تحلیل استراتژیک فناوری FTTH

طبق داده‌های مربوطه، نسبت کاربران جهانی پهن‌باند FTTH/FTTP/FTTB در سال ۲۰۲۵ به ۵۹ درصد خواهد رسید. داده‌های ارائه شده توسط شرکت تحقیقات بازار Point Topic نشان می‌دهد که این روند توسعه ۱۱ درصد بیشتر از سطح فعلی خواهد بود.

پوینت تاپیک پیش‌بینی می‌کند که تا پایان سال ۲۰۲۵، ۱.۲ میلیارد کاربر اینترنت پرسرعت ثابت در سراسر جهان وجود خواهد داشت. در دو سال اول، تعداد کل کاربران اینترنت پرسرعت جهانی از مرز ۱ میلیارد نفر گذشت.

تقریباً ۸۹٪ از این کاربران در ۳۰ بازار برتر جهان قرار دارند. در این بازارها، FTTH و فناوری‌های مرتبط عمدتاً سهم بازار را از xDSL خواهند گرفت و سهم بازار xDSL در دوره پیش‌بینی از ۱۹٪ به ۹٪ کاهش خواهد یافت. اگرچه تعداد کل کاربران فیبر به ساختمان (FTTC) و VDSL و کابل ترکیبی فیبر/کواکسیال (HFC) مبتنی بر DOCSIS باید در دوره پیش‌بینی افزایش یابد، سهم بازار نسبتاً ثابت خواهد ماند. در میان آنها، FTTC تقریباً ۱۲٪ از کل تعداد اتصالات و HFC ۱۹٪ را تشکیل خواهد داد.

ظهور 5G باید در طول دوره پیش‌بینی، کاربردهای پهنای باند ثابت را مهار کند. قبل از اینکه 5G واقعاً مستقر شود، هنوز پیش‌بینی میزان تأثیر آن بر بازار غیرممکن است.

این مقاله فناوری دسترسی شبکه نوری غیرفعال (PON) و فناوری دسترسی شبکه نوری فعال (AON) را بر اساس ویژگی‌های جوامع مسکونی در کشور من مقایسه می‌کند و مزایا و معایب کاربرد آن را در جوامع مسکونی در چین تجزیه و تحلیل می‌کند. با روشن کردن چندین مشکل برجسته در کاربرد فناوری دسترسی FTTH در مناطق مسکونی در کشور من، بحث مختصری در مورد استراتژی‌های مناسب کشور من برای توسعه فناوری کاربردی FTTH ارائه می‌دهد.

۱. ویژگی‌های بازار هدف FTTH در کشور من

در حال حاضر، بازار هدف اصلی FTTH در چین بدون شک ساکنان جوامع مسکونی در شهرهای بزرگ، متوسط ​​و کوچک هستند. جوامع مسکونی شهری عموماً جوامع مسکونی به سبک باغ هستند. ویژگی‌های برجسته آنها عبارتند از: تراکم بالای خانوارها. جوامع مسکونی تک باغ معمولاً 500 تا 3000 نفر ساکن دارند و برخی حتی ده‌ها هزار خانوار هستند. جوامع مسکونی (از جمله ساختمان‌های تجاری) عموماً مجهز به اتاق‌های تجهیزات ارتباطی برای نصب تجهیزات دسترسی ارتباطی و انتقال خط در سراسر جامعه هستند. این پیکربندی برای اپراتورهای مخابراتی جهت رقابت با یکدیگر و ادغام چندین سرویس مخابراتی مورد نیاز است. فاصله اتاق کامپیوتر تا کاربر عموماً کمتر از 1 کیلومتر است. اپراتورهای اصلی مخابراتی و اپراتورهای تلویزیون کابلی عموماً کابل‌های نوری با تعداد هسته‌های کوچک (معمولاً 4 تا 12 هسته) را به اتاق‌های کامپیوتر محله‌های مسکونی یا ساختمان‌های تجاری متصل کرده‌اند. ارتباطات مسکونی و دسترسی CATV در جامعه. منابع کابل متعلق به هر اپراتور است. یکی دیگر از ویژگی‌های بازار هدف FTTH در کشور من، وجود موانع صنعتی در ارائه خدمات مخابراتی است: اپراتورهای مخابراتی مجاز به ارائه خدمات CATV نیستند و این وضعیت موجود برای مدت زمان قابل توجهی در آینده قابل تغییر نیست.

۲. انتخاب فناوری دسترسی FTTH در کشور من

۱) مشکلاتی که شبکه نوری غیرفعال (PON) در کاربردهای FTTH در کشور من با آن مواجه است

شکل 1 ساختار شبکه و توزیع یک شبکه نوری غیرفعال ایده‌آل (شبکه نوری غیرفعال-PON) را نشان می‌دهد. ویژگی‌های اصلی آن عبارتند از: ترمینال خط نوری (ترمینال خط نوری-OLT) در اتاق کامپیوتر مرکزی اپراتور مخابراتی قرار می‌گیرد و تقسیم‌کننده‌های نوری غیرفعال (Splitter) تا حد امکان نزدیک به واحد شبکه نوری (واحد شبکه نوری——ONU) در سمت کاربر قرار می‌گیرند. فاصله بین OLT و ONU برابر با فاصله بین اتاق کامپیوتر مرکزی اپراتور مخابراتی و کاربر است که مشابه فاصله دسترسی تلفن ثابت فعلی است که عموماً چندین کیلومتر است و تقسیم‌کننده عموماً ده‌ها متر تا صدها متر از ONU فاصله دارد. این ساختار و چیدمان PON مزایای PON را برجسته می‌کند: کل شبکه از اتاق کامپیوتر مرکزی تا کاربر یک شبکه غیرفعال است. مقدار زیادی از منابع کابل فیبر نوری از اتاق کامپیوتر مرکزی تا کاربر ذخیره می‌شود. به دلیل یک به چند بودن، تعداد تجهیزات در اتاق کامپیوتر مرکزی کاهش می‌یابد و مقیاس‌پذیری، تعداد سیم‌کشی در اتاق کامپیوتر مرکزی را کاهش می‌دهد.

طرح ایده‌آل یک شبکه نوری غیرفعال (PON) در یک منطقه مسکونی: OLT در اتاق کامپیوتر مرکزی یک اپراتور مخابراتی قرار می‌گیرد. طبق این اصل که اسپلیتر تا حد امکان به کاربر نزدیک باشد، اسپلیتر در جعبه توزیع کف قرار می‌گیرد. بدیهی است که این طرح ایده‌آل می‌تواند مزایای ذاتی PON را برجسته کند، اما ناگزیر مشکلات زیر را به همراه خواهد داشت: اول، یک کابل فیبر نوری با تعداد هسته بالا از اتاق کامپیوتر مرکزی تا منطقه مسکونی مورد نیاز است، مانند 3000 محله مسکونی، که با نسبت شاخه 1:16 محاسبه شده است. تقریباً 200 هسته کابل فیبر نوری مورد نیاز است، اما در حال حاضر فقط 4 تا 12 هسته وجود دارد، افزایش تعداد کابل نوری بسیار دشوار است. دوم، کاربران نمی‌توانند آزادانه اپراتور را انتخاب کنند، فقط می‌توانند خدمات ارائه شده توسط یک اپراتور مخابراتی را انتخاب کنند و اجتناب‌ناپذیر است که یک اپراتور واحد انحصار را در دست بگیرد. وضعیت کسب و کار برای رقابت اپراتورهای متعدد مساعد نیست و منافع کاربران را نمی‌توان به طور موثر محافظت کرد. سوم، توزیع‌کننده‌های نوری غیرفعال که در جعبه توزیع کف قرار می‌گیرند، باعث پراکندگی بسیار زیاد گره‌های توزیع می‌شوند و در نتیجه تخصیص، نگهداری و مدیریت بسیار دشوار می‌شود. حتی تقریباً غیرممکن است. چهارم، بهبود استفاده از تجهیزات شبکه و پورت‌های دسترسی آن غیرممکن است، زیرا در پوشش یک PON واحد، دستیابی به نرخ دسترسی کاربر به ۱۰۰٪ دشوار است.

طرح واقع‌بینانه شبکه نوری غیرفعال (PON) در منطقه مسکونی: OLT و Splitter هر دو در اتاق کامپیوتر منطقه مسکونی قرار می‌گیرند. مزایای این طرح واقع‌بینانه عبارتند از: فقط کابل‌های فیبر نوری کم‌هسته از اتاق کامپیوتر مرکزی تا منطقه مسکونی مورد نیاز است و منابع کابل نوری موجود می‌توانند نیازها را برآورده کنند. خطوط دسترسی کل منطقه مسکونی در اتاق کامپیوتر منطقه مسکونی سیم‌کشی شده‌اند و به کاربران امکان می‌دهند آزادانه اپراتورهای مخابراتی مختلف را انتخاب کنند. برای اپراتورهای مخابراتی، تخصیص، نگهداری و مدیریت شبکه بسیار آسان است. از آنجا که تجهیزات دسترسی و پچ پنل‌ها در یک اتاق سلولی قرار دارند، بدون شک استفاده از پورت تجهیزات را به طور قابل توجهی بهبود می‌بخشد و تجهیزات دسترسی را می‌توان به تدریج با توجه به افزایش تعداد کاربران دسترسی گسترش داد. با این حال، این طرح واقع‌بینانه کاستی‌های آشکاری نیز دارد: اول، ساختار شبکه کنار گذاشتن PON بزرگترین مزیت شبکه‌های غیرفعال است و اتاق کامپیوتر مرکزی به شبکه کاربر هنوز یک شبکه فعال است. دوم، به دلیل PON در منابع کابل فیبر نوری صرفه‌جویی نمی‌شود. تجهیزات PON هزینه بالایی دارند و ساختار شبکه پیچیده‌ای دارند.

به طور خلاصه، PON در کاربرد FTTH در محله‌های مسکونی دو جنبه متناقض دارد: با توجه به ساختار و چیدمان ایده‌آل شبکه PON، مطمئناً می‌تواند مزایای اصلی خود را به نمایش بگذارد: کل شبکه از اتاق کامپیوتر مرکزی تا کاربر، یک شبکه غیرفعال است که باعث صرفه‌جویی زیادی در اتاق کامپیوتر مرکزی می‌شود. برای منابع کابل فیبر نوری کاربر، تعداد و مقیاس تجهیزات در اتاق کامپیوتر مرکزی ساده شده است. با این حال، کاستی‌های تقریباً غیرقابل قبولی نیز به همراه دارد: افزایش زیادی در نصب خطوط کابل فیبر نوری مورد نیاز است. گره‌های توزیع پراکنده هستند و تخصیص، نگهداری و مدیریت تعداد بسیار دشوار است. کاربران نمی‌توانند آزادانه انتخاب کنند. اپراتورها برای رقابت چند اپراتوری مساعد نیستند و منافع کاربران را نمی‌توان به طور موثر تضمین کرد. میزان استفاده از تجهیزات شبکه و پورت‌های دسترسی آن کم است. اگر چیدمان واقع‌بینانه شبکه نوری غیرفعال (PON) در محله مسکونی اتخاذ شود، منابع کابل نوری موجود می‌توانند نیازها را برآورده کنند. اتاق کامپیوتر جامعه به طور یکنواخت سیم‌کشی شده است که تخصیص، نگهداری و مدیریت شماره‌ها بسیار آسان است. کاربران می‌توانند آزادانه اپراتور را انتخاب کنند که این امر به طور قابل توجهی استفاده از پورت تجهیزات را بهبود می‌بخشد، اما در عین حال دو مزیت اصلی PON به عنوان یک شبکه غیرفعال و صرفه‌جویی در منابع کابل فیبر نوری را کنار می‌گذارد. در حال حاضر، باید معایب هزینه بالای تجهیزات PON و ساختار پیچیده شبکه را نیز تحمل کند.

۲) انتخاب فناوری دسترسی FTTH برای جوامع مسکونی در کشور من - فناوری دسترسی نقطه به نقطه (P2P) برای شبکه نوری فعال (AON) در محله‌های مسکونی

بدیهی است که مزایای PON در جوامع مسکونی با تراکم بالا از بین می‌رود. از آنجایی که فناوری PON فعلی خیلی بالغ نیست و قیمت تجهیزات همچنان بالاست، ما معتقدیم که انتخاب فناوری AON برای دسترسی FTTH علمی‌تر و عملی‌تر است، زیرا:

-اتاق‌های کامپیوتر معمولاً در محل‌های عمومی قرار می‌گیرند؛

فناوری P2P در AON بالغ و کم‌هزینه است. این فناوری می‌تواند به راحتی پهنای باند ۱۰۰ مگابایت یا ۱ گیگابایت را فراهم کند و ارتباط یکپارچه‌ای را با شبکه‌های کامپیوتری موجود برقرار سازد.

- نیازی به افزایش طول کابل‌های نوری از اتاق ماشین مرکزی تا منطقه مسکونی نیست؛

- ساختار شبکه ساده، هزینه‌های پایین ساخت و بهره‌برداری و نگهداری؛

- سیم‌کشی متمرکز در اتاق کامپیوتر مجتمع، تخصیص شماره، نگهداری و مدیریت آسان؛

- به کاربران اجازه دهید آزادانه اپراتورها را انتخاب کنند، که این امر منجر به رقابت بین اپراتورهای متعدد می‌شود و منافع کاربران می‌تواند از طریق رقابت به طور مؤثر محافظت شود.

——میزان استفاده از پورت تجهیزات بسیار بالا است و ظرفیت آن می‌تواند به تدریج با توجه به افزایش تعداد کاربران دسترسی گسترش یابد.

یک ساختار شبکه FTTH معمولی مبتنی بر AON. کابل فیبر نوری کم‌هسته موجود از اتاق کامپیوتر مرکزی اپراتور مخابراتی تا اتاق کامپیوتر عمومی استفاده می‌شود. سیستم سوئیچینگ در اتاق کامپیوتر عمومی قرار دارد و حالت شبکه نقطه به نقطه (P2P) از اتاق کامپیوتر عمومی تا ترمینال کاربر اتخاذ می‌شود. تجهیزات ورودی و پچ پنل‌ها به طور یکنواخت در اتاق کامپیوتر عمومی قرار می‌گیرند و کل شبکه از پروتکل اترنت با فناوری بالغ و هزینه کم استفاده می‌کند. شبکه FTTH نقطه به نقطه AON در حال حاضر فناوری دسترسی FTTH است که معمولاً در ژاپن و ایالات متحده استفاده می‌شود. در میان 5 میلیون کاربر فعلی FTTH در جهان، بیش از 95٪ از فناوری سوئیچینگ فعال P2P استفاده می‌کنند. مزایای برجسته آن عبارتند از:

-پهنای باند بالا: دسترسی پایدار دو طرفه با پهنای باند ۱۰۰ مگابایت به راحتی قابل دستیابی است.

- می‌تواند از دسترسی به اینترنت پهن‌باند، دسترسی به CATV و دسترسی به تلفن پشتیبانی کند و ادغام سه شبکه را در شبکه دسترسی محقق سازد.

- پشتیبانی از کسب‌وکارهای جدید قابل پیش‌بینی در آینده: تلفن تصویری، VOD، سینمای دیجیتال، دفتر کار از راه دور، نمایشگاه آنلاین، آموزش تلویزیونی، درمان پزشکی از راه دور، ذخیره‌سازی و پشتیبان‌گیری از داده‌ها و غیره؛

- ساختار شبکه ساده، فناوری بالغ و هزینه دسترسی پایین؛

- فقط اتاق کامپیوتر در مجتمع یک گره فعال است. سیم‌کشی اتاق کامپیوتر را متمرکز کنید تا هزینه‌های نگهداری کاهش یابد و استفاده از پورت‌های تجهیزات بهبود یابد.

- به کاربران اجازه دهید آزادانه اپراتورها را انتخاب کنند، که این امر منجر به رقابت بین اپراتورهای مخابراتی می‌شود.

- به طور موثر منابع کابل فیبر نوری را از اتاق کامپیوتر مرکزی به جامعه ذخیره کنید و نیازی به افزایش تخمگذار کابل های فیبر نوری از اتاق کامپیوتر مرکزی به جامعه نیست.

ما معتقدیم که به دلیل عدم قطعیت در توسعه استانداردها و فناوری‌های PON، انتخاب فناوری AON برای دسترسی FTTH علمی‌تر و عملی‌تر است:

این استاندارد به تازگی منتشر شده است، با نسخه‌های متعدد (EPON و GPON)، و رقابت استانداردها برای ارتقاء در آینده نامشخص است.

دستگاه‌های مرتبط به ۳ تا ۵ سال استانداردسازی و بلوغ نیاز دارند. رقابت با دستگاه‌های اترنت P2P فعلی از نظر هزینه و محبوبیت در ۳ تا ۵ سال آینده دشوار خواهد بود.

دستگاه‌های اپتوالکترونیکی PON گران هستند: ارسال و دریافت پشت سر هم با قدرت بالا و سرعت بالا؛ دستگاه‌های اپتوالکترونیکی فعلی به هیچ وجه قادر به برآورده کردن الزامات تولید سیستم‌های PON کم‌هزینه نیستند.

- در حال حاضر، میانگین قیمت فروش تجهیزات EPON خارجی ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ دلار آمریکا است.

۳. به خطرات فناوری FTTH توجه کنید و از درخواست کورکورانه پشتیبانی برای دسترسی کامل به خدمات خودداری کنید.

بسیاری از کاربران به FTTH نیاز دارند تا از همه خدمات پشتیبانی کند و همزمان از دسترسی به اینترنت پهن باند، دسترسی به تلویزیون کابلی (CATV) و دسترسی سنتی به تلفن ثابت، یعنی دسترسی سه‌گانه، پشتیبانی کند، به این امید که در یک مرحله به فناوری دسترسی FTTH دست یابند. ما معتقدیم که ایده‌آل این است که بتوانیم از دسترسی به اینترنت پهن باند، دسترسی به تلویزیون محدود (CATV) و دسترسی معمولی به تلفن ثابت پشتیبانی کنیم، اما در واقع خطرات فنی بزرگی وجود دارد.

در حال حاضر، در میان ۵ میلیون کاربر FTTH در جهان، بیش از ۹۷٪ از شبکه‌های دسترسی FTTH فقط خدمات دسترسی به اینترنت پهن باند را ارائه می‌دهند، زیرا هزینه FTTH برای ارائه تلفن ثابت سنتی بسیار بیشتر از هزینه فناوری تلفن ثابت موجود است و استفاده از فیبر نوری برای انتقال تلفن ثابت سنتی نیز مشکل منبع تغذیه تلفن را دارد. اگرچه AON، EPON و GPON همگی از دسترسی سه‌گانه پشتیبانی می‌کنند. با این حال، استانداردهای EPON و GPON به تازگی منتشر شده‌اند و برای بلوغ این فناوری زمان لازم است. رقابت بین EPON و GPON و ارتقای آینده این دو استاندارد نیز نامشخص است و ساختار شبکه غیرفعال نقطه به چند نقطه آن برای کاربردهای مسکونی با تراکم بالای چین مناسب نیست. علاوه بر این، دستگاه‌های مرتبط با EPON و GPON حداقل به ۵ سال استانداردسازی و بلوغ نیاز دارند. در ۵ سال آینده، رقابت با دستگاه‌های P2P اترنت فعلی از نظر هزینه و محبوبیت دشوار خواهد بود. در حال حاضر، دستگاه‌های الکترونیکی نوری به هیچ وجه قادر به برآورده کردن نیازهای تولید کم نیستند. الزامات سیستم PON با هزینه. می‌توان مشاهده کرد که دنبال کردن کورکورانه دسترسی کامل به FTTH با استفاده از EPON یا GPON در این مرحله، ناگزیر خطرات فنی بزرگی را به همراه خواهد داشت.

در شبکه دسترسی، جایگزینی فیبر نوری به جای کابل‌های مسی مختلف، روندی اجتناب‌ناپذیر است. با این حال، فیبر نوری یک شبه به طور کامل جایگزین کابل‌های مسی خواهد شد. دسترسی به همه خدمات از طریق فیبر نوری غیرواقعی و غیرقابل تصور است. هرگونه پیشرفت و کاربرد فناوری تدریجی است و FTTH نیز از این قاعده مستثنی نیست. بنابراین، در توسعه و ارتقای اولیه FTTH، همزیستی فیبر نوری و کابل مسی اجتناب‌ناپذیر است. همزیستی فیبر نوری و کابل مسی می‌تواند کاربران و اپراتورهای مخابراتی را قادر سازد تا به طور مؤثر از خطرات فنی FTTH جلوگیری کنند. اول از همه، می‌توان از فناوری دسترسی AON در مراحل اولیه برای دستیابی به دسترسی پهن باند FTTH با هزینه کم استفاده کرد، در حالی که CATV و تلفن‌های ثابت سنتی هنوز از دسترسی کواکسیال و جفت پیچ خورده استفاده می‌کنند. برای ویلاها، دسترسی CATV نیز می‌تواند به طور همزمان از طریق فیبر نوری با هزینه کم حاصل شود. دوم، موانع صنعتی در ارائه خدمات مخابراتی در چین وجود دارد. اپراتورهای مخابراتی مجاز به ارائه خدمات CATV نیستند. برعکس، اپراتورهای CATV مجاز به ارائه خدمات مخابراتی سنتی (مانند تلفن) نیستند و این وضعیت در آینده بسیار طولانی خواهد بود. زمان قابل تغییر نیست، بنابراین یک اپراتور واحد نمی‌تواند خدمات سه‌گانه را در شبکه دسترسی FTTH ارائه دهد. مجدداً، از آنجایی که عمر کابل‌های نوری می‌تواند به ۴۰ سال برسد، در حالی که کابل‌های مسی عموماً ۱۰ سال هستند، وقتی کابل‌های مسی به دلیل کاهش کیفیت ارتباط، عمر می‌کنند، نیازی به کابل‌کشی نیست. شما فقط باید تجهیزات فیبر نوری را ارتقا دهید تا خدماتی را که توسط کابل‌های مسی اصلی ارائه می‌شود، ارائه دهید. در واقع، تا زمانی که فناوری بالغ و هزینه قابل قبول باشد، می‌توانید در هر زمانی ارتقا دهید. تجهیزات فیبر نوری، به موقع از راحتی و پهنای باند بالای فناوری جدید FTTH لذت ببرید.

به طور خلاصه، انتخاب فعلی همزیستی فیبر نوری و کابل مسی، با استفاده از FiberP2P FTTH شرکت AON برای دستیابی به دسترسی به اینترنت پهن باند، CATV و تلفن‌های ثابت سنتی هنوز از دسترسی کواکسیال و جفت پیچ خورده استفاده می‌کنند که می‌تواند به طور موثر از خطرات فناوری FTTH جلوگیری کند و در عین حال، از راحتی و پهنای باند بالای فناوری جدید دسترسی FTTH در اسرع وقت لذت ببرید. هنگامی که این فناوری به بلوغ برسد و هزینه آن قابل قبول باشد و موانع صنعتی برطرف شوند، تجهیزات فیبر نوری را می‌توان در هر زمانی ارتقا داد تا دسترسی کامل به خدمات FTTH محقق شود.