آشنایی با فناوری FTTX

FTTH چیست؟

قبل از آنکه بگوییم FTTH چیست بهتر است راجع به عبارت FTTX صحبت کنیم. FTTx به ساختارهای مختلف انتقال سیگنال توسط فیبر نوری (همراه با کابل مسی) اشاره می‌کند.

از جمله این ساختارها می‌توان به FTTC ,FTTB ,FTTC ,FTTN  و FTTO و… اشاره کرد. FTTH و FTTO تنها ساختارهایی هستند که تماماً توسط فیبر نوری پیاده سازی می‌گردد.

در ساختار FTTH ، فیبرنوری از مرکز تلفن محلی (OLT) تا تجهیزات مشترک ( ONT) ادامه می‌یابد. این ساختار حالت ایده آل برای مشترک بوده ولی هزینه کلی آن نسبت به سایر روش‌ها (هم برای اپراتورها و هم برای کاربران) گران تمام می‌شود. در واقع در این تکنولوژی FTTX پیشروی فیبرهای نوری به سمت منازل مشترکین در شبکه دسترسی اتفاق می‌افتد.

ارتباطات پهن باند فیبر به خانه، یا همان FTTH، معرف ارتباطات کابل فیبرنوری برای اماکن به صورت اختصاصی می‌باشد. این چنین سیستم‌ها که بر اساس نور هستند توان انتقال انبوهی از اطلاعات به شکل کارآمدتری از قبیل: تلفن، ویدیو، داده و غیره را در مقایسه با شیوه سنتی کابل‌های مسی با قیمتی تقریباً مساوی دارا هستند. FTTH برای کارکردن به هر دو شبکه فعال(Active) ومنفعل(Passive) نیاز دارد. شبکه‌های Fiber-to-the-home، برای ارایه سرویس‌های broadband به کاربران نهایی از طریق فیبر طراحی گردیده‌اند. شبکه برای ارائه سرویس‌های ارتباطی، شامل زیرساخت فیبر passive  و تجهیزات active  می‌‌باشد.

تاریخچه FTTH

در سال 1986 اولین حلقه فیبر نوری  در برابر کابل‌های مسی آزمایش شد. تا سال 1990 تحقیقات نشان داده است که FTTH  نه تنها مقرون به صرفه است بلکه باعث ایجاد کسب و کار جدیدی برای مردم و دولت ها می‌گردد. در آن زمان طرفداران کابل مسی بر سر این مسئله که زوج سیم مسی قادر است تا مقیاس مگابیت بر ثانیه پهنای باند لازم را تامین کند تلاش می‌کردند، اما  امروز مشخص شده است که نیاز به پهنای باند به مقیاس گیگابیت بر ثانیه افزایش پیدا کرده است.

از سویی دیگر اپراتور های بیسیم ادعا می‌کنند که با استفاده از این فناوری نیازی به کابل مسی و فیبر نوری نیست. زیرا امواج رادیویی می‌توانند پهنای باند لازم را فراهم کنند. فناوری کابل مسی و بی‌سیم برای قرن بیستم قابل قبول بود اما در قرن بیست و یک این FTTH است که پاسخگوی نیاز جوامع بشری است.

تامین آپلینک تجهیزات بیسیمی که تعدادشان به سرعت رو به افزایش است خود بیانگر این است که در هرجای این دنیا به فیبر نوری بیشتری نیاز است. فشارهای وارده از جانب مشتریان، دولت و رقابت سرویس پروایدرها سبب سوق دادن آخرین بخش شبکه دسترسی (last-mile) به سمت فناوری آینده دار فیبر نوری گردیده است تا آن را جایگزین سیم مسی کند.

FTTH هم در زمینه فناوری و هم از لحاظ اقتصادی بودن روشی تكامل یافته می‌باشد و بهبود هزینه چه در زمینه تكنولوژی پایه و چه در زمینه نصب و راه‌اندازی سیستم چشمگیر بوده است و تداوم نیز می‌یابد. (Fiber to the Home) FTTH‏ گونه ای از ارتباطات فیبر نوری است که در آن فیبر نوری از یک سرویس دهنده  local  به کاربر نهایی در منازل و یا دفاتر کار رسیده است.

FTTH برای اولین بار در سال 1999 معرفی شد و ژاپن اولین کشوری بود که یک پروژه بزرگ FTTH را اجرا کرد. همچنین FTTH آزادی بیشتری در زمینه مدیریت كسب و كار برای فراهم كنندگان این فناوری جدید ایجاد میکند. این مطلب به ویژه در مقایسه با انعطاف ناپذیری و تحكم تحمیل شده به فراهم كنندگان خدمات از جانب فناوری قرن نوزدهمی سیم مسی و سوئیچ مداری قابل توجه می باشد‌. به علاوه، سادگی و انعطاف پذیری سیستم‌های فیبر نوری و مهم‌تر از همه‌، هزینه‌های پائین تر می‌تواند موجب شتاب بخشیدن به افزایش ضریب نفوذ در بخش پایین دستی شكاف دیجیتال گردد كه در آن بیشتر افراد توانمندی مالی كمتری دارند‌.

FTTH از طریق پشتیبانی از فرصت‌های شغلی و كسب وكارهای جدید كه در آن‌ها دوری فاصله‌، دیگر مانع به شمار نمی‌رود‌. می‌تواند سهم عمده‌ای در بهبود وضعیت اقتصادی مناطق حومه‌ای و روستایی داشته باشد. FTTH همچنین مقررات جدیدی به همراه خود خواهد آورد و باعث به روز شدن مقررات و تغییر قوانین رگولاتوری و رقابت متداول قدیمی به ارث گرفته شده از دوره سیم مسی می‌گردد. البته معمولا هر تحول فناوری در هر جامعه‌ای نقاط ضعفی هم به همراه دارد و FTTH نیز از این قاعده مستثنی نمی‌باشد.

به ویژه این كه باید این موضوع را درك کرد كه قرار دادن چنین ظرفیت بالایی در بخش دسترسی در دست‌های هر سرویس دهنده‌ای قدرتی انحصاری به آن سرویس دهنده خواهد داد و در این خصوص لازم است تدابیر خاصی اندیشیده شود‌.

شاید در نگاه اول دیگر تکنولوژی‌های ارتباطی بیش از FTTH استفاده می‌شوند اما در حقیقت  FTTH چراغ سبزی به آینده است برای کسانی که آینده نگر هستند FTTH یک راه حل درست می باشد.

مزیت های FTTH:

FTTH  یک تکنولوژی قابل اعتماد و کارآمد می‌باشد و برتری های زیادی نسبت به فناوری‌های کنونی دارد، مانند پهنای باند بالا، هزینه کم، امنیت بیشتر و … . به همین دلیل FTTH در کشورهای مختلف بسیار محبوب شده و به سرعت در حال توسعه می‌باشد.

مزیت اصلی FTTH یا fiber-to-the-premises FTTP: این است که امکان اتصال پرسرعت تر در فاصله بیشتری نسبت به کابلهای Twisted Pair، خطوط DSL یا کابل کواکسیال را دارا می‌باشد. برای مثال یک زوج سیم مسی توانایی انتقال 6 تماس تلفنی را دارد ولی یک زوج فیبر می‌تواند 5/2 میلیون تماس تلفنی را به صورت همزمان انتقال دهد.

کارشناسان در شورای FTTH می‌گویند اتصالات فیبر به خانه، تنها فناوری با پهنای باند کافی برای راه‌اندازی برنامه‌ریزی شده درخواست مشترکان با قیمت مناسب در دهه ی آینده می‌باشد. فیبر واقعاً دارای پهنای باند نامحدودی می‌باشد، علاوه بر اینکه فاصله دسترسی طولانی دارد. ایجاد این شبکه به عنوان یک شبکه امن و یک رسانه استاندارد زمان زیادی را سپری خواهد کرد. با وجود اینکه پهنای باند فوق‌العاده زیادی دارد ولی در قیمت تقریباً با فناوری های کنونی مساوی است.

برطبق شورای  FTTH شرکت های کابلی (cable companies) در دهه گذشته برای سیم‌کشی به خانه‌ها 84 میلیارد دلار هزینه کرده اند ولی اگر آن شرکت‌ها برای سیم کشی از فناوری FTTH استفاده می‌کردند هزینه آن حتی به نرخ روز دلار هم کمتر از هزینه سیم‌کشی بصورت قدیمی تر بود.

بر اساس نظر کارشناسان، FTTH توانایی دستیابی حتی استفاده مربوط به آینده اینترنت هم دارد. فناوری‌هایی همچون سندهای سه بعدی، HDTV و بازی های آنلاین که در آینده ای نزدیک کار روزمره افراد خانواده خواهد بود. برای رسیدن به این فناوری ها FTTH قابلیت دسترسی اینترنتی با سرعت چند گیگابایت درثانیه را دارد که با فناوری های کنونی قابل مقایسه نمی‌باشد.

همچنین ارتباطات پهن باند FTTH قابلیت گردآوری سرویس های ارتباطی سه گانه یا Triple Play (دیتا، صوت، تصویر) را برای مشترکان دارد. برای مثال یک مشترک با یک اشتراک ساده FTTH امکاناتی همچون تلفن، ویدیو، اینترنت پرسرعت و هر جریان دیجیتالی داده دیگری را دریافت خواهد کرد.

با این حساب قیمت‌ها مناسب تر و دریافت آن ها راحت تر از سرویس های امروزی که از خطوط جداگانه استفاده می کنند خواهد بود.‎ مهمترین مزیت FTTH این است که یک پهنای باند بالا ارائه می‌کند و یک تکنولوژی قابل اعتماد و کارآمد است.

در یک شبکه، پهنای باند توانایی حمل اطلاعات است و با پهنای باند بیشتر، در یک مقدار معین از زمان اطلاعات بیشتر را می‌توان انتقال داد. به گفته‌ی کارشناسان از انجمن FTTH این تکنولوژی تنها راه برای تحقق خواسته پهنای باند بالای مصرف کنندگان می‌باشد. FTTH  می‌تواند پهنای باند بسیار بالایی را ارائه دهد در حالیکه  هزینه آن خیلی زیادا نیست.

با توجه به تحقیقات انجمن FTTH، شرکت های کابل تقریباً یک دهه پیش 84 میلیارد دلار برای 100 میلیون خانوار با پهنای باند پایین و قابلیت اطمینان پایین تر صرف کرده است. اما با تکنولوژی FTTH هزینه آن برای خانواده ها به ارزش امروز بسیار کمتر از این خواهد گردید.

FTTH می تواند سرعت اتصال سریع تر و ظرفیت انتقال بیشتر از twisted pair را ارائه کند. به عنوان مثال، یک زوج سیم مسی تنها قادر به انتقال شش تماس تلفنی است در حالی که یک جفت فیبر single می‌تواند بیش از 2.5 میلیون تماس تلفنی به طور همزمان انتقال دهد.

شرکت های بیشماری از حوزه‌های مختلف تجاری در حال نصب آن در هزاران مکان در سراسر جهان هستند. اتصال broadband این تکنولوژی موجب خلق محصولات جدید می گردد که فرصتهای اقتصادی جدیدی را در حوزه محتوا باز می‌کند. به عنوان مثال برخی از موارد مانند ویدئو موبایل، HDTV، پزشکی از راه دور، مدیریت ساختمان از راه دور و هزاران محصول دیگر که در حال حاضر ممکن است.

 

بسیار متداول به نظر برسد 5 یا 10 سال پیش در سطح مدیران نیز متعارف نبوده است. روندهای مختلف در حوزه فناوری اطلاعات همگی به زیرساختی مطمئن و دارای ظرفیت پهنای باند بالا نیاز دارند. رایانش ابری، Big Data، اینترنت اشیاء و …. از این دسته هستند. این تکنولوژی به کاربران این امکان را می دهد ارتباطات سرویس های خود را دسته بندی کنند. برای مثال یک کاربر می تواند تلفن، ویدیو،صوت ،تلویزیون و هر نوع دیگر از stream داده های دیجیتال را با استفاده از ارتباط پهن باند FTTH تامین کند.

 

مزیتهای FTTH به صورت تیتروار:

•    کاهش هزینه تجهیزات نگهداری شبکه

•    پاسخگو به نیازهای آینده

•    قابلیت اطمینان و امنیت بالا

•    توانایی انتقال همه سرویس ها روی یک مسیر باند پهن با سرعتی بیشتر از 100 Mbps تا Gbps 1 برای هر کاربر

•    افزایش سرویس‌های ارزش افزوده و ایجاد فرصتهای تجاری جدید

•    عدم تاثیرات محیطی و همچنین عدم تداخل الکترومغناطیسی

•    بالا بردن کیفیت زندگی

 

ضریب نفوذ FTTH :

درصد خانوارهای متصل به FTTH کشورهای OECD و چین با بیش از ۲۲ میلیون مشترک پهنای باند

تقاضا برای افزایش ظرفیت پهنای باند همچنان رو به رشد می باشد. این افزایش پهنای باند به وسیله دولت و توسعه دهندگان خصوصی انجام خواهد شد. دولت‌های کشورهای آسیا و اقیانوسیه ارتباطات باند پهن FTTH را از استراتژی های بسیار مهم در ایجاد زیرساخت های خود در نظر گرفته اند.
با توجه به یک گزارش، کشورهای آسیایی در نفوذ به بازار FTTH تمایل بیشتری به پیشی گرفتن از بقیه جهان دارند. کره جنوبی، با مجهز کردن بیش از 31 درصد خانه های خود به ارتباطات پهن باند FTTH از پیشروان این تکنولوژی درجهان می‌باشد.

ضریب نفوذ  FTTH و FTTB در جهان

 

 

سرویس های قابل ارائه در   FTTH

سرویس‌های قابل ارائه شبکه های FTTH در ساختار  GPON  معروف به سرویس‌های Triple Play هستند. به این معنی که هر سه نوع سرویس Voice،Video و Data در این ساختار قابل ارائه هستند.

انواع سرویس های ارزش افزوده قابل ارائه FTTH

تلفن صوتی و تصویری
آموزش از راه دور
راه اندازی کسب و کار اینترنتی  مدیریت هوشمند ساختمان ( مسکونی، تجاری و صنعتی )
ارائه سرویس های مانیتورینگ و حفاظتی، دوربین های مدار بسته و انتقال تصویر
ذخیره سازی ابری (عدم نیاز به ذخیره سازی فایلهای حجیم در رایانه های شخصی و ذخیره در سرورها)
دورا پزشکی
تولید محتوا و بازی های گروهی تحت شبکه
E-Shopping
HDTV
بازی های آنلاین
مدیریت هوشمند منازل
…

 

رشد پهنای باند و هزینه

کلیه اپراتورها به دنبال راهی جهت ارائه پهنای باند بیشتر با هزینه کمتر می باشند .

این پارامتر که به صورت cost/bit مطرح می شود در شکل زیر به صورت یک گراف سه بعدی نمایش داده شده .

و FTTH تنها راه رسیدن به این مهم در سالهای آتی خواهد بود.

در نمودار فوق مشاهده میشود که با استفاده از FTTH نه تنها میزان پهنای باند کاربران 32 درصد رشد خواهد کرد، بلکه هزینه هر واحد پهنای باندنیز  18 درصد کمتر میشود.

---

 

بررسی هزینه ها درشبکه  FTTH

با توجه به شکلهای فوق می توان نتیجه گرفت که هزینه های توسعه FTTH را به ترتیب میزان هزینه می توان به شکل زیر لیست کرد:

تجهیزات سمت مشترکCPE (Customer Premised Equipment)

در شبکه های FTTX تجهیزات سمت مشترک با توجه به تقسیم بندی مشترکین می‌توانند به سه دسته تجهیزات خانگی، تجهیزات مربوط به مشترکین تجاری و تجهیزات MDU ها (جهت استفاده در شبکه FTTB) تقسیـم شوند. ساختـار داخلی همه این تجهیـزات شبیه به بلوک دیـاگرام داخلی OLT ها می‌باشد و از سه بخش اصلی سرویس، هسته اصلی PON و قسمت ارتباطی بین این دو قسمت (MUX/DEMUX)  تشکیل شده اند.

در بخش تجهیزات خانگی که در شبکه FTTH استفاده می شوند، انواع ONT ها می‌باشند که یک یا دو پورت ورودی فیبرنوری (پورت دوم در صورت وجود جهت پروتکشن استفاده می شود). جهت uplink و پورتهای خروجی نیز می توانند بر مبنای سرویس های ارائه شده یک یا چند اینترفیس زیر باشند:

– یک یا چند پورت FXS (RJ11)  جهت سرویس تلفن
– یک یا چند پورت FE/GE (RJ45) جهت سرویس اینترنت پرسرعت و سایر سرویسهای دیتا
– اینترفیس WiFi (WLAN)
– اینترفیس CATV جهت سرویسهای ویدئویی (IPTV ، VoD)
– پورت USB جهت به اشتراک گذاری یا استفاده از دستگاههای ذخیره ساز و پرینترها
قیمت ONT ها با توجه به تنوع و تعداد پورتها و پروتکلهایی که پشتیبانی میکنند متفاوت است.