיל אוטומטית הפעלה חוזרת של PPPoE לאחר מעבר פסיבי לא מקוון, מה שמשפיע באופן רציני על חווית המשתמש.

יותר ויותר שערים ביתיים של משתמשים מוגדרים עם נתבים (להלן "נתבים"). בין הנתבים הללו, לא מעט תומכים רק ביציאות WAN של 100 מיליון, או (ו) תומכים רק ב-Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).

לנתבים של יצרנים מסוימים עדיין יש רק אחת מיציאות WAN או פרוטוקולי Wi-Fi שתומכים במהירויות רשת של Gigabit, והופכים לנתבים "פסאודו-Gigabit". בנוסף, הנתב מחובר לשער דרך כבל רשת, וכבל הרשת בו משתמשים המשתמשים הוא בעצם כבל קטגוריה 5 או סופר קטגוריה 5, בעל אורך חיים קצר ויכולת אנטי-הפרעות חלשה, ורובם רק תומך במהירות 100M. אף אחד מהנתבים וכבלי הרשת המוזכרים לעיל לא יכול לעמוד בדרישות ההתפתחות של רשתות ג'יגה-ביט וסופר-ג'יגה-ביט שלאחר מכן. חלק מהנתבים מופעלים מחדש בתדירות גבוהה עקב בעיות באיכות המוצר, המשפיעות קשות על חווית המשתמש.

Wi-Fi היא שיטת הכיסוי האלחוטי הפנימית העיקרית, אך שערים ביתיים רבים ממוקמים בקופסאות זרם חלש ליד דלת המשתמש. מוגבל על ידי מיקום קופסת הזרם החלש, חומר הכיסוי וסוג הבית המסובך, אות ה-Wi-Fi אינו מספיק כדי לכסות את כל האזורים הפנימיים. ככל שהתקן הטרמינל מרוחק יותר מנקודת הגישה ל-Wi-Fi, כך יש יותר מכשולים, וכך גדל אובדן עוצמת האות, מה שעלול להוביל לאובדן חיבור לא יציב ולאובדן מנות נתונים.

במקרה של רשת פנימית של התקני Wi-Fi מרובים, בעיות הפרעות בתדר זהה ובערוצים סמוכים מתרחשות לעתים קרובות עקב הגדרות ערוץ בלתי סבירות, מה שמפחית עוד יותר את קצב ה-Wi-Fi.

כאשר חלק מהמשתמשים מחברים את הנתב לשער, עקב חוסר ניסיון מקצועי, הם עלולים לחבר את הנתב ליציאת הרשת הלא-גיגה-ביט של השער, או שהם עלולים לא לחבר את כבל הרשת בחוזקה, וכתוצאה מכך יציאות רשת רופפות. במקרים אלו, גם אם המשתמש נרשם לשירות גיגה ביט או משתמש בנתב גיגה ביט, הוא לא יכול להשיג שירותי גיגה ביט יציבים, מה שמביא גם אתגרים למפעילים להתמודד עם תקלות.

לחלק מהמשתמשים יש יותר מדי מכשירים המחוברים ל-Wi-Fi בבתיהם (יותר מ-20) או אפליקציות מרובות מורידות קבצים במהירות גבוהה בו-זמנית, מה שיגרום גם להתנגשויות רציניות של ערוצי Wi-Fi וחיבורי Wi-Fi לא יציבים.

חלק מהמשתמשים משתמשים במסופים ישנים התומכים רק ב-Wi-Fi בתדר בודד 2.4GHz בפס תדרים או בפרוטוקולי Wi-Fi ישנים יותר, כך שהם לא יכולים להשיג חווית אינטרנט יציבה ומהירה.

2. טכנולוגיות חדשות לשיפור איכות הרשת הפנימית

שירותים בעלי רוחב פס גבוה וזמן אחזור נמוך כגון וידאו בהבחנה גבוהה 4K/8K, AR/VR, חינוך מקוון ומשרד ביתי הופכים בהדרגה לצרכים הנוקשים של משתמשים ביתיים. זה מציב דרישות גבוהות יותר לאיכות רשת הפס הרחב הביתית, במיוחד לאיכות רשת הפס הרחב הביתית הפנימית. רשת הפס הרחב הביתית הפנימית הקיימת המבוססת על טכנולוגיית FTTH (Fiber To The House, fiber to the home) התקשתה לעמוד בדרישות לעיל. עם זאת, טכנולוגיות Wi-Fi 6 ו-FTTR יכולות לעמוד טוב יותר בדרישות השירות לעיל ויש לפרוס אותן בקנה מידה גדול בהקדם האפשרי.

Wi-Fi 6

בשנת 2019, ה-Wi-Fi Alliance כינתה את טכנולוגיית 802.11ax ל-Wi-Fi 6, ושמה לטכנולוגיות הקודמות 802.11ax ו-802.11n Wi-Fi 5 ו-Wi-Fi 4 בהתאמה.

Wi-Fi 6 מציגה את OFDMA (גישה מרובת חלוקת תדרים, גישה מרובה לחלוקת תדרים, גישה מרובה לחלוקת תדרים), MU-MIMO (רב-משתמשים מרובים כניסות מרובות פלטים, טכנולוגיית מרובות כניסות מרובות פלטים), 1024QAM (מרובע אמפליטודה אפנון, אפנון משרעת נצב) וטכנולוגיות חדשות אחרות, קצב ההורדה המקסימלי התיאורטי יכול להגיע ל-9.6Gbit/s. בהשוואה לטכנולוגיות ה-Wi-Fi 4 וה-Wi-Fi 5 הנפוצות ביותר בתעשייה, יש לה קצב שידור גבוה יותר, יכולת מקיפות גדולה יותר, עיכוב שירות נמוך יותר, כיסוי רחב יותר והספק מסוף קטן יותר. צְרִיכָה.

טכנולוגיית FTTR

FTTR מתייחס לפריסת שערים ותת-התקני כל-אופטיים בבתים על בסיס FTTH, ומימוש כיסוי תקשורת סיבים אופטיים לחדרי משתמשים באמצעות טכנולוגיית PON.

השער הראשי של FTTR הוא הליבה של רשת FTTR. הוא מחובר כלפי מעלה ל-OLT כדי לספק סיבים עד הבית, ולמטה כדי לספק יציאות אופטיות לחיבור מספר שערים עבדים FTTR. שער העבדים FTTR מתקשר עם ציוד הקצה באמצעות ממשקי Wi-Fi ו-Ethernet, מספק פונקציית גישור להעברת הנתונים של ציוד הקצה לשער הראשי, ומקבל את הניהול והשליטה של ​​השער הראשי של FTTR. רשת FTTR מוצגת באיור.

בהשוואה לשיטות מסורתיות כגון רשת כבלי רשת, רשת קווי חשמל ורשת אלחוטית, לרשתות FTTR יש את היתרונות הבאים.

ראשית, לציוד הרשת יש ביצועים טובים יותר ורוחב פס גבוה יותר. חיבור הסיבים האופטיים בין ה-Master Gateway לשער ה-slave יכול באמת להרחיב את רוחב הפס של הגיגה-ביט לכל חדר של המשתמש, ולשפר את איכות הרשת הביתית של המשתמש בכל ההיבטים. לרשת FTTR יש יותר יתרונות ברוחב פס ויציבות שידור.

השני הוא כיסוי Wi-Fi טוב יותר ואיכות גבוהה יותר. Wi-Fi 6 היא התצורה הסטנדרטית של שערי FTTR, וגם השער הראשי וגם שער העבדים יכולים לספק חיבורי Wi-Fi, ולשפר למעשה את היציבות של רשת ה-Wi-Fi ואת חוזק כיסוי האות.

איכות האינטראנט של הרשת הביתית מושפעת מגורמים כגון פריסת הרשת הביתית, ציוד המשתמש ומסופי המשתמש. לכן, מציאת ואיתור האיכות הירודה של הרשת הביתית היא בעיה קשה ברשת החיה. כל חברת תקשורת או ספקית שירותי רשת מציגה פתרון משלה בהתאמה. למשל, פתרונות טכניים להערכת איכות האינטראנט של הרשת הביתית ואיתור איכות ירודה; להמשיך ולחקור את היישום של טכנולוגיית ביג דאטה ובינה מלאכותית בתחום שיפור האיכות של רשתות ביתיות בפס רחב; לקדם את היישום של טכנולוגיית FTTR ו- Wi-Fi 6 בסיס איכות רשת רחב ועוד.