Lightpeak WiMAX GPON 雲端運算 智慧電網 FTTH FTTB IPTV HDTV PLC LTE 光纖 Cable

無線傳輸資料吞吐量攀升 光纖/PLC商機興

2011-01-21
行動寬頻技術不斷的演進與普及,促使後段骨幹網路的傳輸速率也須持續提升,因而帶動光纖市場的新高峰;而家庭網路與個人感知網路的興起,再加上G.hn新規格解決既有問題,PLC也再度受到矚目。
根據市場研究機構Ovum預測,歐洲、中東與非洲(EMEA)地區市場情況將在2011年出現正面發展,北美和亞太區在2011年的發展將足以啟動全球復甦,而且將會在2011年加速發展,就如同EMEA地區過渡到正成長相同。而亞太區現在是全球光纖網路市場銷售最佳的地區,由行動化的中國大陸帶頭推動銷售。Ovum並表示,頻寬需求將持續帶動光纖網路設備的銷售,預期到2015年,光纖網路市場規模將到達200億美元,同期年複合成長率為5%。

事實上,光纖網路發展已久,電信業者也持續布建中,行動寬頻的發展與雲端運算(Cloud Computing)的興起,也讓電信業者利用光纖加速布建後段骨幹網路,而2010年創銳訊(Atheros)購併普然通訊即可證明光纖網路市場再度受到重視。另外,同樣為光通訊技術的Lightpeak,也在廠商推展下,逐漸崛起。

在電力線通訊(PLC)方面,隨著個人感知網路、智慧電網(Smart Grid)及數位家庭網路環境的發展,PLC前景看漲,而新的G.hn規範也將有助解決目前PLC標準不一的問題,預期可推升PLC市場發展。

整合行動寬頻/纜線 光纖通訊再創高峰

近期除電信業者陸續布建光纖到家(FTTH)、光纖到建築(FTTB)外,行動寬頻後端骨幹網路的建置,也帶動對光纖的殷切需求。甚至有電信業者與有線電視廠商借助光纖高速傳輸的特色,也計畫在基礎網路建設中進一步結合光纖與纜線(Cable),為光纖通訊的發展增添強勁動能。

圖1 美商博徠台灣區總經理陳暉仁表示,憑藉CPE發展的強大基礎,預期台灣光纖的發展可如同xDSL般成功,未來3~5年內將成為全球光通訊市占最高的地區。
光纖加上無線通訊的架構已成為大勢所趨,不過光通訊技術發展以來,最受關注的光纖通訊看似發展平淡,但實際上,電信業者皆鴨子划水。美商博徠(BroadLight)台灣區總經理陳暉仁表(圖1)示,長程演進計畫(LTE)、全球微波存取互通介面(WiMAX)行動寬頻如火如荼的發展,衍生許多新興應用,促使資料傳輸量大增,若電信營運商只透過行動寬頻技術連接後端伺服器,傳送消費者所需的服務內容,頻寬仍不足,甚至在多人使用的狀況下,每個消費者所分得的頻寬更少,而光纖每秒Giga等級的傳輸速率,相當適合作為後端網路的骨幹架構,加上光纖布建成本較行動寬頻來得低,因此電信業者也開始利用光纖作為無線通訊後端連接的骨幹。

而無線加上固網的趨勢,也延燒至有線電視產業。有鑑於聯網電視的興起,所開創出來的服務商機誘人,有線電視業者也想分一杯羹,因此也推出透過Cable聯網的服務,並逐漸將既有的銅線與光纖整合,增加傳輸速率。陳暉仁指出,雖然提高傳輸速率,但有線電視業者仍缺乏無線通訊的市場,而欠缺有線網路架構的無線電信業者基於無線加上固網的趨勢興起,也急欲補齊在固網基礎建設的不足,因而出現台灣大哥大購併有線電視業者凱雷的事件。隨著無線與固網整合的浪潮越來越大,未來相關購併也將可能持續發生。

為了更提高光纖的傳輸速率,無論乙太網路被動光纖網路(EPON)或超高速被動光纖網路(GPON)的代表陣營國際電子電機工程學會(IEEE)與國際電信聯盟標準化部門(ITU-T),紛紛推出下世代10Gbit/s的光纖規格,陳暉仁強調,無論何種光纖規範,其目的皆在於透過其高頻寬發展更多新應用,而光纖的傳輸速率目前尚未到達極限,預期未來10年的應用發展中,即使頻寬需求激增,光纖皆可遊刃有餘,因而奠定光纖不可動搖的地位。原僅發展GPON的博徠也預計於2011年3月推出40奈米(nm)的新一代光纖系統單晶片(SoC)。

同樣專注於GPON技術發展的易利信(Ericsson)技術長李思柏(Johan Asplund)表示,光纖等有線技術傳輸速率與延遲的表現皆較無線技術好,在成本上,有線寬頻技術也較具備優勢,因此諸如近期崛起的網路電視(IPTV)、高畫質電視(HDTV),採用光纖等固網技術將可提供更好的服務品質,也可減少無線技術高費率、較易延遲的問題。

阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)市場策略暨技術方案處副總經理彭培認為,行動與有線寬頻的結合可讓電信營運商或服務供應商提供更完整的應用服務予客戶,消費者的使用經驗與更高頻的的需求也促使無線與有線技術的融合。然而各種技術的設備皆不同,為讓廠商既有的網通設備可以在不須花費更多成本的情況下,即可滿足消費者對於頻寬的要求,阿爾卡特朗訊推出涵蓋行動寬頻、有線寬頻等技術的整合式網通設備。

獲索尼/諾基亞/蘋果青睞 Lightpeak勢力抬頭

除了光纖再度竄起外,另一光通訊技術-- Lightpeak也在英特爾(Intel)大力推展下備受矚目,包括索尼(Sony)、諾基亞(Nokia)與蘋果(Apple)紛紛計畫在其高階產品中內建Lightpeak,雖然英特爾支援Lightpeak的晶片組推出時程尚不確定,不過,為積極發展光通訊技術,英特爾已設立三個工作小組,專門研發光通訊相關技術,而Lightpeak即為其中之一。

2009年英特爾於秋季英特爾科技論壇(IDF)提出新一代、傳輸速率高達10Gbit/s的Lightpeak原型,並預期可取代第三代通用序列匯流排(USB 3.0),安立知(Anritsu)業務副理黃文源表示,光通訊技術不僅指光纖,還包含光運輸連接器等,主機板內部訊號連結也可使用光通訊元件,而Lightpeak則是光通訊技術延伸出來的新介面。

事實上,Lightpeak欲取代USB 3.0而大一統介面江山的說法,曾遭受許多發展USB 3.0廠商的質疑,認為USB 3.0可挾USB既有的高普及度迅速橫掃市場,更何況USB 3.0 5Gbit/s的速率已可符合目前應用需求,再加上Lightpeak相關產品仍未實際落實,因此難以輕易取代USB 3.0。安立知應用工程師王榆淙則有不同想法,他指出,雖然消費者看似仍毋須使用5Gbit/s的速率傳輸資料,亦即殺手及應用尚未出現,但若遇到如隨身硬碟500G起跳容量,抑或藍光光碟單層儲存容量25GB時,USB 3.0的傳輸速率則顯得太慢,因此Lightpeak即可望於傳輸介面市場崛起,除了上述廠商已計畫將Lightpeak內建於高階產品外,隨著英特爾晶片組的推出,之後Lightpeak也會慢慢擴展到中低階產品中。

與英特爾在光通訊技術密切合作的安立知,在光纖測試儀器上已有著墨,而在Lightpeak的布局,則是於2010年初推出MP2100系列,以因應即將到來的市場,黃文源表示,現階段已有原始設備製造商(OEM)進行Lightpeak相關產品的開發,MP2100的優勢除了獲英特爾實驗室採用外,還可針對製造廠商的產線端提供快速測試、流程簡化、低成本與高效能等優勢,是目前市面上較成熟與穩定度較高的測試設備。

個人感知網路驅動 PLC聲勢大漲

由於有線技術傳輸品質較穩定、電磁波較無線技術低,因此在個人感知網路中,以有線技術取代無線區域網路(Wi-Fi)已漸獲消費者青睞,其中,PLC資料傳輸速率理想值可達200Mbit/s,較目前Wi-Fi快之外,布建成本與線材也較光纖或乙太網路低,因此聲勢逐漸看漲。

圖2 資策會網路多媒體研究所副主任陳文瑞表示,G.hn是由PLC大廠與ITU主導,並以通訊的角度為主要的設計方向,可解決PLC面臨的技術問題。
個人感知網路涵蓋整個家庭,因此除了短距通訊的ZigBee技術外,仍需要中長距的網路技術作為搭配,才能涵蓋整個房屋,資策會網路多媒體研究所副主任陳文瑞(圖2)表示,中長距的網路技術包含Wi-Fi、PLC,以及與後端伺服器連接的光纖、乙太網路,不過,光纖施工與線材所須支出的費用皆很高;乙太網路則是線材價格低,但施工費用高,而PLC在成本上較其他有線技術低,因而具備較大的勝出機會。此外,許多消費者為了裝潢的美觀和讓家中每個房間都能聯網,因此選擇在家中安裝Wi-Fi分享器,但隨著消者日益重視電磁波影響人體健康的問題,幾乎沒有電磁波的PLC則有逐漸取代Wi-Fi的態勢。

雖然PLC具備較佳的成本優勢,但事實上,PLC在布建過程中仍有挑戰待克服,安立知應用工程師林昇鴻指出,不同迴路無法傳輸資料為PLC最致命的缺點,亦即每一戶電線配置若有不同電表與電箱,將產生許多獨立的迴路,而此不同的迴路將導致PLC無法互通。陳文瑞直言,即使PLC完全無需施工費,但電力線的傳輸效率易受到雜訊與施工品質的影響,最大的問題是,家中的電力線配置最初並非由網路傳輸為出發點,而僅為傳輸電力所設計,亦即住家中的插頭是110伏特(V),但電力傳輸設計上是220伏特,因此建商在電線配置時,會將220伏特的兩對電力線與接地線拆分至不同房間使用,家中每個房間接地線相位因而不同,也進而導致須同相位才能傳輸資料的PLC無法傳輸資料,最佳的解決方式除了重新配置房屋的電線外,就是能與建商事前做好溝通。

此外,在訊號干擾的部分,陳文瑞指出,現階段PLC晶片品質已不可同日而語,尤其抗干擾能力已有相當的進步。彭培則表示,在居家網路環境中,如何布建順暢、無縫的網路,對消費者相當重要,尤其是屋齡較長,或是租賃的房子,大興土木布建光纖或乙太網路對消費者而言相當不便,若採用無線技術,則每個房間、每個樓層皆須購入接取設備或分享器,同樣對消費者造成使用網路的困擾,因此PLC的確是家庭數據傳輸的選項技術之一。目前也有廠商推出在電線外部再纏繞一層光纖的PLC產品,提高PLC的傳輸速率。

雖然PLC仍有諸多問題待解,但陳文瑞樂觀表示,過去PLC廠商各自閉門造車,以至於PLC相容性問題也阻礙其市場發展,但現在主要PLC大廠已開始催生新的PLC標準-- G.hn,未來PLC將有更大的發揮空間。

G.hn由國際電信聯盟(ITU)提出,該規格目的是開發統一的家庭網路晶片,使採用同軸電纜、電話線或電力線的傳輸速率從目前的50Mbit/s到超過700Mbit/s。針對此新的技術規格,陳文瑞指出,過去PLC規格未統一,導致廠商各自為政,也衍生許多互通性的問題,而G.hn為大一統目前PLC複雜的規範,一旦底定,則可進一步刺激PLC市場的成長。彭培則認為,雖然G.hn結合同軸電纜、電話線或電力線,但事實上由於此三項技術迥異,因此G.hn並非推出同軸電纜、電話線或電力線的統整規範,仍是針對個別技術制定標準,不過,G.hn致力於讓使用者擁有更易使用的技術,以及未來廠商可藉此規範推出同時控制三種技術的系統單晶片,對市場而言,將是美事一樁。

安捷倫(Agilent)電子量測事業群應用工程部專案經理蘇千翔則認為,G.hn看準同軸電纜、電話線或電力線皆採用正交分頻多工(OFDM)技術,因此計畫推出大一統的規範,不過,雖然技術大方向相同,但仍存在差異性,須持續討論與研擬,看來,G.hn標準底定尚需一段時間。

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