تحقیق در مورد مشکلات کیفیت شبکه پهن باند داخلی خانگی

بر اساس سال‌ها تجربه تحقیق و توسعه در تجهیزات اینترنتی، ما در مورد فن‌آوری‌ها و راه‌حل‌های تضمین کیفیت شبکه باند پهن داخلی خانه بحث کردیم. ابتدا، وضعیت فعلی کیفیت شبکه باند پهن داخلی خانه را تجزیه و تحلیل می‌کند و عوامل مختلفی مانند فیبر نوری، دروازه‌ها، روترها، Wi-Fi و عملیات کاربر را که باعث مشکلات کیفیت شبکه داخلی باند پهن خانگی می‌شوند، خلاصه می‌کند. در مرحله دوم، فناوری‌های جدید پوشش شبکه داخلی که با Wi-Fi 6 و FTTR (Fiber To The Room) مشخص شده‌اند، معرفی خواهند شد.

1. تجزیه و تحلیل مشکلات کیفیت شبکه پهن باند داخلی خانه

در فرآیند FTTH (فیبر به خانه)، به دلیل تأثیر فاصله انتقال نوری، تقسیم نوری و از دست دادن دستگاه اتصال، و خم شدن فیبر نوری، ممکن است توان نوری دریافتی توسط دروازه کم باشد و نرخ خطای بیت ممکن است بالا باشد که منجر به افزایش نرخ تلفات بسته در انتقال سرویس لایه بالایی می شود. ، نرخ کاهش می یابد.

با این حال، عملکرد سخت افزاری دروازه های قدیمی به طور کلی پایین است و مشکلاتی مانند استفاده زیاد از CPU و حافظه و گرم شدن بیش از حد تجهیزات مستعد رخ دادن است که منجر به راه اندازی مجدد غیرعادی و خرابی دروازه ها می شود. دروازه‌های قدیمی معمولاً از سرعت شبکه گیگابیتی پشتیبانی نمی‌کنند و برخی از دروازه‌های قدیمی نیز دارای مشکلاتی مانند تراشه‌های قدیمی هستند که منجر به شکاف بزرگی بین مقدار سرعت واقعی اتصال شبکه و مقدار تئوری می‌شود که امکان بهبود را بیشتر محدود می‌کند. تجربه آنلاین کاربر در حال حاضر دروازه‌های خانه هوشمند قدیمی که به مدت 3 سال یا بیشتر در شبکه زنده مورد استفاده قرار گرفته‌اند، هنوز نسبت خاصی را اشغال می‌کنند و نیاز به تعویض دارند.

باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز باند فرکانسی ISM (صنعتی-علمی-پزشکی) است. از آن به عنوان یک باند فرکانس رایج برای ایستگاه های رادیویی مانند شبکه محلی بی سیم، سیستم دسترسی بی سیم، سیستم بلوتوث، سیستم ارتباطی نقطه به نقطه یا نقطه به چند نقطه، با منابع فرکانس کم و پهنای باند محدود استفاده می شود. در حال حاضر، هنوز نسبت معینی از دروازه‌ها از باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز Wi-Fi در شبکه موجود وجود دارد و مشکل تداخل فرکانس مشترک/فرکانس مجاور برجسته‌تر است.

به دلیل اشکالات نرم افزاری و عملکرد ناکافی سخت افزاری برخی از دروازه ها، اتصالات PPPoE اغلب قطع می شود و دروازه ها اغلب مجدداً راه اندازی می شوند و در نتیجه دسترسی کاربران به اینترنت قطع می شود. پس از اینکه اتصال PPPoE بطور غیرفعال قطع شد (به عنوان مثال، لینک انتقال uplink قطع می شود)، هر سازنده دروازه استانداردهای اجرای متناقضی برای تشخیص پورت WAN و انجام مجدد شماره گیری PPPoE دارد. درگاه های برخی از سازندگان هر 20 ثانیه یک بار شناسایی می شوند و تنها پس از 30 شناسایی ناموفق دوباره شماره گیری می کنند. در نتیجه، 10 دقیقه طول می‌کشد تا گیت‌وی پس از آفلاین شدن غیرفعال، به‌طور خودکار پخش PPPoE را آغاز کند، که به‌طور جدی بر تجربه کاربر تأثیر می‌گذارد.

دروازه‌های خانگی بیشتر و بیشتری با روترها پیکربندی می‌شوند (از این پس «روترها» نامیده می‌شوند). در میان این روترها، تعداد کمی از آنها فقط از 100M پورت WAN یا (و) فقط از Wi-Fi 4 (802.11b/g/n) پشتیبانی می کنند.

روترهای برخی از سازندگان هنوز فقط یکی از پورت های WAN یا پروتکل های Wi-Fi را دارند که از سرعت شبکه گیگابیتی پشتیبانی می کند و به روترهای "شبه گیگابیتی" تبدیل می شوند. علاوه بر این روتر از طریق کابل شبکه به گیت وی متصل می شود و کابل شبکه ای که کاربران استفاده می کنند در اصل کابل رده 5 یا سوپر رده 5 است که عمر کوتاه و قابلیت ضد تداخل ضعیفی دارد و اکثر آنها فقط پشتیبانی از سرعت 100M هیچ یک از روترها و کابل های شبکه فوق الذکر نمی توانند الزامات تکامل شبکه های گیگابیتی و سوپر گیگابیتی بعدی را برآورده کنند. برخی از روترها به دلیل مشکلات کیفیت محصول به طور مکرر راه اندازی مجدد می شوند که به طور جدی بر تجربه کاربر تأثیر می گذارد.

Wi-Fi روش اصلی پوشش بی سیم داخلی است، اما بسیاری از دروازه های خانه در جعبه های جریان ضعیف در درب کاربر قرار می گیرند. محدود به محل جعبه جریان ضعیف، جنس پوشش و نوع خانه پیچیده، سیگنال Wi-Fi برای پوشش دادن تمام مناطق داخلی کافی نیست. هرچه دستگاه ترمینال از نقطه دسترسی Wi-Fi دورتر باشد، موانع بیشتری وجود دارد و از دست دادن قدرت سیگنال بیشتر می شود، که ممکن است منجر به اتصال ناپایدار و از دست رفتن بسته داده شود.

در مورد شبکه داخلی چندین دستگاه Wi-Fi، مشکلات تداخل فرکانس یکسان و کانال مجاور اغلب به دلیل تنظیمات کانال غیر منطقی رخ می دهد که باعث کاهش بیشتر نرخ Wi-Fi می شود.

هنگامی که برخی از کاربران روتر را به گیت وی متصل می کنند، به دلیل نداشتن تجربه حرفه ای، ممکن است روتر را به پورت شبکه غیر گیگابیتی گیت وی متصل کنند یا کابل شبکه را محکم وصل نکنند و در نتیجه پورت های شبکه شل شوند. در این موارد، حتی اگر کاربر مشترک سرویس گیگابیتی شود یا از یک روتر گیگابیتی استفاده کند، نمی تواند خدمات گیگابیتی پایداری را دریافت کند، که همچنین چالش هایی را برای اپراتورها برای مقابله با خطاها به همراه دارد.

برخی از کاربران تعداد زیادی دستگاه متصل به Wi-Fi در خانه خود دارند (بیش از 20) یا چندین برنامه به طور همزمان فایل ها را با سرعت بالا دانلود می کنند، که همچنین باعث درگیری جدی کانال Wi-Fi و اتصالات Wi-Fi ناپایدار می شود.

برخی از کاربران از ترمینال‌های قدیمی استفاده می‌کنند که فقط از باند فرکانس وای‌فای 2.4 گیگاهرتز تک فرکانس یا پروتکل‌های وای‌فای قدیمی‌تر پشتیبانی می‌کنند، بنابراین نمی‌توانند تجربه اینترنت پایدار و سریعی داشته باشند.

2. فن آوری های جدید برای بهبود کیفیت شبکه داخلی

سرویس‌های با پهنای باند بالا و تأخیر کم مانند ویدیوهای با کیفیت 4K/8K، AR/VR، آموزش آنلاین و دفتر کار خانگی به تدریج به نیازهای سخت کاربران خانگی تبدیل می‌شوند. این امر الزامات بالاتری را در مورد کیفیت شبکه پهن باند خانگی، به ویژه کیفیت شبکه پهن باند داخلی خانگی ایجاد می کند. شبکه پهنای باند داخلی موجود خانگی مبتنی بر فناوری FTTH (Fiber To The House, Fiber to the Home) برای برآوردن الزامات فوق دشوار بوده است. با این حال، فناوری‌های Wi-Fi 6 و FTTR بهتر می‌توانند نیازهای خدمات فوق را برآورده کنند و باید در اسرع وقت در مقیاس وسیع به کار گرفته شوند.

وای فای 6

در سال 2019، Wi-Fi Alliance فناوری 802.11ax را Wi-Fi 6 نامید و فناوری های قبلی 802.11ax و 802.11n را به ترتیب Wi-Fi 5 و Wi-Fi 4 نامید.

Wi-Fi 6 OFDMA (دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس متعامد، دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس متعامد)، MU-MIMO (چند کاربر چند ورودی چند خروجی، فناوری چند ورودی چند خروجی چند کاربر)، 1024QAM (دامنه چهارگانه) را معرفی می کند. مدولاسیون، مدولاسیون دامنه مربعی) و سایر فناوری های جدید، حداکثر سرعت دانلود نظری می تواند به 9.6 گیگابیت بر ثانیه برسد. در مقایسه با پرکاربردترین فناوری‌های Wi-Fi 4 و Wi-Fi 5 در صنعت، دارای نرخ انتقال بالاتر، قابلیت همزمانی بیشتر، تاخیر سرویس کمتر، پوشش گسترده‌تر و قدرت ترمینال کمتر است. مصرف

فناوری FTTR

FTTR به استقرار دروازه ها و دستگاه های فرعی تمام نوری در خانه ها بر اساس FTTH و تحقق پوشش ارتباطی فیبر نوری به اتاق های کاربر از طریق فناوری PON اشاره دارد.

دروازه اصلی FTTR هسته اصلی شبکه FTTR است. به سمت بالا به OLT برای ارائه فیبر به خانه و به سمت پایین برای ارائه پورت های نوری برای اتصال چندین دروازه فرعی FTTR متصل می شود. دروازه فرعی FTTR از طریق رابط های Wi-Fi و Ethernet با تجهیزات ترمینال ارتباط برقرار می کند، یک عملکرد پل ارتباطی برای ارسال داده های تجهیزات ترمینال به دروازه اصلی ارائه می دهد و مدیریت و کنترل دروازه اصلی FTTR را می پذیرد. شبکه FTTR در شکل نشان داده شده است.

شبکه های FTTR در مقایسه با روش های سنتی مانند شبکه های کابلی شبکه، شبکه های خطوط برق و شبکه های بی سیم دارای مزایای زیر هستند.

اول اینکه تجهیزات شبکه عملکرد بهتر و پهنای باند بالاتری دارند. اتصال فیبر نوری بین دروازه اصلی و دروازه slave واقعاً می تواند پهنای باند گیگابیت را به هر اتاق کاربر گسترش دهد و کیفیت شبکه خانگی کاربر را از همه جنبه ها بهبود بخشد. شبکه FTTR مزایای بیشتری در پهنای باند انتقال و پایداری دارد.

مورد دوم پوشش وای فای بهتر و کیفیت بالاتر است. Wi-Fi 6 پیکربندی استاندارد دروازه های FTTR است و هر دو دروازه اصلی و دروازه slave می توانند اتصالات Wi-Fi را فراهم کنند و به طور موثر پایداری شبکه Wi-Fi و قدرت پوشش سیگنال را بهبود بخشند.

کیفیت اینترانت شبکه خانگی تحت تأثیر عواملی مانند طرح شبکه خانگی، تجهیزات کاربر و پایانه های کاربر است. بنابراین، یافتن و مکان یابی کیفیت نامناسب شبکه خانگی مشکلی دشوار در شبکه زنده است. هر شرکت ارتباطی یا ارائه دهنده خدمات شبکه به ترتیب راه حل خود را ارائه می دهد. به عنوان مثال، راه حل های فنی برای ارزیابی کیفیت اینترانت شبکه خانگی و مکان یابی بی کیفیت. به بررسی کاربرد کلان داده و فناوری هوش مصنوعی در زمینه بهبود کیفیت شبکه های داخلی باند پهن خانگی ادامه دهید. ترویج استفاده از فناوری FTTR و Wi-Fi 6 پایه کیفیت شبکه گسترده و موارد دیگر.