Forts de plusieurs années d'expérience en recherche et développement dans le domaine des équipements Internet, nous avons abordé les technologies et solutions permettant d'assurer la qualité des réseaux haut débit domestiques en intérieur. Nous avons d'abord analysé l'état actuel de ces réseaux et recensé les différents facteurs, tels que la fibre optique, les passerelles, les routeurs, le Wi-Fi et les pratiques des utilisateurs, susceptibles d'affecter leur qualité. Ensuite, nous avons présenté les nouvelles technologies de couverture réseau en intérieur, notamment le Wi-Fi 6 et la fibre jusqu'à la pièce (FTTR).
1. Analyse des problèmes de qualité du réseau haut débit domestique à l'intérieur des habitations
Dans le processus deFTTH(Fiber-to-Home), en raison de l'influence de la distance de transmission optique, de la division optique et des pertes du dispositif de connexion, ainsi que de la courbure de la fibre optique, la puissance optique reçue par la passerelle peut être faible et le taux d'erreur binaire élevé, ce qui entraîne une augmentation du taux de perte de paquets lors de la transmission du service de couche supérieure. , le débit diminue.
Cependant, les performances matérielles des anciennes passerelles sont généralement faibles, et des problèmes tels qu'une utilisation élevée du processeur et de la mémoire, ainsi qu'une surchauffe, sont fréquents, entraînant des redémarrages anormaux et des pannes. Ces passerelles ne prennent généralement pas en charge les débits Gigabit et certaines présentent également des problèmes comme des puces obsolètes, ce qui engendre un écart important entre le débit réel et le débit théorique, limitant ainsi les possibilités d'amélioration de l'expérience utilisateur. Actuellement, les anciennes passerelles domotiques, utilisées depuis trois ans ou plus sur le réseau, représentent encore une part non négligeable du parc et nécessitent d'être remplacées.
La bande de fréquence 2,4 GHz est la bande ISM (Industrielle, Scientifique et Médicale). Elle est couramment utilisée par les stations radio, notamment pour les réseaux locaux sans fil (WLAN), les systèmes d'accès sans fil (WAS), le Bluetooth et les systèmes de communication à spectre étalé point à point ou point à multipoint. Elle dispose de ressources fréquentielles limitées et d'une bande passante restreinte. Actuellement, une certaine proportion de passerelles Wi-Fi au sein des réseaux existants prend encore en charge la bande 2,4 GHz, ce qui accentue les problèmes d'interférences de fréquences adjacentes.
En raison de bogues logiciels et de performances matérielles insuffisantes de certaines passerelles, les connexions PPPoE sont fréquemment interrompues et les passerelles redémarrées à de multiples reprises, ce qui entraîne des coupures d'accès Internet fréquentes pour les utilisateurs. Après une interruption passive de la connexion PPPoE (par exemple, une coupure de la liaison montante), les normes d'implémentation de la détection du port WAN et de la reconnexion PPPoE varient d'un fabricant à l'autre. Certaines passerelles effectuent une détection toutes les 20 secondes et ne reconnectent le port qu'après 30 détections infructueuses. Par conséquent, la passerelle met jusqu'à 10 minutes pour relancer automatiquement la connexion PPPoE après une déconnexion passive, ce qui dégrade fortement l'expérience utilisateur.
De plus en plus d'utilisateurs configurent leur connexion internet domestique avec un routeur (ci-après dénommé « routeur »). Parmi ces routeurs, un certain nombre ne prennent en charge que des ports WAN 100 Mbps, ou uniquement le Wi-Fi 4 (802.11b/g/n).
Certains routeurs, fabriqués par différents fabricants, ne possèdent qu'un seul port WAN ou protocole Wi-Fi compatible avec les débits Gigabit, ce qui les qualifie de routeurs « pseudo-Gigabit ». De plus, la connexion au routeur se fait par câble réseau, généralement de catégorie 5 ou super catégorie 5, ce qui réduit leur durée de vie et leur résistance aux interférences, la plupart du temps limitées à 100 Mbit/s. Aucun de ces routeurs et câbles ne répond aux exigences d'évolution des futurs réseaux Gigabit et super-gigabit. Enfin, certains routeurs redémarrent fréquemment en raison de problèmes de qualité, ce qui nuit considérablement à l'expérience utilisateur.
Le Wi-Fi est le principal moyen de connexion sans fil à l'intérieur des habitations, mais de nombreuses box Wi-Fi sont installées près des portes d'entrée. En raison de l'emplacement de ces box, des matériaux de leur couvercle et de la complexité de l'habitation, le signal Wi-Fi ne couvre pas l'intégralité du logement. Plus l'appareil est éloigné du point d'accès Wi-Fi, plus les obstacles sont nombreux et plus la puissance du signal est faible, ce qui peut entraîner une connexion instable et des pertes de données.
Dans le cas d'un réseau intérieur composé de plusieurs appareils Wi-Fi, des problèmes d'interférences de même fréquence et de canaux adjacents surviennent souvent en raison de paramètres de canaux inappropriés, réduisant encore davantage le débit Wi-Fi.
Lors du branchement du routeur à la passerelle, certains utilisateurs, par manque d'expérience, peuvent le connecter à un port réseau non Gigabit ou mal serrer le câble réseau, ce qui peut entraîner des connexions défectueuses. Dans ce cas, même avec un abonnement Gigabit ou un routeur Gigabit, l'utilisateur ne bénéficiera pas d'une connexion stable, ce qui complique la résolution des problèmes pour les opérateurs.
Certains utilisateurs ont trop d'appareils connectés au Wi-Fi dans leur domicile (plus de 20) ou plusieurs applications téléchargent des fichiers à grande vitesse en même temps, ce qui peut également entraîner de graves conflits de canaux Wi-Fi et des connexions Wi-Fi instables.
Certains utilisateurs utilisent des terminaux anciens qui ne prennent en charge que la bande de fréquence Wi-Fi 2,4 GHz ou des protocoles Wi-Fi plus anciens, ce qui les empêche de bénéficier d'une connexion Internet stable et rapide.
2. Nouvelles technologies pour améliorer le réseau intérieurQqualité
Les services à haut débit et faible latence, tels que la vidéo haute définition 4K/8K, la réalité augmentée/virtuelle, l'enseignement en ligne et le télétravail, deviennent progressivement des besoins essentiels pour les particuliers. Ceci impose des exigences accrues en matière de qualité du réseau haut débit domestique, et plus particulièrement du réseau domestique intérieur. Le réseau domestique intérieur actuel, basé sur la technologie FTTH (fibre jusqu'au domicile), peine à répondre à ces exigences. En revanche, les technologies Wi-Fi 6 et FTTR permettent de mieux satisfaire ces besoins et devraient être déployées à grande échelle dans les plus brefs délais.
Wi-Fi 6
En 2019, la Wi-Fi Alliance a nommé la technologie 802.11ax Wi-Fi 6 et a nommé les technologies précédentes 802.11ax et 802.11n Wi-Fi 5 et Wi-Fi 4 respectivement.
Wi-Fi 6Grâce à l'introduction des technologies OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output) et 1024QAM (Quadrature Amplitude Modulation), ce système permet d'atteindre un débit descendant théorique maximal de 9,6 Gbit/s. Comparé aux technologies Wi-Fi 4 et Wi-Fi 5, les plus répandues, il offre un débit de transmission supérieur, une capacité de connexion simultanée plus importante, une latence réduite, une couverture plus étendue et une consommation d'énergie moindre au niveau des terminaux.
FTTRTtechnologie
Le terme FTTR désigne le déploiement de passerelles et de sous-dispositifs tout optiques dans les foyers, basé sur le FTTH, et la réalisation d'une couverture de communication par fibre optique jusqu'aux pièces des utilisateurs.PONtechnologie.
La passerelle principale FTTR est le cœur du réseau FTTR. Elle est connectée en amont à l'OLT pour fournir la fibre jusqu'au domicile (FTTH) et en aval pour fournir des ports optiques permettant de connecter plusieurs passerelles secondaires FTTR. Ces passerelles secondaires communiquent avec les équipements terminaux via des interfaces Wi-Fi et Ethernet, assurent la transmission des données des équipements terminaux vers la passerelle principale et sont gérées et contrôlées par cette dernière. Le schéma du réseau FTTR est présenté sur la figure.
Comparativement aux méthodes traditionnelles telles que les réseaux câblés, les réseaux par courant porteur et les réseaux sans fil, les réseaux FTTR présentent les avantages suivants.
Tout d'abord, l'équipement réseau offre de meilleures performances et une bande passante plus élevée. La connexion par fibre optique entre la passerelle principale et la passerelle secondaire permet d'étendre la bande passante gigabit à toutes les pièces de la maison et d'améliorer la qualité du réseau domestique de l'utilisateur à tous les niveaux. Le réseau FTTR présente des avantages considérables en termes de bande passante et de stabilité.
Le second avantage est une meilleure couverture Wi-Fi et une qualité supérieure. Le Wi-Fi 6 est la configuration standard des passerelles FTTR ; la passerelle principale et la passerelle secondaire peuvent toutes deux assurer une connexion Wi-Fi, ce qui améliore la stabilité du réseau et la puissance du signal.
La qualité du réseau domestique est influencée par des facteurs tels que la configuration du réseau, les équipements et les terminaux des utilisateurs. Par conséquent, identifier et localiser les zones de faible qualité sur un réseau domestique en production représente un défi de taille. Chaque opérateur de télécommunications ou fournisseur d'accès à Internet propose sa propre solution. Par exemple, des solutions techniques permettent d'évaluer la qualité du réseau domestique et de localiser les zones de faible qualité ; l'application des technologies du Big Data et de l'intelligence artificielle est explorée afin d'améliorer la qualité des réseaux domestiques haut débit intérieurs ; le déploiement des technologies FTTR et Wi-Fi 6 est encouragé, et bien d'autres mesures encore.
Date de publication : 8 mai 2023