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通訊基礎設備技術現況與展望
 

【作者: 蕭樹林】   2003年01月05日 星期日

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最近兩年來,市場上不斷出現的負面消息,包括世界通訊的會計醜聞、CLEC破產、網路設備大廠北方電訊、朗訊科技相繼大幅裁減人力並關閉若干工廠,再再顯示通訊泡沫的破滅,北美經歷過去電信自由化,許多新興電訊業者(Competitive Local Exchange Carrier;CLEC)積極投入市場,相關建設規模與數量不斷的擴張,過度建設也促成2000年通訊產業的泡沫化。


市場現況與發展

固定網路通訊服務早已不再是推動通訊市場的主要力量,過去幾年來網際網路與無線通訊乃是電訊網路設備的最大支柱。如今網路泡沫化,電訊網路設備市場的需求量也大幅下滑,但人們依賴網際網路卻有增無減,根據歐洲最大網際網路交換中心(倫敦網際網路交換中心)最近的骨幹每秒平均使用頻寬約為12Gb。寬頻接取(ADSL、Cable modem、WLAN、3G)將提供人們更快速便捷的網路連結。


然而北美光纖骨幹的使用率依然低迷,造成多家大廠相繼關閉光纖工廠並將代工業務轉至台灣或大陸,這對台灣光纖製造業無疑是一大機會,一旦光通訊復甦,台灣光纖製造業將有機會受益。


日本在光纖建置上較歐美起步晚,但日本十年骨幹光纖化計劃,將使日本網路脫胎換骨,而且日本政府已積極推動3G與Ethernet over Passive Optical Network(EPON)等下一帶網路技術。北美原本有一些公司積極推動ATM over Passive Optical Network(APON),但因受不景氣衝擊,最早推出相關晶片的大廠(Agere)也被迫結束相關晶片業務,日本因政府、財團商社共同為日本建構國際間最新最佳之新一代光纖骨幹網路,預料日本將不會依循ITU未來將制定的標準,而獨自發展出獨特之EPON規格。


《圖一 PON系統架構圖》
《圖一 PON系統架構圖》

PON

相較於傳統式點對點光纖系統,Passive Optical Network(PON)的一點對多點架構大幅減少了光纖系統的建置成本。


當資料從OLT(Optical Line Terminal)下載(Downstream)時,雖說封包廣播至每個ONU(Optical Network Unit),但僅收件者所在的ONU會解封包,如(圖二),若無資料ONU會進入sleep mode。對IC的最大挑戰為,在如此高速(Gigabit以上)的傳輸速率下,當資料來時如何快速使接收端IC甦醒過來並不會有資料漏失問題。



《圖二 光纖網路資料封包下載模式》
《圖二 光纖網路資料封包下載模式》

當資料上傳時,有資料傳送的ONU會以比下載(Downstream)更高的速率上傳,如(圖三),而無資料上傳時將進入sleep mode;因此對IC的最大挑戰為,在如此高速(Gigabit以上)的傳輸速率下,資料來時如何快速使雷射驅動IC甦醒過來並瞬間驅動雷射轉變成光將資料傳送出去並且不會有資料漏失問題。



《圖三 光纖網路資料封包上傳模式》
《圖三 光纖網路資料封包上傳模式》

APON主要為北美的ATM網路所規劃,而EPON以日本最為積極,且已有多家財團介入開發晶片及網路系統。


EPON相較於APON有下列優勢:


  • (1)低通信協定負擔(Low protocol overhead)


  • (2)高頻寬與延展性,10Gb乙太網技術已見產品,而要將ATM延展至2.5Gbps以上,卻面臨重重困難


  • (3)乙太網技術是採多工統計分析,非強制塞至固定時槽(Time slot)


  • (4)普及的乙太網路具備更多晶片選擇、低價、高整合度及更多熟悉該架構與管理的人才



表一 各種光纖系統架構優缺點
type
Fiber Dvployment
ONU cost/complexity
Upsterm Bandwidth
Point-to-Point
High Mid High
APON
Low Mid Low
EPON
Low Low Statistically high
WDM PON
Low High High

寬頻網路接取設備

在寬頻網路接取設備方面,ADSL、Wireless LAN(IEEE802.11b)、Cable modem已逐漸被消費者接受,而3G也在日本積極的推展中。


根據Insight Research指出Voice over Packet(VoP)將是未來電訊網路設備成長最大的區塊,報告中指出,全球的市場規模將由2002年的13億美元,成長到197億美元,年平均複合成長率高達72%。目前以企業用戶對VoP的採用最為積極,主要是因企業與分公司間大都已採用虛擬企業專屬網路(VPN)傳遞資料,使企業可利用此虛擬企業專屬網路來確保一定程度的語音服務品質(Quality of Service;QoS),使得VoIP逐漸為企業用戶所接受。


另外,電訊業者也是Voice over Packet(Voice over ATM or Voice over IP)接受度最高的客戶,因其骨幹的高頻寬大幅降低網路壅塞延遲,使電訊業者不但不至於受VoIP太大衝擊,進而可以向其客戶收取VoIP費用,而用戶也不須更換話機(目前VoIP話機價格大約是傳統話機的十倍),最佳的例子就是:打國際電話過去撥002,現在改撥019、012、006或005電話費可大幅降低。而在Voice over Packet(VoP)應用上,SoC將是電訊網路IC的主流趨勢。


新一代IC整合數個DSP、Packet processor及內建系統控制CPU,語音資料經DSP作迴音消除處理並作語音壓縮(G.711、G.723、G.726、G.729)後,再經由Packet processor將壓縮過的語音封包成IP封包或ATM Cell,內建系統控制CPU則負責電話語音的控制,如:H.323、MGCP、SIP、MEGACO與相關應用,SoC帶來許多好處,不過,在軟體支援的複雜度上也大幅提升。


結論

通訊產業在經過一波重整後,雖然還無法看到確切的復甦時點,但技術、產品與服務的進展卻沒有停下腳步,基礎設備雖然有部分過度建設的情況,但寬頻接取與VoP的需求可望逐步帶動相關產品的成長;另外,在核心的IC方面,也將逐步朝向集積度更高的SoC發展,雖然其中軟體支援的複雜度是發展的瓶頸之一,需要時間來解決,但是只要有需求的帶動,技術的發展與整合都是可以迎刃而解的問題。(作者任職於敏迅科技台灣分公司)


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