مقدمه

وقتی از اینترنت و «پهنای باند» حرف می‌زنیم، در ظاهر همه چیز شبیه هم به نظر می‌رسد؛ یک عدد روی کاغذ، مثلاً ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه، و یک لینک که به روتر یا مودم شما وصل می‌شود. اما از نگاه شبکه و طراحی زیرساخت، دو مدل کاملاً متفاوت وجود دارد: پهنای باند اختصاصی و پهنای باند اشتراکی. در مدل اختصاصی، اپراتور عملاً بخشی از ظرفیت شبکه‌اش را به نام شما رزرو می‌کند و خودش را متعهد می‌داند که این ظرفیت با کیفیت مشخص همیشه در اختیار شما باشد. در مدل اشتراکی، شما به همراه تعداد زیادی کاربر دیگر در یک استخر ظرفیت مشترک قرار می‌گیرید و کیفیت نهایی وابسته به رفتار ترافیکی همه آن‌هاست، نه فقط قرارداد شما.

---

تعریف پهنای باند اختصاصی

پهنای باند اختصاصی یا Dedicated Internet Access / Leased Line در عمل یعنی بین سایت شما و شبکه‌ی اپراتور یک ارتباط نقطه‌به‌نقطه با ظرفیت مشخص و رزرو‌شده برقرار می‌شود. از دید شما معمولاً همه چیز در قالب یک پورت اترنت روی فیبر نوری یا یک لینک رادیویی نقطه به نقطه تحویل داده می‌شود، اما در پشت صحنه، اپراتور در لایه‌های مختلف شبکه‌اش این ظرفیت را برای شما «بلاک» کرده است. سرعت این نوع سرویس معمولاً متقارن است؛ یعنی سرعت آپلود و دانلود برابرند و اگر در قرارداد نوشته شده ۱۰۰ مگابیت، در هر دو جهت همین نرخ برای شما در نظر گرفته شده است. نکته‌ی مهم‌تر این است که این سرعت صرفاً یک عدد تبلیغاتی نیست، بلکه همراه با تعهدات رسمی در قالب SLA ارائه می‌شود؛ اپراتور روی دسترس‌پذیری، تاخیر، نوسان تاخیر و زمان رفع خرابی با شما قرارداد می‌بندد. در نتیجه شما فقط دسترسی به اینترنت نمی‌خرید، بلکه در واقع یک «ظرفیت اختصاصی» در شبکه‌ی اپراتور اجاره می‌کنید.

---

تعریف پهنای باند اشتراکی

در مقابل، پهنای باند اشتراکی همان چیزی است که به‌عنوان اینترنت خانگی یا بسیاری از سرویس‌های FTTH، ADSL، VDSL و کابل می‌شناسیم. روی برگه‌ی قرارداد ممکن است اعدادی مثل ۵۰ مگ، ۱۰۰ مگ یا حتی گیگابیت درج شده باشد، اما این سرعت‌ها از نوع «تا این حد» هستند، نه تضمینی. یعنی معماری شبکه به‌صورت آماری طراحی شده و فرض بر این است که تعداد زیادی کاربر روی یک ظرفیت مشترک سوار می‌شوند و همه آن‌ها هم‌زمان در حال مصرف حداکثری نیستند. در این مدل، سرعت معمولاً نامتقارن است؛ دانلود چند برابر آپلود در نظر گرفته می‌شود، چون الگوی مصرف کاربر خانگی و بسیاری از دفاتر کوچک بیشتر مصرف دریافت محتوا دارد تا ارسال. این دسته سرویس‌ها از نظر فنی در گروه Best-effort قرار می‌گیرند؛ یعنی اپراتور سعی می‌کند کیفیت قابل قبولی ارائه دهد، اما از نظر قراردادی تعهدی برای ثابت ماندن سرعت روی همان اعداد اسمی در تمام طول شبانه‌روز ندارد.

---

مفهوم نسبت اشتراک و تأثیر آن بر کیفیت

برای درک تفاوت واقعی این دو مدل، باید سراغ مفهوم «نسبت اشتراک» یا Contention Ratio برویم. در سرویس‌های اشتراکی، تعداد قابل توجهی مشترک روی یک استخر ظرفیت مشترک قرار می‌گیرند؛ مثلاً اگر نسبت اشتراک ۲۰ به ۱ باشد، یعنی تا ۲۰ کاربر می‌توانند روی یک مجموعه ظرفیت مشترک، هم‌زمان سرویس بگیرند. این استخر می‌تواند یک پورت PON در شبکه‌ی فیبرنوری، یک نود در شبکه‌ی کابل یا یک لینک تجمیع از DSLAM به سمت هسته‌ی شبکه باشد. نتیجه‌ی عملی این طراحی این است که در ساعات خلوت، وقتی بسیاری از مشترکان بیکار هستند یا مصرف کمی دارند، شما می‌توانید به سرعتی نزدیک به سرعت اسمی برسید. اما در ساعات اوج مصرف، زمانی که اکثر کاربران در حال استریم، دانلود و بازی آنلاین هستند، همان ظرفیت بین همه تقسیم می‌شود و سرعت واقعی شما پایین می‌آید، تاخیر بالا می‌رود و نوسان کیفیت سرویس کاملاً محسوس می‌شود. در مقابل، در پهنای باند اختصاصی، نسبت اشتراک از دید تجاری ۱ به ۱ است؛ یعنی ظرفیتی که برای شما تعریف شده، در طراحی شبکه به عنوان ظرفیت مشترک با دیگران در نظر گرفته نمی‌شود و اپراتور اگر بخواهد از نظر داخلی اشتراکی رفتار کند، در واقع SLA شما را نقض کرده و باید پاسخگو باشد.

---

زیرساخت و معماری پهنای باند اختصاصی

در لایه‌ی زیرساخت، پهنای باند اختصاصی اغلب روی فیبر نوری یا لینک‌های مایکروویو نقطه‌به‌نقطه پیاده‌سازی می‌شود. معمولاً از مرکز مخابرات یا POP اپراتور تا محل شما یک مسیر فیزیکی مشخص در نظر گرفته می‌شود و روی آن مسیر یک ارتباط لایه ۲ یا ۳ تحویل می‌گیرید. در سمت شما یک روتر یا سوئیچ لبه (CE) قرار دارد و در سمت اپراتور یک روتر لبه (PE). بین این دو، بر اساس طراحی شبکه‌ی اپراتور، ممکن است یک VLAN اختصاصی، یک سرویس Metro Ethernet یا یک تونل MPLS تعریف شود تا ترافیک شما از بقیه‌ی ترافیک‌ها جدا و قابل مدیریت باشد. روی این لینک، نرخ سرویس شما به‌صورت دقیق police یا shape می‌شود، تا هم شبکه در برابر ترافیک مازاد محافظت شود و هم شما مطمئن باشید ظرفیت قراردادیتان همیشه قابل استفاده است. در هسته و لایه‌ی مترو نیز برای این نوع ترافیک معمولاً مسیر، کلاس سرویس و حتی صف‌بندی خاصی در نظر گرفته می‌شود؛ مثلاً ترافیک شما در صف‌های با اولویت بالاتر قرار می‌گیرد تا تاخیر و نوسان تاخیر کمینه شود. از طرف دیگر، این نوع لینک‌ها معمولاً با سناریوهای افزونگی (Redundancy)، مسیرهای پشتیبان، مانیتورینگ ۷×۲۴ و زمان رفع خرابی مشخص طراحی و پشتیبانی می‌شوند، چون کوچک‌ترین مشکل در آن‌ها می‌تواند مستقیماً روی کسب‌وکار مشتری تأثیر مالی داشته باشد.

---

زیرساخت و معماری پهنای باند اشتراکی

در معماری پهنای باند اشتراکی، داستان از همان لایه‌ی دسترسی متفاوت می‌شود. در شبکه‌های فیبرنوری خانگی و بسیاری از پیاده‌سازی‌های FTTH، معماری PON یا Passive Optical Network استفاده می‌شود. در این مدل، در مرکز اپراتور دستگاهی به نام OLT قرار دارد که روی هر پورت PON خود یک ظرفیت مشخص در اختیار دارد، اما این ظرفیت از طریق اسپلیترهای نوری غیرفعال در مسیر، بین ده‌ها کاربر تقسیم می‌شود. یعنی یک فیبر از OLT خارج می‌شود، چندین بار اسپلیتر می‌خورد و در نهایت به چندین ONT یا مودم نوری در خانه‌ها و دفاتر کاربران می‌رسد. همه‌ی این کاربران شریک همان ظرفیت Downstream و Upstream آن پورت هستند. در شبکه‌های کابل (HFC) نیز از نود تا خانه‌ها یک سگمنت کواکسیال مشترک وجود دارد و همه‌ی مودم‌های کابلی روی کانال‌های مشترک DOCSIS ترافیک خود را ارسال و دریافت می‌کنند؛ در نتیجه پهنای باند RF روی آن سگمنت بین تمام مشترکان تقسیم می‌شود. در دنیای DSL هم، هر کاربر اگرچه یک زوج سیم مسی اختصاصی تا مرکز دارد، اما از DSLAM به بعد، لینک‌های بالادستی به سمت هسته به صورت اشتراکی برای تعداد زیادی کاربر ظرفیت فراهم می‌کنند. علاوه بر این، در بک‌هاول و هسته نیز معمولاً برای این دسته سرویس‌ها ظرفیت با ضریب اشتراک طراحی می‌شود تا هزینه‌ی متوسط هر کاربر پایین بماند. به همین دلیل، گلوگاه پهنای باند در سرویس‌های اشتراکی می‌تواند در چند نقطه شکل بگیرد؛ روی پورت PON یا نود کابل، روی لینک تجمیع از کابینت یا DSLAM، و حتی در بخش‌هایی از هسته در صورت طراحی غیرمحافظه‌کارانه.

---

تفاوت در SLA، سرعت و تجربه‌ی کاربری

اگر از زاویه‌ی تئوری به قضیه نگاه کنیم، ممکن است یک سرویس پهنای باند اختصاصی و یک سرویس اشتراکی هر دو روی کاغذ «۱۰۰ مگابیت» باشند؛ اما در عمل تجربه‌ی کاملاً متفاوتی ایجاد می‌کنند. در سرویس اختصاصی، سرعتی که در قرارداد ذکر شده، عملاً نرخ تضمین‌شده محسوب می‌شود و شبکه طوری طراحی شده که در هر لحظه بتوانید به همان ظرفیت دسترسی داشته باشید. این سرعت متقارن است، بنابراین در سناریوهایی مثل بکاپ‌گیری، ارتباطات بین سایت‌ها، تونل‌های VPN، دسترسی به سرویس‌های ابری و کار با دیتاسنتر، رفتار لینک قابل پیش‌بینی و پایدار خواهد بود. در سمت دیگر، سرویس اشتراکی با رویکرد «تا سقف فلان مگابیت» ارائه می‌شود؛ یعنی در ساعات کم‌مصرف ممکن است به سرعت‌های نزدیک به سقف برسید، اما در ساعات شلوغی، افت سرعت و نوسان throughput یک رفتار طبیعی در این مدل است. از نظر تاخیر و نوسان تاخیر نیز، در لینک اختصاصی به دلیل عدم قرار گرفتن در صف مشترک با ده‌ها کاربر دیگر و ظرفیت‌گذاری محافظه‌کارانه در هسته، latency و jitter معمولاً ثابت‌تر و قابل کنترل‌تر هستند؛ این موضوع برای سرویس‌هایی مانند VoIP، ویدئو کنفرانس، گیمینگ، VDI و هر اپلیکیشن real-time دیگر اهمیت ویژه‌ای دارد. در مدل اشتراکی، صف‌های مشترک در نودهای دسترسی و لینک‌های تجمیع، به‌خصوص در ساعات اوج، پر می‌شوند، کنترل ازدحام فعال می‌شود و نتیجه‌ی آن بالا رفتن تاخیر، نوسان تاخیر و در برخی مواقع از دست رفتن بسته‌ها است. از زاویه‌ی در دسترس بودن نیز، لینک اختصاصی معمولاً با هدف رسیدن به اعداد SLA مثل ۹۹.۹ یا ۹۹.۹۹ درصد Availability طراحی می‌شود و زمان رفع خرابی (مثلاً ۴ ساعت) در قرارداد قید می‌شود، در حالی که در سرویس‌های اشتراکی، قطع چند ساعته اگر خیلی تکرار نشود، عموماً «بحران SLA» محسوب نمی‌شود.

---

دلیل گران‌تر بودن پهنای باند اختصاصی

تفاوت قیمت بین پهنای باند اختصاصی و پهنای باند اشتراکی صرفاً یک سیاست تجاری ساده نیست، بلکه ریشه‌ی مستقیم در تفاوت معماری و مدل تعهدات دارد. برای ارائه‌ی یک لینک اختصاصی، اپراتور باید یک پورت فیزیکی، بخش مشخصی از ظرفیت فیبر، ظرفیت لینک‌های مترو و هسته، و بخشی از ظرفیت تیم پشتیبانی و مانیتورینگ خود را عملاً به نام شما رزرو کند؛ یعنی این منابع را دیگر نمی‌تواند هم‌زمان برای ده‌ها کاربر دیگر هم استفاده کند، چون در این صورت قادر نخواهد بود SLA شما را حفظ کند. علاوه بر این، زیرساخت‌های افزونگی، سناریوهای Failover، مانیتورینگ دقیق‌تر، گزارش‌دهی SLA و تعهدات زمان رفع خرابی، همگی هزینه‌ی سرمایه‌گذاری (CapEx) و هزینه‌ی بهره‌برداری (OpEx) را برای این نوع سرویس بالا می‌برد. در سوی مقابل، در سرویس‌های اشتراکی، فلسفه‌ی طراحی بر این است که پورت‌ها، لینک‌ها و حتی بخشی از هسته‌ی شبکه بین تعداد زیادی مشترک تقسیم شوند و ظرفیت به صورت آماری مدیریت شود. به همین خاطر همان میزان سرمایه‌گذاری اولیه روی تعداد بیشتری کاربر سرشکن می‌شود و قیمت نهایی برای هر مگابیت به شکل چشمگیری کاهش پیدا می‌کند.

---

جمع‌بندی نهایی

اگر بخواهیم همه‌ی این بحث‌ها را به یک تصویر ساده تبدیل کنیم، پهنای باند اختصاصی مثل این است که شما یک لاین اختصاصی روی اتوبان شبکه اجاره می‌کنید؛ این لاین همیشه متعلق به شماست، حد سرعتش مشخص است و اپراتور موظف است تضمین کند این مسیر همواره باز، پایدار و قابل استفاده باشد. پهنای باند اشتراکی اما شبیه استفاده از همان اتوبان عمومی است؛ وقتی جاده خلوت است می‌توانید با همان سرعت اسمی سرویس حرکت کنید و از کیفیت راضی باشید، اما در ساعات اوج ترافیک، ازدحام خودروها روی تجربه‌ی شما هم تاثیر مستقیم می‌گذارد. برای یک شرکت، دیتاسنتر، سازمان مالی یا هر کسب‌وکاری که اینترنت برایش نقش ستون فقرات دارد و هر دقیقه قطعی یا افت کیفیت می‌تواند هزینه‌ی مالی ایجاد کند، مدل اختصاصی معمولاً انتخاب منطقی‌تری است، حتی اگر گران‌تر باشد. در عوض، برای کاربر خانگی، دفتر کوچک یا سناریوهایی که در آن کمی نوسان سرعت و حتی قطعی‌های کوتاه قابل تحمل است، سرویس اشتراکی از نظر نسبت هزینه به کارایی گزینه‌ی به‌صرفه‌تری محسوب می‌شود و نیازها را در اکثر مواقع به خوبی پوشش می‌دهد.