Абапіраючыся на шматгадовы вопыт даследаванняў і распрацовак у галіне інтэрнэт-абсталявання, мы абмеркавалі тэхналогіі і рашэнні для забеспячэння якасці хатняй шырокапалоснай сеткі ўнутры памяшканняў. Па-першае, мы аналізуем бягучую сітуацыю з якасцю хатняй шырокапалоснай сеткі ўнутры памяшканняў і абагульняем розныя фактары, такія як валаконна-аптычныя лініі, шлюзы, маршрутызатары, Wi-Fi і аперацыі карыстальнікаў, якія выклікаюць праблемы з якасцю хатняй шырокапалоснай сеткі ўнутры памяшканняў. Па-другое, будуць прадстаўлены новыя тэхналогіі пакрыцця ўнутраных сетак, якія называюцца Wi-Fi 6 і FTTR (Fiber To The Room).
1. Аналіз праблем якасці хатняй шырокапалоснай сеткі ўнутры памяшканняў
У працэсеFTTH(ад валакна да дома) з-за ўплыву аптычнай адлегласці перадачы, аптычнага падзелу і страт на прыладах падключэння, а таксама выгібу аптычнага валакна аптычная магутнасць, якая прымаецца шлюзам, можа быць нізкай, а частата памылак у бітах можа быць высокай, што прыводзіць да павелічэння хуткасці страты пакетаў пры перадачы паслуг верхняга ўзроўню, хуткасць падае.
Аднак прадукцыйнасць абсталявання старых шлюзаў звычайна нізкая, і такія праблемы, як высокая загрузка працэсара і памяці, а таксама перагрэў абсталявання, схільныя да ўзнікнення такіх праблем, як высокая загрузка працэсара і памяці, а таксама перагрэў абсталявання, што прыводзіць да анамальных перазагрузак і збояў шлюзаў. Старыя шлюзы звычайна не падтрымліваюць гігабітную хуткасць сеткі, а некаторыя старыя шлюзы таксама маюць такія праблемы, як састарэлыя чыпы, якія прыводзяць да вялікай розніцы паміж фактычным значэннем хуткасці сеткавага злучэння і тэарэтычным значэннем, што яшчэ больш абмяжоўвае магчымасці паляпшэння вопыту карыстальніка ў Інтэрнэце. У цяперашні час старыя шлюзы разумнага дома, якія выкарыстоўваліся 3 гады і больш у рэальнай сетцы, усё яшчэ займаюць пэўную долю і патрабуюць замены.
Паласа частот 2,4 ГГц — гэта дыяпазон частот ISM (прамыслова-навукова-медыцынскі). Яна выкарыстоўваецца ў якасці агульнай паласы частот для радыёстанцый, такіх як бесправадныя лакальныя сеткі, сістэмы бесправаднога доступу, сістэмы Bluetooth, сістэмы сувязі з пашыраным спектрам тыпу «кропка-кропка» або «кропка-шматкропка», з невялікай колькасцю частотных рэсурсаў і абмежаванай прапускной здольнасцю. У цяперашні час у існуючай сетцы ўсё яшчэ існуе пэўная доля шлюзаў, якія падтрымліваюць дыяпазон частот Wi-Fi 2,4 ГГц, і праблема перашкод на адной частаце/суседніх частотах больш відавочная.
З-за праграмных памылак і недастатковай прадукцыйнасці абсталявання некаторых шлюзаў, PPPoE-злучэнні часта абрываюцца, а шлюзы часта перазапускаюцца, што прыводзіць да частых перапыненняў доступу карыстальнікаў да Інтэрнэту. Пасля пасіўнага перапынення PPPoE-злучэння (напрыклад, перапынення ўзыходзячай лініі перадачы) кожны вытворца шлюзаў мае неадпаведныя стандарты рэалізацыі для выяўлення WAN-порта і паўторнага выканання PPPoE-набору. Шлюзы некаторых вытворцаў выяўляюць порт адзін раз кожныя 20 секунд і паўторна набіраюць нумар толькі пасля 30 няўдалых выяўленняў. У выніку шлюзу патрабуецца 10 хвілін, каб аўтаматычна ініцыяваць паўтор PPPoE пасля пасіўнага пераходу ў аўтаномны рэжым, што сур'ёзна ўплывае на ўражанні карыстальнікаў.
Усё больш і больш хатніх шлюзаў карыстальнікаў настроены з дапамогай маршрутызатараў (далей — «маршрутызатары»). Сярод гэтых маршрутызатараў нямала падтрымліваюць толькі 100M WAN-парты або (і) падтрымліваюць толькі Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Некаторыя вытворцы маршрутызатараў усё яшчэ маюць толькі адзін з партоў WAN або пратаколаў Wi-Fi, які падтрымлівае хуткасць сеткі Gigabit, і становяцца «псеўдагігабітнымі» маршрутызатарамі. Акрамя таго, маршрутызатар падключаецца да шлюза праз сеткавы кабель, а сеткавы кабель, які выкарыстоўваюць карыстальнікі, у асноўным з'яўляецца кабелем катэгорыі 5 або суперкатэгорыі 5, які мае кароткі тэрмін службы і слабую здольнасць супраць перашкод, і большасць з іх падтрымлівае хуткасць толькі 100 Мбіт/с. Ні адзін з вышэйзгаданых маршрутызатараў і сеткавых кабеляў не можа задаволіць патрабаванні да развіцця наступных гігабітных і супергігабітных сетак. Некаторыя маршрутызатары часта перазагружаюцца з-за праблем з якасцю прадукцыі, што сур'ёзна ўплывае на ўражанні карыстальнікаў.
Wi-Fi з'яўляецца асноўным спосабам пакрыцця бесправадной сувязі ў памяшканнях, але многія хатнія шлюзы размяшчаюцца ў скрынках са слабым токам ля дзвярэй карыстальніка. З-за абмежаванняў размяшчэння скрынкі са слабым токам, матэрыялу пакрыцця і складанага тыпу дома сігнал Wi-Fi недастатковы для пакрыцця ўсіх памяшканняў. Чым далей тэрмінальная прылада знаходзіцца ад кропкі доступу Wi-Fi, тым больш перашкод і тым большая страта сілы сігналу, што можа прывесці да нестабільнага злучэння і страты пакетаў дадзеных.
У выпадку ўнутранага аб'яднання некалькіх прылад Wi-Fi часта ўзнікаюць праблемы з перашкодамі на адной частаце і суседніх каналах з-за няправільных налад каналаў, што яшчэ больш зніжае хуткасць Wi-Fi.
Калі некаторыя карыстальнікі падключаюць маршрутызатар да шлюза, з-за недахопу прафесійнага вопыту яны могуць падключыць маршрутызатар да негігабітнага сеткавага порта шлюза, альбо яны могуць ненадзейна падключыць сеткавы кабель, што прывядзе да няспраўных сеткавых партоў. У такіх выпадках, нават калі карыстальнік падпісаны на гігабітную паслугу або выкарыстоўвае гігабітны маршрутызатар, ён не можа атрымаць стабільныя гігабітныя паслугі, што таксама стварае праблемы для аператараў у вырашэнні няспраўнасцей.
У некаторых карыстальнікаў дома занадта шмат прылад, падлучаных да Wi-Fi (больш за 20), альбо некалькі праграм адначасова загружаюць файлы з высокай хуткасцю, што таксама прыводзіць да сур'ёзных канфліктаў каналаў Wi-Fi і нестабільнага падключэння Wi-Fi.
Некаторыя карыстальнікі выкарыстоўваюць старыя тэрміналы, якія падтрымліваюць толькі адначастотны дыяпазон частот Wi-Fi 2,4 ГГц або старыя пратаколы Wi-Fi, таму яны не могуць атрымаць стабільны і хуткі інтэрнэт.
2. Новыя тэхналогіі для паляпшэння ўнутранай сеткіQякасць
Такія паслугі з высокай прапускной здольнасцю і нізкай затрымкай, як відэа высокай выразнасці 4K/8K, AR/VR, анлайн-адукацыя і хатні офіс, паступова становяцца жорсткімі патрэбамі хатніх карыстальнікаў. Гэта вылучае больш высокія патрабаванні да якасці хатняй шырокапалоснай сеткі, асабліва да якасці хатняй шырокапалоснай сеткі ўнутры памяшканняў. Існуючая хатняя шырокапалосная ўнутраная сетка на базе тэхналогіі FTTH (Fiber To The House, валакно да дома) дагэтуль з цяжкасцю задавальняе вышэйзгаданыя патрабаванні. Аднак тэхналогіі Wi-Fi 6 і FTTR могуць лепш задавальняць вышэйзгаданыя патрабаванні да абслугоўвання і павінны быць разгорнуты ў вялікіх маштабах як мага хутчэй.
Wi-Fi 6
У 2019 годзе Wi-Fi Alliance назваў тэхналогію 802.11ax Wi-Fi 6, а папярэднія тэхналогіі 802.11ax і 802.11n — Wi-Fi 5 і Wi-Fi 4 адпаведна.
Wi-Fi 6Укараняе OFDMA (артаганальны частотны падзелены множны доступ, артаганальны частотны падзелены множны доступ), MU-MIMO (шматкарыстальніцкая тэхналогія множных уваходаў і множных выхадаў), 1024QAM (квадратурную амплітудную мадуляцыю) і іншыя новыя тэхналогіі, тэарэтычная максімальная хуткасць загрузкі можа дасягаць 9,6 Гбіт/с. У параўнанні з найбольш шырока выкарыстоўванымі ў галіны тэхналогіямі Wi-Fi 4 і Wi-Fi 5, яна мае больш высокую хуткасць перадачы дадзеных, большую магчымасць паралельнай перадачы дадзеных, меншую затрымку абслугоўвання, больш шырокае пакрыццё і меншае спажыванне энергіі тэрміналамі.
FTTRTтэхналогія
FTTR адносіцца да разгортвання цалкам аптычных шлюзаў і падпрылад у дамах на аснове FTTH і рэалізацыі пакрыцця валаконна-аптычнай сувяззю да пакояў карыстальнікаў празPONтэхналогіі.
Галоўны шлюз FTTR з'яўляецца ядром сеткі FTTR. Ён падлучаны ўверх да OLT для забеспячэння валаконна-аптычнай сувязі да дома, і ўніз для забеспячэння аптычных партоў для падключэння некалькіх падпарадкаваных шлюзаў FTTR. Падпарадкаваны шлюз FTTR звязваецца з тэрмінальным абсталяваннем праз інтэрфейсы Wi-Fi і Ethernet, забяспечвае функцыю маста для перасылкі дадзеных тэрмінальнага абсталявання на галоўны шлюз і прымае кіраванне і кантроль ад галоўнага шлюза FTTR. Сетка FTTR паказана на малюнку.
У параўнанні з традыцыйнымі метадамі, такімі як сеткавыя кабельныя сеткі, сеткі электраперадач і бесправадныя сеткі, сеткі FTTR маюць наступныя перавагі.
Па-першае, сеткавае абсталяванне мае лепшую прадукцыйнасць і большую прапускную здольнасць. Аптычнае злучэнне паміж галоўным і падпарадкаваным шлюзамі можа сапраўды пашырыць гігабітную прапускную здольнасць на кожны пакой карыстальніка і палепшыць якасць хатняй сеткі карыстальніка ва ўсіх аспектах. Сетка FTTR мае больш пераваг у прапускной здольнасці перадачы і стабільнасці.
Другое — лепшае пакрыццё Wi-Fi і больш высокая якасць. Wi-Fi 6 — гэта стандартная канфігурацыя шлюзаў FTTR, і як галоўны, так і падпарадкаваны шлюзы могуць забяспечваць злучэнні Wi-Fi, эфектыўна паляпшаючы стабільнасць сеткі Wi-Fi і ўзровень пакрыцця сігналу.
На якасць хатняй інтрасеткі ўплываюць такія фактары, як размяшчэнне хатняй сеткі, абсталяванне карыстальніка і тэрміналы карыстальніка. Такім чынам, пошук і лакалізацыя нізкай якасці хатняй сеткі з'яўляецца складанай праблемай у рэальнай сетцы. Кожная кампанія сувязі або пастаўшчык сеткавых паслуг прапануе сваё ўласнае рашэнне адпаведна. Напрыклад, тэхнічныя рашэнні для ацэнкі якасці хатняй інтрасеткі і лакалізацыі нізкай якасці; працягваць вывучэнне прымянення тэхналогій вялікіх дадзеных і штучнага інтэлекту ў галіне паляпшэння якасці хатніх шырокапалосных унутраных сетак; прасоўваць прымяненне тэхналогій FTTR і Wi-Fi 6 для шырокай базы якасці сеткі і многае іншае.
Час публікацыі: 08 мая 2023 г.