第四章 寬頻接取網路的演進
第三節 以 FTTx 為主的有線寬頻接取網路
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立 政 治 大 學
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Na tiona
l Ch engchi University
資料來源：中華電信簡報 (2006) (圖 4-2-3) 無線接取技術種類
與有線接取網路一樣，無線接取網路也有許多不同的技術與系統，例如：
PACS、DECT、PHS、CDMA2000、GSM、WCDMA、WiMAX 等，不同的系 統給予不同的服務與市場區隔，直到 GSM 在全世界的成功，才確立此主流技術 與往後的發展藍圖(WCDMA 與 LTE)，讓更多的業者參與其中，並能帶來更多的 商機，也開啟了無線寬頻上網的新頁。
第三節 以 FTTx 為主的有線寬頻接取網路
早期的通訊主要是用來傳遞語音信號，當時的有線傳遞介質是以銅質電話線 為主，而光纖主要用於骨幹網路，但是隨著數據通信的增加，頻寬不斷地加大，
以銅質電話線或同軸纜線為主的技術，例如 xDSL 與 DOCSIS 受到了一些先天 上限制，例如：謝農定律 (Sharron's law)，於是以光纖為主的技術就因應而生。
一、光纖通信的濫觴
有"光纖之父"之稱的華裔科學家高錕博士於 1966 年 7 月登載一篇以"光頻 率的介質纖維表面波導"的論文於英國電機工程師學會的學報上，文章描述了支 援長距離和大容量資訊傳輸，介質纖維所必需的結構和材料特性。由於光纖通信 具有高速率、大容量和高品質的傳輸性能，又可以同時傳輸語音、資料和視頻資 訊等，為此受到了各國政府及科學家關注。依據他的理論，美國 Corning 公司 的 Maurer 等人於 1970 年首次拉出了 20dB/km 的低損耗光纖，1974 年得到 2
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全球寬頻業務的迅速增長及高密度波長多工器 (Dense Wavelength Division Multiplexer, DWDM )技術的應用，世界光纖市場進入了一個相對穩定的市場增 長期，後來因用戶頻寬需求不斷加大，於是光通信技術大量使用在接取網路上，
以滿足終端用戶的需求。現在，時隔三十年光景，全世界熱烈談論迎接資訊時代 的來臨，光纖通信是“資訊公路＂的基石，足見當年光纖通信首次發明的重大及 其深遠之意義。
光纖是由玻璃材料(SiO2)抽絲而成的一種光傳輸媒介，其傳輸原理主要是利 用光經由高折射率 (Index of refraction)介質，以高於臨界角 (Critical angle)的角 度進入低折射率介質，在此時會產生所謂的"全反射"物理現象，使得光在此介質 遠而產生大量的誤碼 (Error rate)或丟包 (Packet loss)等現象，但隨著網際網路 的盛行，應用面越來越廣泛，於是頻寬需求就越來越大，原有的寬頻技術漸漸無 法滿足，且受制於使用者與運營商局端的距離，於是以光纖為主的接取網路 FTTx (Fiber-To-The-x)就因應而生，其中"x"代表了 Home、Building、Curb、Office 等 相關字的縮寫。
FTTx 寬頻網路主要分為兩大類：主動式光網路 (Active Optical Network, AON, 有時亦稱為"主動式乙太網路", Active Ethernet)與被動式光網路
(xPON)，兩者的差別在於 AON 為點對點的網路架構，且需要較多的光收發器件 (Optical transceiver)，網路規劃較不具彈性，以第二層乙太交換機 (Layer 2 switch)為主要設備，一般以網通廠商為主要設備供應商，例如：Cisco、Zyxel、
D-Link 等，北歐與部分東歐國家因較早落實 FTTx 的網路架構，在當時僅有這類 的技術做選擇，故多採用這種較早的技術，其末端的架設多與網路線 (例如：
CATE-5e 網路線等)相互搭配，或是提供網路線的端口，讓用戶自行選擇適合自 己的終端設備(CPE)。
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xPON 早期的發展是來自於美國，當時有 A-PON (ATM base PON)與 B-PON (Broadband PON )，因為這兩種技術的頻寬較小且當時應用少，故並未 普及化，現在廣泛被採用的技術是 EPON (Ethernet base PON)與 GPON (Gigabits PON)和未來的 WDM PON (Wavelength Division Multiplexing PON) 等，xPON 技術非常適合大規模的建置，屬於點對多點的架構，且可以省下不少 的建置與維運成本，並遵循更嚴謹的技術規範，(圖 4-3-1)為其網路示意圖，範 圍從區域電信機房局端設備到用戶終端設備，重要之局端設備為包括光線路終端 (Optical Line Terminal, OLT)、用戶終端設備為光網路單元(Optical Network Unit, ONU)或光網路終端 (Optical Network Terminal, ONT) (工研院，2004)。根據光 纖到用戶的距離來分類，可分成光纖到交換箱 (Fiber To The Cabinet,
FTTCab)、光纖到路邊 (Fiber To The Curb, FTTC)、光纖到樓 (Fiber To The Building; FTTB)及光纖到家 (Fiber To The Home, FTTH)等四種服務型態。美國 運營商 Verizon 將 FTTB 及 FTTH 合稱為光纖到戶 (Fiber To The Premises, FTTP)。上述服務亦可統稱為 FTTx。比較 AON，xPON 的技術是近幾年所推廣 的，且越來越多的固網運營商都採用此新技術。因為 GPON 將原本支持語音的 TDM 服務一併考慮進去，故被大多數的 ILEC (Incumbent Local Exchange Carrier)所採納，例如：中華電信和中國電信等，而 EPON 則多為 CLEC
(Competitive Local Exchange Carrier)業者所採用，例如：遠傳與台哥大集團等；
總之，不論是 AON 或 xPON 技術皆屬於 FTTx 範疇。
資料來源：Nayna Networks Inc., 2003
（圖 4-3-1） FTTx 網路示意圖
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三、光接取網路之發展現況
亞洲國家中以日本於 2000 左右年啟用 FTTx 的網路，韓國緊接其後，當時 主要是以 EPON 為主，因為 GPON 技術在當時尚未發展成熟，反觀台灣則是近 五年內才逐漸發展，起源於一家有線電視的獨立系統台-大新店民主有線電視，
後來中華電信才有所規劃，並做初步的建設，到最近一年，民營固網業者才逐漸 跟進。依據 FTTx forum 的統計，就寬頻網路用戶數而言，其中 20% FTTx 用戶 數滲透率(Penetration rate)是各國推廣光纖網路的重要指標與門檻，(圖 4-3-2) 顯示目前世界各國 FTTx 推廣的排名狀況，發現台灣在光纖接取網路的排名世界 第四位，成效不差。
資料來源：Fiber To The Home Council (2010/05) (圖 4-3-2) FTTx 世界各國排名
光纖通信的普及必須將"最後一哩"線與光纖網路做最好的結合才能達到預 期的綜效，而與"最後一哩"所銜接的光纖線路是否有所謂的急迫性，則端看應用 面的寬度與運營商的市場策略深度而決定；日本也是經過了多年的推廣，於近年
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建設，目前所興起的各種相關寬頻應用，如 VoIP、On-line game、e-learning、MOD 及智慧家庭等所帶來生活的舒適與便利，或各國莫不積極推動的 HDTV 所 掀起的互動式及高畫質的收視革命，一個高畫質電視節目訊號就需要將近 20M 的頻寬來傳送，現今的銅線傳輸能力將無法處理如此大量的資料，而光纖因具有 高頻寬、大容量、低損失等特性，透過光纖將資料直接傳送到用戶端，FTTx 將 是未來寬頻網路技術的主流，特別是以 xPON 為首的技術，已經是世界的共識 (台灣 FTTx&PLC 產業交流會網站，2011)。
FTTx 是有線接取的新趨勢，且不需要考量與舊有技術 (例如：ISDN 或 xDSL) 做向下相容，反而是各自獨立發展的網路標準，只是有時必須考慮實現面問題，
將原有客戶端的實體線 (例如：電話線或網路線)做最有效的利用，於是切入的 廠商較多，例如：美國的 Calix、Adtran 等公司；然而傳統的電信設備製造商，
例如：Alcatel-Lucent、Ericsson 與 Huawei 等，也都有相似的產品，只是他們 可以提供更多元的解決方案，應用層面更廣泛，去因應不同的接入網路，滿足不 同的服務需求，此傳統類型的供應商較具規模經濟，員工人數眾多，且全世界各 地均有其服務的據點，推廣新的技術較佔優勢。