性能和可靠性：家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較

MoCA®、HomePlug®和Wi-Fi®是常用的家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，且每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都有不同的特點(diǎn)和弊端。雖然尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模部署，HomeGrid G.hn也有望成為第四個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。每種技術(shù)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)分別就各自技術(shù)的性能和可靠性作出聲明，但這些聲明常常與實(shí)際情況不符，且很多時(shí)候都缺乏證據(jù)或?qū)嵉販y試以作為支持依據(jù)。

本文旨在比較先前提到的四個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的性能聲明。本文將會鑒定這些聲明的來源，是否實(shí)施了測試以支持這些聲明，以及聲明的數(shù)據(jù)是否與在家庭實(shí)際使用中所實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)一致。

運(yùn)營商需要了解在家庭中所實(shí)現(xiàn)的實(shí)際數(shù)據(jù)速率，以及宣傳速率可在現(xiàn)實(shí)中實(shí)現(xiàn)的概率。運(yùn)營商不能根據(jù)個(gè)人觀點(diǎn)或宣傳資料來設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及預(yù)測未來帶寬需求。

網(wǎng)絡(luò)需要達(dá)到多快的速度？

為了應(yīng)對家庭設(shè)備數(shù)量和服務(wù)（包括OTT 和超高清服務(wù)）的激增，運(yùn)營商不斷嘗試預(yù)測和管理未來帶寬需求。家庭網(wǎng)絡(luò)需要能夠同時(shí)應(yīng)對以下挑戰(zhàn)，包括進(jìn)出多個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)流高峰荷載，進(jìn)出家庭互聯(lián)網(wǎng)的流量的全面提高，超高清格式內(nèi)容的興起和采用，家庭自動(dòng)化的增加和物聯(lián)網(wǎng)的興起，以及確保實(shí)現(xiàn)所宣傳的 WAN 或網(wǎng)絡(luò)訪問速度。

為了進(jìn)一步說明，我們將假設(shè)以下情景：一個(gè)擁有3臺電視的家庭（雖然其他國家未必如此，但這種情況在美國很常見），且每臺電視都具有超高清功能。此外，家中還有來自3個(gè)小屏幕的視頻流。不僅如此，為了造成“高峰”家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，我們還在該情境下添加了5 Mbps的來自“其他活動(dòng)”的互聯(lián)網(wǎng)流量。

在如上情景中，對家庭網(wǎng)絡(luò)的最低需求是3個(gè)25 Mbps的超高清流，3個(gè)2.5 Mbps的便攜設(shè)備流，以及 5 Mbps 的“其他活動(dòng)”數(shù)據(jù)流。

雖然國際上的使用模式大概落后于美國兩年左右，但到2019年，數(shù)據(jù)需求將增至171 Mbps。因此，我們將設(shè)定該數(shù)據(jù)為家庭網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)性能。

需要指出的是，由于有些用戶的使用模式和需求高于平均水平，我們會留出一定的余量。

辨別真?zhèn)危航?jīng)過驗(yàn)證的性能與毫無支持依據(jù)的聲稱數(shù)據(jù)之間的比較

下方表格列出了每個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的聲稱數(shù)據(jù)和在現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際速度。

Rethink Research調(diào)研公司使用 90%的插座、節(jié)點(diǎn)或覆蓋范圍作為性能和可靠性的基準(zhǔn)。性能和可靠性之間的聯(lián)系密不可分，這是因?yàn)檫\(yùn)營商在設(shè)計(jì)其網(wǎng)絡(luò)之前必須同時(shí)深入了解這兩個(gè)方面的情況。

基于對公開信息的分析，以及與各個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組織和廠商代表之間的直接溝通，Rethink Technology Research調(diào)研公司認(rèn)為以下表格中的數(shù)據(jù)是適用于目前各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的正確性能指標(biāo)。由于缺乏可靠證據(jù)，其中幾個(gè)性能速率是目前公認(rèn)的預(yù)估數(shù)據(jù)。

*根據(jù)未經(jīng)證實(shí)的報(bào)告，G.hn （同軸電纜）可實(shí)現(xiàn)400Mbps到850Mbps，但這些數(shù)據(jù)為點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而并非從對某個(gè)家庭的插座或多個(gè)家庭中的90%的插座所進(jìn)行的測試中得出的結(jié)論。

一般認(rèn)為，如果個(gè)人用戶在自己家中使用采用上述任何一種技術(shù)的設(shè)備進(jìn)行測試，有可能會得到不同于上述數(shù)值的速度，例如，Wi-Fi 連接可能會達(dá)到 350 Mbps，但這要取決于網(wǎng)絡(luò)中所使用設(shè)備數(shù)量、到接入點(diǎn)的距離以及建筑材料。在一個(gè)可在多個(gè)房間訪問的無線網(wǎng)絡(luò)中，如果有四、五臺或者更多設(shè)備接入，并且房間墻體較厚的情況下，數(shù)據(jù)傳輸速率將很有可能受到影響。

分析

上方表格中所提出的針對MoCA 2.0的結(jié)果基于近期MoCA聯(lián)盟在美國各地108個(gè)家庭中所實(shí)施的實(shí)地測試。在測試時(shí)，MoCA聯(lián)盟盡可能地確保隨機(jī)性，并且所有家庭均為志愿參與。該實(shí)地測試不設(shè)置任何特殊要求，例如家中同軸線纜的狀況或使用年限，以及付費(fèi)電視服務(wù)類型（例如有線、衛(wèi)星或電信/IPTV）。MoCA聯(lián)盟已經(jīng)向公布了測試結(jié)果。

其他標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)并未在如此多的家庭中進(jìn)行過性能和可靠性測試。MoCA聯(lián)盟計(jì)劃在國際范圍內(nèi)進(jìn)行相同的測試。

MoCA聯(lián)盟還發(fā)布了于2005年在美國250個(gè)家庭中所進(jìn)行的MoCA 1.0實(shí)地測試結(jié)果。測試表明，97%的插座能夠?qū)崿F(xiàn)100 Mbps的吞吐量。

HomePlug針對HomePlugAV2進(jìn)行了測試，并在他們網(wǎng)站上發(fā)布的白皮書中公布了測試結(jié)果。但是，正如其白皮書中所提到的，HomePlug僅在6個(gè)家庭中進(jìn)行了測試。 

一位來自HomeGrid的代表告訴我們，在他們的一位主管的家中，G.hn以500英尺的RG6同軸電纜實(shí)現(xiàn)了850Mbps的吞吐量。由于這只是在一個(gè)家庭中實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，所以這并不是一個(gè)可用于比較的測試。另外，RG6線纜的情況參差不齊，分離器和放大器的使用年限和當(dāng)前狀況也應(yīng)該被列入考慮因素�？紤]到并不是每個(gè)人都住在新房子里，使用全新的線纜。

我們所獲得的最接近真實(shí)環(huán)境的G.hn速度的數(shù)據(jù)來自韓國，G.hn被實(shí)際用于網(wǎng)絡(luò)接入應(yīng)用，但這是一個(gè)完全不同的案例。雖然每個(gè)家庭500 Mbps的吞吐量已經(jīng)被驗(yàn)證，但是由于沒有經(jīng)過測試，所有插座是否都能夠?qū)崿F(xiàn)相同的速度并未得到證實(shí)。

總結(jié)

本文旨在為在探討和審視各個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)所聲稱的性能時(shí)提供一個(gè)基準(zhǔn)。

就本文所提及的某個(gè)技術(shù)的性能，當(dāng)下次有人向您展示某個(gè)廠商所聲稱的性能時(shí)，您可以向他們提出兩個(gè)問題：第一，該數(shù)據(jù)速率在實(shí)現(xiàn)中能夠?qū)崿F(xiàn)的概率是多少？第二，你可以證明嗎？