شبکه فیبر نوری بستر پایدار ارتباطی در هر شهر است و همه خدمات باند پهن را پشتیبانی میکند. پیشرفت فناوری اطلاعات و ارتباطات باعث تحول در روش ارائه انواع خدمات شدهاست. افزایش تراکم جمعیتی در نقاط شهر تغییر و توسعه زیربناهای ارائه سرویس مورد نیاز میباشد.
در این مقاله قصد داریم نقش فیبر نوری در ایجاد ساختمان هوشمند با قابلیت باند پهن و شبکه تلفنهمراه نسل پنجم را بهعنوان دو بخش اصلی از یک شهر هوشمند ارزیابیکنیم.همچنین یک مدل فنی و اقتصادی ایجاد زیرساخت ارتباطات در شهر هوشمند با استفاده از یک شبکه فیبر نوری چندمنظوره با بهکارگیری منابع مخابراتی موجود در جهت بهینهسازی خطی گسسته ترکیبی ارائه نماییم.
شبکه فیبرنوری و شهر هوشمند
تامین ارتباطات اساسی هر شهر هوشمند با مدل پیشنهاد شده علاوهبر برآوردن نیازهای فنی، کاهش هزینه ایجاد شبکه، کم شدن میزان آسیبپذیری در مقابله با انواع تهدید، افزایش درصد قابلیت اطمینان و امنیت را در پی خواهد داشت.
شهر هوشمند شهری است نوآور با توسعه پایدار اقتصادی که در جهت زندگی باکیفیت تلاش می کند و مجهز به زیرساختهای مدرن بوده که در آن فرایندهای خدماتی اقتصادی و اجتماعی و حاکمیتی بهصورت دقیق انجام خواهد شد.
مدیران شهرها هدف مدرنسازی فرایند ارائه خدمات و ایجاد فرصتهای تجاری و اقتصادی و ارتقاء سطح زندگی شهروندان را در دستور کار دارند که در سالهای اخیر در ارائه خدمات شهری تحولاتی که صورتگرفته است تا کیفیت و درصد و مکانیزاسیون خدمات ارتباطی، حملونقل، سلامت، انرژی و امنیت افزایش پیدا کند. شبکه هوشمند توزیع برق نمونهای از تحول ناشی از استفاده فناوری ارتباطات در خدمات شهری است.
ساختمانها و خانههای هوشمند نتیجه کاربردی پیادهسازی اینترنت اشیا در محیط زندگی و کسب و کارهاست، تجهیزات با قابلیت اینترنت اشیا عمدتاً بیسیم و کممصرف بهصورت خودکار همدیگر را شناسایی و بهعنوان نمونه دستگاههای شناساگر رادیویی حسگرها و سامانههای موقعیت یاب با پروتکلهایی مانند بلوتوث یا ارتباطات رادیویی بسیار نزدیک ارتباط برقرار مینمایند. پیادهسازی در محدوده وسیع امکان ذخیره و پردازش اطلاعات و امنیت از ویژگیهای اینترنت اشیاء با معماریهای نوین است. تجمیع و پردازش اطلاعات خروجی این سامانهها نتایجی را در اختیار خانوادهها، صاحبان کسبوکار و مدیران قرار میدهد که به کنترل و مانیتورینگ پیوسته یک ساختمان حتی از نقاط دوردست در هر زمان میانجامد، این اطلاعات میتواند رخدادهای پیش رو را پیشبینی نماید و از اتفاقات جلوگیری کند.
فروش سرویس و بازگشت سرمایه در زمان مشخص از دغدغههای اصلی در ایجاد شبکههای فیبر نوری به شمار میرود بنابراین مدلی که بتواند بهلحاظ عوامل فنی و اقتصادی شرایط میزان موفقیت در سرمایهگذاری را تعیین نماید مفید خواهد بود.
مبانی نظری محدودیت پهنای باند شبکه های فیبر نوری
مبانی نظری و تحقیق و پیشرفت فناوری سامانههای انتقال نشان میدهد که فیبر نوری تقریباً محدودیتی در تامین پهنای باند ندارد شبکههای فیبر نوری با بیشترین قابلیت اطمینان و ظرفیت به شاخصهای شهر سبز نزدیک هستند، چنانچه زیرساخت شهر هوشمند با فیبر نوری توسعه یابد در بلندمدت هزینههای نگهداری کاهش پیدا کرده و درآمد بالاتری نسبتبه شبکههای بیسیم و سیم مسی برای اپراتور ایجاد میکند و هزینه کمتری را برای کاربران دارد، هوشمندی یک ساختمان که عمدتاً بر استفاده از فناوریهای بیسیم تمرکز دارد با اتصال به پهنای باند بالا بر بستر فیبرنوری جذابیت و کارآمدی بالاتر خواهد داشت در اتصال یک مجموعه از اینترنت اشیاء به دنیای بیرون هرچه پهنای باند بیشتر در دسترس باشد سرعت و دقت و کیفیت بالاتر خواهد بود.
مزایا و دلایل سرمایهگذاری روی شبکههای فیبر نوری
اتصال فیبر نوری بهعنوان یک خدمت نوین به خانوادهها و مدیران شرکتها است. از دلایل اصلی سرمایهگذاری در توسعه شبکههای فیبر نوری تامین نیاز در بخش سرویس است. در مناطقی که دسترسی به فیبر نوری ایجاد میشود تقاضا برای اتصال به شبکه، خودبخود رونق میگیرد. فیبرنوری کاربران را به استفاده از سرویسهای جدید ترغیب میسازد و از تهدیدات سایبری و الکترومغناطیسی که یک شهر هوشمند را تهدید می کند ایمن می سازد با استفاده حداکثری از فیبر نوری ارتباطات رادیویی به حداقل رسیده و نفوذ انجام حمله سایبری از طریق فضای رادیویی در زیرساخت ارتباطی کاهش پیدا میکند.
فیبرنوری بهترین گزینه برای بک هال در نسلهای جدید شدبکه های تلفن همراه است. با توجه به اینکه ایجاد و توسعه شبکه های ارتباطات ثابت با محوریت فیبر نوری و فناوری FTTx در حال انجام است، چنانچه بتوان در اجرای این پروژهها نیازهای شبکه های تلفن همراه را هم در نظر گرفت، علاوه بر صرفه جویی در هزینه ها ، هم افزایی در استفاده از منابع در راستای همگرایی ثابت و سیار و سرعت عمل در ارائه سرویس نیز ایجاد خواهد شد.
پیشینه پژوهش فناوری نسل پنجم با کاربریهای جدید نظیر اینترنت اشیاء نقش کلیدی در هوشمندسازی شهرها دارد استفاده از شبکه فیبر نوری موسوم به FTTX بهصورت مشترک برای ارائه خدمات ثابت و سیار، کاهش هزینهها و همافزایی در منابع همگرایی دو شبکه، چابکی در ارائه سرویس را ایجاد خواهد نمود.