1 引言
截至2020年底，我国家庭宽带（以下简称“家宽”）普及率已达到96%。经过一年多的发展，当前，家庭宽带的市场空间已经饱和。运营商在家宽市场的竞争也随之从新增用户数的竞争转移到家宽品质的竞争。
早期运营商的家宽业务仅给用户提供宽带的连接，运营商的装维界面只到光猫(ONT)。随着IPTV等家庭业务的发展，从光猫到业务终端的家庭网自然也成了运营商运维的对象。家庭网虽然组网结构简单，但由于用户普遍缺乏相应的网络知识，住宅内也不便于装维人员进入，所以，家庭网的质量已成为影响家宽质量的主要原因。据统计，家宽质量问题约60%发生在家庭网。
2 家庭网的组网
家庭网通常由光猫、路由器、IPTV机顶盒（以下简称机顶盒），以及光猫—路由器、光猫—机顶盒—电视机的连接线缆组成，如图1所示。未开通IPTV业务的家庭网则没有从光猫—机顶盒的有线连接。
图1 家庭网的组成
路由器和机顶盒均通过网线连接到光猫，手机、pad、电脑等终端通过wifi连接到路由器，电视机通过HDMI连接线连接到机顶盒。网线为4对对绞电缆，包括5类、超5类、6类线。
大部分光猫自带wifi功能，但一方面光猫的wifi性能较弱，另一方面光猫往往安装在家庭信息箱内，使用光猫的wifi不便于住宅内wifi信号的覆盖，所以绝大多数家庭网中使用路由器作为AP（无线接入点）。也有少部分家庭网中没有路由器，直接使用带wifi功能的光猫作为AP，这部分用户通常开通有IPTV业务。
3 家庭网的主要质量问题
当前，家宽业务的终端主要为：电视机、电脑、手机和其他物联网设备。由于IPTV业务不占用签约带宽，除IPTV外的其他终端一般通过wifi连接到internet；所以，住宅内用户终端日常使用点的wifi网速直接影响了用户的使用体验。我们在某东部城市H选取了39户、某南部城市F选取了27户，对住宅内的wifi网速进行了测试（测试时间：H市为2021年元月、F市为2022年8月）。
Wifi路由器附近的wifi下行网速称为wifi带宽，通常，wifi带宽要达到签约带宽的90%就认为wifi带宽合格。但在测试中发现，H市和F市家宽用户wifi带宽合格率均只有33.3%，其中100M用户为40.1%，200M及以上用户为26.5%。H市和F市共66个用户的wifi带宽与签约带宽的比值情况如图2所示。
图2 用户的wifi带宽与签约带宽的比值
我们继续对以上66个用户住宅内用户终端日常使用点的wifi网速进行了测试。每个家庭测试了4～6个日常使用点，测试点的位置见《39个家宽用户屋内wifi网速调查》一文。不同测试点的网速测试结果如图3所示。
图3 用户终端日常使用点的wifi网速
Wifi网速与wifi带宽成线性关系。由于wifi带宽合格率低，尽管以上用户的平均签约带宽高达262.1Mbps，但用户住宅内日常使用点的wifi网速并不快， 66个用户住宅内用户终端日常使用点的wifi网速分布情况如表1所示。
表1 wifi网速分布
| wifi下行速率(Mbps) |
占比 |
| ≤20 |
12.6% |
| ＞20，≤50 |
25.0% |
| ＞50，≤100 |
35.7% |
| ＞100，≤200 |
13.2% |
| ≥200 |
13.5% |
从图2和表1可以看出，wifi带宽合格率低、wifi速率低是家庭网的主要质量问题。
4 家庭网质量问题的原因分析
家庭网的质量主要与家庭网设备的性能、设备间的连接、住宅内的wifi信号质量、用户的使用有关。
4.1 设备的性能
对wifi网速影响较大的设备的性能主要包括：路由器的带宽能力、光猫的带宽能力、设备的稳定性。
4.1.1 路由器的带宽能力
一些使用年限较久的路由器带宽能力较差：
（1）WAN口最高只支持100Mbps。
（2）wifi只支持2.4G单频；2.4G单频路由器支持的最大下载速率一方面受路由器天线数量的影响，另一方面和使用环境中同频干扰有关，最大速率一般不超过200Mbps。
4.1.2 光猫的带宽能力
老旧光猫的带宽能力问题与路由器类似：
（1）LAN口最高只支持100Mbps。
（2）光猫的wifi只支持2.4G单频；当使用光猫作为AP时，2.4G单频光猫将对wifi网速形成制约。
4.1.3 设备的稳定性
某些型号的光猫和机顶盒稳定性较差，容易导致网络故障。路由器通常由用户自行采购，一些价格较便宜的路由器稳定性也较差，老丁头就曾买过一个99元的路由器，经常掉线，换了个200多元的路由器问题就解决了。
4.2 设备间的连接
4.2.1 路由器与光猫的连接
路由器与光猫连接方面的原因主要包括：
（1）机顶盒与路由器共用一条网线。很多用户的光猫安装在家庭信息箱内，路由器放在电视机旁边。但家庭信息箱到电视机的位置通常只布放有一根网线，放装时，装维人员往往将网线的4对线分成两组，每组两对线，分别接路由器和机顶盒，如图4所示。这样虽然可用，但两对线最高只支持100Mbps的传输速率。
图4 机顶盒与路由器共用一条网线
（2）千兆光猫的LAN口错接。千兆光猫的LAN口通常包含1个千兆口，1个～2个百兆口，如图5所示（图中黄色部分接口依次为：千兆LAN、百兆LAN、百兆LAN和IPTV）。千兆口与百兆口的标识并不明显，导致用户连接错误。
图5 光猫的接口
（3）劣质网线。有的家庭布线采用了劣质的网线，导致光猫与路由器间的传输速率难以超过100Mbps。
4.2.2 机顶盒的上联
机顶盒的带宽不占用用户的签约带宽，应采用网线连接到光猫的IPTV接口。但有些用户的机顶盒通过wifi连接，这样，机顶盒就占用了用户的签约带宽，对签约带宽为100Mbps及以下用户的网速会产生较大的影响。
4.3 住宅内wifi信号质量
Wifi信号质量可通过终端位置“wifi下行速率与wifi带宽的比值（%）”来体现。以上述66户的wifi信号测试结果为例，测试点A的下载速率相当于wifi带宽，其它各测试点的信号质量如图6所示。
图6 用户终端日常使用点的wifi信号质量
从图6可以看出，住宅内wifi信号的质量总体较好，但测试点wifi信号质量低于20%的占比依然达8.7%。
4.4 用户的使用
与用户使用相关的原因主要包括：wifi 5G频段的使用、设备连续使用时间长、AP接入的终端数量过多。
4.4.1 wifi 5G频段未使用
由于有些设备的wifi连接必须使用2.4G频段，所以，用户的双频路由器或双频光猫往往被设置成了两个不同的wifi子网。用户在使用时未注意两个wifi子网的不同，未连接5G频段的wifi子网从而导致网速受限。
4.4.2 设备连续使用时间长
大家在使用手机、电脑时都有这样的体会，若手机、电脑长时间（譬如超过10天）不关，则运行会变慢，重启一下就好了。家庭网中的路由器、光猫、机顶盒也一样，若连续使用时间较长，则设备的运行也会越来越慢，导致用户上网卡顿。
4.4.3 AP接入的终端数量过多
AP接入wifi终端的能力与AP的性能相关，当AP为光猫或一些低端路由器时，可同时接入的wifi终端一般为10个左右，高端路由器可同时接入的wifi终端数通常超过20。当AP接入的终端数与接入能力不匹配时，也会使用户上网体验变差。
5 写在最后
上文对家庭网质量问题的原因分析，是根据几个省份某运营商家庭网质量问题的原因分析结果整理而成的。由于不同省份家庭网质量问题的原因不尽相同，分析的维度也不一致，所以，本文难以对以上各种因素所占的比例进行统计。但比较一致的是，设备的性能、设备间的连接均是各地影响家庭网质量最重要的因素。这与HW公司对家庭网质量问题原因分析的结论（如图7所示）也基本一致。
图7家庭网质量问题原因（来自HW）
参考文献
[1]华为. xx家宽体验瓶颈分析交流材料. 2022年8月
[2]中兴. 基于OLT内置DPI的宽带用户体验管理方案. 2022年8月
[3]王迎春，李昶，丁为民等. xx家宽端到端质量提升分析. 2022年8月
图/文：老丁头； 审阅：黄文志
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