การวิจัยเกี่ยวกับปัญหาคุณภาพของเครือข่ายภายในบ้านแบบบรอดแบนด์ภายในอาคาร

จากประสบการณ์หลายปีในการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์อินเทอร์เน็ต เราได้หารือเกี่ยวกับเทคโนโลยีและโซลูชันสำหรับการรับประกันคุณภาพเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน ขั้นแรก จะวิเคราะห์สถานการณ์ปัจจุบันของคุณภาพเครือข่ายภายในอาคารบรอดแบนด์ภายในบ้าน และสรุปปัจจัยต่างๆ เช่น ใยแก้วนำแสง เกตเวย์ เราเตอร์ Wi-Fi และการดำเนินงานของผู้ใช้ที่ทำให้เกิดปัญหาคุณภาพเครือข่ายภายในอาคารบรอดแบนด์ภายในบ้าน ประการที่สอง เทคโนโลยีครอบคลุมเครือข่ายภายในอาคารแบบใหม่ที่มีเครื่องหมาย Wi-Fi 6 และ FTTR (Fiber To The Room) จะเปิดตัว

1. การวิเคราะห์ปัญหาคุณภาพเครือข่ายภายในอาคารบรอดแบนด์ภายในบ้าน

ในกระบวนการ FTTH (ไฟเบอร์ถึงบ้าน) เนื่องจากอิทธิพลของระยะการส่งผ่านแสง การแยกแสงและการสูญเสียอุปกรณ์เชื่อมต่อ และการดัดงอของใยแก้วนำแสง พลังงานแสงที่ได้รับจากเกตเวย์อาจต่ำและอัตราข้อผิดพลาดบิตอาจ สูงส่งผลให้อัตราการสูญเสียแพ็กเก็ตของการส่งข้อมูลบริการชั้นบนเพิ่มขึ้น อัตราลดลง

อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพฮาร์ดแวร์ของเกตเวย์เก่าโดยทั่วไปจะต่ำ และปัญหาต่างๆ เช่น การใช้ CPU และหน่วยความจำสูง และความร้อนสูงเกินไปของอุปกรณ์มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น ส่งผลให้เกิดการรีสตาร์ทที่ผิดปกติและการล่มของเกตเวย์ โดยทั่วไปเกตเวย์เก่าไม่รองรับความเร็วเครือข่ายกิกะบิต และเกตเวย์เก่าบางเกตก็มีปัญหาเช่นชิปที่ล้าสมัย ซึ่งนำไปสู่ช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างค่าความเร็วจริงของการเชื่อมต่อเครือข่ายและค่าทางทฤษฎี ซึ่งจำกัดความเป็นไปได้ในการปรับปรุงเพิ่มเติม ประสบการณ์ออนไลน์ของผู้ใช้ ปัจจุบันเกตเวย์สมาร์ทโฮมเก่าที่ใช้งานบนเครือข่ายสดเป็นเวลา 3 ปีขึ้นไปยังคงมีสัดส่วนอยู่พอสมควรและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่

ย่านความถี่ 2.4GHz คือย่านความถี่ ISM (Industrial-Scientific-Medical) ใช้เป็นคลื่นความถี่ทั่วไปสำหรับสถานีวิทยุ เช่น เครือข่ายท้องถิ่นไร้สาย ระบบการเข้าถึงแบบไร้สาย ระบบบลูทูธ ระบบการสื่อสารแบบกระจายสเปกตรัมแบบจุดต่อจุดหรือแบบจุดต่อหลายจุด โดยมีทรัพยากรความถี่น้อยและแบนด์วิธที่จำกัด ปัจจุบัน ยังคงมีสัดส่วนของเกตเวย์ที่รองรับย่านความถี่ Wi-Fi 2.4GHz ในเครือข่ายที่มีอยู่ และปัญหาการรบกวนความถี่ร่วม/ความถี่ที่อยู่ติดกันก็มีความโดดเด่นมากขึ้น

เนื่องจากข้อบกพร่องของซอฟต์แวร์และประสิทธิภาพฮาร์ดแวร์ไม่เพียงพอของเกตเวย์บางตัว การเชื่อมต่อ PPPoE จึงหลุดบ่อยครั้งและเกตเวย์ถูกรีสตาร์ทบ่อยครั้ง ส่งผลให้การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตหยุดชะงักบ่อยครั้งสำหรับผู้ใช้ หลังจากที่การเชื่อมต่อ PPPoE ถูกขัดจังหวะแบบพาสซีฟ (เช่น ลิงค์การส่งอัปลิงค์ถูกขัดจังหวะ) ผู้ผลิตเกตเวย์แต่ละรายมีมาตรฐานการใช้งานที่ไม่สอดคล้องกันสำหรับการตรวจจับพอร์ต WAN และดำเนินการโทรออก PPPoE อีกครั้ง เกตเวย์ของผู้ผลิตบางรายตรวจพบทุกๆ 20 วินาที และโทรซ้ำหลังจากตรวจพบความล้มเหลว 30 ครั้งเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ เกตเวย์จะใช้เวลา 10 นาทีในการเริ่มต้นเล่นซ้ำ PPPoE โดยอัตโนมัติหลังจากออฟไลน์ไปเฉยๆ ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสบการณ์ผู้ใช้

โฮมเกตเวย์ของผู้ใช้ได้รับการกำหนดค่าด้วยเราเตอร์มากขึ้นเรื่อยๆ (ต่อไปนี้จะเรียกว่า “เราเตอร์”) ในบรรดาเราเตอร์เหล่านี้ มีเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่รองรับพอร์ต WAN 100M เท่านั้น หรือ (และ) รองรับเฉพาะ Wi-Fi 4 (802.11b/g/n)

เราเตอร์ของผู้ผลิตบางรายยังคงมีพอร์ต WAN หรือโปรโตคอล Wi-Fi เพียงพอร์ตเดียวที่รองรับความเร็วเครือข่าย Gigabit และกลายเป็นเราเตอร์ "pseudo-Gigabit" นอกจากนี้ เราเตอร์เชื่อมต่อกับเกตเวย์ผ่านสายเคเบิลเครือข่าย และสายเคเบิลเครือข่ายที่ผู้ใช้ใช้นั้นเป็นสายเคเบิลประเภท 5 หรือซุปเปอร์ประเภท 5 ซึ่งมีอายุการใช้งานสั้นและมีความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่อ่อนแอ และส่วนใหญ่เท่านั้น รองรับความเร็ว 100M เราเตอร์และสายเคเบิลเครือข่ายที่กล่าวถึงข้างต้นไม่สามารถตอบสนองความต้องการวิวัฒนาการของเครือข่ายกิกะบิตและซุปเปอร์กิกะบิตที่ตามมา เราเตอร์บางตัวรีสตาร์ทบ่อยครั้งเนื่องจากปัญหาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ส่งผลร้ายแรงต่อประสบการณ์ผู้ใช้

Wi-Fi เป็นวิธีการหลักในการครอบคลุมสัญญาณไร้สายภายในอาคาร แต่เกตเวย์ภายในบ้านจำนวนมากจะอยู่ในกล่องกระแสไฟอ่อนที่ประตูของผู้ใช้ จำกัดด้วยตำแหน่งของกล่องกระแสไฟอ่อน วัสดุของฝาปิด และประเภทบ้านที่ซับซ้อน สัญญาณ Wi-Fi จึงไม่เพียงพอที่จะครอบคลุมพื้นที่ภายในอาคารทั้งหมด ยิ่งอุปกรณ์เทอร์มินัลอยู่ห่างจากจุดเข้าใช้งาน Wi-Fi มากเท่าใด ก็จะยิ่งมีสิ่งกีดขวางมากขึ้นเท่านั้น และความแรงของสัญญาณจะสูญหายมากขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่การเชื่อมต่อที่ไม่เสถียรและการสูญเสียแพ็กเก็ตข้อมูล

ในกรณีของการเชื่อมต่อเครือข่ายภายในอาคารของอุปกรณ์ Wi-Fi หลายเครื่อง ปัญหาความถี่เดียวกันและสัญญาณรบกวนช่องสัญญาณที่อยู่ติดกันมักเกิดขึ้นเนื่องจากการตั้งค่าช่องสัญญาณที่ไม่สมเหตุสมผล ส่งผลให้อัตรา Wi-Fi ลดลงอีก

เมื่อผู้ใช้บางรายเชื่อมต่อเราเตอร์กับเกตเวย์ เนื่องจากขาดประสบการณ์ระดับมืออาชีพ พวกเขาอาจเชื่อมต่อเราเตอร์กับพอร์ตเครือข่ายที่ไม่ใช่กิกะบิตของเกตเวย์ หรืออาจเชื่อมต่อสายเคเบิลเครือข่ายไม่แน่น ส่งผลให้พอร์ตเครือข่ายหลวม ในกรณีเหล่านี้ แม้ว่าผู้ใช้สมัครใช้บริการกิกะบิตหรือใช้เราเตอร์กิกะบิต เขาก็ไม่สามารถรับบริการกิกะบิตที่เสถียรได้ ซึ่งยังนำมาซึ่งความท้าทายสำหรับผู้ให้บริการในการจัดการกับข้อผิดพลาด

ผู้ใช้บางรายมีอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับ Wi-Fi ในบ้านมากเกินไป (มากกว่า 20 เครื่อง) หรือมีแอปพลิเคชันหลายตัวดาวน์โหลดไฟล์ด้วยความเร็วสูงในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะทำให้ช่องสัญญาณ Wi-Fi ขัดแย้งร้ายแรงและการเชื่อมต่อ Wi-Fi ที่ไม่เสถียร

ผู้ใช้บางรายใช้เทอร์มินัลเก่าที่รองรับเฉพาะย่านความถี่ Wi-Fi 2.4GHz ความถี่เดียวหรือโปรโตคอล Wi-Fi รุ่นเก่า ดังนั้นจึงไม่สามารถรับประสบการณ์อินเทอร์เน็ตที่เสถียรและรวดเร็วได้

2. เทคโนโลยีใหม่เพื่อปรับปรุงคุณภาพเครือข่ายภายในอาคาร

บริการแบนด์วิธสูงและเวลาแฝงต่ำ เช่น วิดีโอความละเอียดสูง 4K/8K, AR/VR, การศึกษาออนไลน์ และโฮมออฟฟิศ กำลังค่อยๆ กลายเป็นความต้องการที่เข้มงวดของผู้ใช้ตามบ้าน สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อกำหนดที่สูงขึ้นเกี่ยวกับคุณภาพของเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน โดยเฉพาะคุณภาพของเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน เครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้านที่มีอยู่ซึ่งใช้เทคโนโลยี FTTH (Fiber To The House, Fiber to the Home) เป็นเรื่องยากที่จะปฏิบัติตามข้อกำหนดข้างต้น อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี Wi-Fi 6 และ FTTR สามารถตอบสนองความต้องการบริการข้างต้นได้ดีกว่า และควรนำไปใช้ในวงกว้างโดยเร็วที่สุด

ไวไฟ 6

ในปี 2019 Wi-Fi Alliance ได้ตั้งชื่อเทคโนโลยี 802.11ax Wi-Fi 6 และตั้งชื่อเทคโนโลยี 802.11ax และ 802.11n ก่อนหน้านี้ว่า Wi-Fi 5 และ Wi-Fi 4 ตามลำดับ

Wi-Fi 6 แนะนำ OFDMA (การเข้าถึงหลายช่องความถี่มุมฉาก, การเข้าถึงหลายช่องความถี่มุมฉาก), MU-MIMO (เทคโนโลยีหลายเอาต์พุตหลายอินพุตหลายอินพุต, ผู้ใช้หลายราย, เทคโนโลยีหลายอินพุตหลายเอาต์พุต), 1024QAM (แอมพลิจูดสี่เหลี่ยมจัตุรัส การปรับ การปรับความกว้างของพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัส) และเทคโนโลยีใหม่อื่น ๆ อัตราการดาวน์โหลดสูงสุดตามทฤษฎีสามารถเข้าถึง 9.6Gbit/s เมื่อเปรียบเทียบกับเทคโนโลยี Wi-Fi 4 และ Wi-Fi 5 ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในอุตสาหกรรม เทคโนโลยีนี้มีอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่า ความสามารถในการทำงานพร้อมกันที่มากขึ้น ความล่าช้าของบริการที่ลดลง ความครอบคลุมที่กว้างขึ้น และพลังงานเทอร์มินัลที่น้อยกว่า การบริโภค.

เทคโนโลยี FTTR

FTTR หมายถึงการใช้งานเกตเวย์แบบออปติคัลและอุปกรณ์ย่อยทั้งหมดในบ้านโดยใช้ FTTH และการทำให้การสื่อสารด้วยไฟเบอร์ออปติกครอบคลุมถึงห้องของผู้ใช้ผ่านเทคโนโลยี PON

เกตเวย์หลัก FTTR เป็นแกนหลักของเครือข่าย FTTR มีการเชื่อมต่อขึ้นไปบน OLT เพื่อให้บริการไฟเบอร์ถึงบ้าน และเชื่อมต่อด้านล่างเพื่อจัดเตรียมพอร์ตออปติคัลเพื่อเชื่อมต่อเกตเวย์ทาส FTTR หลายตัว เกตเวย์ทาส FTTR สื่อสารกับอุปกรณ์เทอร์มินัลผ่านอินเทอร์เฟซ Wi-Fi และอีเทอร์เน็ต มีฟังก์ชันเชื่อมโยงเพื่อส่งต่อข้อมูลของอุปกรณ์เทอร์มินัลไปยังเกตเวย์หลัก และยอมรับการจัดการและการควบคุมเกตเวย์หลัก FTTR เครือข่าย FTTR แสดงในรูป

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม เช่น เครือข่ายเคเบิลเครือข่าย เครือข่ายสายไฟ และเครือข่ายไร้สาย เครือข่าย FTTR มีข้อดีดังต่อไปนี้

ประการแรก อุปกรณ์เครือข่ายมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและมีแบนด์วิดท์ที่สูงขึ้น การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงระหว่างเกตเวย์หลักและเกตเวย์ทาสสามารถขยายแบนด์วิธกิกะบิตไปยังทุกห้องของผู้ใช้ได้อย่างแท้จริง และปรับปรุงคุณภาพของเครือข่ายในบ้านของผู้ใช้ในทุกด้าน เครือข่าย FTTR มีข้อได้เปรียบในด้านแบนด์วิธและความเสถียรในการรับส่งข้อมูลมากกว่า

ประการที่สองคือการครอบคลุม Wi-Fi ที่ดีขึ้นและคุณภาพที่สูงขึ้น Wi-Fi 6 เป็นการกำหนดค่ามาตรฐานของเกตเวย์ FTTR และทั้งเกตเวย์หลักและเกตเวย์ทาสสามารถให้การเชื่อมต่อ Wi-Fi ได้ ซึ่งปรับปรุงเสถียรภาพของเครือข่าย Wi-Fi และความแรงของสัญญาณครอบคลุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ

คุณภาพของอินทราเน็ตเครือข่ายในบ้านได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น โครงร่างเครือข่ายในบ้าน อุปกรณ์ของผู้ใช้ และเทอร์มินัลของผู้ใช้ ดังนั้นการค้นหาและระบุตำแหน่งเครือข่ายในบ้านที่มีคุณภาพต่ำจึงเป็นปัญหาที่ยากบนเครือข่ายสด บริษัทสื่อสารหรือผู้ให้บริการเครือข่ายแต่ละรายนำเสนอโซลูชันของตนเองตามลำดับ ตัวอย่างเช่น โซลูชันทางเทคนิคสำหรับการประเมินคุณภาพของอินทราเน็ตเครือข่ายภายในบ้านและการค้นหาคุณภาพต่ำ ยังคงสำรวจการประยุกต์ใช้ข้อมูลขนาดใหญ่และเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ในด้านการปรับปรุงคุณภาพของเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน ส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี FTTR และ Wi-Fi 6 ฐานคุณภาพเครือข่ายแบบ Wide และอื่นๆ