3.2 เทคโนโลยีและการรับ-ส่งข้อมูลของ FTTx เทียบกับ Leased Circuit

ก่อนที่จะไปว่ากันเรื่องเทคโนโลยีการรับ-ส่งข้อมูลของ FTTx ก็จำเป็นต้องอธิบายให้ทราบถึงการใช้งาน Fiber Optic ในลักษณะของ Leased Circuit หรือที่เรียกว่าอินเทอร์เน็ตองค์กรประกอบไว้ด้วยเพื่อจะได้เห็นภาพกันง่ายขึ้นนะครับ

เมื่อประมาณ 5-10 ปีที่ผ่านมาการใช้งานอินเทอร์เน็ตองค์กรส่วนใหญ่ยังคงใช้บริการด้วยโครงข่ายสายทองแดง โดยใช้เทคโนโลยี ATM (Asynchronous Transfer Mode) หรือ MPLS (Multi-Protocol Label Switching) ในการรับ-ส่งข้อมูล อีกทั้งราคาแบนด์วิดธ์เมื่อ 10 ปีที่แล้วมีราคาค่อนข้างสูง ทำให้สายทองแดงยังเป็นตัวเลือกในการให้บริการอินเทอร์เน็ตองค์กรอยู่ เพราะไม่มีความต้องการในการใช้แบนด์วิดธ์มากดังเช่นปัจจุบัน แต่หลังจากที่แบนด์วิดธ์ทั่วโลกมีราคาลดลงเป็นลำดับ รวมถึงต้นทุนการผลิตทั้งในส่วนสาย Fiber Optic และอุปกรณ์มีราคาถูกลง อีกทั้งพฤติกรรมการใช้งานอินเทอร์เน็ตมีความต้องการแบนด์วิดธ์ที่สูงขึ้น หลายๆ องค์กรจึงเปลี่ยนมาใช้ Fiber Optic แทนสายทองแดง เนื่องจากรองรับปริมาณการใช้งานได้มากกว่าหลายเท่าตัว (สายทองแดง 1 วงจรสามารถรองรับแบนด์วิดธ์สูงสุดที่ 155Mbps แบบ STM-1 (Synchronous Transport Module level-1) ในขณะที่ Fiber Optic สามารถให้บริการได้ถึง 1Gbps หรือ 10Gbps แล้วแต่อุปกรณ์แปลงสัญญาณและงบประมาณ) แต่ยังคงให้บริการเฉพาะลูกค้าประเภทองค์กรธุรกิจเป็นส่วนใหญ่  
ในเวลาต่อมา เมื่อปริมาณความต้องการใช้งานแบนด์วิดธ์ที่สูงขึ้นมากจากหลายเหตุปัจจัย ทำให้เทคโนโลยีการรับ-ส่งข้อมูลในเวลานั้นเริ่มไม่เพียงพอต่อความต้องการ และทำการต้องพัฒนาจนเป็น FTTx ในปัจจุบัน

ประวัติความเป็นมาของ Fiber to the x (FTTx)

FTTx เริ่มให้บริการเมื่อประมาณหลังปีค.ศ. 2000 เป็นต้นมา โดยในแถบเอเชียประเทศญี่ปุ่นเป็นประเทศแรกที่นำมาให้บริการกับประชาชนทั่วไปโดยเริ่มทำการโฆษณาตั้งแต่ปีค.ศ. 1999 และเริ่มขยายการให้บริการตั้งแต่ปีค.ศ. 2001 เป็นต้นมา
ในยุคแรกของการพัฒนาโครงข่าย Fiber Optic นั้น FTTx มีด้วยกันหลายประเภท กล่าวคือ x เป็นตัวแปรของการให้บริการต่างๆ ซึ่งแบ่งออกได้เป็นหลายประเภทย่อย ตัวอย่างเช่น:

-    Fiber To The Premises (FTTP )
-    Fiber To The Home (FTTH)
-    Fiber To The Building (FTTB)
-    Fiber To The Desktop (FTTD)
-    Fiber To The Office (FTTO)

นอกจากนี้ยังมีอีกหลายประเภทที่ถูกแบ่งประเภทบริการไว้เช่น FTTE/FTTZ, FTTF, FTTdp, etc. แต่ไม่เป็นที่นิยมเนื่องจากค่อนข้างซ้ำซ้อน และหลายประเทศก็เน้นการจำหน่ายหรือขยาย FTTH เป็นหลักสำหรับอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์

เทคโนโลยีโครงข่ายและการเชื่อมต่อโครงข่าย

ถ้าจะว่าไปแล้วเทคโนโลยีการให้บริการ FTTx ก็เหมือนกับ xDSL ซึ่งเป็นการแชร์แบนด์วิดธ์กันในชุมสายนั่นเอง เพียงแต่เพิ่มในด้านคุณภาพการเชื่อมต่อและปริมาณแบนด์วิดธ์ รวมถึงรองรับการขยายตัวในอนาคตได้มากกว่าโครงข่ายสายทองแดงโดยไม่ต้องทำการเปลี่ยนสายที่ใช้งานอยู่ ส่วนคุณภาพการใช้งานรวมถึงแบนด์วิดธ์จะดีแค่ไหน ขึ้นอยู่กับผู้ให้บริการแต่ละรายครับ

ประเภทและลักษณะการกระจายสัญญาณ Fiber Optic:

การรับ-ส่งสัญญาณของโครงข่าย Fiber Optic แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทหลักคือ

-    Point-to-Point
-    Point-to-Mutipoint

ในส่วนของ Point-to-Point หรือ Direct Fiber มักใช้ในการให้บริการอินเทอร์เน็ตแบบองค์กร หรือที่เรียกทั่วไปว่า Leased Line, Leased Circuit โดยผู้ให้บริการจะทำการแยก Core Fiber จากสาย Backbone ไปยัง Node หรือชุมสายแล้วลาก Last Mile ไปยังบริษัทหรือองค์กรที่ต้องการใช้บริการ ซึ่ง Last Mile หรือสายปลายทางนี้อาจเป็นสายทองแดงหรือสาย Fiber ก็ได้ ขึ้นอยู่กับความเร็วและประเภทของบริการนั้นๆ

Point-to-Point (P2P) Diagram



สำหรับ Point-to-Multipoint คือลากสาย Backbone Fiber ไปยัง Node หรือชุมสายและกระจายสัญญาณ (Distribute) ด้วยอุปกรณ์ Fiber Distribution Switch ซึ่งทำหน้าที่แบบเดียวกับ Switch หรือ Router ไปยังอุปกรณ์ Optical Network Terminal (ONT) อีกทีหนึ่ง

Point-to-Multipoint (P2MP) Diagram


การส่งสัญญาณแบบ P2MP สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทหลักคือ

Active Optical Network (AON)
เป็นเทคโนโลยีที่รับ-ส่งสัญญาณแสงผ่านสาย Fiber Optic โดยอุปกรณ์ Optical Switch จากผู้ให้บริการ (ISP) ตรงไปยังลูกค้าหรือผู้ใช้บริการ โดยมี ONT ติดตั้งที่ลูกค้าเลย ซึ่งปัจจุบันนิยมส่งสัญญาณแบบ Layer 2 (Datalink) เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากลด Header จากต้นทางได้ดีกว่า Layer 3 (Network Layer) โดยสามารถรับ-ส่งข้อมูลได้สูงสุดถึง 70 กิโลเมตรโดยไม่ต้องตั้งชุมสายหรือสถานีทวนสัญญาณ (Repeater) และให้บริการลูกค้าได้สูงสุดต่อ Node หรือชุมชายประมาณ 500 ราย แต่อุปกรณ์แบบ AON นี้มีราคาสูงเมื่อเทียบกับ PON จึงนิยมให้บริการเฉพาะลูกค้าองค์กรเป็นส่วนใหญ่

AON Diagram

    
Passive Optical Network (PON / GPON / GEPON)
เป็นเทคโนโลยีการรับ-ส่งข้อมูลปลายทาง (Access Network) แบบ Passive คือการส่งสัญญาณแสงผ่านสาย Fiber Optic จาก ISP ด้วยอุปกรณ์ Optical Line Termination (OLT) ไปยัง ONT และกระจายการให้บริการด้วย Optical Splitter ซึ่งอุปกรณ์ประเภทนี้ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าเลี้ยงอุปกรณ์ สามารถให้บริการลูกค้าสูงสุดได้ถึง 128 รายต่อสาย Fiber หลัก 1 เส้น โดยอุปกรณ์ ONT 1 ตัวสามารถให้บริการลูกค้าได้สูงสุด 32 ราย และเชื่อมต่อกับ OLT สูงสุดไม่เกิน 4 อุปกรณ์ โดยมีระยะทางการรับ-ส่งข้อมูลสูงสุดที่ 20 กิโลเมตรนับจาก OLT ถึงผู้ใช้บริการ แต่ในทางปฏิบัติมักเชื่อมต่อจาก OLT ไปยัง ONT ไม่เกิน 5-10 กิโลเมตร (ขึ้นอยู่กับจำนวน ONT ที่เชื่อมต่อ)

PON Diagram


อุปกรณ์ปลายทางที่ติดตั้งปลายทาง (Subscriber):

ปกติส่วนใหญ่เราจะคุ้นกับคำว่า Modem/Router กัน แต่อุปกรณ์แปลงสัญญาณ FTTx จะเพิ่มในส่วนเรียกว่า Fiber Media Converter เพื่อทำหน้าที่แปลงสัญญาณแสงเป็นข้อมูลดิจิทัลผ่านสาย CAT5e หรือ CAT6 ที่เราเรียกทั่วไปว่าสาย LAN เพื่อประมวลผลส่งไปยังคอมพิวเตอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ ต่อไป   และมักเรียกกันรวมๆ ว่า Fiber Modem/Router





จากภาพจะเห็นว่าอุปกรณ์ในยุคแรกจะแยกสาย Fiber เป็นสอง Core คือ Tx และ Rx กล่าวคือทำการแยกสัญญาณรับ (Rx) และส่ง (Tx) ออกจากกัน และติดตั้งอุปกรณ์ Media Converter กับ Modem/Router แยกออกจากกัน แต่ปัจจุบันได้พัฒนาให้ใช้เพียง 1 Core ทำการรับ-ส่งสัญญาณโดยใช้เทคโนโลยี Multiple-Access Protocol แบบ Time Division Multiple Access (TDMA) และรวมอุปกรณ์ทั้งสองประเภทเข้าไว้ด้วยกัน นอกจากนี้ปัจจุบันยังมี Fiber Modem ที่สามารถส่งสัญญาณ Wi-Fi ได้อีกด้วยเพื่ออำนวยความสะดวกให้ผู้ใช้งานได้ครอบคลุมมากยิ่งขึ้น

ข้อได้เปรียบของการใช้ FTTx เทียบกับ xDSL และ DOCSIS

ปริมาณแบนด์วิดธ์ที่มากขึ้น
เทคโนโลยี xDSL รวมถึง DOCSIS นั้นสามารถให้บริการได้สูงสุดที่ 300/100Mbps สำหรับ VDSL และ 1216/216Mbps สำหรับ DOCSIS แต่ก็จะมีข้อจำกัดในเรื่องของระยะการเดินสายที่สั้นกว่าสาย Fiber Optic หลายเท่า ในขณะที่ FTTx มีอัตราแบนด์วิดธ์ที่สามารถให้บริการสูงสุดได้ถึง 2.5Gbps (ขึ้นอยู่กับจำนวนผู้ใช้บริการต่อ 1 ชุมสายและอุปกรณ์รองรับของผู้ให้บริการ)
FTTx ในยุโรปบางประเทศเช่นสวีเดน สามารถให้บริการด้วยแบนด์วิดธ์สูงสุดที่ 40Gbps แล้ว แต่ในเชิงพาณิชย์มักให้บริการสูงสุดที่ 1Gbps

รองรับ Triple Play ได้ดียิ่งขึ้น
การใช้งาน Triple Play (Data, Voice, Video) ผ่านโครงข่ายสายทองแดงมักเกิดปัญหาคอขวดเนื่องจากแบนด์วิดธ์ไม่เพียงพอ และใช้เทคโนโลยีรับ-ส่งข้อมูลแบบ Asynchronous Transfer Mode (ATM) ทำให้ Router ต้องกำหนดความสำคัญของ Protocol หลักก่อน หรือผู้ใช้งานต้องเข้าไปทำการ setup อุปกรณ์ Router เพื่อกำหนดความสำคัญของแต่ละ Protocol ด้วยตนเอง แต่ FTTx ใช้เทคโนโลยีรับ-ส่งข้อมูลแบบ Time Division Multiple Access (TDMA) ซึ่งเป็นการใช้คลื่นความถี่ที่ต่างกันหลายๆ คลื่นความถี่ทำการรับ-ส่งสัญญาณ ทำให้ Router สามารถแบ่งคลื่นความถี่ให้กับผู้ใช้งานพร้อมๆ กันหลาย user ได้โดยไม่ต้องกำหนดความสำคัญ (priority) เหมือนการรับ-ส่งข้อมูลแบบ ATM

สามารถเพิ่มแบนด์วิดธ์ได้ในอนาคตโดยไม่ต้องทำการเดินสายเพิ่ม หรือเดินสายใหม่
เนื่องจากการรับ-ส่งสัญญาณผ่านแสง ในทางทฤษฎีสามารถส่งได้เกือบจะเรียกว่า infinity คือแทบไม่มีข้อจำกัดของปริมาณข้อมูลรับ-ส่ง รวมถึงระยะทางและความเร็ว ดังนั้นจึงเปิดโอกาสให้มีการพัฒนาขีดความสามารถของอุปกรณ์รับ-ส่งสัญญาณได้มากขึ้น โดยปัจจุบันอุปกรณ์รับ-ส่งสัญญาณแสงสามารถรองรับได้ถึง 100Gbps ต่อ 1 ช่องสัญญาณแล้ว แต่อุปกรณ์ยังมีราคาสูงมาก จึงยังไม่สามารถให้บริการในเชิงพาณิชย์ได้ แต่ในอนาคตคาดว่าอุปกรณ์ต่างๆ จะมีราคาถูกลง และนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ต่อไป

การใช้งานและปัญหาทั่วไปของ FTTx ในประเทศไทย

FTTx เพิ่งจะเริ่มเป็นที่นิยมในประเทศไทยเมื่อไม่นานมานี้ เนื่องจากเมื่อก่อนค่าบริการรายเดือนยังสูงอยู่ แต่ปัจจุบันผู้ให้บริการมีการแข่งขันด้านราคาจนเหลือหลักร้อยบาทแล้ว จึงเริ่มเป็นที่นิยมมากขึ้น เนื่องจากผู้ใช้บริการส่วนใหญ่ เชื่อว่า สามารถใช้แบนด์วิดธ์ได้มากกว่า xDSL ซึ่งก็ไม่ผิดที่เชื่อแบบนั้น แต่ในทางปฏิบัติหรือการออกแบบในการใช้งานเชิงพาณิชย์แล้ว แบนด์วิดธ์ที่ผู้ให้บริการแจ้งไว้นั้น จะเป็นแบนด์วิดธ์ที่ได้จากต้นทางของผู้ให้บริการจนถึงผู้ใช้บริการเท่านั้น ไม่ใช่ความเร็วจริงที่เชื่อมต่อออกนอกพื้นที่ของผู้ให้บริการ ทั้งในและต่างประเทศ (IX & IG)

จากข้อมูลที่ได้ทำการตรวจสอบมา 4-5 เดือนพบว่า แม้ผู้ใช้บริการมีการสมัครบริการที่ 100/10Mbps แต่ปริมาณแบนด์วิดธ์จริงที่เชื่อมต่อไปยังเว็บไซต์ต่างประเทศ หรือเว็บไซต์ดังๆ เช่น Microsoft, Google, Facebook, Youtube และอีกหลายๆ เว็บไซต์ยังถูกจำกัดด้วยปริมาณแบนด์วิดธ์ของผู้ให้บริการ (ISP) ที่เชื่อมต่อไปยังเว็บไซต์นั้นๆ ดังนั้นปัญหาคอขวดก็ยังเกิดขึ้นหากมีการใช้งานพร้อมๆ กันในช่วงเวลาเดียวกัน

ทั้งนี้ผู้ให้บริการหลายรายก็มีการปรับปรุงและพยายามแก้ปัญหาดังกล่าวด้วยการเพิ่มแบนด์วิดธ์ของตนเองที่เชื่อมไปยังแต่ละเว็บไซต์ รวมถึงการติดตั้งอุปกรณ์ Caching หรือ Buffer ขึ้น แต่ก็ยังแก้ปัญหาได้ไม่สมบูรณ์นัก ซึ่งคงต้องใช้เวลาอีกระยะหนึ่ง

ระบบการเดินสายในบ้านเราก็เป็นปัญหาที่ไม่สามารถแก้ได้ในระยะอันสั้น เนื่องจากการกำหนดกฎเกณฑ์จาก Regulator หรือหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ดังนั้นผู้ให้บริการหลายรายมักจะประสบกับปัญหาการเดินโครงข่ายเพิ่มเติม เนื่องจากพื้นที่บางพื้นที่ไม่สามารถรองรับการเดินสายเคเบิลเพิ่มเติมได้อีก

นอกจากนี้ปัญหาที่ผู้ใช้บริการส่วนใหญ่ไม่ค่อยทราบกันก็คือ ผู้ให้บริการ (ISP) ในบ้านเราส่วนใหญ่จะมีการให้บริการหลายประเภท แต่ไม่แยกสาย Fiber ที่ให้บริการออกจากกัน สาเหตุส่วนหนึ่งมาจากข้อจำกัดในการลากสายและพื้นที่ อีกทั้งมีข้อพิพาทในเรื่องพื้นที่ลากสายอยู่เสมอ รวมไปถึง พรบ. ของ กสทช. ก็ไม่ได้มีข้อกำหนดหรือข้อบังคับที่ชัดเจนเหมือนหลายๆ ประเทศในเรื่องคุณภาพหรือประสิทธิภาพของการให้บริการ  ทำให้ผู้ใช้บริการในหลายๆ พื้นที่ไม่สามารถใช้บริการได้อย่างเต็มประสิทธิภาพอย่างที่ควรจะได้รับ

คราวหน้าจะว่ากันเรื่อง CE 2.0 บ้างครับ

มีอะไรแนะนำได้ครับครับ
Summersoltic