固網寬頻技術發展

1. Frame Relay

Frame relay 以 4K 或 8K 的訊框(frame)作為資料傳輸的單位，在資料鏈結層 而非網路層進行傳輸。資料在傳輸之前被拆解成一個個封包，在傳輸過程當中，

這些封包的路徑可能不盡相同，所以在接收端必須要將收到的封包重新排列順 序。每個 Frame Relay 用戶將得到一個接到 Frame Relay 節點的專線。Frame Relay 網路對於端用戶來說，它通過一條經常改變且對用戶不可見的通道來處理和其他 用戶間的數據傳輸。主要特點：用戶信息以 frame 為單位進行傳送，網路在傳送 過程中對 frame 結構、傳送差錯等情況進行檢查，對出錯 frame 直接與以丟棄，

同時，通過對 frame 中地址段 DLCI 的識別，實現用戶信息的統計復用。

Frame relay 是於 1992 年興起的一種新的公用數據交換網通訊協議，1994 年 開始獲得迅速發展。它可以使用於語音、數據通信，既可用於區域網（LAN）也 可用於廣域網（WAN）的通信。Frame relay 技術首先在美國和歐洲得到應用。

1991 年末，美國第一個 frame relay 網－Wilpac 網投入運行，它覆蓋全美 91 個城 市。在北歐，芬蘭、丹麥、瑞典、挪威等在 90 年代初聯合建立了北歐 frame relay 網 WORDFRAME，以後英國等許多歐洲國家也開始建設和運行 frame relay。

Frame relay 基本設備有 DTE 與 DCE 組成，DTE 終端設備如個人電腦，數據機 與各用戶之終端機。DCE 設備位在營運商，主要功能提供用戶封包資料交換用 途。如圖 13 說明 DTE 與 DCE 設備之間線路連接之關係。

圖 13 DTE 與 DCE 設備之間線路 資料來源：本研究繪製 (1) 優點

速度：每個節點不必執行錯誤控制和更正，所以進度較快。

分享頻寬：可減少網路所需的專線數目，簡化網路管理工作。

(2) 缺點

沒有更正錯誤的能力，不若 TCP/IP 的錯誤檢查，錯誤的訊框直接丟棄不用，

不適合語音和視訊的應用。

沒有擁塞控制，只能丟棄擁塞的訊框，由上層重覆送訊息。

Frame Relay 網路配置

圖 14 典型的 Frame Relay 網路 資料來源：本研究繪製

Frame Relay 基本上是使用於企業內部之私有網路，並藉由 T1 MUX 與非 Frame Relay 之終端設備(ex. PBX)及上行(up-link)網際網路連結。一個典型的 Frame Relay 網路包括有若干個 DTE 設備互相連接，並藉由點對點(point-to-point) 服務如 T1、56-Kb 數據機等做為資料封包交換用途（如上頁圖 14）。

2. ISDN

整體服務數位網路（ISDN，Integrated Services Digital Network）是一種特殊 電信網路（Network），利用現有電話線路與電腦網路傳輸資料。ISDN 是完全數 位化的電路，因此能夠提供穩定的數據服務和連接速度，不像類比線路有明顯的 干擾，可以傳輸視訊、文字、語音、資料、傳真影像、圖像。ISDN 在現有的線 路上可以傳遞數位訊號，達到傳輸速率較傳統數據機（Modem）高，但是使用 花費比專線（leased line）低廉。現行 ISDN 電話或數據網路架構如圖 15 表示。

圖 15 現行 ISDN 電話或數據網路架構 資料來源: [33]

基本上，ISDN 是以撥接方式連接，表示當使用者使用網路時，電腦才透過 ISDN 連接到電信公司，而且 ISDN 可以同時適用於電路交換（circuit switched）

或是分封交換（packed switched）的網路中，前者是以 B（Bearer）通道來達成，

意味 B 通道採取獨佔式線路，後者則以 D（Delta）通道來達成，所以 D 通道可 能不會使用整個 64 Kbps 的頻寬。B 通道可以傳送數位化的語音與資料，而 D 通 道則可以傳遞控制訊號與資料，兩者的傳輸速率都可以達 64 Kbps。ISDN 分為

前者提供兩個 B Channels 與一個 D Channel；後者在美國系統提供 23 個 B Channels 與一個 D Channel，歐洲系統則提供 30 個 B Channels 與一個 D Channel。

通常超過一個 T1（1.544 Mbps）或是 E1（2.048 Mbps）速率的 ISDN 歸類為『寬 頻 ISDN』（Broadband ISDN、B-ISDN），通常架構在 ATM 或是光纖網路上；

而前述的 BRI（2B+D） 或是 PRI（23B+D、30B+D）則為『窄頻 ISDN』（Narrow band ISDN、N-ISDN），或是簡稱為 ISDN。

ISDN 提供有下列各項服務：

z 電話網路所提供之服務：可以使用語音服務及數據服務。

z 分封公眾數據網路所提供之服務（X.25，Frame Relay）：使用分封網路 執行大量數據資料之傳送。

z 影像服務：利用速率 64k 位元之通道傳輸，加上影像壓縮技術，及只傳 送前後畫面之變動部分等技術，所傳影像雖非完全動態，但也很清楚。

z 更快速的傳送服務。

z 2B+D 通道：在同一條用戶線上，提供二到三個通道，用戶可以一邊打 電話，另外同時操作電腦終端設備，和遠方用戶電腦進行資料傳輸。

z 使用同一條 ISDN 用戶線：整合電話網路，分封公眾數據網路和其他網 路之用戶線程一條 ISDN 用戶線。

z 同時連接多各用戶設備：用戶最多可以接上 8 個用戶設備，其中包含各 種用戶設備。

z 提供增添服務：提供如封閉用戶群服務（Close User Group）之特殊服務，

在同一用戶群內之用戶可互相通話，群內用戶不能進入此用戶群中。

ISDN 的優點：

z 提供安靜、防靜電的語音轉換，以及幾乎沒有錯誤的資料鏈結（Link）。

z ISDN 可以高速傳遞資料，而且保證在數位（Digit） 壓縮（compress）

與其他技術變複雜時，仍然可以使用。

z 與傳統的類比式電話系統相容，可相互連接溝通。

z 可整合傳遞各種數位訊號源。

ISDN 電話網路被廣泛的使用主要是以歐盟國家為主﹐但在美國電話網路自 始至終沒有得到廣泛應用。而在台灣 ISDN 線路以 BRI 為主，所以使用 ISDN 可 以達到 128 Kbps（2 個 B channels）的純資料傳輸速率，或是同時傳送語音與數 據（各佔用 64 Kbps 的 B channel，表示一邊講電話一邊傳送資料），使用 ISDN 之前，除了向電信公司申請一個 ISDN 撥接帳號之外，還必須使用特殊的 ISDN 數據機。透過 ISDN 的撥接數據網路連接，可以形成一個網際網路，一般都作為 企業內各分公司網路連接形成一區域網路，也兼具資料安全性與保密性，但因頻 寬的限制，較不適用於網際網路之用圖。一般區域網路透過 ISDN 的連接如圖 16 所示:

圖 16 一般區域網路透過 ISDN 的連接 資料來源: [30]

3. ADSL

DSL(Digital Subscriber Line)最近二年由於全球各地區電信業者之大力推 動，加上相關設備價格大幅下降的情況，已成為最受廣泛被採用的寬頻網路技 術，特別是 ADSL(Asymmetrical DSL)，從 2000 年開始全球 ADSL 用戶數開始急 速成長，已超越 Cable Modem 的 1554 萬戶，成為網際網路用戶數最廣泛採用的

寬頻接取技術。ADSL 是利用家庭用戶中的銅質電話線中的高頻帶（Band）

（30K-1MHz）傳送訊號，與電話語音所佔的低頻帶（0-4KHz）不重疊，因此能 夠同時傳送語音與數據，提高傳輸速率。ADSL 為非對稱模式，下行（從電信服 務提供商到用戶的方向，如下載動作）最高可達 9 百萬位元組（MB），上行（從 用戶到電信服務提供商方向，如上傳動作）可達 640Kbps，是 56 Kpbs 數據機

（Modem）的 165 倍，比起 1.544 Mbps 的 T1 專線，速度快上 6 倍。

圖 17 ADSL 局端與用戶端設備連接架構 資料來源：本研究繪製

ADSL 系 統 主 要 由 局 端 設 備 (DSLAM--Digital Subscriber Line Access Multiplexer)和用戶端設備(CPE)組成。如圖 17 所示，其運作原理，在電信公司傳 送端部分，先將數據資料透過 ADSL 數據機傳送，透過語音數據分離設備(POTS Splitter，PS)將語音與數據資料分離；進入用戶端(Client)後，透過 ADSL 數據機 接收數據資料，語音資料則進入電話機。如果是由用戶端發出，也是將語音與數 據資料(Data)分離傳輸，語音資料進入電信交換網路(PSTN)，數據資料則是由 ADSL 數據機接收。採用濾波器（Splitter）技術把普通的電話線分成了電話、上 行和下行三個相對獨立的通道，避免相互之間的干擾。ADSL 在不影響正常電話 通信的情況下可以提供最高 1Mbps 的上行速度和最高 24Mbps 的下行速度。(如 下圖 18)。過去 ADSL 無法普及的原因在調變技術不統一，不同技術間無法相容，

加上必須在用戶端(Client)加裝頻率分配器，除了讓價格居高不下外，安裝也相 當困難。為推動全球共通的 ADSL 標準，包括 Compaq、Intel、Microsoft、Bell Atlantic、3Com、Alcatel、Cisco Systems、Northern Telecom、Rockwell Semiconductor Systems、KMD 等全球資訊、通訊及網路業者共同成立 ADSL 促進團體(UAWG，

Universal ADSL WorkingGroup)。

圖 18 ADSL 架構圖 資料來源：本研究繪製 ADSL 技術的特點為：

z 提高電話銅質頻寬(Bandwidth)的使用頻率。

z 現有用戶迴路再利用。

z 減輕電話線路的負擔。

z 現行電話服務仍可繼續使用。

4. Cable

利用有線電視纜線傳輸資料的寬頻(Broadband)技術。有線電視業者利用傳輸 節目的光纖同軸混合網路(HFC)傳輸數位資料，用戶則向有線電視業者租用纜線 數據機，再透過纜線數據機與個人電腦連接乙太網路(Ethernet)。纜線數據機在有 線電視網路的功能，是負責將網路(Network)上傳輸的資料，轉換成使用者能在 電腦上閱讀的資料。在用戶家中利用分配器(Splitter)一端接上電視，一端則連上 纜線數據機，分離資料通訊信號與電視節目視訊信號，不影響有線電視收視。

Cable 纜線數據機的速度會因為纜線數據機所使用的系統、有線電視網路的 施工品質，和上網的使用人數而有相當大的差別。理論上從網路傳向電腦的下傳 速度最高速度可以達到每秒 27Mbps；但是由於一條頻寬必須由許多的用戶一起 共用，加上很少有電腦能以這樣高的速度連線，所以比較實際的速度是 1 到 5

Mbps。而從電腦上傳到網路的速度最高能達到每秒 10Mbps。目前絕大部份的數 據機生產者都是選擇在 500Kbps 到 2.5Mbps 之間的最適速度。以纜線數據機上 網有兩種方式：

單向纜線數據機(如下圖 19)。使用者是透過一條有線電視纜線下載資料，必 須使用電話線上傳資料，所以需要繳交電話費。配備除了個人電腦、纜線數據機 (Modem)以外，還需要電話數據機及傳統電話線，這種上網方式是高速下載，低 速上傳。

圖 19 單向有線電視基本網路架構 資料來源：本研究繪製

雙向纜線數據機(如下圖 20)。使用者傳送與接收資料都是透過有線電視纜 線，配合集線器 (Hub) 即可以供區域網路(LAN)內多人同時上網，這是因為雙 向纜線數據機的上網，是以乙太網路介面將資料傳輸至電腦。整體而言，雙向纜 線數據機上網速度比單向快。

圖 20 雙向有線電視基本網路架構

圖 20 雙向有線電視基本網路架構