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巨量資料傳輸需求增 帶動光纖網路應用需求

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光纜可在線材整合電力線設計,讓佈設電力網的同時完成光纜佈設。Kontoon
光纜可在線材整合電力線設計,讓佈設電力網的同時完成光纜佈設。Kontoon

這兩年持續發燒的雲端應用,同時也不斷考驗終端用戶的網路應用環境,為了滿足用戶隨時連網與傳輸巨量資料的應用需求,用戶近端原本大量使用銅纜傳輸的xDSL應用,必須朝向光纜FTTB甚至FTTH轉換,其間不只是對外網路的持續升級,用戶本身的內部網路也朝光纖化應用邁進...

隨著個人電腦技術發展,已經達到多核心應用,如入門的4核甚至中高階的8核心應用環境,對於個人電腦的多媒體應用需求,也從以前的DVD發展至資料量多達數倍的BD藍光應用型態,不只是娛樂型態的應用,從雲端應用發展下來的視聽影音雲應用,即使是運用最新的壓縮技術處理傳送資料,仍顯得捉襟見肘。基於原始資料數倍發展已是不爭的事實,因此在現實面電信服務商必須提早因應,做足應用頻寬擴充準備。

FTTB/FTTH建置除需將銅纜改光纖纜線,同時也必須追加各式連接、分配等訊號轉換設備,增加升級成本。Trimens

FTTB/FTTH建置除需將銅纜改光纖纜線,同時也必須追加各式連接、分配等訊號轉換設備,增加升級成本。Trimens

FTTH難度相當高,必須是新規劃的建案在設計之初即考量光纖佈設問題,或是線路較單純的集體建築較容易升級施作。CHT

FTTH難度相當高,必須是新規劃的建案在設計之初即考量光纖佈設問題,或是線路較單純的集體建築較容易升級施作。CHT

光纖交換機、轉換器的成本,初期會造成全面汰換銅纜的材料成本瓶頸,加上光纜施作經驗較少,也可能造成初期維護成本較高。Huatai Optic

光纖交換機、轉換器的成本,初期會造成全面汰換銅纜的材料成本瓶頸,加上光纜施作經驗較少,也可能造成初期維護成本較高。Huatai Optic

以目前的網路技術,從無線的應用型態觀察,現有主流的IEEE802.11n,已經持續朝效能擴充空間更大的IEEE802.11ac進展,而行動數據傳輸應用方面,從主流的3G網路,正持續朝WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)、LTE(3GPP Long Term Evolution)目標持續提升服務效能,反觀現有的有線寬頻應用網路,除主幹網路持續朝光纖化發展外,在電信服務商至終端應用者端的光纖化發展,仍僅處於緩步升級,汰換銅纜轉換光纜的速度稍嫌遲緩。

尤其是目前的雲端服務,如雲端硬碟、雲端文件存儲、雲端視頻應用等,這些服務都大幅考驗目前的銅纜寬頻網路服務,相對於無線網路應用甚至是行動數據網路,終端用戶對於無線化的應用網路還可勉強接受信號不好或通訊頻寬受限的相關限制,但對於有線寬頻網路,若頻寬承載能力受限影響了用戶的服務體驗,對於電信服務商的不滿可能會反應得更為直接。

若以電信業者的經營角度思考,創新應用為ICT(Information and Communications Technology)訊息與資通訊科技產業能賴以持續成長的主要推力,而終端用戶的應用網路的型態已產生巨大變革,現有大量的影音多媒體、線上遊戲、雲運算服務等資料傳輸量,已經是以往網路應用的數倍資料成長,若影音娛樂跟上現有的3D、4K x 2K超高清視頻應用,產生的資料流量、穩定服務的速度低標,肯定遠高於現有的網路服務水準。尤其是視頻類、雲應用類型的數據資料封包傳輸量,成長速度均呈現等比級數式的暴增,若電信商提供的連網服務使用體驗差,極可能因網路限制造成用戶流失。

近端應用已朝光纖化傳輸升級

設備與媒體的雙雙應用升級,最直接的影響即個人近端應用的傳輸型態改變!以往傳輸量僅3~4GB上下的DVD視頻傳送,已經算得上是巨量資料傳輸,但在藍光BD光碟格式底定後,相關藍光級資料的轉換與儲存,已經有至少5倍以上的資料暴增,現在隨便一張BD光碟都能有25~40GB的儲存資料量,若用戶同時使用3D或更前衛的多媒體內容,資料量更不可同日而語。

以近端的用戶設備連接,現有的USB 2.0傳輸型態已不敷使用,而接替的USB 3.0雖為PCIe的外接設計架構下所提供的高速傳輸設計,但實際上在設備間的傳輸效能很明顯也受到銅纜的物理特性所限制,同樣的問題也發生在如IEEE 1394x介面上。

而原本Intel與Apple合作推出Thunderbolt超高速傳輸技術,雖然也是基於PCIe架構的傳輸架構,實體介面為利用Mini-Display介面進行外部連接的設計型態,但實際上Thunderbolt介面的目標在為未來的光纖式傳輸介面預做準備,Thunderbolt超高速傳輸現仍以「銅纜」作為資料傳輸實踐形式,同時也預留了傳輸介面轉移光纖化傳輸的設計空間。

銅纜轉向升級光纜 大幅擴增網路效能上限

終端用戶在近端設備發生的傳輸應用問題,相同的在雲端應用持續發酵下,也開始逐一浮現於現有的無線與有線寬頻網路應用!尤其是隨著熱門雲端運算應用技術相繼推出,終端使用者已開始能接受雲服務的使用型態,但這樣一來現有網路的傳輸限制隨即因隨時連線、巨量資料封包傳輸而使網路服務容量不足的窘態一一浮現。

現有的銅纜網路在物理特性的限制下,除了對於傳輸線材銅纜的體積與材料有一定程度的要求外,大量銅纜也會出現電磁干擾而無法應付過於高頻、大量的資料傳送,而轉換光纖網路來進行相同的傳輸,除了光訊號速度極快外,光訊號的物理特性明顯優於以銅纜型態的傳輸型態,尤其是光纖網路的不易干擾與高速優勢,也是促使光纖網路替代銅纜的主要驅力。

目前主要的銅纜汰換成光纜趨勢,大多仍以無線數據網路基地台的骨幹網路(backbone)升級,與大型骨幹、海纜升級的汰換部分,因為骨幹網路升級光纜化最大的優勢就是相同的線徑可以容納的單位數據量可獲得倍數增加,而且光纜無高頻傳輸需對應提升線徑與強化包覆材料的限制,可以更容易凸顯材料汰換的升級效益。

FTTB/FTTH線路升級困難 但頻寬升級效益顯著

面對終端用戶方面,目前常見的作法為FTTB或更進階的FTTH。FTTB為光纖僅連接至大樓、住宅的端點,但在配線盒至個戶終端間的線纜仍折衷採行銅纜。而光纜升級最極致的作法為電信服務商至客戶終端全程採用光纜的FTTH,但FTTH受限於施工難度較高,大多僅在新建案或較單純具規劃的社區建築,較容易升級與實現全光纜的升級型態。

即便光纜升級程度受有限的FTTB,其實也能達到一定程度的網路服務升級,因為電信服務商直至建物的集線盒已達到全光纜傳輸,只要配線盒至用戶終端的銅纜設備設置得宜,也能獲得xDSL倍數網路傳輸升級效益,改善服務已可滿足目前絕大多數的巨量資料傳輸需求。

但現有的狀況卻是,要達到FTTB與FTTH在線路光纜化的成本相當高,而且除骨幹網路外的延伸光纜,在線路查錯、維護的成本相當高,加上光纜舖設、改善的工程相關經驗值有限,需工程段更多施工與維護經驗累積,才能達到較完善快速的施作效能,這也需要時間累積更多經驗。

即便現有光纖傳輸應用,在傳輸效能的升級表現亮眼,事實上,汰換銅纜升級光纖仍須檢視現有的光纖線材與轉換器產製成本,現階段較常見的為產品、骨幹網路、寬頻網路等光纖化應用,未來光纜應用條件在滿足成本考量後,將會持續導入個人終端應用,甚至電腦設備間介接應用。