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2007年07月號 專題報導

歡迎「光」臨 最後一哩的拓寬技術──PON

速博sparq / 網路事業處

  在人們對各種資訊應用的渴望驅動下,網路的頻寬成為無盡的追求目標。擁有高傳輸速率、能徹底避免雜訊干擾等特性的光纖,將逐漸取代傳統銅線傳輸,成為新世代網路媒介佈署的不二之選。

  網路接取技術的演進真可謂「江山代有人才出,各領風騷十幾年」,從早期窄頻傳輸速率為33.6Kbps、56Kbps的數據機,到144Kbps數位化的ISDN,再到寬頻的xDSL系類—ADSL、ADSL2、ADSL2+、VDSL、VDSL2……等,真令人目不暇給。然而,過去的演進都是在一對銅線上用不同的調變技術增加它的傳輸速率,目前最高的傳輸速率雖可達100Mbps,但與機房的距離卻不能超過500公尺。

  隨著新世代網路的來臨,多媒體的應用越來越多,頻寬的需求也越來越大,根據日本的電信業者統計,一個家庭如需享受新世代網路帶來的多媒體服務,至少需要54Mbps的傳輸速率,依現階段的技術,要在一對銅線上達到這麼高的傳輸速率,與機房的距離即必須限制於1公里以內,超過1公里上即無法克服。為了解決銅纜傳輸速率的困境,光纖到府 (FTTH) 的網路技術即成為固網業者挑戰的目標。

光纖到府已成未來趨勢

  世界各國推展光纖到府(FTTH)的成果已經陸續展現,根據統計,日本截至去年底止,FTTH的用戶已達將近八百萬,佔所有寬頻用戶的31%,去年第四季FTTH用戶數的成長率為11%,而xDSL用戶數卻相對減少1.1%,預估2010年FTTH的用戶數將超越xDSL用戶數,成為寬頻服務的主流,而韓國用戶數亦已達10萬,美國Verizon也已擁有百萬FTTH用戶,顯示出FTTH普及化已經是未來的趨勢。相較之下,台灣地區光纖網路的發展仍然較晚。

高傳輸速率的PON

  眾多可用於FTTH的傳輸技術中,被動式光纖網路(PON)被視為最符合經濟效益的技術。簡單來說,PON擁有高傳輸速率、對稱性、體積小且設備簡單的特性,其傳輸媒介是通透的,升級容易,從附圖可大致了解,PON為一點對多點的傳輸架構,主要組成元件為建置於機房的局端設備OLT(Optical Line Terminal)及放於用戶端的ONU(Optical Network Unit)設備,而介於兩者之間則僅有光纖及光分歧器(Optical Splitter)。由於光纖及分歧器都是不需電源即可運作的元件(即所謂的被動元件,passive component),因此PON被稱之為「被動式光纖網路」。

  有別於傳統銅纜的傳輸,PON的電信機房局端設備(OLT)與用戶端設備(ONU)中間是採用分波多工的技術,在同一芯光纖上用不同的波長(上行使用1310nm的波長,下行使用1490nm的波長)同時傳遞上行與下行的資料,使上下行皆可達到1.2Gbps高傳輸速率,提供的服務範圍最遠可達到20公里。

  整個架構中,光分岐器也扮演了重要的中樞角色,能將一芯訊號轉成多芯光纖訊號,最多可以提供32個用戶同時使用,而其體積小、不用電源的方便性,更可以輕易安裝於大樓或家中的電器箱內,完全不佔空間。

享受多元服務的助力

  由於PON可以提供高達1Gbps的傳輸速率給用戶,因此對於如:視訊點播(VoD, Video on Demand)、高解析視訊點播(HDTV on Demand)、網路電視(IPTV)等需要大頻寬服務之效能,遠比現階段銅纜線的寬頻技術xDSL優越許多;另外,針對須對稱式寬頻服務,如:高品質視訊會議、隨處看電視(Location free TV)、家庭安全監控……等之效能,更是xDSL望塵莫及,尤其在新世代網路最受關注的三網合一(Triple Player,語音、數據、視訊),PON無疑是同時解決服務及頻寬的最佳方案。另一方面,PON採用光纖直接到府之方式,可以避免電磁方面之干擾,提供更穩定的服務以符合客戶的需求;再者,有線電視CATV的訊號亦可經由調變技術調變成1550nm的光波長,再經分波多工的技術將其與PON的1310nm(上行光波長)1490nm(下行光波長)整合到同一芯光纖,未來一個家庭只需一芯光纖,即可同時享受電信與電視服務,簡化室內佈線之複雜性。(如附圖)

速博sparq引進PON的進展

  速博sparq對新技術的發展一直不遺餘力,並且審慎評估引進的時機,期能在最適當的時機提供用戶最適時的服務;繼去年速博sparq建構完成新世代網路平台,今年為了讓新世代網路平台能發揮得更淋漓盡致,於是領先其它業者引進PON。

  在引進的過程中,室內光纖的佈建是最具挑戰的一部份;由於傳統光纖彎曲半徑為3cm,不便於室內施工佈建,因此速博sparq引進彎曲半徑為1.5cm的低曲率新型光纖來克服室內施工之困難,另外也希望能減少室內光纖的施工對客戶的干擾及降低成本,並引進新型的施工法──機械接續子及可以現場製作之光接頭。

  現階段,速博sparq已在公司內建構了PON網路提供網路事業處同仁先行試用與訓練,期望透過同仁之使用,儘快培養工程師專業方面之技能,以期在此服務商業化後,能快速提供優質服務給客戶。

PON將豐富人們的網路生活

  隨著光通訊技術的進步,光纖已由早期的骨幹網路逐步蔓延至都會網路及接取網路,並且直接連接至每個用戶家中,以提供高傳輸速率的上網服務。PON的發展趨勢將更能適應未來FTTx寬頻市場的多樣化,是實現寬頻光纖接取網路最有潛力的技術,而新世代網路也將由於最後一哩的拓寬,更能彰顯其優點,進而豐富人們的網路生活。

光纖小常識:神秘的光纖

  光纖是一種可以傳送光線的纖維,主要原料為二氧化矽,直徑約一百至一百五十微米(micron,百萬分之一米),只比人類的頭髮稍微粗一點。

  光纖的結構為圓形,主要分為兩部分,裏層稱「核心(Core)」,通常以玻璃做成;外層稱為「纖殼(Clad)」。由於「核心」與「纖殼」都非常細微且脆弱,因此,在一般應用中,會於外層先鍍上一層塑膠,並再加一層尼龍,以免受到外界化學物質的侵蝕。

  光纖的單位是芯,若將幾條光纖堆起來,就可形成所謂的「光纖電纜」,或簡稱「光纜」,速博sparq 的基礎建設就是採用96芯的光纜做為骨幹網路。光纖的主要功用是傳輸「光波」,以骨幹常用的STM 64與銅線E1相比,傳輸速率約為5000倍。

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