اینترنت فیبر نوری چیست؟ راهنمای جامع فیبرنوری

اینترنت فیبر نوری: راهنمای جامع اینترنت فیبرنوری

اینترنت فیبر نوری یک فناوری پهنای باند پیشرفته است که از رشته‌های شیشه یا پلاستیک برای انتقال داده‌ها به صورت پالس‌های نور استفاده می‌کند. برخلاف سیم‌های مسی سنتی، کابل‌های فیبر نوری اطلاعات را در فواصل طولانی با سرعت فوق‌العاده بالا حمل می‌کنند. این بدان معناست که اینترنت فیبر نوری (که به آن اینترنت فیبر یا به سادگی فیبر نیز گفته می‌شود) می‌تواند اتصالات متقارن گیگابیتی را به خانه‌ها و مشاغل ارائه دهد.

این فناوری به پایه و اساس شبکه‌های پرسرعت مدرن تبدیل شده است و همه چیز را از پخش ویدیوی HD گرفته تا محاسبات ابری پشتیبانی می‌کند. در این راهنما، ما توضیح خواهیم داد که اینترنت فیبر نوری چیست، تاریخچه و فناوری آن را بررسی خواهیم کرد، ویژگی‌ها و تجهیزات آن را مورد بحث قرار خواهیم داد و آن را با سرویس‌های قدیمی‌تر مانند ADSL و VDSL مقایسه خواهیم کرد. همچنین مزایا و معایب کلیدی فیبر را شرح خواهیم داد تا خوانندگان بتوانند این فناوری مهم را درک کنند.

اینترنت فیبر نوری چیست؟

اینترنت فیبر نوری از کابل‌های پر از الیاف شیشه‌ای نازک استفاده می‌کند که داده‌ها را از طریق پالس‌های نوری حمل می‌کنند. هر فیبر تقریباً به نازکی موی انسان است و توسط لایه‌هایی از روکش و ژاکت محافظ احاطه شده است. هنگامی که داده‌ها ارسال می‌شوند، لیزرهای کوچک یا LEDها اطلاعات را به پرتوهای نوری رمزگذاری می‌کنند که از طریق هسته فیبر عبور می‌کنند. این نور به لطف خواص انکساری هسته و روکش، با حداقل اتلاف در طول کابل به صورت داخلی منعکس می‌شود. از آنجا که سیگنال‌ها نوری هستند نه الکتریکی، اتصالات فیبر در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون هستند و یکپارچگی سیگنال را در کیلومترهای زیادی حفظ می‌کنند. از نظر عملی، اینترنت فیبر نوری از پهنای باند بسیار بالا و برد بسیار طولانی، بسیار فراتر از آنچه سیم‌های مسی می‌توانند حمل کنند، پشتیبانی می‌کند.

در طول چند دهه گذشته، فناوری فیبر نوری دسترسی به اینترنت را در سراسر جهان متحول کرده است. در دهه 1970، محققان شرکت کورنینگ و جاهای دیگر اولین فیبرهای نوری با اتلاف کم را توسعه دادند و تا دهه 1980، اپراتورهای بزرگ مخابراتی شروع به نصب کابل‌های ستون فقرات فیبر نوری در زیر اقیانوس‌ها و در سراسر قاره‌ها کردند. با کاهش هزینه‌ها، فیبر به تدریج جایگزین مس برای پیوندهای مسافت طولانی شد و به “ستون فقرات” نامرئی اینترنت تبدیل شد. در اوایل دهه 2000، استانداردهای جدید (مانند ITU GPON) امکان انتقال مستقیم فیبر به خانه‌ها و مشاغل (فیبر به خانه، FTTH) را فراهم کردند. از جمله نقاط عطف قابل توجه می‌توان به اولین شبکه فیبر گیگابیتی FiOS ورایزن در سال ۲۰۰۵ و راه‌اندازی عمومی گوگل فایبر در سال ۲۰۱۰ اشاره کرد. امروزه، دولت‌ها و شرکت‌ها سرمایه‌گذاری‌های هنگفتی در زمینه استقرار فیبر انجام می‌دهند؛ به عنوان مثال، طرح فدرال BEAD ایالات متحده ده‌ها میلیارد دلار برای گسترش پهنای باند فیبر به خانه در سراسر کشور بودجه اختصاص داده است. هدف این تلاش‌ها، در دسترس قرار دادن اینترنت فیبر نوری پرسرعت برای افراد بیشتری در سراسر جهان است که امکان اتصال سریع‌تر و خدمات آنلاین جدید را فراهم می‌کند.

نحوه کار اینترنت فیبر نوری

اینترنت فیبر نوری با تبدیل داده‌های دیجیتال به پالس‌های نور و ارسال آنها از طریق فیبرهای شیشه‌ای کار می‌کند. یک سیستم پهنای باند فیبر نوری معمولی از یک شبکه اصلی و یک شبکه آخرین مایل تشکیل شده است. هسته (یا ستون فقرات) از کابل‌های فیبر با ظرفیت بالا برای حمل حجم عظیمی از داده‌ها بین شهرها و هاب‌های شبکه استفاده می‌کند. “آخرین مایل” بخشی است که شبکه فیبر محلی را به هر خانه یا محل کار متصل می‌کند.

فیبرهای نوری به صورت کابل‌هایی بسته‌بندی می‌شوند و معمولاً در زیر زمین یا روی تیرهای برق قرار می‌گیرند. هر رشته فیبر (با ضخامت ۱۲۵ میکرون شامل روکش) نور رمزگذاری شده با داده‌های دودویی را حمل می‌کند. در دفتر مرکزی ارائه دهنده خدمات (یا یک کابینت خیابانی)، یک ترمینال خط نوری (OLT) پالس‌های لیزری ارسال می‌کند. این پالس‌ها از طریق شبکه فیبر عبور می‌کنند تا به دستگاهی در خانه شما به نام ترمینال شبکه نوری (ONT) برسند. ONT پالس‌های نوری را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کند که روتر، رایانه یا سایر دستگاه‌های شما می‌توانند از آنها استفاده کنند. در واقع، ONT مانند یک مودم کار می‌کند: اتصال فیبر را مدیریت می‌کند و یک اتصال داده اترنت را به شبکه محلی شما ارسال می‌کند.

معماری‌های مختلفی برای اتصال آخرین مایل وجود دارد. در یک شبکه فیبر به خانه (FTTH)، فیبر از تأسیسات ارائه دهنده مستقیماً به خانه یا ساختمان شما منتقل می‌شود. این کار سرعت کامل لینک فیبر را ارائه می‌دهد. سایر تنظیمات از فیبر به یک گره یا جدول محله (FTTN/FTTC) و سپس از مس یا کواکسیال برای مترهای نهایی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، اینترنت VDSL اغلب از فیبر به یک کابینت خیابان و سپس خطوط تلفن معمولی به خانه استفاده می‌کند.

هر “نوع” استقرار فیبر دارای یک مخفف است: FTTH (فیبر به خانه)، FTTB (فیبر به ساختمان)، FTTC (فیبر به جدول) و FTTN (فیبر به گره). FTTH سریع‌ترین است (فیبر تا درب منزل شما)؛ FTTC/FTTN ممکن است به دلیل قطعه مسی نهایی، سرعت را کمی کاهش دهد. این جزئیات برای برنامه‌ریزی شهری و ارائه‌دهندگان خدمات بیشتر از اکثر کاربران اهمیت دارند، اما توضیح می‌دهند که چرا طرح‌های مختلف فیبر نوری سرعت‌های متفاوتی دارند.

انواع فیبرنوری

فیبرهای نوری در دو نوع اصلی وجود دارند: تک حالته و چند حالته. فیبر تک حالته هسته کوچکی دارد و از لیزرهای دقیقی استفاده می‌کند که به سیگنال‌ها اجازه می‌دهد ده‌ها کیلومتر بدون تکرارکننده طی کنند. این فیبر برای لینک‌های مسافت طولانی استفاده می‌شود. فیبر چند حالته هسته بزرگتری دارد و معمولاً از LED استفاده می‌کند. می‌تواند چندین مسیر نوری را حمل کند اما برای فواصل کوتاه‌تر (تا چند کیلومتر) در نظر گرفته شده است. پهنای باند مصرفی در درجه اول از فیبر تک حالته برای مسیرهای بیرونی استفاده می‌کند، به طوری که سیگنال‌ها می‌توانند از دفتر مرکزی به خانه شما منتقل شوند، حتی اگر کیلومترها دورتر باشید. در داخل خانه‌ها یا مراکز داده، ممکن است فیبر چند حالته را برای مسیرهای کوتاه ببینید.

برای مدیریت ترافیک عظیم، ارائه‌دهندگان خدمات از تکنیک‌های پیشرفته‌ای مانند مالتی‌پلکسینگ تقسیم طول موج (WDM) استفاده می‌کنند. WDM به یک فیبر اجازه می‌دهد چندین کانال داده را در طول موج‌های مختلف نور حمل کند و ظرفیت را چند برابر کند. به عنوان مثال، سیستم‌های مدرن ده‌ها پرتو لیزر را ترکیب می‌کنند تا به سرعت‌هایی مانند 100 گیگابیت بر ثانیه یا بیشتر در یک جفت فیبر برسند. با این حال، این‌ها بیشتر برای زیرساخت‌های ستون فقرات هستند. برای کاربر خانگی، طرح‌های فیبر تجاری معمولی تا ۱ گیگابیت بر ثانیه یا بالاتر ارائه می‌دهند.

دستگاه‌های موجود در محل شما معمولاً شامل ONT (که گاهی اوقات در یک “مودم فیبر” تعبیه شده است) و یک روتر اترنت استاندارد (که اغلب توسط ISP ارائه می‌شود) هستند. برخی از ONTها شامل قابلیت Wi-Fi و روتر داخلی هستند، اما اغلب از یک روتر Wi-Fi جداگانه استفاده می‌شود. خود کابل فیبر از کانکتورهای تخصصی (مانند انواع SC، LC یا ST) استفاده می‌کند که با ONT رابط هستند. تا زمانی که ONT برق داشته باشد، لینک را حفظ می‌کند – توجه داشته باشید که در صورت قطع برق، تلفن و اینترنت را از دست می‌دهید، مگر اینکه باتری پشتیبان وجود داشته باشد. در مقایسه با مودم‌های DSL یا کابلی، ONT صرفاً مترجم بین سیگنال‌های نوری و داده‌های اترنت مورد نیاز دستگاه‌های شما است.

مزایای اینترنت فیبر نوری

اینترنت فیبر نوری چندین مزیت کلیدی نسبت به فناوری‌های قدیمی‌تر مانند DSL یا کابل ارائه می‌دهد:

سرعت‌های فوق سریع

فیبر پهنای باندی بسیار فراتر از مس ارائه می‌دهد. طرح‌های فیبر مصرفی معمولاً از ۱۰۰ مگابیت در ثانیه شروع می‌شوند و اغلب برای دانلود و آپلود به ۱ گیگابیت در ثانیه (۱۰۰۰ مگابیت در ثانیه) می‌رسند. در عمل، ارائه دهندگان در بسیاری از مناطق اکنون حتی ردیف‌های ۲.۵ گیگابیت در ثانیه، ۵ گیگابیت در ثانیه یا ۱۰ گیگابیت در ثانیه را ارائه می‌دهند. به گفته یک منبع، “سرعت اینترنت فیبر نوری ۱ گیگابیت در ثانیه است… ۱۰ تا ۲۰ برابر سریع‌تر از کابل ۵۰ تا ۱۰۰ مگابیت در ثانیه”. محدودیت‌های نظری بسیار زیاد است (تا پتابیت با تجهیزات آزمایشگاهی)، اما طرح‌های دنیای واقعی تا ۱۰ گیگابیت در ثانیه وجود دارد. حتی با سرعت ۱ گیگابیت در ثانیه، فیبر به طور چشمگیری از DSL (معمولاً زیر ۱۰۰ مگابیت در ثانیه) و کابل (اغلب کمتر از ۵۰۰ مگابیت در ثانیه) پیشی می‌گیرد. این سرعت‌ها به این معنی است که می‌توانید فایل‌های بزرگ را دانلود کنید، چندین ویدیوی ۴K را پخش کنید یا بازی‌های آنلاین را تقریباً بدون هیچ تأخیری انجام دهید. برای مثال، یک فیلم دو ساعته HD با سرعت ۱ گیگابیت بر ثانیه در حدود ۴۰ ثانیه دانلود می‌شود، در حالی که این زمان برای کابل ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه حدود ۷ دقیقه است.

آپلود/دانلود متقارن

برخلاف ADSL یا کابل، اکثر طرح‌های فیبر نوری دارای پهنای باند متقارن هستند: سرعت آپلود برابر با سرعت دانلود است. فیبر نوری «تفاوت بین سرعت دانلود و آپلود را از بین می‌برد»، بنابراین آپلود فایل‌های بزرگ یا پشتیبان‌گیری به همان سرعت دانلود است. به عنوان مثال، یک اتصال فیبر نوری ۵۰۰/۵۰۰ مگابیت بر ثانیه می‌تواند یک ویدیوی ۲ گیگابایتی را در حدود ۱ دقیقه آپلود کند، در حالی که یک لینک کابلی معمولی (مثلاً ۲۰۰/۲۰ مگابیت بر ثانیه) ممکن است بیش از ۲۵ دقیقه طول بکشد. تقارن به ویژه برای کنفرانس‌های ویدیویی، کارهای ابری، بازی‌های آنلاین و هر فعالیتی که نیاز به ارسال داده دارد، مفید است.

قابلیت اطمینان بالا

کابل‌های فیبر از شیشه ساخته شده‌اند و تحت تأثیر تداخل الکتریکی، آب و هوا یا سیگنال‌های رادیویی قرار نمی‌گیرند. آن‌ها یک اتصال فیزیکی مستقیم از شبکه به مکان شما، بدون نویز یا تداخل، فراهم می‌کنند. این امر عملکرد بسیار پایداری را ارائه می‌دهد – شما شاهد کندی‌هایی که کاربران کابل یا DSL ممکن است هنگام اتصال بسیاری از همسایگان به اینترنت تجربه کنند، نخواهید بود. به عنوان مثال، اینترنت کابلی اغلب در ساعات اوج مصرف (شب‌های نتفلیکس) کند می‌شود، اما فیبر معمولاً سرعت کامل خود را حفظ می‌کند. مصونیت فیبر در برابر تداخل همچنین به معنای قطعی کمتر در هنگام طوفان یا نوسانات برق است. به طور خلاصه، اتصالات فیبر بسیار پایدار هستند و احتمال قطع شدن آنها کمتر است.

تاخیر کم

تاخیر، تاخیر در انتقال داده است. فیبر نوری ذاتاً تاخیر بسیار کمی دارد زیرا نور سریع حرکت می‌کند و سیگنال‌ها مانند مس در طول مسافت افت کیفیت ندارند. این امر فیبر را برای برنامه‌های حساس به زمان مانند بازی، تماس‌های تلفنی VoIP یا تجارت با فرکانس بالا ایده‌آل می‌کند. یکی از ارائه‌دهندگان خاطرنشان می‌کند که “اینترنت فیبر نوری به دلیل تاخیر کم و کاهش تاخیر در انتقال داده شناخته شده است” که به نفع بازی‌ها و تماس‌های ویدیویی در زمان واقعی است.

ظرفیت پهنای باند بیشتر

فیبر می‌تواند داده‌های بسیار بیشتری نسبت به مس حمل کند. این بدان معناست که خانوارها یا مشاغلی که دستگاه‌های زیادی (تلفن‌های هوشمند، تلویزیون‌ها، گجت‌های اینترنت اشیا و غیره) دارند، می‌توانند همزمان و بدون ازدحام به هم متصل شوند. می‌توانید ویدیوی 4K را روی چندین صفحه نمایش پخش کنید، کنفرانس‌های ویدیویی برگزار کنید و به‌روزرسانی‌ها را در پس‌زمینه دانلود کنید، همه این‌ها بدون کاهش سرعت شبکه. این ظرفیت بالا، اتصال شما را “آینده‌دار” می‌کند: حتی با افزایش تقاضا (به AR/VR یا پخش 4K فکر کنید)، فیبر می‌تواند آن را مدیریت کند.

امنیت بهبود یافته

دسترسی به کابل فیبر نوری بدون تشخیص بسیار دشوار است. از آنجایی که داده‌ها پالس‌های نوری درون شیشه هستند، هرگونه نفوذی باعث از دست رفتن قابل توجه سیگنال می‌شود. برخلاف سیم‌های مسی، فیبر سیگنال‌هایی را که بتوان از خارج دریافت کرد، منتشر نمی‌کند. انتقال فیبر “در برابر EMI یا RFI حساس نیست” و هرگونه شکست فیزیکی آشکار است. برای کاربران نهایی، این بدان معناست که شبکه‌های فیبر ذاتاً در برابر استراق سمع و تداخل ایمن‌تر هستند.

بدون افت سیگنال

در مسافت‌های طولانی، سیگنال‌های اینترنت مسی به سرعت ضعیف می‌شوند (تضعیف می‌شوند)، اما سیگنال‌های فیبر برای کیلومترها قوی می‌مانند. فیبر اغلب در لینک‌های کوتاه تا متوسط نیازی به تکرارکننده ندارد. بنابراین اگر خانه شما از مرکز مخابراتی دور باشد، فیبر همچنان سرعت بالایی را ارائه می‌دهد، در حالی که DSL می‌تواند کند یا غیرقابل استفاده باشد. یک منبع اشاره می‌کند که اکثر فیبرها “می‌توانند به طور موثر تا ۶۲ مایل انتقال دهند” قبل از اینکه افت سیگنال قابل توجه شود. در عمل، لینک‌های فیبر مدرن زیر دریا و بین شهری هزاران مایل را با تقویت‌کننده‌های نوری پوشش می‌دهند، اما حتی حلقه‌های محلی نیز از برد طولانی فیبر بهره‌مند می‌شوند.

بهره‌وری انرژی

از آنجا که فیبر از نور استفاده می‌کند و می‌تواند از تقسیم‌کننده‌های غیرفعال استفاده کند، اغلب نسبت به شبکه‌های مسی برق کمتری مصرف می‌کند. وبلاگ یوروفایبر اشاره می‌کند که فیبر از نظر انرژی نسبت به مس سنتی کارآمدتر است زیرا به جای برق از نور استفاده می‌کند. این امر هزینه‌های عملیاتی را برای ارائه دهندگان کاهش می‌دهد و (در مقیاس بزرگ) می‌تواند در مصرف انرژی برای مشاغل سنگین داده صرفه‌جویی کند.

تجربه بهتر

در شرایط روزمره، اینترنت فیبر به این معنی است که صفحات وب فوراً بارگیری می‌شوند، دانلودها به سرعت انجام می‌شوند و پخش زنده روان است. فعالیت‌هایی مانند پشتیبان‌گیری ابری، بازی آنلاین، پخش 4K، چت ویدیویی و واقعیت مجازی آسان می‌شوند. منابع متعددی تأکید می‌کنند که فیبر نوری «گشت و گذار در اینترنت و تماشای تلویزیون با سرعت نور» به واقعیت تبدیل می‌شود. به طور خلاصه، برای استفاده مدرن که به پهنای باند زیادی نیاز دارد، فیبر نوری بهبود چشمگیری در کیفیت خدمات ارائه می‌دهد.

مثال: آپلود یک ویدیوی ۲ گیگابایتی در یوتیوب با سرعت آپلود معمولی ۲۰ تا ۲۵ مگابیت بر ثانیه حدود ۲۵ دقیقه طول می‌کشد، اما با لینک فیبر ۵۰۰ مگابیت بر ثانیه (طرح متقارن ۵۰۰/۵۰۰ مگابیت بر ثانیه) فقط حدود ۱ دقیقه طول می‌کشد.

تجهیزات و زیرساخت فیبر

برای ارائه اینترنت فیبر نوری، شبکه‌ای از تجهیزات تخصصی هم در سمت ارائه‌دهنده و هم در سمت مشتری مورد نیاز است.

کابل فیبر

محیط فیزیکی کابل فیبر نوری است. این کابل‌ها معمولاً نارنجی، آبی یا زرد هستند و از چندین فیبر شیشه‌ای با روکش محافظ تشکیل شده‌اند. شرکت‌ها آنها را در زیر زمین در لوله‌ها دفن می‌کنند یا روی تیرها قرار می‌دهند. هسته هر رشته نور را حمل می‌کند. در آپارتمان‌ها یا دفاتر، ممکن است پچ کوردها یا بسته‌های فیبر نازک‌تری را ببینید که در کمدهای شبکه خاتمه یافته‌اند.

فریم‌های توزیع / تقسیم‌کننده‌ها

در معماری شبکه نوری غیرفعال (PON)، یک فیبر از ارائه‌دهنده با استفاده از یک تقسیم‌کننده غیرفعال برای سرویس‌دهی به چندین خانه تقسیم می‌شود. تقسیم‌کننده‌ها و پایانه‌های فیبر در کابینت‌ها یا پنل‌ها در محله‌ها قرار می‌گیرند.

ترمینال شبکه نوری (ONT)

در محل مشتری، یک ONT (که واحد شبکه نوری یا ONU نیز نامیده می‌شود) نصب می‌شود. ONT اساساً مودم فیبر است. سیگنال‌های نوری ورودی را به داده‌های اترنت الکتریکی تبدیل می‌کند. برای کار با ONT به برق نیاز است. برخی از ONTها شامل باتری پشتیبان هستند تا تلفن/اینترنت اولیه را در طول قطعی‌های کوتاه مدت روشن نگه دارند، اما قطعی‌های طولانی‌تر همچنان بدون برق شهری یا ژنراتور، سرویس را قطع می‌کنند.

روتر/درگاه ONT

Wi-Fi معمولاً از طریق اترنت به یک روتر متصل می‌شود که سپس دسترسی سیمی یا بی‌سیم (Wi-Fi) به دستگاه‌ها را فراهم می‌کند. در برخی از نصب‌ها، ONT و روتر در یک جعبه ترکیب می‌شوند. روتر مدیریت شبکه محلی (DHCP، Wi-Fi SSID، امنیت و غیره) را مدیریت می‌کند، که ONT به تنهایی نمی‌تواند انجام دهد. با این حال، برخی از ONTهای مدرن حتی شامل رادیوهای Wi-Fi یکپارچه هستند، که در این صورت ممکن است به روتر اضافی نیازی نباشد.

اتصالات

فیبر از اتصالات متفاوتی نسبت به اترنت مسی استفاده می‌کند. کانکتورهای فیبر رایج شامل انواع LC، SC و ST هستند که به ONT یا پچ پنل متصل می‌شوند.

تجهیزات شبکه

فراتر از مشتری، شبکه‌های فیبر نوری به ترمینال‌های خط نوری (OLT) در مرکز داده یا هاب سوئیچینگ ارائه دهنده نیاز دارند. این OLTها دستگاه‌هایی هستند که روی رک نصب می‌شوند و سیگنال‌های نوری را به بسیاری از ONTها ارسال و دریافت می‌کنند. OLT ترافیک مشتری را به اینترنت بازمی‌گرداند. در داخل دفاتر مرکزی مخابرات، روترها، سوئیچ‌ها و فرستنده-گیرنده‌هایی نیز وجود دارند که جریان داده‌ها را مدیریت می‌کنند.

تجهیزات محل مشتری

برخی از ISPهای فیبر نوری همچنین مواردی مانند پریزهای فیبر دیواری، میکروداکت‌ها و مودم‌های کابلی را به عنوان بخشی از نصب ارائه می‌دهند. اما از دیدگاه کاربر، تجهیزات اصلی قابل مشاهده جعبه ONT (که اغلب روی دیوار یا کف نصب می‌شود) و روتر متصل به آن است.

از آنجا که فیبر از نور استفاده می‌کند، ضروری است که کانکتورها و کابل‌ها دقیقاً تراز شده و تمیز نگه داشته شوند. نصب فیبر به ابزارهای ویژه (برش‌دهنده‌های فیبر، کلیورها، اسپلایسرها) و آموزش نیاز دارد. الیاف شیشه‌ای ظریف باید با دقت حمل شوند: اگر کابل خیلی تیز خم شود یا بشکند، سیگنال از بین می‌رود. به همین دلیل است که برای نصب و تعمیر به تکنسین‌های متخصص نیاز است.

برای کسب و کارها یا ساختمان‌های چند واحدی، ممکن است تجهیزات پیشرفته‌تری مانند ONT های چند پورت (که به خطوط زیادی سرویس می‌دهند) و سوئیچ‌های سطح سازمانی وجود داشته باشد. اما تجربه کاربری اولیه ساده است: یک کابل اترنت را از مودم فیبر (ONT) به روتر یا رایانه خود وصل کنید و از اینترنت پرسرعت لذت ببرید.

سرعت و عملکرد

یکی از جذابیت‌های اصلی اینترنت فیبر نوری، سرعت‌های کلاس گیگابیت است که می‌تواند ارائه دهد. CenturyLink و دیگران خاطرنشان می‌کنند که اتصالات فیبر می‌توانند در برخی مناطق به سرعت‌هایی تا 10 گیگابیت در ثانیه (Gbps) برسند. در حالی که امروزه اکثر طرح‌های مسکونی از 100 مگابیت در ثانیه تا 2 یا 5 گیگابیت در ثانیه متغیر هستند، ارائه دهندگان به طور فزاینده‌ای طرح‌های چند گیگابیتی (2.5، 5، 10 گیگابیت در ثانیه) را با افزایش تقاضا برای پهنای باند ارائه می‌دهند. برای مشتریان تجاری، خطوط فیبر اختصاصی با سرعت 10 گیگابیت در ثانیه یا بیشتر رایج است.

نکته مهم این است که این سرعت‌ها معمولاً متقارن هستند: به عنوان مثال، 1 گیگابیت در ثانیه آپلود و 1 گیگابیت در ثانیه دانلود. این به شدت با DSL یا کابل در تضاد است که آپلود بخش کوچکی از دانلود است. نتیجه نهایی این است که کاربران فیبر آپلود بسیار سریع‌تری را تجربه می‌کنند. برای پشتیبان‌گیری ابری، تماس ویدیویی یا هرگونه آپلود، تفاوت چشمگیر است.

عملکرد فیبر نیز پایدار و ثابت است. در شرایط آزمایشگاهی، یک رشته فیبر می‌تواند با استفاده از مدولاسیون پیشرفته، ترابیت داده در ثانیه را مدیریت کند. در عمل، اکثر سخت‌افزارهای مصرفی حداکثر سرعتی حدود ۱۰ گیگابیت بر ثانیه ارائه می‌دهند، اما این سرعت از نیازهای معمول خانه‌ها نیز فراتر می‌رود. کاربران باید سرعت تبلیغ‌شده‌ی طرح خود را بررسی کنند، اما اگر یک ISP می‌گوید «اینترنت فیبر ۱ گیگابیت بر ثانیه»، می‌توانید در شرایط ایده‌آل تقریباً ۱ گیگابیت بر ثانیه سرعت دانلود و آپلود داشته باشید.

عملکرد فیبر نیز با فاصله زیاد کاهش نمی‌یابد. چه در همسایگی باشید و چه چند مایل از گره ارائه‌دهنده فاصله داشته باشید، سرعت شما اساساً یکسان باقی خواهد ماند. این برخلاف DSL است که در آن مشترکی که از مرکز مخابراتی دورتر است، نرخ‌های پایین‌تری دریافت می‌کند. برد طولانی فیبر به این معنی است که محله‌ها و حتی مناطق روستایی (پس از اتصال سیمی) همان سرعت ساکنان شهر را دریافت می‌کنند.

تاخیر در فیبر نیز کم است. زمان پینگ به سرورهای محلی اغلب کمتر از ۱۰ میلی‌ثانیه است که از کابل مسی یا ماهواره بهتر است. برای گیمرها و برنامه‌های بلادرنگ، این می‌تواند به معنای پاسخگویی سریع‌تر باشد. همانطور که یک راهنمای فنی اشاره می‌کند، ظرفیت فیبر به ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی این امکان را می‌دهد که محدودیت‌های سختگیرانه‌ی داده را کنار بگذارند و سرعت اینترنت را کاهش دهند، بنابراین کاربران نه تنها سرعت خام، بلکه سیاست‌های داده‌ی سخاوتمندانه‌تری نیز دریافت می‌کنند.

به طور خلاصه، طرح‌های اینترنت فیبر نوری سرعت‌های سریع و متقارنی را با قابلیت اطمینان بالا ارائه می‌دهند. امروزه سرعت‌های رایج برای مصارف خانگی ۵۰۰ مگابیت بر ثانیه، ۱ گیگابیت بر ثانیه یا ۲ گیگابیت بر ثانیه است که آپلود و دانلود در آن‌ها برابر است. کاربران تجاری و حرفه‌ای می‌توانند سرعت‌های بالاتری را دریافت کنند. صرف نظر از سطح شبکه، اتصال فیبر نوری از آنچه ADSL یا کابل می‌توانند ارائه دهند، فراتر خواهد رفت و صرف نظر از بار یا فاصله‌ی شبکه، پایدار خواهد ماند.

اینترنت فیبر نوری در مقابل ADSL و VDSL

برای درک بهتر اینترنت فیبر نوری، مقایسه آن با انواع قدیمی‌تر پهنای باند مانند ADSL و VDSL که از خطوط تلفن مسی استفاده می‌کنند، مفید است. ADSL (DSL نامتقارن) از سیم‌کشی تلفن معمولی استفاده می‌کند و سرعت بسیار کمتری ارائه می‌دهد: معمولاً چند مگابیت در ثانیه تا 20 تا 25 مگابیت در ثانیه برای دانلود خدمات مسکونی. سرعت آپلود در ADSL معمولاً کمتر از 1 تا 2 مگابیت در ثانیه است. VDSL (DSL با نرخ بیت بسیار بالا) یک فناوری مسی ارتقا یافته است که می‌تواند به سرعت‌های بالاتر (اغلب 50 تا 100 مگابیت در ثانیه) در کوتاه‌ترین خطوط دست یابد. VDSL2 می‌تواند در کوتاه‌ترین خطوط به حدود 100 مگابیت در ثانیه برسد.

با این حال، سرعت هر دو ADSL و VDSL با فاصله به سرعت کاهش می‌یابد: هر کیلومتر اضافی از مرکز محلی به معنای پهنای باند بسیار کمتر است. در مقابل، اینترنت فیبر نوری سرعت بالای خود را صرف نظر از فاصله تا وسعت شبکه فیبر محلی حفظ می‌کند. در عمل، در جایی که فیبر در دسترس است، می‌تواند ده‌ها تا صدها برابر پهنای باند DSL را ارائه دهد.

همانطور که یک منبع خلاصه می‌کند، اتصالات فیبر نوری عموماً سرعت‌هایی حداقل ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه تا ۲ گیگابیت بر ثانیه برای مصرف‌کنندگان دارند، در حالی که DSL به ندرت از ۳۰ مگابیت بر ثانیه فراتر می‌رود و حتی VDSL نیز به حدود ۶۰ مگابیت بر ثانیه می‌رسد. از نظر عددی، یک مقایسه معمول می‌تواند به این صورت باشد: ADSL حدود ۱۰ تا ۲۴ مگابیت بر ثانیه، VDSL حدود ۵۰ تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه (در برد کوتاه)، فیبر ۵۰۰ تا ۱۰۰۰+ مگابیت بر ثانیه.

علاوه بر این، ADSL/VDSL ذاتاً نامتقارن هستند: سرعت دانلود بسیار بیشتر از آپلود است. آنها به این شکل طراحی شده‌اند زیرا الگوهای استفاده تاریخی، دانلودها (مرور وب، پخش ویدیو) را ترجیح می‌دادند. از سوی دیگر، فیبر اغلب با سرعت‌های متقارن (مثلاً ۱۰۰۰/۱۰۰۰ مگابیت بر ثانیه) یا حداقل تقارن بسیار نزدیک‌تری ارائه می‌شود. این بدان معناست که کارهایی مانند ارسال پیوست‌های ایمیل بزرگ، کنفرانس ویدیویی یا آپلود محتوا روی فیبر نوری بسیار سریع‌تر انجام می‌شوند.

تفاوت دیگر، پایداری و کیفیت است. خطوط مسی مستعد نویز الکتریکی هستند و با گذشت زمان و آب و هوا می‌توانند خراب شوند. اتصالات DSL و VDSL می‌توانند نوسان داشته باشند، به خصوص در زمان‌های اوج مصرف، و ممکن است نیاز به اصلاح خطا داشته باشند. فیبر بسیار قوی‌تر است: در برابر تداخل الکترومغناطیسی مصون است و می‌تواند حتی در هوای بد یا در مسافت‌های طولانی، اتصال پایداری را فراهم کند. در نتیجه، فیبر اغلب در مقایسه با فناوری‌های DSL، زمان اتصال و کیفیت خدمات بهتری ارائه می‌دهد.

به طور خلاصه، هنگام انتخاب بین فیبر و DSL (ADSL/VDSL)، فیبر به دلیل سرعت، تقارن و قابلیت اطمینان بسیار برتر خود، متمایز می‌شود. DSL می‌تواند ارزان‌تر و در مناطق روستایی به طور گسترده‌تری در دسترس باشد، اما اگر گزینه اینترنت فیبر نوری را داشته باشید، برای استفاده مدرن بسیار سریع‌تر و کارآمدتر خواهد بود.

مزایا و معایب اینترنت فیبر نوری

در حالی که اینترنت فیبر نوری چشمگیر است، شناخت مزایا و محدودیت‌های آن نیز مهم است.

مزایای اینترنت فیبر نوری

همانطور که در بالا ذکر شد، فیبر سرعت‌های متقارن و فوق‌العاده سریعی را با قابلیت اطمینان استثنایی و تأخیر کم ارائه می‌دهد. این فناوری از بسیاری از برنامه‌های پر تقاضا به طور همزمان و بدون مشکل پشتیبانی می‌کند. بسیار مقیاس‌پذیر (مقاوم در برابر آینده) است – ارتقاءهای جدید معمولاً به معنای تعویض تجهیزات در نقاط انتهایی است، نه جایگزینی کابل‌ها. شبکه‌های فیبر معمولاً در درازمدت هزینه‌های نگهداری کمتری دارند زیرا هیچ خوردگی یا تداخل الکترومغناطیسی برای مقابله با آن وجود ندارد. امنیت پیشرفته فیبر (که تقریباً غیرممکن است بدون تشخیص بتوان به آن دسترسی پیدا کرد) نیز برای مشاغل و کاربران آگاه به حریم خصوصی جذاب است. به طور خلاصه، فیبر به عنوان “فوق سریع، قابلیت اطمینان بالا، تأخیر کم، سرعت متقارن و امنیت پیشرفته” برجسته است و آن را برای بازی‌های سنگین، استریم و کاربردهای تجاری ایده‌آل می‌کند.

معایب اینترنت فیبر نوری

چالش‌های اصلی فیبر هزینه و در دسترس بودن است. قرار دادن کابل‌های فیبر نوری جدید گران و پرزحمت است. اغلب نیاز به حفر گودال یا حفاری در زیر خیابان‌ها و آوردن کابل به هر خانه دارد. به همین دلیل، گسترش فیبر کند بوده و عمدتاً بر شهرها و حومه شهرها متمرکز بوده است. بسیاری از مناطق روستایی یا کم تراکم هنوز فاقد هرگونه زیرساخت فیبر هستند. حتی زمانی که یک شبکه فیبر برنامه‌ریزی می‌شود، ممکن است ماه‌ها ساخت و ساز طول بکشد تا سرویس شروع به کار کند. دولت‌ها و تعاونی‌ها گاهی اوقات این استقرار را یارانه می‌دهند، اما شکاف‌های پوشش همچنان باقی می‌مانند.

نصب نیز به تکنسین‌های ماهر نیاز دارد. فیبرهای شیشه‌ای شکننده هستند و به کانکتورهای دقیقی نیاز دارند. همانطور که Techmate اشاره می‌کند، کابل‌های فیبر می‌توانند “شکننده و باریک باشند… که آنها را در هنگام نصب یا در حین ساخت مستعد آسیب می‌کند”. تعمیرات پیچیده‌تر از کابل‌های مسی است: یک فیبر بریده شده باید با دقت جوش داده شود، نه اینکه صرفاً به هم پیچیده شود. اگر پارگی فیبر در معرض دید نباشد، یافتن آن نیاز به تجهیزات آزمایش دارد. علاوه بر این، ONTهای فیبر و قطعات الکترونیکی فعال باید تغذیه شوند. در طول خاموشی، اینترنت فیبر (و سرویس تلفن VoIP) از کار می‌افتد مگر اینکه باتری پشتیبان وجود داشته باشد.

از نظر هزینه، فیبر می‌تواند از قبل گران‌تر باشد. وبلاگ Phoenix Communications خاطرنشان می‌کند که فیبر به دلیل “هزینه‌های قابل توجه ساخت” و ابزارهای ویژه، به هزینه‌های نصب بالاتری نیاز دارد. برای کاربران خانگی که فقط به مرور وب و پخش آنلاین نیاز دارند، هزینه اضافی ممکن است ارزشش را نداشته باشد. با این حال، بسیاری از ISPها قیمت فیبر را رقابتی تعیین می‌کنند و با گذشت زمان قیمت‌ها کاهش یافته است. کاربران باید طرح‌ها را مقایسه کنند، اما به طور کلی عملکرد برتر فیبر اغلب سرمایه‌گذاری را توجیه می‌کند.

در نهایت، دسترسی به خدمات فیبر ناهموار است. در بسیاری از مناطق، اکثر خانه‌ها هنوز به DSL یا کابل متکی هستند، صرفاً به این دلیل که فیبر هنوز در آنجا ساخته نشده است. این ممکن است در دهه آینده با گسترش دسترسی فیبر توسط پروژه‌های زیرساختی تغییر کند. اما تا آن زمان، همه به اینترنت فیبر دسترسی ندارند.

مقایسه: فیبر در مقابل ADSL/VDSL (و سایر)

برای روشن شدن موضوع، در اینجا مقایسه‌ای سریع با سایر فناوری‌های رایج اینترنت سیمی ارائه شده است:

ADSL (DSL نامتقارن)

از خطوط تلفن مسی قدیمی استفاده می‌کند. معمولاً دانلود ۱ تا ۲۴ مگابیت در ثانیه و آپلود کمتر از ۱ تا ۳ مگابیت در ثانیه برای ADSL2+. حساس به فاصله (سرعت با دور شدن از مرکز مخابراتی کاهش می‌یابد). به طور گسترده در دسترس است اما طبق استانداردهای مدرن کند است.

VDSL (DSL با نرخ بیت بسیار بالا)

یک DSL پیشرفته که در برد کوتاه بهترین عملکرد را دارد. می‌تواند دانلود ۵۰ تا ۱۰۰ مگابیت در ثانیه و آپلود حدود ۱۰ تا ۳۰ مگابیت در ثانیه را در چند صد متر انجام دهد. هنوز مسی است، بنابراین با مشکلات فاصله و تداخل مشابه ADSL مواجه است، فقط با سیگنال‌های فرکانس بالاتر.

کابل (فیبر ترکیبی-کواکسیال)

از همان کابل کواکسیال تلویزیون کابلی استفاده می‌کند. سرعت دانلود اغلب در صدها مگابیت در ثانیه (معمولاً تا حدود ۵۰۰ مگابیت در ثانیه) است، اما شبکه بین همسایگان به اشتراک گذاشته می‌شود. ازدحام در زمان اوج مصرف می‌تواند آن را کند کند. سرعت آپلود معمولاً بسیار پایین‌تر است (۱۰ تا ۵۰ مگابیت در ثانیه). کابل تقارن واقعی را ارائه نمی‌دهد و می‌تواند دچار افت سرعت شود. از DSL سریع‌تر است اما معمولاً کندتر و از فیبر کمتر قابل اعتماد است.

فیبر (PON یا اختصاصی)

همانطور که بحث شد، ۱۰۰ مگابیت در ثانیه را به صورت متقارن به چندین گیگابیت در ثانیه ارائه می‌دهد. هیچ ازدحام مشترکی در همان خط وجود ندارد (هر کاربر عملاً یک مسیر فیبر مستقیم دارد). بالاترین ظرفیت و قابلیت اطمینان در بین این‌ها.

به طور خلاصه، اینترنت فیبر نوری از DSL و کابل بهتر عمل می‌کند. قاعده کلی: فیبر حدود ۱۰ برابر سریع‌تر از کابل و کابل حداقل ۲ برابر سریع‌تر از DSL است.

در مجموع، اگر زیرساخت فیبر نوری در منطقه شما موجود باشد، معمولاً انتخاب برتر برای اینترنت است.

موارد استفاده و آینده فیبر

اینترنت فیبر نوری طیف وسیعی از کاربردها را پشتیبانی می‌کند. برای خانوارهای معمولی، این به معنای پخش تلویزیون با کیفیت بسیار بالا، میزبانی تماس‌های ویدیویی، بازی‌های آنلاین و پشتیبان‌گیری از داده‌ها در فضای ابری بدون کاهش سرعت است. برای مشاغل، فیبر امکان کنفرانس ویدیویی یکپارچه، انتقال فایل‌های بزرگ، سرویس تلفن VoIP و برنامه‌های مبتنی بر ابر را فراهم می‌کند. این امر به ویژه برای مشاغل مبتنی بر فناوری (نرم‌افزار، رسانه، مراقبت‌های بهداشتی، مالی) که به اتصال پهنای باند بالا و تأخیر کم متکی هستند، مفید است.

فیبر همچنین به عنوان ستون فقرات شبکه‌های بی‌سیم مدرن عمل می‌کند. با راه‌اندازی شبکه‌های سلولی 5G، برای انتقال داده‌های عظیم از برج‌های سلولی به شبکه اصلی، به بک‌هال فیبر بزرگ نیاز است. بسیاری از استقرارهای اینترنت اشیا (IoT) و برنامه‌های شهر هوشمند بر روی زیرساخت فیبر اجرا خواهند شد. در آموزش و تحقیقات، دانشگاه‌ها اغلب پیوندهای فیبری برای شبکه‌های فوق سریع دانشگاه دارند.

با نگاهی به آینده، اینترنت فیبر نوری احتمالاً برای سال‌های آینده استاندارد طلایی برای پهنای باند ثابت باقی خواهد ماند. در حالی که اینترنت بی‌سیم و ماهواره‌ای در حال بهبود هستند، در حال حاضر نمی‌توانند با سرعت، تأخیر و ظرفیت ترکیبی فیبر برابری کنند. پیشرفت‌های مداوم (مانند انواع جدید فیبر، لیزرهای بهتر و رمزگذاری کارآمدتر) همچنان پتانسیل فیبر را افزایش می‌دهند. به عنوان مثال، محققان انتقال چند ترابیتی را روی یک رشته فیبر نشان داده‌اند و نوآوری‌هایی مانند فیبر توخالی می‌تواند تأخیر را بیشتر کاهش دهد.

در سطح مصرف‌کننده، برنامه‌های آینده ممکن است شامل پهنای باند خانگی گسترده 10 گیگابیت بر ثانیه یا حتی اتصالات محلی چند گیگابیتی LAN بین دستگاه‌ها باشد. پروژه‌های پهنای باند شهری و ملی با هدف گسترش فیبر به مناطق محروم انجام می‌شود (برنامه 65 میلیارد دلاری BEAD در ایالات متحده یکی از این ابتکارات است). با تحقق این امر، افراد بیشتری به مزایای فیبر دسترسی خواهند داشت.

در نتیجه، اینترنت فیبر نوری جهش بزرگی در اتصال به شمار می‌رود. این اینترنت “اینترنت را با سرعت نور” ارائه می‌دهد و برنامه‌های کاربردی مدرن با پهنای باند بالا و نوآوری‌های آینده را امکان‌پذیر می‌کند. معایب اصلی آن عدم دسترسی جهانی فعلی و پیچیدگی/هزینه استقرار است. با این حال، برای کسانی که می‌توانند آن را دریافت کنند، فیبر نوری یک تجربه اینترنتی متحول‌کننده را فراهم می‌کند. درک اینترنت فیبر نوری – فناوری، نقاط قوت و محدودیت‌های آن – به مصرف‌کنندگان و مشاغل کمک می‌کند تا در مورد نیازهای پهنای باند خود تصمیمات آگاهانه‌ای بگیرند و آنها را برای دوران اینترنت پرسرعت پیش رو آماده کند.