規格的制定

主要功能是必須能夠處理合乎規範

Institute

，能在新規格研議期間即著手

圖 2-2 交換器產品生命週期與利潤關係圖 ^{資料來源：本研究整理}

台灣晶片設計廠商由於無規格制定的能力，研發時程常處於落後的狀況，除 LAN 的代表；目前乙太網路交換器上每個埠的傳輸速度，有三種常見規格：Fast

（10M/100M）、Giga（1000M）、10 Giga（10000M），通常越靠近 WAN/MAN 端 的交換器，埠的傳輸速度越高；隨著頻寬需求的成長，未來交換器必是越往高速 與越複雜發展，因此其技術門檻會越來越高。

交換器的核心為交換控制晶片，

（specification）的封包；而這些規範是由 IEEE（電機電子工程協會，The

of Electrical and Electronics Engineers）的成員所制定的，這些成員經常是某些公 司或研究機構的員工，因此說大型公司掌握了規格制定權，一點也不為過。

有能力制定規範的廠商則掌握著絶對競爭優勢

進行研發，俟規格制定不久後即可推出產品或甚至同步上市，因此能夠賺取高額 利潤；待市場成熟或新競爭者加入後，即發展更高規格或功能更強大之產品，以 作為市場區隔。

生命週期

產品利潤

了需要購買業界規格之外，還須避開領導廠商所設下的專利障礙，上市時通常產 品已處於成熟期，故常以價格戰爭奪市占率；以往國外廠商對於台灣廠商以價格 戰競爭的情形，多採取市場區隔策略（放棄現有市場，往更高利潤的市場發展）

或包裹販售產品。但由於代工盛行使國外廠商得以控制成本，為防止敵手從低價 市場崛起，價格戰也越來越常見。

本，可概略區分為固定成本與

可分為 Managed、Smart、Dumb 三級，定義如表 2-2。

越

本，由於晶片必須提供更多暫存器以供系統讀寫，還必須提供更強大的記憶 體直接讀寫功能，晶片的價格也隨之不同。表 2-3 為支援各種網管層級的晶片報 價。

分類 Managed Smart Dumb

Managed = Web Smart > Smart > Dumb

搭配其網管系統切入市場；其強大功能雖樹立了新的網管標準，但是這樣做的後 遺症，是導致此級產品價格全面下跌，利潤降低，讓競爭更為激烈。

New Management Function > Web Smart > Smart > Dumb

層級內，由於最貼近顧客，常被視為消費性通訊產品；而 費者對頻寬的需求，使埠的速度與數目有越來越高之傾向；至於在產品區分上，

網管功能越強大的產品自然定價也越高，但是對個人或家庭用戶而言，是否真的 需要交換器的網管功能則見仁見智，故在此級市場中，unmanaged 產品所占比例 甚至還高於 managed。

2.4 SOC 趨勢

System-on-a-Chip）是將原本分處在各個不同晶片，負責不同功能的元

交換器上有三種重要的晶片，其功能與成本比重如下：

SOC（

件，整合在單一晶片上。換言之，是指一種高度整合的元件，屬於系統層次的整 合晶片（System Level Integration IC；SLI）。各種晶片在發展初期都無法作到高度 的整合，之後隨著技術與製程的進步，才會有 SOC 的產品。

晶片種類 中央處理器 交換晶片 實體層晶片

（CPU） （MAC） （PHY）

功能 控制整個交換器 執行有關封包交 將電的類比訊號 的運作與網管 換時各種運作 轉成數位訊號 成本所占比重

（以 24 + 2GbE 的 交換器計算）

20 ~ 30 % 30 % ~ 35 % 15 % ~ 25 %

表 2-4 交換器中的重要晶片 ^{資料來源：本研究整理}

現階段整合有兩個方向，一個是中央處理器（CPU）與交換晶片（Switch Chip）

來之發展方向，應是先將所有的 PHY 整合進交換晶片，最後再將 CPU 整

SOC 的優點，是整合後的晶片較個別晶片之總成本低，系統可以簡化，提高 整合，已有晶片開發成功；另一個是交換晶片（Switch Chip）與實體層晶片（PHY）

的整合，因為每一個電介面的埠，都需要一個 PHY 來轉換數位類比訊號，有些 交換晶片可以支援高達 48 個埠，但目前的技術要把對應的 48 個 PHY 全都整合 進去，有實際的困難，只能做到將部份的 PHY 整合進交換晶片內。

未

合進去，也就是將來的交換晶片就已經含括了 CPU，MAC 與 PHY；如此一來，

單晶片價格遠遠低於個別獨立之晶片，交換器的電路也可大幅簡化與縮小，製造 良率亦可提高，總成本大為降低。

良率；缺點是被整合的晶片無再行搭配組合之彈性，相對地價格也較無彈性。將 來的發展，應會是晶片組與 SOC 並存，但對於單一機型大量生產的產品，還是 SOC 較具成本優勢。

2.5 整體解決方案

另外，還可達成遠端控制電源開關之功能，如果遠端發生了當機的情況，也可以 透過 PoE 電源讓存取點裝置重新開機。

此技術關鍵在於要綜合類比技術與電源管理方面的設計，可廣泛應用於設置

) 無線交換器（Wireless Switch）—無線傳輸技術在應用上必須考量傳輸距離、

無線區域網路、IP 電話或網路攝影機等；目前的問題是只有初步的標準（IEEE 802.3af），各家廠商有自己的做法，相容性仍待改善，也沒有可以應用於 10 Giga 埠的 PoE 技術。

1~11M IEEE 802.1a/b/g/n

（

尺 Wi-Fi），HomeRF Wireless PAN 10 公尺以下 1M BlueTooth

表 2-5 無線傳輸之 ^{資料 ：產業分}

針對中小企業或家庭用戶（SMB/SOHO）之交換器，無線傳輸已經是一個常

) 加強網路安全（Security Enhancement）—隨著寬頻和無線技術帶來生產力增

所有封包都必須經過交換器處理，藉由網路存取層的內部安全政策，以最大 分類與特性 來源 析 陳仁帥著 2005

見的功能；針對大型企業交換器的接取點（AP，Access Point），內建 Wi-Fi 以達 成無線傳輸，也是一個未來的趨勢；至於在長距離的無線傳輸，最常被討論也最

密解密，或是偵測合乎規範但不合理之封包並予以攔截，市面上已有產品可同時 做到防毒、防火牆、VPN（Virtual Private Network）、入侵防護、垃圾郵件防堵、

防間諜軟體、網頁過濾和流量塑形。

(4) 新一代的網路協定 IPv6—主要在解決 IP 位址不足的問題，因位越來越多主機

都會以太網路（Ethernet MAN）成長迅速—以太網路由於技術簡單，其產品

採用 Ethernet 架構不僅設備與建構價格較便宜，日常營運的維護成本也較其 或設備會連接到網路上，目前採用的 IPv4 位址只有用 32 位元，數年後 IPv4 位址 的數量便會不足，而 IPv6 是採用 128 位元來定址，可以有效解決 IPv4 位址不足 的問題。而支援 IPv6 的交換器需要有處理 IPv6 封包的能力，以市面上多將 L2/L3 做在同一交換器內，勢必會增加其銷售量。

(5)

方便一般用戶自行安裝，故市占率相當高；網際網路是透過 LAN、MAN 與 WAN 共同運作，在 2002 年以前，網路服務業者基於網路傳輸穩定度及成本的考量，

MAN 與 WAN 的部份大部份是採用 ATM 或 SONET/SDH 等技術構建而成；這樣 的架構造成 LAN 跨接至 MAN 或 WAN 時，必須經過轉換，也因此造成資料傳輸 的延遲。業界提出 Ethernet MAN 的架構，就是希望從 LAN、MAN 與 WAN 都是 採用 Ethernet 的架構，以減少網路延遲。

它技術低廉，故網路營運商在 MAN 逐漸採用 Ethernet 設備，進而帶動市場逐漸 擴大。

三、全球交換器產業結構

3.1 產業定義

根據國際標準機構（ISO，International Organization for Standardization）於 1978 年發表的開放系統互連（OSI，Reference Model for Open System Interconnection）

參考模型，它將一組通訊系統的功能性分為七個層次，在這七層模型中，每一層 皆定義了該層特有的協定（Protocol），每個協定則提供該層特有的服務，並且只 透過位於其下的協定與對方的相同協定交談，即所謂對等式（Peer-to-Peer）通訊，

這種堆積式的多層模型即稱作協定堆疊（Protocol Stack）。

事實上對應於 OSI 的每一層都有數種協定存在，通常每一層協定交談時，封 包內就有對應於該層的表頭（header），交換器就是根據這些表頭內的資料加以處 理；就產品的分類來說，大致可分為第二層交換器（L2 Switch）、第三層交換器

（L3 Switch）、第四至七層交換器（L4~L7 Switch）三種。

本研究所探討的 Ethernet Switch，就是專門處理第二層 Ethernet 協定的交換 器；但因為第三層交換器經常將第二層的功能做在一起（L2/L3 Switch），故本研 究蒐集之統計資料，亦包括此級產品；至於第四至七層中並不包括 Ethernet 協定，

故不在本研究範圍內。

3.2 市場區隔與特性

乙太網路交換器的應用很廣泛，產品類別也很多，本研究是以客戶與銷售通 路來區分，可得出有三種類型：SOHO（Small Office/Home Office）與 SMB（Small

& Middle Business）、Enterprise、Metro/Core，其特性如下表：

交換器類型 Metro/Core Enterprise SMB/SOHO

技術門檻 高 中 低

ISP 業者、 中小型企業或小

型家庭公司

客戶種類 大型企業

電信公司

應用範圍 WAN/MAN LAN LAN

產品單價 昂貴 中等 便宜

具堆疊 stacking

格，近來中國大陸訂定自有的 3G 規格 TD-SCDMA，與日本國內的 2G 行動電話 規格，都是很明顯的例子。

3.4 產業價值鍊 (1) SOHO/SMB

圖 3-2 SOHO/SMB 交換器之產業價值鍊 標準制定 晶片設計 設備製造 品牌銷售 使用者

此級產品因為單價低、競爭激烈、市場對價格敏感，故分工精細與 SoC 盛行；

這樣的產品特性剛好符合台灣廠商的專長，因此無論是晶片設計、設備製造或品 牌銷售，台灣的廠商發展的最好。產品方面原本預期 Giga port 會快速取代 Fast port，但因尚無殺手級應用出現，更替之速度不如預期。

(2) Enterprise

標準制定 晶片設計 設備製造 品牌銷售 大型公司

圖 3-3 Enterprise 交換器之產業價值鍊

此級產品售價較高、競爭激烈，分工精細與 SoC 盛行；晶片設計部份，由於 系統研發成本高，選擇晶片之考慮因素為：

— 整體解決方案（total solution）之價格

— 相關系列晶片未來之開發時程

— 晶片廠商的技術支援

此級市場中以美商 Broadcom（含自有品牌與設計代工）與 Marvell 的晶片市 占率最高，台灣的晶片設計廠商曾試著想進入此級市場；設備代工部份是臺灣的 強項，品牌則以思科 Cisco 市占率最高。

(3) Metro/Core

圖 3-4 Metro/Core 交換器之產業價值鍊

此級產品因為穩定度與功能為最優先考量，複雜度甚高，價格敏感度低，代

此級產品因為穩定度與功能為最優先考量，複雜度甚高，價格敏感度低，代