ホームブロードバンド屋内ネットワークの品質問題に関する研究

インターネット機器における長年の研究開発経験に基づいて、ホームブロードバンド屋内ネットワークの品質保証のためのテクノロジーとソリューションについて議論しました。まず、ホームブロードバンド屋内ネットワークの品質の現状を分析し、ホームブロードバンド屋内ネットワークの品質問題を引き起こす光ファイバー、ゲートウェイ、ルーター、Wi-Fi、ユーザー操作などのさまざまな要因を要約します。次に、Wi-Fi 6 と FTTR (Fiber To The Room) を特徴とする新しい屋内ネットワーク カバレッジ テクノロジーが導入されます。

1. ホームブロードバンド屋内ネットワークの品質問題の分析

FTTH(fiber-to-home)の過程では、光伝送距離、光分岐・接続装置の損失、光ファイバーの曲げなどの影響により、ゲートウェイで受信する光パワーが低くなり、ビット誤り率が低下する場合があります。が高く、上位層サービス伝送のパケット損失率が増加します。 、レートが下がります。

しかし、古いゲートウェイは一般にハードウェアの性能が低く、CPUやメモリの使用率が高かったり、機器が過熱したりするなどの問題が発生しやすく、ゲートウェイの異常再起動やクラッシュが発生します。古いゲートウェイは通常、ギガビット ネットワーク速度をサポートしていません。また、一部の古いゲートウェイには、古いチップなどの問題があり、そのため、ネットワーク接続の実際の速度値と理論値との間に大きなギャップが生じ、そのため、ネットワーク接続の速度を向上させる可能性がさらに制限されます。ユーザーのオンライン体験。現時点では、ライブネットワーク上で3年以上使用されている古いスマートホームゲートウェイが依然として一定の割合を占めており、交換する必要があります。

2.4GHz 周波数帯域は、ISM (Industrial-Scientific-Medical) 周波数帯域です。これは、無線ローカル エリア ネットワーク、無線アクセス システム、Bluetooth システム、ポイントツーポイントまたはポイントツーマルチポイントのスペクトラム拡散通信システムなどの無線局の共通周波数帯域として使用されており、周波数リソースが少なく、帯域幅が限られています。現時点では、既存のネットワークで 2.4GHz Wi-Fi 周波数帯域をサポートするゲートウェイが依然として一定の割合で存在しており、同一周波数/隣接周波数干渉の問題がより顕著になっています。

ソフトウェアのバグや一部のゲートウェイのハードウェア パフォーマンス不足により、PPPoE 接続が頻繁に切断され、ゲートウェイが頻繁に再起動されるため、ユーザーのインターネット アクセスが頻繁に中断されます。 PPPoE 接続が受動的に中断された後 (たとえば、アップリンク伝送リンクが中断された場合)、各ゲートウェイ メーカーの WAN ポート検出および PPPoE ダイヤルの再実行に関する実装標準は一貫していません。一部のメーカーのゲートウェイは 20 秒に 1 回検出し、30 回検出に失敗した場合にのみリダイヤルします。その結果、ゲートウェイが受動的にオフラインになった後、自動的に PPPoE 再生を開始するまでに 10 分かかり、ユーザー エクスペリエンスに重大な影響を与えます。

ユーザーのホームゲートウェイにルーター（以下「ルーター」と呼びます）を構築するケースが増えています。これらのルーターの中には、100M WAN ポートのみをサポートするルーター、または Wi-Fi 4 (802.11b/g/n) のみをサポートするルーターもかなりあります。

一部のメーカーのルーターは、依然としてギガビット ネットワーク速度をサポートする WAN ポートまたは Wi-Fi プロトコルを 1 つだけ備えており、「擬似ギガビット」ルーターになっています。さらに、ルータはネットワーク ケーブルを介してゲートウェイに接続されますが、ユーザーが使用するネットワーク ケーブルは基本的にカテゴリ 5 またはスーパー カテゴリ 5 のケーブルであり、寿命が短く、耐干渉性が弱く、ほとんどのケーブルは耐干渉性のみです。 100Mの速度をサポートします。上記のルータとネットワーク ケーブルはいずれも、その後のギガビットおよびスーパーギガビット ネットワークの進化要件を満たすことができません。一部のルーターは製品の品​​質の問題により頻繁に再起動し、ユーザー エクスペリエンスに重大な影響を与えます。

Wi-Fi は主な屋内ワイヤレス カバレッジ方法ですが、多くのホーム ゲートウェイはユーザーの玄関にある微弱電流ボックスに設置されています。微弱電流ボックスの位置、カバーの材質、および複雑な家のタイプによって制限されるため、Wi-Fi 信号は屋内のすべてのエリアをカバーするのに十分ではありません。端末がWi-Fiアクセスポイントから遠ざかるほど、障害物が多くなり、信号強度の低下が大きくなり、接続が不安定になったり、データパケットが損失したりする可能性があります。

複数の Wi-Fi デバイスの屋内ネットワークの場合、不当なチャネル設定により、同じ周波数および隣接チャネルの干渉の問題が頻繁に発生し、Wi-Fi 速度がさらに低下します。

一部のユーザーは、ルーターをゲートウェイに接続する際、専門的な経験が不足しているため、ルーターをゲートウェイの非ギガビット ネットワーク ポートに接続したり、ネットワーク ケーブルをしっかりと接続せずにネットワーク ポートが緩んだりすることがあります。このような場合、たとえギガビットサービスに加入したり、ギガビットルータを利用したりしても、安定したギガビットサービスが得られず、事業者にとっても障害対応が課題となります。

一部のユーザーは、自宅で Wi-Fi に接続されているデバイスが多すぎる (20 台以上) か、複数のアプリケーションが同時にファイルを高速でダウンロードしているため、深刻な Wi-Fi チャネルの競合や Wi-Fi 接続の不安定が発生します。

一部のユーザーは、単一周波数 Wi-Fi 2.4GHz 周波数帯または古い Wi-Fi プロトコルのみをサポートする古い端末を使用しているため、安定した高速なインターネット体験を得ることができません。

2. 屋内ネットワークの品質を向上させる新技術

4K/8K 高解像度ビデオ、AR/VR、オンライン教育、ホーム オフィスなどの高帯域幅、低遅延サービスは、徐々にホーム ユーザーの厳しいニーズになりつつあります。これにより、ホーム ブロードバンド ネットワークの品質、特にホーム ブロードバンド屋内ネットワークの品質に対する要求が高まります。 FTTH (Fiber To The House、ファイバー・トゥ・ザ・ホーム) 技術に基づく既存の家庭用ブロードバンド屋内ネットワークは、上記の要件を満たすことが困難でした。ただし、Wi-Fi 6 および FTTR テクノロジーは上記のサービス要件をより適切に満たすことができるため、できるだけ早く大規模に導入する必要があります。

Wi-Fi6

2019 年、Wi-Fi Alliance は 802.11ax テクノロジーを Wi-Fi 6 と名付け、以前の 802.11ax テクノロジーと 802.11n テクノロジーをそれぞれ Wi-Fi 5 と Wi-Fi 4 と名付けました。

Wi-Fi 6 では、OFDMA (直交周波数分割多元接続、直交周波数分割多元接続)、MU-MIMO (マルチユーザー複数入力複数出力、マルチユーザー複数入力複数出力テクノロジー)、1024QAM (直交振幅) が導入されています。変調、直交振幅変調）およびその他の新技術により、理論上の最大ダウンロード速度は 9.6Gbit/s に達します。業界で最も広く使用されている Wi-Fi 4 および Wi-Fi 5 テクノロジーと比較して、より高い伝送速度、より優れた同時実行機能、より低いサービス遅延、より広いカバレッジ、より小さな端末電力を備えています。消費。

FTTRテクノロジー

FTTRとは、FTTHをベースとした全光ゲートウェイやサブデバイスを家庭内に導入し、PON技術によりユーザーの部屋まで光ファイバー通信を実現することを指します。

FTTR メイン ゲートウェイは FTTR ネットワークの中核です。これは、OLT に上向きに接続されてホームへのファイバーを提供し、下向きに接続されて複数の FTTR スレーブ ゲートウェイを接続する光ポートを提供します。 FTTR スレーブ ゲートウェイは、Wi-Fi およびイーサネット インターフェイスを介して端末機器と通信し、端末機器のデータをメイン ゲートウェイに転送するブリッジ機能を提供し、FTTR メイン ゲートウェイの管理と制御を受け取ります。 FTTR ネットワーキングを図に示します。

ネットワーク ケーブル ネットワーク、電力線ネットワーク、無線ネットワークなどの従来の方法と比較して、FTTR ネットワークには次の利点があります。

まず、ネットワーク機器のパフォーマンスが向上し、帯域幅が増加します。マスター ゲートウェイとスレーブ ゲートウェイ間の光ファイバー接続により、ギガビット帯域幅がユーザーのすべての部屋に実際に拡張され、ユーザーのホーム ネットワークの品質があらゆる面で向上します。 FTTR ネットワークには、伝送帯域幅と安定性の点でさらに利点があります。

2 つ目は、Wi-Fi のカバレッジが向上し、品質が向上することです。 Wi-Fi 6 は FTTR ゲートウェイの標準構成であり、マスター ゲートウェイとスレーブ ゲートウェイの両方が Wi-Fi 接続を提供できるため、Wi-Fi ネットワークの安定性と信号カバレッジ強度が効果的に向上します。

ホームネットワークイントラネットの品質は、ホームネットワークのレイアウト、ユーザー機器、ユーザー端末などの要因に影響されます。したがって、ホーム ネットワークの低品質を見つけて特定することは、ライブ ネットワーク上では困難な問題になります。各通信会社やネットワークサービスプロバイダーは、それぞれ独自のソリューションを提案しています。たとえば、ホーム ネットワーク イントラネットの品質を評価し、品質の悪い箇所を特定するための技術的ソリューション。ホームブロードバンド屋内ネットワークの品質向上の分野でビッグデータと人工知能技術の応用を探求し続ける。 FTTR および Wi-Fi 6 テクノロジーの適用を促進する 幅広いネットワーク品質ベースなど。