จากประสบการณ์การวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์อินเทอร์เน็ตหลายปี เราได้หารือเกี่ยวกับเทคโนโลยีและโซลูชันสำหรับการรับประกันคุณภาพเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน ประการแรก บทความนี้จะวิเคราะห์สถานการณ์ปัจจุบันของคุณภาพเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน และสรุปปัจจัยต่างๆ เช่น ไฟเบอร์ออปติก เกตเวย์ เราเตอร์ Wi-Fi และการใช้งานของผู้ใช้ ที่เป็นสาเหตุของปัญหาคุณภาพเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน ประการที่สอง จะแนะนำเทคโนโลยีการครอบคลุมเครือข่ายภายในบ้านแบบใหม่ที่โดดเด่นด้วย Wi-Fi 6 และ FTTR (Fiber To The Room)
1. การวิเคราะห์ปัญหาคุณภาพเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน
ในกระบวนการของFTTH(ไฟเบอร์ถึงบ้าน) เนื่องจากอิทธิพลของระยะทางการส่งสัญญาณแสง การแยกสัญญาณแสง การสูญเสียของอุปกรณ์เชื่อมต่อ และการโค้งงอของใยแก้วนำแสง กำลังแสงที่เกตเวย์ได้รับอาจต่ำและอัตราความผิดพลาดของบิตอาจสูง ส่งผลให้อัตราการสูญเสียแพ็กเก็ตในการส่งข้อมูลบริการระดับบนเพิ่มขึ้น อัตราจึงลดลง
อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพฮาร์ดแวร์ของเกตเวย์รุ่นเก่าโดยทั่วไปต่ำ และมักเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การใช้งาน CPU และหน่วยความจำสูงเกินไป และอุปกรณ์ร้อนเกินไป ส่งผลให้เกตเวย์รีสตาร์ทและหยุดทำงานผิดปกติ เกตเวย์รุ่นเก่าโดยทั่วไปไม่รองรับความเร็วเครือข่ายระดับกิกะบิต และบางรุ่นยังมีปัญหา เช่น ชิปที่ล้าสมัย ซึ่งทำให้ความเร็วในการเชื่อมต่อเครือข่ายจริงแตกต่างจากความเร็วตามทฤษฎีอย่างมาก ซึ่งยิ่งจำกัดความเป็นไปได้ในการปรับปรุงประสบการณ์การใช้งานออนไลน์ของผู้ใช้ ปัจจุบัน เกตเวย์สมาร์ทโฮมรุ่นเก่าที่ใช้งานบนเครือข่ายจริงมาแล้ว 3 ปีขึ้นไปยังคงมีอยู่เป็นจำนวนมากและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่
ย่านความถี่ 2.4GHz คือย่านความถี่ ISM (อุตสาหกรรม-วิทยาศาสตร์-การแพทย์) ซึ่งใช้เป็นย่านความถี่ทั่วไปสำหรับสถานีวิทยุต่างๆ เช่น เครือข่ายไร้สายในพื้นที่จำกัด (WLAN), ระบบเข้าถึงไร้สาย (WAS), ระบบบลูทูธ, ระบบสื่อสารแบบกระจายสเปกตรัมแบบจุดต่อจุดหรือจุดต่อหลายจุด เนื่องจากมีทรัพยากรความถี่น้อยและแบนด์วิดท์จำกัด ปัจจุบัน เครือข่ายที่มีอยู่ยังคงมีเกตเวย์จำนวนหนึ่งที่รองรับย่านความถี่ Wi-Fi 2.4GHz และปัญหาการรบกวนจากความถี่ร่วม/ความถี่ใกล้เคียงนั้นเด่นชัดมากขึ้น
เนื่องจากข้อบกพร่องของซอฟต์แวร์และประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ที่ไม่เพียงพอในเกตเวย์บางตัว การเชื่อมต่อ PPPoE จึงมักถูกตัดขาดและเกตเวย์จะถูกรีสตาร์ทบ่อยครั้ง ส่งผลให้ผู้ใช้ไม่สามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้บ่อยครั้ง หลังจากที่การเชื่อมต่อ PPPoE ถูกขัดจังหวะโดยสาเหตุทางอ้อม (เช่น ลิงก์การส่งข้อมูลอัปลิงก์ถูกขัดจังหวะ) ผู้ผลิตเกตเวย์แต่ละรายจะมีมาตรฐานการใช้งานที่ไม่สอดคล้องกันสำหรับการตรวจจับพอร์ต WAN และการทำการโทร PPPoE ใหม่ เกตเวย์ของผู้ผลิตบางรายจะตรวจจับเพียงครั้งเดียวทุกๆ 20 วินาที และจะทำการโทรใหม่หลังจากตรวจจับล้มเหลว 30 ครั้งเท่านั้น ส่งผลให้ต้องใช้เวลา 10 นาทีสำหรับเกตเวย์ในการเริ่มต้นการโทร PPPoE ใหม่โดยอัตโนมัติหลังจากที่ออฟไลน์โดยสาเหตุทางอ้อม ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสบการณ์ของผู้ใช้
ปัจจุบันผู้ใช้งานจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ตั้งค่าเกตเวย์ภายในบ้านด้วยเราเตอร์ (ต่อไปนี้จะเรียกว่า "เราเตอร์") ในบรรดาเราเตอร์เหล่านี้ หลายตัวรองรับเฉพาะพอร์ต WAN 100M หรือ (และ) รองรับเฉพาะ Wi-Fi 4 (802.11b/g/n) เท่านั้น
เราเตอร์ของผู้ผลิตบางรายยังมีพอร์ต WAN หรือโปรโตคอล Wi-Fi ที่รองรับความเร็วเครือข่าย Gigabit เพียงอย่างเดียว ทำให้กลายเป็นเราเตอร์ "Gigabit ปลอม" นอกจากนี้ เราเตอร์ยังเชื่อมต่อกับเกตเวย์ผ่านสายเคเบิลเครือข่าย ซึ่งสายเคเบิลที่ผู้ใช้ใช้ส่วนใหญ่เป็นสาย Category 5 หรือ Super Category 5 ซึ่งมีอายุการใช้งานสั้นและมีความสามารถในการป้องกันการรบกวนต่ำ และส่วนใหญ่รองรับความเร็วเพียง 100M เท่านั้น เราเตอร์และสายเคเบิลเครือข่ายที่กล่าวมาข้างต้นไม่สามารถตอบสนองความต้องการของเครือข่าย Gigabit และ Super Gigabit ในอนาคตได้ เราเตอร์บางตัวรีสตาร์ทบ่อยครั้งเนื่องจากปัญหาด้านคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อประสบการณ์การใช้งานของผู้ใช้
Wi-Fi เป็นวิธีการหลักในการครอบคลุมสัญญาณไร้สายภายในอาคาร แต่เกตเวย์ภายในบ้านหลายแห่งมักติดตั้งอยู่ในกล่องกระแสไฟฟ้าอ่อนๆ บริเวณประตูบ้านของผู้ใช้ ด้วยข้อจำกัดต่างๆ เช่น ตำแหน่งของกล่องกระแสไฟฟ้าอ่อนๆ วัสดุของฝาครอบ และรูปทรงของบ้านที่ซับซ้อน ทำให้สัญญาณ Wi-Fi ไม่ครอบคลุมพื้นที่ภายในบ้านทั้งหมด ยิ่งอุปกรณ์ปลายทางอยู่ห่างจากจุดเชื่อมต่อ Wi-Fi มากเท่าไหร่ ก็ยิ่งมีสิ่งกีดขวางมากขึ้นเท่านั้น และสัญญาณก็จะยิ่งอ่อนลง ซึ่งอาจนำไปสู่การเชื่อมต่อที่ไม่เสถียรและการสูญหายของข้อมูลได้
ในกรณีของการเชื่อมต่อเครือข่าย Wi-Fi หลายอุปกรณ์ภายในอาคาร ปัญหาการรบกวนจากความถี่เดียวกันและช่องสัญญาณข้างเคียงมักเกิดขึ้นเนื่องจากการตั้งค่าช่องสัญญาณที่ไม่เหมาะสม ซึ่งส่งผลให้ความเร็วของ Wi-Fi ลดลงไปอีก
เมื่อผู้ใช้บางรายเชื่อมต่อเราเตอร์เข้ากับเกตเวย์ เนื่องจากขาดประสบการณ์ พวกเขาอาจเชื่อมต่อเราเตอร์เข้ากับพอร์ตเครือข่ายที่ไม่ใช่กิกะบิตของเกตเวย์ หรืออาจเสียบสายเคเบิลเครือข่ายไม่แน่น ทำให้พอร์ตเครือข่ายหลวม ในกรณีเหล่านี้ แม้ว่าผู้ใช้จะสมัครใช้บริการกิกะบิตหรือใช้เราเตอร์กิกะบิต เขาก็จะไม่สามารถรับบริการกิกะบิตที่เสถียรได้ ซึ่งก่อให้เกิดความท้าทายสำหรับผู้ให้บริการในการแก้ไขปัญหาด้วย
ผู้ใช้บางรายมีอุปกรณ์เชื่อมต่อกับ Wi-Fi ในบ้านมากเกินไป (มากกว่า 20 เครื่อง) หรือมีแอปพลิเคชันหลายตัวดาวน์โหลดไฟล์ด้วยความเร็วสูงพร้อมกัน ซึ่งจะทำให้เกิดปัญหาการแย่งใช้ช่องสัญญาณ Wi-Fi และการเชื่อมต่อ Wi-Fi ไม่เสถียรอย่างรุนแรง
ผู้ใช้บางรายใช้เทอร์มินัลรุ่นเก่าที่รองรับเฉพาะคลื่นความถี่ Wi-Fi 2.4GHz หรือโปรโตคอล Wi-Fi รุ่นเก่าเท่านั้น ทำให้ไม่สามารถใช้งานอินเทอร์เน็ตได้อย่างเสถียรและรวดเร็ว
2. เทคโนโลยีใหม่เพื่อปรับปรุงเครือข่ายภายในอาคารQคุณภาพ
บริการที่มีแบนด์วิดท์สูงและมีความหน่วงต่ำ เช่น วิดีโอความละเอียดสูง 4K/8K, AR/VR, การศึกษาออนไลน์ และการทำงานที่บ้าน กำลังกลายเป็นความต้องการที่สำคัญของผู้ใช้ตามบ้านมากขึ้นเรื่อยๆ สิ่งนี้ทำให้คุณภาพของเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณภาพของเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน มีความต้องการสูงขึ้น เครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้านที่มีอยู่เดิมซึ่งใช้เทคโนโลยี FTTH (Fiber To The House) นั้นยากที่จะตอบสนองความต้องการข้างต้นได้ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี Wi-Fi 6 และ FTTR สามารถตอบสนองความต้องการด้านบริการเหล่านี้ได้ดีกว่า และควรนำมาใช้งานในวงกว้างโดยเร็วที่สุด
Wi-Fi 6
ในปี 2019 Wi-Fi Alliance ได้ตั้งชื่อเทคโนโลยี 802.11ax ว่า Wi-Fi 6 และตั้งชื่อเทคโนโลยี 802.11ax และ 802.11n รุ่นก่อนหน้าว่า Wi-Fi 5 และ Wi-Fi 4 ตามลำดับ
Wi-Fi 6เทคโนโลยีนี้ได้นำเอาเทคโนโลยีใหม่ๆ มาใช้ เช่น OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output), 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation) และอื่นๆ ทำให้ความเร็วในการดาวน์โหลดสูงสุดตามทฤษฎีสามารถทำได้ถึง 9.6 Gbit/s เมื่อเทียบกับเทคโนโลยี Wi-Fi 4 และ Wi-Fi 5 ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมแล้ว เทคโนโลยีนี้มีอัตราการส่งข้อมูลที่สูงกว่า ความสามารถในการทำงานพร้อมกันได้มากกว่า ความล่าช้าในการให้บริการต่ำกว่า ครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างกว่า และใช้พลังงานน้อยกว่า
FTTRTเทคโนโลยี
FTTR หมายถึงการติดตั้งเกตเวย์และอุปกรณ์ย่อยแบบออปติคอลทั้งหมดในบ้านบนพื้นฐานของ FTTH และการทำให้การสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสงครอบคลุมถึงห้องของผู้ใช้ปอนเทคโนโลยี.
เกตเวย์หลัก FTTR เป็นหัวใจสำคัญของเครือข่าย FTTR เชื่อมต่อกับ OLT เพื่อให้บริการไฟเบอร์ถึงบ้าน และเชื่อมต่อลงมาเพื่อให้บริการพอร์ตออปติคอลสำหรับเชื่อมต่อเกตเวย์รอง FTTR หลายตัว เกตเวย์รอง FTTR สื่อสารกับอุปกรณ์ปลายทางผ่านอินเทอร์เฟซ Wi-Fi และ Ethernet ทำหน้าที่เชื่อมต่อเพื่อส่งต่อข้อมูลจากอุปกรณ์ปลายทางไปยังเกตเวย์หลัก และรับการจัดการและการควบคุมจากเกตเวย์หลัก FTTR แผนผังเครือข่าย FTTR แสดงอยู่ในรูปภาพ
เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยสายเคเบิล การเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยสายไฟ และการเชื่อมต่อเครือข่ายไร้สาย เครือข่าย FTTR มีข้อดีดังต่อไปนี้
ประการแรก อุปกรณ์เครือข่ายมีประสิทธิภาพดีกว่าและมีแบนด์วิดท์สูงกว่า การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงระหว่างเกตเวย์หลักและเกตเวย์รองสามารถขยายแบนด์วิดท์ระดับกิกะบิตไปยังทุกห้องของผู้ใช้ได้อย่างแท้จริง และปรับปรุงคุณภาพเครือข่ายภายในบ้านของผู้ใช้ในทุกด้าน เครือข่าย FTTR มีข้อได้เปรียบมากกว่าในด้านแบนด์วิดท์การส่งข้อมูลและความเสถียร
ประการที่สองคือการครอบคลุมสัญญาณ Wi-Fi ที่ดีขึ้นและคุณภาพที่สูงขึ้น Wi-Fi 6 เป็นการกำหนดค่ามาตรฐานของเกตเวย์ FTTR และทั้งเกตเวย์หลักและเกตเวย์รองสามารถให้บริการการเชื่อมต่อ Wi-Fi ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยเพิ่มเสถียรภาพของเครือข่าย Wi-Fi และความแรงของสัญญาณครอบคลุมได้ดียิ่งขึ้น
คุณภาพของเครือข่ายภายในบ้านได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น รูปแบบการจัดวางเครือข่ายภายในบ้าน อุปกรณ์ของผู้ใช้ และอุปกรณ์ปลายทางของผู้ใช้ ดังนั้น การค้นหาและระบุตำแหน่งที่มีคุณภาพต่ำของเครือข่ายภายในบ้านจึงเป็นปัญหาที่ยากในระบบเครือข่ายจริง บริษัทผู้ให้บริการด้านการสื่อสารหรือผู้ให้บริการเครือข่ายแต่ละแห่งต่างนำเสนอแนวทางแก้ไขของตนเอง ตัวอย่างเช่น โซลูชันทางเทคนิคสำหรับการประเมินคุณภาพของเครือข่ายภายในบ้านและการระบุตำแหน่งที่มีคุณภาพต่ำ การสำรวจการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีบิ๊กดาต้าและปัญญาประดิษฐ์อย่างต่อเนื่องในด้านการปรับปรุงคุณภาพของเครือข่ายบรอดแบนด์ภายในบ้าน การส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี FTTR และ Wi-Fi 6 เพื่อขยายฐานคุณภาพเครือข่ายให้กว้างขึ้น และอื่นๆ
วันที่เผยแพร่: 8 พฤษภาคม 2566