اینترنت فیبرنوری چیست و چه مزایایی نسبت به رقبای خود دارد؟

فیبرنوری چگونه کار می‌‌کند 

ارتباطات فیبرنوری با ارسال یک پرتو نور از طریق کابل‌های شیشه‌ای انجام می‌‌شود. فیبر نوری رشته باریک (به ضخامت یک تار مو) از یک ماده شفاف مثل شیشه (سیلیکا) یا پلاستیک است که می‌‌‌تواند نوری را که از یک سر به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند. فیبرنوری پهنای باند بیشتری نسبت به کابل‌های معمولی دارد و قادر است داده‌های تصویری، صوتی و نمونه‌های دیگر را به‌راحتی با پهنای باند بالا تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بیشتر انتقال دهد. فیبرنوری از دو بخش زیر ساخته شده است:

•  هسته: به‌طور معمول از یک ماده شفاف مثل شیشه (سیلیکا) یا پلاستیک ساخته می‌‌شود. هسته داخلی‌ترین قسمت فیبر و جایی است که نور از آن عبور می‌‌کن
•  روکش: معمولا از یک لایه ضخیم‌تر از پلاستیک یا شیشه ساخته می‌‌شود. روکش به دور هسته پیچیده می‌‌شود (شکلزیر).

این دو قسمت در کنار یکدیگر پدیده‌ای به نام بازتابش داخلی سراسری را به وجود می‌آورند. بازتاب داخلی باعث می‌‌شود تا نور بتواند بدون پراکنده شدن در طول فیبر حرکت کند. به این صورت که نور با یک زاویه کم (کمتر از 42 درجه) با شیشه برخورد می‌کند و مثل آیینه منعکس می‌‌شود. از آن‌جایی که جنس شیشه یا پلاستیکی كه بخش روکش از آن ساخته شده از چگالی نوری متفاوتی نسبت به هسته ساخته شده و از ضریب شکست پایین‌تری برخوردار است باعث می‌‌شود تا نور در هسته باقی بماند. نور توسط پالس‌های لیزر یا LED که بسیار سریع حرکت می‌‌کند به سر دیگر فیبر منتقل می‌‌شود. این پالس‌های نوری داده‌های باینری را حمل می‌‌کنند که از یک سیستم کدگذاری تشکیل شده که هر چیزی را که ما در اینترنت مشاهده می‌‌کنیم (از متن تا محتوای چندرسانه‌ای) را شامل می‌‌شود. کد باینری از چند بیت ساخته می‌‌شود که تنها شامل یک‌ها و صفرها است. این بیت‌ها پیام‌ها را به شکل الگوهایی هشت قسمتی به‌نام بایت ارسال می‌‌کند. تبدیل این بیت‌های باینری به پالس‌های نوری کار راحتی است. ارسال یک پالس به معنای یک و عدم وجود پالس به معنای صفر است. این پالس‌ها قبل از تضعیف می‌‌توانند تا مسافت 96 کیلومتر را طی کنند. برای این که داده‌ها بتوانند هزاران کیلومتر را طی کنند این پالس‌ها از بین تقویت‌کننده‌های نوری عبور می‌‌کنند تا سیگنال آن‌ها را تقویت ‌‌کند و داده‌ها از بین نروند.

 آخرین فاصله تا مقصد (Last Mile)

بعد از این‌که پالس‌ها به مقصد رسیدند یک ترمینال شبکه نوری (ONT) پالس‌های نور را به اترنت الکتریکی تبدیل می‌‌کند. به این شکل دستگاه‌های شما می‌‌توانند از طریق نور تبدیل شده به جریان الکتریسیته به اینترنت متصل شوند. این تبدیل در انتهای آخرین فاصله تا مقصد انجام می‌‌شود و به این شکل مصرف‌کننده می‌‌تواند به ستون فقرات اینترنت متصل شود. ستون فقرات اینترنت جایی است که مردم را قادر می‌‌سازد از طریق وب به سراسر جهان دسترسی پیدا کنند. اکثر این زیرساخت‌ها با استفاده از کابل‌های فیبرنوری ساخته شده‌اند. هر چند ممکن است اینترنت فیبرنوری یک فناوری نوظهور به نظر برسد، اما در واقع از همان نخستين روزهای معرفی اینترنت وجود داشته است. در سال 1988 کابل‌های فیبرنوری از زیر اقیانوس عبور کرد تا ایالات متحده را به اروپا متصل کند. این اولین خط زیردریایی نصب شده برای اتصال مسافت‌های بین قاره‌ای بود و امروزه به‌طور کامل از کف اقیانوس عبور کرده است. زمانی‌که به وبسایتی متصل می‌‌شوید، صرف‌نظر از این‌که از چه دستگاهی استفاده می‌‌کنید و مقصد کجا است، چند مرحله باید طی شود تا درخواست شما به مقصد برسد. هر کدام از این مراحل از طریق ستون فقرات اینترنت به یکدیگر متصل می‌شوند (شکل زیر).

اتصالات به کار گرفته شده از مبدا تا مقصد 

یک فراهم‌کننده خدمات اینترنتی می‌تواند انواع مختلفی از اتصالات فیبرنوری را پیاده‌سازی کند. هر کدام از این پیکربندی‌ها تحت عنوان Fiber to the X یا FTTX شناخته می‌‌شوند که x بیانگر جایی است که اتصال فیبرنوری به پایان می‌‌رسد.

•  FTTP/FTTH/FTTD: فیبر به محل، خانه، دفتر کار یا دسکتاپ راهکار دسترسی مستقیم به خطوط فیبر است. به وسیله این اتصال بدون نیاز به کابل مسی، فیبرنوری به شکل مستقیم به محل زندگی مشترک می‌رسد. این نوع پیاده‌سازی گران‌ترین نوع اتصال فیبر برای شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات است. 
•  FTTB: فیبر به ساختمان یا (FTTB)، نوعی پیکربندی است که در آن خط فیبرنوری با استفاده از خطوط مسی بین ساختمان‌ها توزیع می‌‌شود. این نوع اتصال متداول‌ترین نوع انتخاب برای مجتمع‌های مسکونی، هتل‌ها، مدارس یا ساختمان‌ها است.
•  FTTC/FTTN/FTTS: فیبر به کابینت، محله، یا خیابان متداول‌ترین نوع اتصال فیبرنوری است. فیبر به یک کابینت کنار خیابان (با فاصله حدود 300 متر از محل اصلی) آورده می‌شود و از آن‌جا با استفاده از کابل مسی توزیع می‌‌شود. این راهکار مقرون به صرفه‌ترین نوع اتصال اینترنت فیبرنوری است که توسط  شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات ارائه می‌‌شود، زیرا آن‌ها مجبور نیستند روی زیرساخت‌های پرهزینه برای تک تک مکان‌های شخصی سرمایه‌گذاری کنند و می‌‌توان در آینده به راحتی خانه‌های جدید را به آن متصل کرد.

رقبای فیبرنوری 

بزرگ‌ترین رقبای اینترنت فیبرنوری، اینترنت DSL، کابلی و بی‌سیم هستند. اینترنت DSL توسط خطوط مسی تلفن ارائه می‌‌شود که بیشتر از یکصد سال است که رواج دارد. اینترنت کابلی نیز از مس استفاده می‌‌کند، اما برخلاف DSL از کابل‌های کواکسیال استفاده می‌‌کند که پیش از این برای ارائه خدمات تلویزیون کابلی استفاده می‌شد. اینترنت بی‌سیم نیز همانند خدمات تلفن سلولی از طریق انتشار امواج رادیویی ارائه می‌‌شود. همانند هر فناوری دیگری در مقام مقايسه با سایر رقبا فیبرنوری مزایا و معایبی دارد. در ادامه مزایا و معایب این چند فناوری را بررسی می‌کنیم.

مزایای DSL

هزینه‌ کم و سازگار با محیط زیست: DSL کمترین میزان آسیب را چه از لحاظ زیست محیطی و چه از نظر اقتصادی وارد می‌‌کند. کابل‌های مسی را حتا در بیشتر مناطق روستایی نیز می‌‌توان یافت، زیرا این کابل‌ها ابتدا برای برقراری ارتباط تلفنی استفاده می‌شدند. این کابل‌ها را می‌‌توان دوباره استفاده کرد و نیازی به طراحی و پیاده‌سازی پروژه‌های جديد نیست. زیرساخت‌های فیبرنوری یا برج‌های بی‌سیم پرهزینه هستند. با این‌حال، زیرساخت فیبرنوری نیازی به الکتریسیته ندارد که برای محیط زیست زیان‌بار باشد. از بین تمام رقبا، کابل کمترین داده را در ازای بیشترین میزان مصرف برق منتقل می‌‌کند.
سطح دسترسی: همان‌گونه که اشاره شد کابل‌های مسی به دلیل استفاده در ارتباطات تلفنی همه جا پیدا می‌‌شود، بنابراین مادامی‌‌ که شرایط خوب باشد، می‌‌توان از همان کابل برای ارائه خدمات اینترنتی استفاده کرد، اما در حال حاضر امکان پیاده‌سازی اینترنت فیبرنوری به ویژه در مناطق روستایی به راحتی فراهم نیست. 

معایب DSL

تداخل: سیم‌های مسی اگر به درستی نصب و نگه‌داری نشوند ممکن است صدمات جدی ببینند. با این نوع آسیب‌ها جریان‌های الکترومغناطیسی آزاد می‌‌شود که با سیم تداخل ایجاد می‌کند و به شبکه آسیب جدی می‌‌رساند. کابل‌های فیبرنوری نه امواج الکترومغناطیسی ساطع می‌‌کنند و نه تحت تاثیر این امواج قرار می‌‌گیرند زیرا از پلاستیک یا شیشه ساخته می‌‌شوند و امواج آسیب‌رسان روی آن‌ها تاثیر نمی‌‌گذارد.
تضعیف: ضعيف شدن یا از بین رفتن سیگنال در مسافت‌های طولانی در سیم‌های مسی به مراتب بیشتر از فیبرنوری است. بعد از طی شدن مسافت 100 متری فیبرنوری تنها 3 درصد از سیگنال خود را از دست می‌‌دهد در حالی که کابل DSL با همین فاصله 94 درصد تضعیف می‌‌شود.
سرعت‌های برابر: همه از اینترنت به دو شیوه دانلود و آپلود استفاده می‌‌کنند که معمولا با سرعت‌های متفاوتی ارائه می‌‌شود. اکثر کاربران به سرعت دانلود اهمیت می‌‌دهند، اما برای برخی دیگر از کاربران (به ویژه کاربران تجاری) سرعت آپلود نیز اهمیت زیادی دارد. یکی از اصلی‌ترین مزایای اینترنت فیبرنوری ارائه سرعت‌های برابر دانلود و آپلود است. در DSL و انواع دیگر اینترنت سرعت آپلود کمتر از سرعت دانلود است.

مزایای اینترنت کابلی 

قیمت: اینترنت کابلی یکی از مقرون به صرفه‌ترین گزینه‌های اینترنت است. این نکته را نیز باید مد نظر قرار داد که درست است که هزینه این نوع اینترنت پایین است، اما در مقابل به اندازه اینترنت بی‌سیم و فیبرنوری سریع نیست. 

معایب اینترنت کابلی 

پهنای باند اشتراک‌گذاری شده: اینترنت کابلی می‌‌تواند سرعتی برابر با 100 مگابيت در ثانیه (یک دهم فیبرنوری) را ارائه کند که توسط یک گره مرکزی در شبکه کواکسیال محلی به‌اشتراک گذاشته می‌‌شود. این حرف به معنای آن است که تمام خانه‌های متصل به این شبکه یک گره را به‌اشتراک می‌‌گذارند. اشتراک‌گذاری‌ به این روش اغلب منجر به افت سرعت در ساعات اوج مصرف می‌‌شود. برای جلوگیری از این مشکل شرکت‌ها پهنای باند کاربران را بعد از مصرف مقدار مشخصی داده کاهش می‌‌دهند (شکل زیر).

مزایای اینترنت بی‌سیم 

بی‌سیم بودن: اینترنت بی‌سیم محدودیت‌های سیم‌کشی را ندارد. به محض اين‌كه دکل ارتباطی راه‌اندازی شد اینترنت از طریق امواج رادیویی منتشر شده در هوا در اختیار کاربر قرار می‌‌گیرد. بی‌سیم بودن به معنای آن است که به مواد کمتری نیاز است و هزینه کلی خرید، ساخت و نگه‌داری کاهش پیدا می‌کند.
سطح دسترسی: نواحی روستایی و دور دست زیادی وجود دارند که هزینه فراهم کردن زیرساخت فیبرنوری یا DSL برای آن‌ها توجیحی برای شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات‌دهنده اینترنتی ندارد. در چنین شرایطی تنها گزینه ممکن برای رساندن اینترنت به این نواحی دور افتاده فناوری بی‌سیم است.

معایب اینترنت بی‌سیم 

خط دید: بزرگ‌ترین محدودیت فناوری اینترنت بی‌سیم این است که آنتن مصرف‌کننده باید در خط دید برج بی‌سیم خدمات‌دهنده باشد. اگر در منطقه‌ مرتفعی زندگی نکنید که خط دید مستقیم به فرستنده امواج در دسترس باشد، احتمالا اینترنت بی‌سیم گزینه مناسبی برای شما نیست. 
تراکم و ازدحام: اینترنت بی‌سیم می‌تواند به سرعت‌هایی نزدیک فیبرنوری دست پيدا کند، اما موانع مختلف مانع از آن می‌‌شوند تا امواج رادیویی به سرعت و قدرت فوتون‌های نوری برسد. امواج رادیویی با افزایش مسافت ضعیف‌تر می‌شوند و سرعت انتقال داده‌ها توسط آن‌ها کاهش پیدا می‌‌کند. همچنین اینترنت بی‌سیم همانند ارتباطات کابلی از پهنای باند اشتراکی استفاده می‌‌کند، بنابراین با متصل شدن همزمان تعداد زیادی کاربر سرعت کاهش پیدا می‌‌کند.