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第四章　光通訊設備　 4- 1

PIDA Photonics Industry & TechnologyDevelopment Association

第四章　光通訊設備

4 -1　技術概述與發展

　　由於區域網路的傳送距離亦可達好幾英哩，區域網路 (LAN)和

廣域網路 (WAN)的定義日漸模糊。現有的區域網路只停留在傳送檔

案、共用週邊設備；但未來的網路世界將整合所有可用的運算資源，

包括公司內部電腦、伺服器、公司外部大型主機、超級電腦等，透

過網路的傳輸，形成一個網路運算環境 ;屆時電腦與網路的區別不再

明顯，複雜的工作將透過網路分散到各電腦上，集體而快速的完成

工作。高速區域網路最主要的優點是原有應用程式不必重寫，如果

使用 ATM 交換式網路架構，則必須重寫以適合資料交換。隨著個

人電腦裝置量的提升和裝置點的擴展，網路不僅在辦公室快速普

及，也因為個人電腦進入家庭，加上 In t e rne t 網際網路的盛行，已

成為人類日常生活不可或缺的工具伙伴。據估計 ,全球交換式區域網

路將有巨幅的成長 ,而產值方面則仍以網路集線器、網路卡及網際網

路設備為最大。

圖 4 - 1 -1　一般數據通訊網路架構



4 -1-1　高速乙太網路

　　高速乙太網路是 90 年代初期出現的一種高速區域網路，其標

準已於 1994 年底由 IEEE 802.3 委員會通過 ,加上 10Base-T 標準的

確立，鞏固了乙太網路在網路介面市場的地位，乙太網路便迅速在

全球發展開來。

　　乙太網路能夠快速為市場接受的主要原因是其安裝使用容易、

執行速度快、低價、彈性、擴充容易、技術成熟，加上其通訊協定

容易，所以容易為使用者接受 ;雖然在用戶數增加時碰撞問題變得嚴

重，但是交換器的發展與應用使碰撞問題減到最小。網路環境近來

盛行的交換器 (Switch)產品，將乙太網路由廣播式的連結系統轉為

直接傳遞系統，可用於低速及高速的傳輸速率上。高速乙太網路以

現有乙太網路為基礎，增加新的工作站集線卡和 100Mbps 收發機

後，可以將工作速率提高到 100Mbps。與標準的 10Mbps 乙太網路

一樣， 100Mbps 高速乙太網路能配置成交換型或頻寬共享型，可以

支持半雙工或全雙工連接。其實高速乙太網路仍然是乙太網路，並

非全新的技術，因而較易被大量的原乙太網路用戶所接受，所以一

般估計高速乙太網路將會有相當的成長。

　　首批支援 Gigabi t Ethernet 且具有 Gigabit 級傳輸率的產品已於

1996 年底上市，預料於公元二千年會普及。它將會是繼目前個人電

腦區域網路 (LAN)標準的 10BASE-T 以及 100BASE-T 之後的第三代

Etherne t。

　　 Gigabi t Ethernet 為一個較 Fas t E therne t 更高速的區域網路，可

加快數據傳輸率至 1Gbps，並盡可能維持和既有 Etherne t 有最多的

共同點（表 4- 1）。 IEEE 802.3z 工作小組已決定不更改具碰撞偵測

協定 (CSMA/CD)的載波感應多重存取或新系統中既有 Etherne t 的架

構格式，如此在無須大事更改 Etherne t 設備或電子郵件應用軟體的

情況便可加速既有的企業網路。

　　在與非同步傳輸模式 (ATM)和其他高速區域網路相較之下，

Gigabi t Ethernet 的優點在於它不需作任何的修改就可以使用

Etherne t 封包數據 ,這和 100-Mbps Fast Ethernet 所使用的策略相同 ,



希望藉此推廣新技術的普遍使用。

表 4 - 1 -1　三種 Ethernet 技術的比較

技術 Ethernet Fast Ethernet Gigabi t Ethernet

規範 10Base -T* 1 10Base -T 未定

傳輸率 10 Mbi t s / s 100 Mbi t s / s 1 Gbps

架框格式 IEEE 802.3 IEEE 802.3 IEEE 802.3

架框大小 64至 1,518 位元組 64至 1,518 位元組 64至 1,518 位元組

存取控制協定 CSMA/CD CSMA/CD CSMA/CD

雙絞線 100m 或更多 100m 或更多 2 5 m 至 100m

多重模式光纖 - 2 k m 或更多 500m 或更多

傳輸距離

單一模式光纖 - 20km 或更多 3 k m 或更多

雙絞線M a n c h e s t e r編碼

MLT-3 和 4B/5B

混合編碼* 2 未知

傳輸線編碼光纖 -

NRZ 和 4B/5B

混合編碼* 3 8B/10 編碼 * 4

最大網路區段長度 3 k m MII 200m

實體層和媒體存取控

制下層之間的介面A U I GMII

*1 以雙絞線為基礎的標準。此外，也有使用同軸纜線的 10BASE2

和 10BAS-E5，以及使用光纖的 10BASE-F。

*2 100BASE-TX。和雙絞線 FDD 標準 (TP-PMD)的技術相同。

*3 100BASE-FX。與 FDDI 的技術相同。

*4 與 Fiber Channe l的技術相同。



圖 4 - 1 -2　Gigabi t Ethernet 的功能區塊

至Ethernet交換機、個人電腦

存取控制器

GMII（實體層和媒體存取控制下層之間的介面）

8B/10B編碼器/解碼器

具1,300nm波長的

單一模式光學模組

具780nm波長的Fibre

Channel光學模組雙絞線收發器

8B/10B編碼器/解碼器

具50或62.5μm芯線直徑的多

重模式光纖(200m至550m)

雙絞線

(25m至100m)

單一模式光纖

(2km至10km)

Gbit Ethernet交換機、

中樞器

傳輸媒介

（傳輸距離）﹙____

Gigabit

Etherne模

組或電路板

4 -1-2　電信光傳輸設備

　　近幾年來由於資訊科技的高度發展及網際網路的流行，各種結

合語音、數據及視訊的多媒體應用，使得人們對寬頻通訊的需求不

斷增加，所需傳送的資訊也不再侷限於語音和數據。電信經營單位

為了因應新的通信需求，需要一種新的交換技術，使單一的網路架

構便同時提供即時性和非即時性訊務的服務。即時性訊務的傳輸如

語音或高解析度的視訊，能容忍少許的傳輸損失，但不能有太多的

傳輸延遲。非即時性的訊務如電腦數據或檔案的傳輸則正好相反，

能容忍傳輸延遲卻不能有損失。此外 ,傳統電信網路在頻寬使用上效

率非常低，這是因為不論是語音或數據的傳輸均採用同步傳輸模式

(Synchronous Transfer Mode, STM)，網路頻寬的應用非常沒有彈性。

用戶建立傳輸連接後，不論是否有使用，整條電路的頻寬會完全被

佔用，不但電信經營者無法將頻寬彈性應用，用戶也須多花冤枉錢，



例如某公司需作高容量的數據傳輸，向電信局租用線路時，只有兩

種選擇，不是 T1(1.544Mbps)便是 T3(44.736Mbps)的專線，而且不

論使用率如何都得按月付費，因為電信局必須保留整條專線的頻

寬，無法在線路沒被使用時拿來作別的用途。

　　用戶迴路是指用來將語音、數據或視訊等信號從中心點送到各

個用戶的通訊網路。電話公司將區域性的信號從中心局 (CO: Cent ra l

Off ice)送到各區的遠端局 (Remote Terminal)，然後再用雙絞線將每

個用戶與遠端局作星狀連接，提供雙向的語音和數據服務。電話公

司在有了高速的光纖傳輸網路及寬頻的交換技術之後，還得要讓用

戶能夠擷取寬頻的服務。傳統的雙絞線在傳輸距離及頻寬上有很大

的限制，於是乎光纖的應用逐漸從傳輸骨幹網路朝用戶端延伸。光

纖在用戶迴路上的應用開始於用數位迴路載波系統 (DLC:Digi ta l

Loop Carr ie r )將偏遠地區的電話訊號多工於光纖中從地方局傳到遠

端局，然後解多工回電的訊號，以雙絞線連接到用戶。



n 　同步光纖網路

　　同步光纖網路 (SONET/SDH)採用同步分時交換技術，具有強大

的網路運輸、管理與維護功能，與傳統的 PDH 系統相比，具有 (1)

充分利用光纖傳輸頻寬特性，傳輸速率大大提高； (2) 規格

SONET/SDH 已經統一； (3)任何廠商的產品都可互接； (4)加強網路

管理結構； (5)可利用軟體將高速訊號分支成較低速的支路信號，便

利傳輸等幾項好處。

　　 SONET 與 SDH 雖然都是以同步多工的概念為基礎，但在定義

上仍有少許的差別，主要的差異可以溯源至 PDH 中北美架構的

T1(1.544 Mbps)和歐規架構的 E1(2.048 Mbps)兩大系統之不同。

SONET 的提出是基於北美的 PDH 環境，開發之初並未考慮兼容歐

洲的 PDH(E1)系統， SDH 的提出乃是基於 SONET 的基礎，除了兼

容 T1 與 E1 兩大系統，並做了些改進，因此 SDH 與 SONET 是相似

的，但是並不是相同的，雖然近年來 SDH 與 SONET 的標準各自都

有一些修改，並有靠攏的趨勢，但是不同之處仍然存在，如系統速

率、多工結構、映射支線的速率、管理開銷及負載信號的定義等，

足以影響到設備直接的互連。

表 4 - 1-2　 S D H 與 SONET 的同步格式對照

SONET Bit rate(Mbps) SDH

STS-1 OC-1 51.84 - -

STS-3 OC-3 155.52 S T M - 1

STS-12 OC-12 622.08 S T M - 4

STS-24 OC-24 1244.16 - -

STS-48 OC-48 2488.32 STM-16

STS-192 OC-192 9953028 STM-64

資料來源： PIDA 整理



　　大體而言，在 155Mbps 的通訊速度等級上 (即 STM-1 或 OC-3) ,

SONET 和 SDH 是採用相同的架構，但在 155Mbps 以下時，北美及

歐洲的同步數位網路架構並不相同。 SDH/SONET 同步光纖網路使

得高速光纖網路更有效率、更具可靠性及相容性 ;其標準不僅適用於

光纖網路，也適用於微波和衛星通訊。由於目前全球幾乎皆採 SDH

架構 ,而台灣也想要改制成 SDH，朝亞太營運中心目標邁進，因此

以下即針對 SDH 架構及技術面作陳述。

　　 SDH 比起 PDH 可說是具有無可比擬的優越性，不過 SDH 也有

其不足之處，由於信號內建管理開銷 (overhead)，使得頻寬利用率

不如傳統的 PDH 系統，例如 PDH 的 140Mbps 可容納 64 個 2Mbps

信號，而 SDH 的 155Mbps 只能容納 63 個 2Mbps 系統，其頻寬利用

率從 94%下降到 83%。其次由於 SDH 採用了指標器調整信號速率，

增加了抖動及漂移的可能性，對設備的要求也更為嚴格。

　　廣義的從同步光纖網路應用觀點來看， SDH 設備包括四個系

列：

1.終端多工機 (TM:Terminal Mult iplexer)

2.塞取多工機 (ADM:Add and Drop Mult iplexer)

3.同步光纖數位交接系統 (DCS或 DXC:Digital Cross-Connect System)

4.SONET 數位迴路傳輸系統 (DLC:Digi ta l Loop Carr ier)

　　同步光纖網路其網路設備的光介面已被清楚的定義出來，不同

廠商所製造的設備經介面可以完全相容，所以網路上的重要設備如

終端多工機、塞取多工機及數位交接設備等皆可透過介面互連，而

塞取多工機更可大幅提昇網路傳輸效率並降低通訊成本。

　　整體來說，與一般現有網路系統相比， SDH/SONET 具有下列

主要優點：

1.能將語音、數據、視訊和影像訊號多工到同一寬頻同步頻道中，

各字元在該頻道中皆能被識別。

2.降低了設備要求並提高了網路的可靠性。

3.允許在個別的基礎上管理有效負載字元，簡化集中性故障的分段



處理。

4.各不同廠牌產品皆可在通用標準的基礎上相連接。

5.定義了一個能適應未來應用 (如各種不同速率的 ATM)的靈活體系

結構。

6.定義了攜帶較低速數位訊號的同步多工格式，大大簡化了到數據

交換介面、數據跨接交換，以及進入、退出多工器的同步結構。

　　光纖通信網路節點與節點間的傳輸要求的是提高傳輸容量及延

長傳輸距離。現階段所建設的光纖長途幹線大多為 2.5Gbps、 5Gbps

或 10Gbps 的系統，為了應付未來的通信需求及有效的運用已鋪設

的光纖，訊號的傳輸速率勢必要再提高。摻鉺光纖放大器 (EDFA)配

合密分波多工 (DWDM)技術的應用實乃增加傳輸容量的最佳方式。

目前 10Gbps 的高容量傳輸系統已應用在現有的長途光纖網路上，

100Gbps 以上速率的系統已在研發之中。

　　在台灣技術發展現況方面，國內中華電信研究所有鑑於全球同

步光纖網路的發展趨勢，繼寬頻塞取多工機 ADM 600 之後，再著

力研製速率較低但功能較複雜的 ADM 150，而 TM 150 則是 ADM 150

研製程中的先期產品，主要的差異在於它不具時槽交接的功能。基

本上， TM 150 是一套多工設備，最大傳送容量為 155.52Mbps，支

流信號有 DS1、DS3 及 E1 三種，信號映射 (Mapping)完全符合 ITU-

T 的規定，已委由合作廠家產製 12 部，並應用於 NII 實驗網路中。

我國過去一直沿用美規之 SONET 系統，近年來為發展台灣成為亞

太營運中心目標之一的亞太電信中心，乃著手朝改制成 SDH 系統

努力， SDH 傳輸設備採購計劃亦已陸續開始招標購入。

　　我國同步光纖網路技術發展的重點單位在中華電信研究所的傳

輸技術研究室和工研院的電通所，主要的發展方向有 SDH 國家標

準的制定、ADM 設備的研發及 NII 實驗計劃 ADM150/ADM600 試

用網路的建設等。此外 ,中央標準局為推動資訊與通信國家標準化，

設立電信分組委員會負責制訂我國電信標準的草案 ;委員會下的 SDH

工作小組成員來自中華電信研究所、中華電信公司、各電信管理局、

工研院電通所和產業界專家，負責推動 SDH 國家標準的制訂以規



劃我國未來同步光纖網路的藍圖。 SDH 工作小組訂定了我國的 SDH

多工架構，完成了我國 NII 的 SDH 網路標準草案、光界面及數位光

纜系統標準、網路設備及網路管理系統標準的制訂以作為國內電信

廠商製造產品的依據。

　　中華電信研究所一直積極持續投入相當多人力，以建立關鍵性

技術，並與國內產業界有密切合作研發及技術轉移的關係，期能建

立國內自主的製造技術。ADM150 和 ADM600 是 SDH 寬頻網路的

重要傳輸設備，中繼幹線傳輸速率分別為 OC-3(155Mbps)及 OC-

12(622Mbps) ，可提供的服務介面為 DS1(1.544Mbps) 及

DS3(44.736Mbps)。ADM150 及 ADM600 依循美規同步光纖網路介

面標準，不同廠家所發展的同步光纖網路設備可以互相銜接，可在

高速信號中進行支流 (Tributary)信號之塞取，並可提供數位信號交

接功能以進行穿透 (Through)、時槽交換 (Time Slot Interchange)、廣

播 (Broadcast )等應用，適合寬頻固定通信對象之使用 ;若配合網管系

統一起運作，更容易達成集中維運之要求。

　　電通所方面則致力於研發包括網管軟體、測試平台等在內的合

乎 SDH 規格的 STM-1 塞取多工機，並將多工機技術移轉給多家廠

商，目前包括榮群、台林等多家廠商已有產品上市並外銷。

　　儘管光纖傳輸網路在容量方面有微波通信網路無法比擬的優

點，但不管是通信主幹線還是支線上， SDH 微波系統仍然是光纖網

路不可缺少的補充和保護設施，而且建設 SDH 微波通信網費用較

低、見效也較快。SDH 微波通信網路可以與光纖網路形成閉合環路、

與光纖網路系統串接使用、克服路由上地理與氣候條件的困難、作

為光纖網路的備用網路，以解決整個通信網路的安全問題，因此有

其存在的必要性。目前全球生產 SDH 微波產品的公司有北方電訊、

NEC、富士通、阿爾卡特、西門子、博世、 ABB 和飛利浦等幾家。



n 　非同步傳輸模式 (ATM)

　　A T M 會成為未來網路骨幹、區域網路以及有線電視業者所選擇

的熱門架構，理由有以下幾點：

　　彈性 (Flexibil i ty)─ ATM 能提供不同的功能具有介面連結、服

務品質參數、可調整的網路頻寬設計、網路協定透明 (Protocol

Transparency)、自動網路最佳路徑等。在資料協定部份，支援乙太

網路，記號環網路 (Token Ring)、 FDDI。對同步傳輸的 T1、DS3 規

格皆可適用，視訊以 MPEG1、MPEG2、 JPEG 均無問題，介面以

ATM25、O C - 3、OC-12、OC-48、及 ATMDS3/T1。

　　擴充性 (Scabili ty)─對頂級的 ATM 交換器設備而言，頻寬的增

加可在線上直接完成，OC-3 155Mbps 網路模組可以直接升級至 OC-

12 622Mbps 卻不必關機停下網路正常運作，多重連接亦可以增加。

　　投資保障 (Investment Protect ion)─目前 A T M 連線速度已到 OC-

48 速度，OC-192 不久後問世，這些標準均由 ATM Forum 所制定，

目前購入的設備在將來仍可繼續使用。

　　協定透明性 (Protocol Transparency)─對 IP 來說， IP 並不會察

覺 ATM 是實體傳送架構，尤其是當某一線路失效，ATM Layer 可

自動重新選徑，遠在 IP Layer 偵測到有路徑失效前。想想看，一個

大型網路，若 IP 發現某路徑失效而要重新選徑及重新整合全部網

路的路徑表 (routing table)，所需要成本不可不謂甚大。

　　成本考量 (Cost )─因為 ATM 可藉由 QoS(Quali ty of Service)的

特性預留頻寬，使得光纖利用效率更佳。事實上，A T M 設備典型上

較 SONET 及 DWDM 為低，另外一個因素是單一的技術可以降低訓

練人員的成本。



表 4 - 1-3　三種非同步速率

歐洲北美日本

信號速率 K b p s 信號速率 K b p s 速率 K b p s

E0 64 D S - 0 64 64

E1 2048 D S - 1 1544 1544

E2 8448 D S - 2 6312 6312

E3 3 4 3 6 8 D S - 3 4 4 7 3 6 3 2 0 6 4

E4 1 3 9 2 6 4 9 7 7 2 8


表 4 - 1 -4　現行的 ATM 標準

傳送距離

傳輸媒介 155.52Mbps 622.08Mbps 2.448Gbps

雙絞銅線 100m N/A N/A

CAT3銅線 100m N/A N/A

CAT5銅線 100m N/A N/A

塑膠光纖 50m N/A N/A

Hard Clad Polymer Fiber 100m N/A N/A

50µm多模光纖(短／長波長) 1 km/2 km 300m/500m 300m/300m

62.5µm多模光纖(短／長波長) 1 km/2 km 300m/500m 100m/300m

單模光纖 15km 15km 3km




　　A T M 網路可容納低於其頻寬的所有傳輸服務，而使用者利用光

纖、同軸纜線或最傳統的雙絞線即可連上 ATM 交換機，享受快捷

穩定的服務；目前廣為應用的區域網路利用長途 ATM 交換機可將

許多現有服務整合起來，而 ATM 區域網路更有逐漸取代傳統中低

速區域網路的態勢。基本上，A T M 區域網路在各方面都遠優於傳統

區域網路，而現今最大的缺點仍然是價格太高的問題

　　A T M 網路最初是以提供固接式虛擬電路 (Permanent Vir tua l

Ci rcu i t ; PVC)服務及支援其它傳輸標準 (如 IEEE802 .X、 T1、 T3 或

FDDI)介面的 UNI 為重心，使現有的通訊設施能夠利用 ATM 骨幹

網路互通資訊，例如現有的路由器 (router)、閘道器 (gateway)、集配

器 (hub)、多工器 (mult iplexer)等設備，加上 ATM 轉換器後便可以登

上 ATM 的骨幹。透過 ATM 的骨幹網路可以將各種區域網路 (如

Etherne t、 Token Ring、 FDDI、 ATM)的使用者連接在一起，甚至可

透過公眾 ATM 網路與遠端的使用者相連。未來 ATM 技術將具有交

換式虛擬電路 (Switched Virtual Circui t ; SVC)服務功能，無論是封

包式 ATM 服務或現有的電路式服務皆可經由 ATM 交換設備互通，

亦即 ATM 網路將扮演整合多工、交換、數位交換及骨幹網路的角

色，其所提供的接取功能更將涵蓋各種通道 ,用戶端可透過 ATM

HUB，整合 LAN（非語音方面）與 PABX（語音方面）。A T M 在資

訊服務方面將提供與虛擬專用網路 (VPN)伺服器、區域網路伺服器

及視訊伺服器 (Video Server)的介接功能 ;在網路相連方面則提供與

GSM 網路、 X.25 分封網路、訊框傳送網路、電話交換網路及窄頻

式整體服務數位網路 (B-ISDN)的轉接功能。

　　在國內方面 ,技術研發單位仍以中華電信研究所及工研院電通所

為主，而中華電信公司在行政院 NII 推動小組的規劃下也積極投入

A T M 寬頻服務試用網路。目前中華電信研究所已完成 ATM 虛擬路

徑交換機、A T M 多工機、ATM 區域網路交換機、ATM 集線器 (Hub)

和 ATM 終端配接卡 (Terminal Adaptor)等多項產品的研發。



4 -1-3　光纖用戶迴路

　　光纖用戶迴路是指用來將語音、數據、影像或視訊等信號從中

心點送到各個用戶的光纖通訊網路。光纖在用戶迴路上的應用開始

於用數位迴路載波系統 (DLC: Digi ta l Loop Carr ier ) ,將偏遠地區的電

話訊號多工於光纖中並從地方局傳到遠端局，然後解多工成電的訊

號，以雙絞線的方式連接到用戶。若單就服務的頻寬與品質為考量，

建設電信用戶迴路最徹底的辦法應是將光纖從電信局拉到每個用

戶，即光纖到家 (Fiber To The Home, FTTH)，但是由於每個用戶都

需要一套光電設備，除非是通信需求量很大的用戶，否則很難在經

濟上負擔建設 FTTH 所須投資的費用，且一般住家未必都需要用到

光纖所提供的高頻寬，因此光纖到鄰 (FTTC: Fiber To The Curb)應

是較合實際的方式 ,即用光纖把信號送到一群用戶的中心點，將信號

轉換回電的訊號作適當的處理後，再用銅絞線或同軸電纜接到用戶

端。 FTTC 的架構由用戶共同分擔昂貴的設備費用，不但較合乎經

濟效益，且讓電信局能夠提供電話以外的視訊隨選、視訊會議、網

際網路擷取等寬頻服務。 FTTC 是用光纖以星狀架構連接交換機房

內的數位終端主機 (HDT: Host Digi tal Terminal)及位於用戶近鄰的

光網路單元 (ONU: Optical Network Unit)；電話的訊號在 ONU 處被

轉換回電的訊號，經適當的處理後，用雙絞銅線送給用戶，而數位

的視訊則可用雙絞銅線或同軸電纜送給用戶，每個 ONU 可服務 8

到 50 個用戶。

　　早期的 FTTC 設計只能傳送數位的訊號，因此若用來作視訊的

服務，用戶須備有 Set-Top-Box 才能將訊號轉換成類比的視訊供一

般的電視用 ,但由於 Set-To-Box 的價格一直居高不下，因此用戶接

受的程度不高。現今的 FTTC 除了光纖主幹線外 ,以同軸電纜將電源

及類比視訊送到 ONU 而解決了 FTTC 的電源及類比視訊的問題，

使得 HFC 的網路在今年成為一個熱門的話題。

　　目前光纖到家還不是很實際的作法，較合乎經濟效益的方式是

採用如被動光纖網路、主動光纖網路、混合光纖網路等光纖迴路架

構，在這些網路中又有單星及雙星之分。目前一般看好單星的被動

光纖網路 (PON: Passive Optical Network)會是最經濟的光纖到鄰方法。



n 　被動光纖接入網 (PON)

　　光纖接入網目前仍處於發展的階段，不能立刻普及的原因是接

入網實際上利用了大量的銅雙絞線和同軸電纜，所以造成阻礙；為

了擴充頻寬，相對應的發展了一些新的技術如 ADSL (不對稱數位

用戶迴路 )及 V D S L (極高速數位用戶迴路 )等。雖然能夠有效發揮固

有網路的效能，但這些都無法突破原有傳輸介質的限制。隨著幹線

網路全光纖化的發展趨勢及通信業務的迅速增長，現有網路接入部

分有限的頻寬將成為業務增長的障礙。因此光纖以其適合寬頻業務

通信的優點成為構成接入網的最佳選擇。在發展光纖接入網的過程

中，為了要使 FTTH(光纖到家 )這一個前景成為現實，就必須加快 PON

網路技術的發展。下面將介紹 PON 光纖接入網的系統構成。

　　在接入網的發展過程中， PON 具有以下的特點： PON 可實現點

對多點的通信，每個 ONU 可連接幾個到幾十個用戶，光設備費用

較低，這是其優點，另外最具吸引力的是 PON 可實現與有線電視

的共同傳送。這種方式還具有初期投資少，使用靈活的優點；可以

把 POTS 與 CATV 兩個獨立的業務網路做良好的結合，適合多媒體

業務的發展方向。而 PON 每經過一次分光器，光功率就衰減 3dB

以上，所以傳輸距離不能很遠，這是其缺點，並曾經一度限制了 PON

的發展。現在發展的寬頻 PON 分光率低於 32，網路範圍最大 20km。

但從核心業務網絡的長遠發展考慮， PON 的分光率還必須提高，才

能接入更多的用戶。

　　不過在推行寬頻業務時，有以下技術問題需解決：對來自用戶

端的上行信號的突發性的處理以及上下行方向對分光器的要求的提

高，當然傳輸距離也是一個限制。這些都成為 PON 的發展障礙，

然而隨著這些技術問題的逐步解決， PON 越來越展現出良好的發展

前景。從而使 PON 成為發展光纖接入網的首選技術。

　　被動光纖網路的缺點是處理上行信號的 TDMA 技術必須顧慮用

戶與耦合器間的距離，協調各用戶傳送信號的時程才能避免光信號

在耦合器發生重疊的現象。由於所有的用戶的上行信號皆混雜在同

一個傳輸通道中傳送，若其中有某個用戶未遵循通訊協定，整個節

點的通信功能將可能被破壞 ;此時 ,分波多工被動光纖網路 (WDM



PON)是可行的解決方案 ,它是利用分波多工器將各服務區的信號以

不同的波長結合於光纖中傳輸，然後用分波解多工器將不同波長的

訊號分解出來並送到用戶近鄰 ,上行的信號則沿相反的程序回到交換

機 ;不過 ,成本高昂是其最大的缺點。

　　未來的通信發展日新月異，為了適應用戶不斷增長的對各種業

務的需求，接入網建設要充分考慮到網路升級問題。因此對 PON

光接入網，要求擁有較高的接入容量，則 W D M 技術具有美好的應

用前景，這也是基於網絡升級的考慮。在下行方向固定波長範圍，

而上行方向則在分光器的光中繼單元採取固定的波長變換。這樣，

在饋線段就可以在不同的波長應用分時多址技術構成多個時分多址

信道。而在用戶接入線段只有一個分時多址通道。如此可以逐漸提

高 PON 接入網的頻寬，而不必增加更多的投資。

　　光纖接入網是接入網發展的必然，而基於 PON 的光纖接入網

投資少、接入用戶多、傳輸距離遠等優點，發展前景相當看好，但

是 PON 的光纖接入網，還有許多課題需要研究，以適應不斷發展

變化的市場。

4 -1-4　有線電視光傳輸設備

　　目前應用在有線電視的光纖傳輸系統主要有 1310nm 與 1550nm

二大系統；一般業者多用 1310nm 系統，而電信局則採 1550nm 系

統。就傳輸品質的觀點而言， 1310nm 與 1550nm 最大的差異在於訊

號的傳輸損耗和色散兩方面： 1550nm 因衰減率較低，所以在長距

離傳輸方面較佔優勢，不過色散現象卻是 1550nm 系統的一大弱點，

不若 1310nm 色散值幾乎為零般理想。為解決 1550nm 在色散方面

的弱點，可使用色散位移光纖或是以外部調變雷射來消除 laser

chirping 的現象，目前市場上許多 1550nm DFB 的光發射機便是採

用外部調變方式 ,不過 1550nm DFB 光發射機的體積較大，價格也較

昂貴。 1550nm 光發射機因具有較高功率的光輸出，故常被以多光

分歧次數的方式應用在光纖傳輸網路上，然而多光分歧所帶來的代

價是雙向服務時頻寬使用的嚴重受限；一般而言，單一雷射光發射

機的輸出會分成三或四路並接至個別的光收訊機，每一部光收訊機



再將光訊號轉回成電訊號，並透過同軸纜線傳遞給 500 至 1000 個

用戶，所以一部光發射機所傳遞的訊號可服務數千個收視戶。未來

有線電視光纖傳輸網路將逐漸趨向使用低功率光發射機、以及低光

分歧次數的架構，以提供訂戶較完善的雙向服務。若以 1550nm 負

責較長距離的頭端間 (或 Hub 間 )連接，在星狀分配網路上搭配

1310nm，如此將可使頻寬的利用及雙向服務的擴展有更大的彈性空

間；因此，未來 1550nm 與 1310nm 極可能是共存而非完全競爭，

亦即 1550nm 將與 1310nm 扮演彼此互補的角色。

　　除了 FTTC 外 ,HFC 是另一種類似且相當可行的用戶迴路架構，

同時也是目前有線電視台積極鋪設的網路架構。H F C 是用光纖將訊

號從頭端送到具有光電轉換功能的節點，再用同軸電纜以串接的方

式將高品質的射頻訊號送至 200 到 1000 個用戶，位於用戶家裏或

路邊的 RF Modem 則將訊號自射頻載波中取出或加入，能以最有彈

性的方式提供最多的類比及數位服務。H C F 網路中，同軸電纜的頻

寬 (~ 1GHz)即為每個光電轉換節點所能提供的服務頻寬 ,一般是用

50MHz 到 750MHz 的射頻範圍作為下行 (從節點到用戶 )服務

用 ;50~550MHz 可以廣播方式傳送大約 80 個頻道的 NTSC 的類比視

訊； 550~750MHz 則可用來以 64QAM (Quadrature Amplitude

Modulat ion) 或 16VSB(Vestigital Side Band)的調變方式傳送數據、

數位視訊或電話服務的下行傳輸，若用來作數位視訊的服務如視訊

隨選、互動電視等，訊號必須經過 MPEG 壓縮處理，因此在用戶端

必須備有 Set-Top-Box 將接收到的訊號解壓縮並轉換成類比的視訊

以供一般的電視使用。從 5MHz 到 35MHz 的頻寬範圍則可用來作

上行的通訊用，如傳輸狀態的監控訊號、互動電視、電話或數據傳

輸的上行訊號等 ;HFC 的上行訊號，可由數百個用戶共用 30MHz 的

頻寬，在同軸至光纖的節點處，各服務區送來的訊號須利用移頻器

(Up-Conver ter )將頻率移至適當的位置，在作頻率堆疊 (Frequency

Stacking)處理後送入光纖中傳回頭端。

　　有線電視光纖 /同軸纜線混用網路 (HFC)乃是以光纜為主幹線，

而在用戶迴路部份採用同軸纜線的一種有線電視光纖網路架構。一

個典型 750MHz 的 HFC 系統除了可以繼續提供 50∼ 80 個頻道的類



比有線電視節目外，還可以提供有線或無線電話、數據、多媒體、

互動式影像和 VOD 等雙向服務，成為所謂的全方位服務網路 (FSN:

Full Service Network)。簡而言之， HFC 網路是一種綜合應用數位和

類比傳輸技術、光纖和同軸電纜技術、射頻技術和智慧型網路技術

的接取網路，適用於有線電視網路與電話網路，是將光纖應用逐步

朝 FTTH 階段推進的一種經濟型演進策略，因此 HFC 極可能成為本

世紀末之前擴展最快的一種寬頻網路架構。事實上，H F C 與 FTTC

在網路光纖化的比率上已頗接近。目前在北美地區，H F C 網路架構

不但已成為有線電視公司的必然選擇，同時也為部份電話公司所採

用，而它也是全球各國紛紛跟進採用的模式。以台灣和中國大陸的

有線電視系統為例 ,亦皆採大同小異的 H F C 網路架構。

表 4 - 1 -5　H F C 與 FTTC 架構特性比較

H F C 架構 FTTC 架構

光纖節

點大小可提供服務給約 500個用戶可為 8到 20用戶提供服務

數位

視訊

依據壓縮技術及調變方式的不同，最多可

於每個光纖節點提供 1000 個數位節目－

此數目會因類比視訊服務的提供而減少

利用 switched VOD 的設計方

式，最多可提供每個用戶 6 個

custom channel

類比

視訊

最多可提供 110 個頻道的類比視訊服務－

此數目會因數位視訊服務的提供而減少不提供類比視訊服務

語音及

數據

每個節點可提供約 500 個語音頻道，其中

部分可用來傳送數據資料

可提供 96個語音頻道及 4個 T1

頻道

電源

供應可利用同軸電纜傳送至用戶端須利用額外的銅線傳輸

成本

在一個能同時提供語音、數據、影像和視

訊服務的系統中，每個用戶約須負擔美金

1000元

每個用戶須負擔美金 1200∼

1300元

資料來源：有線與寬頻科技



圖 4 - 1 -3　我國有線電視系統一般架構

Satell i te Dish

Video

編碼

節目

TVRO

微波接收 �

�

微波接收 �

�

衛星

調變器

調變器

放影設備

無線電視台

製片廠

編碼電波

解碼編碼

調變器

同軸

電纜分配中心

客戶

光分歧器

客戶

支線放大器

同軸電纜

幹線放大器

分配

中心

衛星區間 C A T V 區間

資料來源：衛星與有線電視

　　H F C 網路最主要的優點在於增加數位頻道相當容易，目前

550MHz∼ 750MHz 之數位頻道頻譜以 QAM(Quadrature Ampli tude

Modulat ion)、VSB(Vest igial Sideband)數位調變約有 300 個 MPEG

影像訊號，將來數位頻段可向下延伸至 450MHz，屆時將可提供多

達 500 個頻道。

　　與傳統企業網路不同的是 ,有線電視網路擁有的頻寬足以滿足現

在所有商業活動的需求。事實上 ,有線電視網路 (Cable Network)可說

將是多媒體網路 (Multimedia network)的縮影。可惜的是目前在國外

舊有的有線網路仍使用多種不同技術組合以支持多媒體應用 ,是不符

合時代需求亦不合成本效益考量 ,例如：

1.視訊影像仍是由頭端 (headend)經由 analog f iber , 轉換成其它非標

準方式傳送至每一區域。

2.data 部分則經由獨立的 dark f iber ,或 SONET,或 POS (Pocket Over

Sonet)等不同方式。

3.Voice 部分經由地區電話業者 T1,pots 等。



　　從以上的情況可得知單一設備僅支援特定應用 ,無法支援其它應

用及頻寬 ,對這些成本昂貴的設備而言 ,實在無法達到最大效益。目

前這現象已被網路顧問及設備供應商所注意 ,並開始轉移所有或大部

分的應用到 ATM 網路技術。以當今的 ATM 技術 ,ATM 支持所有主

要應用包括影像視訊 ,語音及資料均無問題。有線電視業者可經由單

一的架構與單一的技術支援小組 ,在同一個網路上提供 MPEG-I、

MPEG-II、 J P E G 視訊資料 ,在 ATM 的 T1 上跑語音 ,及資料輸送 ,經由

A T M 或由 Ethernet Token Ring, FDDI 傳統技術接至 ATM 均可。經

由 ATM 網路 ,有線業者亦容易與鄰近電信業者或其它有線業者連接 ,

可藉此擴展其領域 ,節目 (Conten t ) ,這可謂提昇業者營收並降低成本 ,

早日回收投資金額。

4 -1-5　光通訊量測設備

　　對光纖通訊系統進行安裝、測試、調整、特性評估及偵錯維修

所需的儀器通稱為光纖通訊量測設備。對通信系統業者而言，光纖

通訊量測設備主要測試項目有光功率、光衰減、節點損耗、光纜長

度、故障定位等。現今量測設備已逐漸與電腦結合，未來更將朝可

進行自動化監測及標準化儀器校準的方向發展，以期能確實保障並

造就品質佳及穩定度高的光纖通訊系統 ;在此發展前景下，全球光纖

通訊量測設備值與量每年都會有穩定的成長 ,性能也持續提昇。

　　常用的光纖通訊量測設備有光時域反射計（ OTDR）、穩定光

源、光功率計、光衰減器、光波長計、光譜分析儀、光色散測試儀、

光模場直徑測試儀、光纖頻寬測試儀等。一種量測設備往往有不同

型號，分別適用於不同用戶 :例如市場上的光功率計其測量範圍為 -

70~+3dBm 數量級的可滿足一般通信用戶的要求；範圍為 -

110~+13dBm 數量級的，分波多工系統的用戶可以選用；而測量範

圍為 -90~+27dBm 數量級的，則適用於光放大器的測量。穩定光源

的選用也類似，用戶可根據所需輸出功率的大小選用 LED 或 LD 光

源。分波多工和環路光纖的用戶則可選用雙光源的。光時域反射測

試儀的選用除考慮基本功能外，主要考慮背向散射單程測距動態範

圍。它能測試的最大的距離等於動態範圍值被光纖每公里損耗值相

除，用戶可根據所需要的最大測距要求選用合適的光時域反射測試



儀。目前市場上的產品有動態範圍 20dB、 25dB、 30dB 或更高的 , 價

格差別也較大 ,主要依客戶需求而選用。光通訊量測設備的主要供應

廠家有 HP、Anr i t su、W G、 Laser Precis ion、 Tektronix 等。

　　光通訊量測設備一般分類如表 4- 1 - 6 所示，主要包括下列設備：

1.標準光源：主要是用以產生數種標準波長的光源裝置，用以配合

其他量測儀器進行操作；在光纖通訊上一般可分為 0.85μ m 頻帶

短波長區、 1.31μ m 頻帶長波長區，以及 1.55μ m 頻帶長波長區

三種，而發光體的型式則有 L D 和 LED 兩種。

2.光功率計：主要是用以測定發光源和光纖或其他光裝置耦合時，

光能量損失的情況。光功率計的原理是利用 Cut-Back 法來進行量

測，此輻射測光方式係把被測定的光經過光電轉換感測器先轉換

成電能信號，再經過處理後，把入射光對應的能量表示出來。

3.光時域反射計：光時域反射計 (OTDR: Optical Time Domain

Ref lec tor）是一種光纖通訊方面的重要量測儀器，主要是用以檢

知光傳輸系統上有關故障點的位置與損耗、接續點的位置與損耗、

單位長度光纖的損耗及整條光纖的長度；其原理是利用後方散射

法 (Back Scat ter)把光脈波射入被測光纖內，而接續點或故障點會

將此光脈波沿原方向反射回去，經由計算自入射波發射起至反射

光到達受信器之時間間隔即可測出接續點 /故障點的位置及相關資

訊。光時域反射計是偵測光纖傳輸線故障點的利器，但當使用於

高解析度範圍時，其動態範圍即顯著下降，故可將光纖放大器應

用於 OTDR 上以提升高解析度時之動態範圍，改善值可達 14dB，

其應用範圍則包括分配傳輸系統、用戶迴路及長途幹線。

4.基頻傳輸特性檢測器：光纖系統的傳輸特性主要可以基頻特性及

損失特性兩者來表示；基頻特性是光調變信號載波在光纖內傳輸

時，各個調變波頻率的不同衰減程度特性，由於基頻特性乃是決

定資訊傳輸容量（光纖頻寬）及品質的重要因素，所以在測定傳

輸特性時，大都使用基頻傳輸特性檢測器來測量基帶頻率。基頻

傳輸特性檢測器大致可分為遠距離測定用 (被測物的輸入端和輸出

端距離遠 )和近距離測定用 (被測物的輸入端和輸出端在同一地點 )



兩種，前者使用於光纖通訊佈設線路之測試，而後者則使用於光

纖通訊元件的研究發展方面；至於測試方式則有頻域量測法 (利用

頻率掃描的方法 )及時域量測法 (待光脈波的波形失真後，轉換成

傅立葉頻譜加以量測 )兩種。

5.波長計：波長計包括光譜分析儀和中心波長計，它主要是用來分

析光源的頻譜，同時也對該波長的色散特性作一測量；其可供量

測的範圍包括可見光、紅外線及紫外線等，而所利用的原理則有

原子吸收、傅立葉轉換、單晶子順磁共振及二次諧波等方式，在

光纖通訊上為一重要的量測設備。

6.其他量測設備：其他光纖通訊量測設備包括光纖尺寸測量計、光

纖強度測量儀、光纖模態參數測試儀、光譜頻寬測量儀、光通話

測試儀、光波形檢測器及波長色散量測計等，一般使用較不普遍。

表 4 - 1 -6　光纖通訊量測設備分類

光功率計光熱量計、光功率計 (桌上型 )、手持光功率計

光源穩定光源、可變波長光源

光衰減器固定式光衰減器、可調式光衰減器

光通信量測儀器光時域反射計、光損耗測試儀、光通話測試儀

波形監視器 (光 /電轉換 )

波形／頻譜儀光譜分析儀、光波長頻率計


　　光通訊領域一些新的技術如光放大器和 W D M 已被大量使用，

使得某些量測設備須重新設計，以具有大功率變動範圍及分析光譜

特性的能力 ;加上塑膠光纖有可能大量被使用於區域網路，量測設備

也必須配合此量大且成本低的需求與發展趨勢。全球大量使用光纖

作通信媒介的潮流刺激了 OTDR 等光通訊量測設備的研發及其它應

用，另外由於光纖的傳輸距離不斷的加長，光纖的斷裂或缺陷更不

易發現，因此 OTDR 等光通訊量測設備除了特殊用途的量測外，也

廣被使用於一般的光纖網路系統安裝與維護應用上。



4-1-6　通訊傳輸頻寬之進展

　　同時利用分時多工 (TDM)與分波多工 (WDM)的技術，人類在光

纖通訊的傳輸技術上正邁入 Tera Bits Per Second(Tbps)等級，又較

Mbps 等級進步了 100 倍。歷年光纖通訊技術突破的里程碑如下圖

所示：

圖 4 - 1 -4　光纖通訊 WDM&TDM 頻寬技術演進

Num

ber

of

chan

nels

Data rate per channel (Gb/s)

0.01 0.1 1 10 100

0.1

1

10

1000

100TotalCapacity10 Tb/s

1 Tb/s

100 Gb/s

10 Gb/s

'80 '83 '86 '87 '91

'95

'89

'93

'00'95

'96

'98

資料來源： Lucent



4 -2　產業與市場分析

　　人類通信的目標是在任何時間、任何地點，利用傳輸媒介最有

效地達到與他人訊息交流的目的。由頻寬的需求以及通信技術不斷

的演進，使得未來的通信朝向這個目標邁進。儘管各種通信技術不

斷的推陳出新，但他們最終都是要滿足下列的發展趨勢：

1.寬頻化：資訊社會講求的是服務品質 (Qual i ty of Services)，通過

網路傳輸、處理、與交換的訊息量不斷擴大，光纖通信技術的成

熟使得未來寬頻網路的建設有了良好的基礎。表 4- 2 - 1 中列出未

來的通信需求變化。

2.通信網的整合：未來的通信寬頻網路將可實現目前各種分立網路

的功能。由於技術上的原因，在通信的發展初期，人們分別建立

了電信網、數據網以及有線電視網，這些各自為政的網路不僅功

能不夠完善，而且資源利用率不足。可以預見的是，未來電信、

數據、有線電視網將會達到「三網合一，網網相連」的目標。業

務與管理的整合，使得分立的網路將不存在；固網與行動通訊網

也將連成一氣，各種通信方式的互通與相容性，將使得未來的通

訊世界充滿著挑戰。

3. In ternet 成為主要平台：由於 Internet 受到全世界的普遍青睞，先

進的網路技術也將利用 In t e rne t 平台發展，因此未來 In te rne t 上的

應用與通信方式將更為多采多姿。

4.智慧型網路的出現：隨著早期的電話服務項目擴張，伴隨著軟體

技術的進步人們與網路的互動將更為增加，未來通信網的智慧化

程度也會越來越提高。

5.語音與數據通信所占的比例將會改變，傳統只供語音傳輸的通信

網路已經不敷使用，而 In t e rne t 上爆炸性的成長在未來幾年將會

超過語音傳輸，新的應用如 IP Telephony 將會產生重大影響，而

這個趨勢也將會逐漸明顯。



表 4 - 2-1　通信用戶容量需求預測

項目 2000 年 2005 年 2010 年

容量 64K ~ 1.5Mbps 1.5 ~ 10 Mbps 100 Mbps

家

庭應用

方式

Internet 接入網

視訊電話

高速 Internet 接

入網、遠距離醫

療、VOD 等

多頻道 VOD

家庭辦公 (SoHo)

容量10 ~ 150 Mbps 150 ~ 600 Mbps Trunk:100Gbps

Subsys :600Mbps企

業應用

方式

LAN 間連接

視訊會議

LAN 間連接

衛星辦公

高速 LAN 辦公

資料來源：OITDA／ PIDA 整理

　　統計 1999 年全球光通訊設備 (包括電信光傳輸設備、光纖區域

網路設備、有線電視光傳輸設備與光通訊量測設備 )的市場值為 191

億美元，較去年 1998 成長了 26%，其中電信光傳輸設備與區域網

路的設備成長較大。預估 2003 年全球光纖通訊設備的市場規模將

突破 400 億美元。其他詳細數字請參閱下表 4- 2 - 2 與圖 4-2-1：

表 4 - 2-2　全球光通訊設備市場規模

單位：百萬美元

1998 1999 2000 2001 2002 2003 CAGR

電信光傳輸設備 11403 14406 17815 21639 25760 30647 22%

光纖區域網路設備 2474 3063 3792 4813 5615 6635 22%

有線電視光傳輸設備 682 814 958 1124 1300 1503 17%

光纖通訊量測設備 641 802 972 1179 1416 1709 22%

總和 15200 19085 23536 28755 34090 40495 22%




圖 4 - 2 - 1　全球光通訊設備市場規模

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

1998 1999 2000 2001 2002 2003

百

萬

美

元

光纖通訊量測設備

有線電視光傳輸設備

光纖區域網路設備

電信光傳輸設備


4 -2-1　電信網路

　　目前由於全球電信自由化和民營化的趨勢，加上電信和有線電

視業者將逐漸可以互跨經營彼此的領域，因此兩者未來都將以光纖

到家 (FTTH)為最終的目標 ,其趨勢如圖 4- 2 - 2 所示。

圖 4 - 2-2　電信與有線電視網路融合趨勢圖

電信公司

整體服務數位網路非對稱數

位用戶線高速數位用戶線非同步傳

送模式雙絞銅線

數位載波機同步數

位架構光纖到路邊

光纖到家光纖至饋線

纜線區域網路

有線電視公司

同軸

光纖超級幹線

光纖主幹


　　隨著有線電視技術的變革及用戶對傳輸品質的要求 ,高等調變技

術將進一步減少雜訊的干擾（如 TCM），而將光節點所服務的戶數

降低至 500 戶以下是較務實的做法，這意謂著光纖將更往用戶端深



入，如美國有線電視產業朝光纖到家推進的程序如圖所示。至於台

灣的 HFC 網路由於挖路困難及地下化的光纖網路成本高昂，有線電

視業者紛紛向中華電信承租，不過未來自行鋪設光纖仍將是必然走

勢。

n 　DWDM 漸受歡迎

　　W D M 高速傳輸技術在一條光纖內同時處理多個光學訊號，明

顯提高了傳輸容量。自 Ciena 推出第一套 W D M 產品 Multi Wave

1600，僅僅兩年間 WDM/DWDM 的技術不斷突破，而有能力競逐的

廠商也越來越多。

　　W D M 在單一光纖內同時處理不同波長的多個光學訊號。目前

一個單一頻率光學訊號的尖峰傳輸速度為 0.5 Gbits /s 至大約 10

Gbi ts / s，但如果多個具不同波長的訊號可以被同時多工處理的話，

載線容量會隨著多工的程度而提高。在 1.55µm 波段 (1530.33 至

1563.86nm)中的光學訊號以大約 0.8nm(100GHz)的單位被多工處

理，送入單一光纖中。波段和光學訊號的間距在電訊技術國際標準

組織 Internat ional Telecommunicat ion Union-Telecommunicat ion

Sector ( ITU-T)的 G.692 中皆有定義。

　　WDM/DWDM 的主要應用是通訊業者的主幹傳輸，像美國的長

途電話公司 AT&T、 Sprint、MCI、WorldCom 都已紛紛採用，以應

付網際網路上爆炸性的交通增長。在日本也是如此，主要幾家長途

電話公司如 DDI Corp.、 Teleway Japan Corp.和 Japan Telecom Co,Ltd

都把目標定於為中繼器 ( repeater)，以提供更大的傳輸容量。

　　由於 WDM/DWDM 的成功，使得光學路由與連結的計劃變得更

加可行，這將促進 WDM/DWDM 系統的成長。要達到光學路由，首

要目標是降低成本，路由器製造商和 W D M 傳輸製造商必須互相合

作，並生產設有內置 W D M 功能的通路器。舉例而言，該公司目前

正與路由器製造商 Cisco 計劃研發不需要 SONET/SDH 設備，便可

以直接和 W D M 系統相連的非同步傳輸模式 (ATM)交換系統的通路

器。

　　在現有的系統中，W D M 設備和路由器必須透過 SONET/SDH



介面連接 (見圖 4 - 2- 3)。未來的目標是藉著直接在網路中將網際網路

協定 ( I P )封包轉成光學訊號，去除 SONER/SDH 硬體設備：即所謂

「W D M 上的 IP」 (IP over WDM)。只要去除 SONET/SDH 設備，系

統的設置成本就能大幅降低了。



圖 4 - 2-3　 IP over SONET／ S D H 與 IP over WDM 的比較

」

訊號種類

WDM多工器通路器 SONET/SDH

IP封包 SONET/SDH

資料框

光學訊號

目前 WDM 的使用環境

IP封包 IP 封包光學訊號

IP封包轉換成光學訊號和波長多工

未來 WDM 使用環境上的 IP

具內置WDM 功能的路由器

資料來源：Nikkei Electronic Asia

n 　成本和可靠度比較

　　可是要在 W D M 上體現 IP，有許多的問題，其中一個是 W D M

可以利用的波長數量限制；目前的限制是幾十個，這表示如果要即

時多工處理許多 IP 封包的話，波長可能會不夠。同時平行處理一

群封包時，假定了每一個封包將使用個別的波長；在這種情況下，



不同的網路徑會改變封包抵達的次序，常會使網際網路通訊協定無

法正常運作。

　　另一個設備管理者必須考慮到的問題，是較低的可靠度。以

SONET/SDH 的設備，可以從每一個 SONET/SDH 資料框所包含的起

始碼資訊找出故障，但是當 IP 封包在沒有 SONET/SDH 封包下，直

接轉成光學訊號時，管理資訊便會被刪去。簡略而言，具有 SONET

的 W D M 適合強調可靠性的用戶，而沒有 SONET 的 WDM 則適合較

為注重成本的用戶。

n 　DWDM 市場預測

　　預估全球 DWDM 的銷售金額將從 1998 年的 22 億美元竄升到

2004 年的 94 億美元。但是成長率將稍微減緩， 1998 年的成長率為

32%， 2004 年則有 26%，複和年成長率為 28%。 1998 年的銷售量成

長了 94%，超過 4,000 套系統，估計 2004 年時，銷售量則會有 42,000

套， 1998 至 2004 年間的複和年成長率有 50%。D W D M 銷售金額如

下圖所示：

圖 4 - 2 - 4　全球 DWDM 市場 1998~2004

0100020003000400050006000700080009000

10000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

百

萬

美

元

修繕

短距離

長距離

資料來源：K M I

　　D W D M 的市場仍集中在北美地區，這地區 1998 年佔有 80%的

市場，而歐洲地區僅佔有 14%。DWDM 的市場僅有 5.5%在亞太地

區。未來 DWDM 也將應用於都會地區，所以短距離的應用比例也



將擴增。 2000 年後 DWDM 汰換或修繕的市場也將隨之而起。目前

市場並沒有呈現飽和的跡象，而除了北美以外，其他地區也陸續引

進 DWDM 設備，因此未來成長將相當可觀。

　　D W D M 裡的波長數目也逐年增加，如下圖所示。目前的主流為

16 個波長，預計未來將增加到 40 個波長以上，甚至 100 個波長，

使的傳輸速率將大幅度的提升。

圖 4 - 2 - 5　DWDM 市場金額比例演進

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1998 1999 2000 2001 2002 2003

40+ Channel

32 Channel

16 Channel

8 Channel

　　WDM/DWDM 的出現刺激了各類相關元件如濾波器 (f i l ter)、發

射機、接收機與光纖放大器的發展，除了光放大器、濾波器模組與

光發射機以外，可調式 W D M 光學濾波器、W D M 積體模組與 DWDM

光接收器會逐步成長。

n 　ATM 市場持續加溫

　　過去 ATM 一直為人所批評的是過於昂貴也過於複雜，甚至有

人斷言 ATM 將不會成為市場上的主流，但是由於 ATM 具有在

WAN、 LAN 上的高品質傳輸與服務品質 (QoS)是其他網路架構所難

以企及，同時晶片成本有效降低的情況下，A T M 經歷了前幾代發展

後，目前每年都有相當可觀的成長。



　　未來 DSL(ADSL、HDSL、VDSL)的應用將可望帶給另一波 A T M

的熱潮，目前電信業者大多將 ATM 作為新的主幹傳輸架構，而數

位用戶迴路存取多工器 (DSLAM)已經開始裝設，商用的 ADSL 服務

在 2000 年以前可望開始營運，使得 ATM 晶片的使用會越來越廣泛。

圖 4 - 2-6　全球 ATM 設備市場值

單位：百萬美元

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

1998 1999 2000 2001 2002 2003

資料來源： Electronic Internat ional

　　 1999 年全球 ATM 市場規模達到了 37 億美元，預測接下來幾年

也將穩定成長， 2003 年將會有 84 億美元的市場規模。未來可能影

響的因素如下：

1. Gigabi t Ethernet 的進展。

2. MPOA 與 IMA 規格的建立，使得 ATM 與其他通信協定間的界限

日漸模糊；而 IP 協定的重要性與日俱增。

3. 網路管理者為長遠的頻寬考量決定是否改用 ATM。

4. 全球通信產業自由化所帶來的巨大商機。

5. WDM 成長速度超過想像，讓網路架構朝高頻寬、多媒體應用以

及全光學交換網路邁進。

6. A T M 設備廠商逐漸深入網路市場，影響整體成長。



n 　 SDH／ SONET 市場穩定成長

　　統計 1999 年 SDH /SONET 的市場各成長了 24%，達 78 億美元。

未來 DWDM 將會使得 OC-48 與 OC-192 的設備市場蓬勃成長，尤

其區域性的小電話公司將會發揮影響力，因為全球電信市場自由化

後所出現的大量的電信公司將會刺激 SONET/SDH 的需求。

　　以下為 SDH/SONET 與其他電信光傳輸設備的市場趨勢：

圖 4 - 2-7　電信光傳輸設備市場

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

百

萬

美

元

1998 1999 2000 2001 2002 2003

SDH /SONET

ATM

DWDMSystem

資料來源： I n s i g h t R e s e a r c h / E l e c t r o n i c I n t e r n a t i o n a l/ K M I/ P I D A 整理

n 　台灣產業與市場動態

　　為了迎合電信自由化的潮流，國內電信業務固定網路，將於 2000

年開放， 2001 年開始營運。民間業者預估，固網的開放將可帶來

一千五百億元以上的商機。固定網路開放，將使國內電信市場進入

另一個新紀元。看好固網開放後的市場，有意經營固網業務的企業

團體涵蓋國內、外廠商，除電信業者之外，有線電視業者、無線通

訊業者也都躍躍欲試。此外還包括國內製造業及國外公司籌組的經

營團隊，國營的台鐵及台電也都表達投資的意願，固網執照爭奪戰

之激烈應可預期。

　　交通部電信總局指出，固網業務將分兩階段開放，第一階段是



公告開放民間業者申請經營電信固定網路的執照張數、營運範圍、

使用頻段及系統。此次開放經營的範圍是必須同時經營市內電話、

長途電話及國際電話的綜合經營執照，以及通訊電路出租業務。第

二階段開放時程則預定為 2001 年 7 月。電信總局目前傾向採完全

開放政策，也就是經營執照張數及經營範圍均不設限，完全由業者

決定經營種類。電信總局在此次固網的開放中，特別要求業者必須

提供寬頻服務。

　　電信總局預估，民眾將可因為固網業務的開放經營節省可觀的

電信費用，尤其是國際通話費用將因為市場的競爭而大幅降低四分

之一以上，服務品質也將會因此提高。

　　為配合國家資訊通信基本建設的目標，中華電信公司計劃至公

元 2001 年，投資 1,862 億元在相關電信建設方面，在公元 2020 年

前完成戶戶有光纖網路的目標。中華電信公司在 1998 年至 2001 年

的四年計劃中，規劃平均每年 450 多億元的投資經費。其中以市內

電話的投資金額最高，其次為長途電話，長途電話中包括行動電話

網路。此外，中華電信為配合亞太營運中心的國際電信建設，針對

國家資訊通信基礎建設 (NII )與國際電信網路都有擴充計劃，以達到

電信基礎中心的目標。

　　在國家資訊通信基礎建設部分，總計將投資 105 億元，其中整

體服務數位網路預計投資 75 億元，在公元 2000 年時達到全台 40

萬用戶；網際資訊網路 (HiNet)的投資金額為 17 億元，非同步數位

傳輸模式 (ATM)投資金額為 13 億元。在國際電信網路擴充部分，總

計投資 32.5 億元，其中傳輸設備為 15.3 億元，海底光纜部分為 9 . 5

億元。

　　為配合國家資訊通信基礎建設，中華電信也在全島鋪設光纖網

路，在 2020 年前完成戶戶有光纖的目標。此外，中華電信最近已

經在台北市試辦非對稱數位用戶迴路 (ADSL)，提供隨選視訊服務，

並在新竹科學園區測試混合光纖同軸 (HFC)技術，以提供電信整體

服務，嘗試多方向的整合。

　　中華電信將繼續進行網路光纖化，以提供安全可靠、高品質、



高速率、大容量之傳輸電路。在交換寬頻化方面，高速網路將依科

技進步及市場需求逐步提升，由 1.544Mbps 至 45Mbps，再提升至

155MbpS、 622Mbps 至 2.488Gbps。在服務整合化方面，提供語音；

數據、影像、視訊多媒體之整體性服務。

　　國內電信設備廠商所開發的產品大體上可以分為兩個部份，一

個是光傳輸設備，包括 SDH/SONET、A T M 等，另一個是光接入設

備，像是 DLC、 OTE、 Fiber Modem 均在此列。目前台灣光通訊設

備產值主要集中在 DLC/OTE，這一部份佔總值的 70%，其餘的是比

較傳統的 Pair gain 系統，台康與台林為主要的生產廠商。

　　電信 SDH/SONET 設備廠商皆是自國外母廠、合作廠商或電信

研究所輸入電路模板進行組裝生產，對外國的技術依存度相當高。

此外，生產 SDH/SONET 或 DLC、DCS、 TM 等終端機設備的廠商，

如吉悌、美台、台灣國際標準電子、榮群、南方資訊及三光惟達等，

由於產品困難度高、開發時程長，技術來源須靠研究單位支援或從

國外引進，且又須與國外著名的大廠如 Lucent、 Fuj i t su、N o r t e l、

Alca te l 等競爭，普遍經營得非常辛苦，不過廠商認為技術並非經營

最大的困難，最困難的是市場的開拓，由於廠商大多規模不大、加

上沒有完整系列的產品，在國際市場上很難與知名的大廠競爭，只

好將發展重心擺在中國大陸與東南亞市場。

　　DLC 的出口國家也是集中在東南亞，如越南、菲律賓、泰國等

幾個國家受到經濟風暴的影響比較少，同時他們正在發展電信事業，

有添購 DLC 的必要，另外就是中南美洲國家巴西、阿根廷等，這些

國家的電信建設也仍然很落後，也是國內業者比較有辦法打入的地

區。

　　國內網路廠商已經體認到必須朝幾個方向前進：一、末端光纖

化，像是未來可能做的 FTTC、 FTTH 等，利用多模光纖的好處比銅

絞線要多得多，而多模目前據業者的研發已經可以做到傳輸二公里

的範圍，對於一般大樓內的接線已經相當足夠。二、如果要做到寬

頻傳輸，最後都會接到 ATM 的主幹，因此在發展傳輸主幹的傳輸設

備上也必須多下工夫。



　　大陸光通訊事業正在起飛，因此國內業者不論是被動元件、電

信傳輸設備的廠商都希望能夠進軍大陸，在大陸市場上分一杯羹。

目前大陸電信傳輸設備的市場以每年 50%的速度成長，對廠商來說，

當然很希望能夠分食大陸市場大餅；實際上大陸在光電元件上的研

發相當的成熟，實際上可以做的東西很多，但是缺乏商品化的能力，

而國內廠商在量產的技術上還是比較好。以做 DLC 以及其他接入網

設備的廠商來說，大陸現在有四大：巨龍、大唐、中興新、華為等

四大廠商，投入研發的人力物力都比台灣多，

　　國內電信設備廠商發展的瓶頸之一：軟體設計仍未達到水準，

而沒有辦法掌握 protocol 的開發是其一，等於硬體產品也要受到限

制，因此軟體業是相當重要的一環。而硬體方面關鍵組件都必須向

外取得，舉凡光組件、光傳輸放大器、時脈恢復 ( t iming recovery)電

路等，都是開發 SDH/SONET 設備的重要部份，如果相關零組件不

易取得，成本上自然沒有競爭的優勢。這一點也可以反應在 ATM IC

上，由於 ATM IC 的規格特殊，良率也相當低，目前一顆 IC 還是佔

了 SONET 大半的成本。再者是語音的部份，雖然台灣在 IC 設計業

方面也相當的發達，但唯獨缺乏類比 IC 方面的設計，特殊 IC 的封

裝方式也是必須投入的項目。

　　在電信光傳輸設備方面，未來的電信網路將朝 OC-48 (2.5Gbps)

和 OC-192 (10Gbps)兩大主流發展。研發者 (如中華電信研究所 )的角

度與政府決策者的著眼點常有不同，造成既有研發成果浪費或無法

持續，也因而導致現在國內電信產業技術被外商箝制，我國電信業

技術與外國差距亦逐年拉大，產業界只能生產低技術層級的產品或

淪為代工廠。

　　目前全球電信光傳輸產品競爭非常激烈，而品牌往往是一個很

重要的因素，尤其是大型系統在世界各國往往都是知名廠牌的天

下，小廠只有在用戶迴路的小設備方面才有些許機會，而且在品質

很穩定的前提下，價格必須能夠壓低，如此才能有競爭力。台灣的

電信光傳輸設備產業在區域末端的低階光傳輸設備雖仍有一些機

會，但亦須相當注重品質，因為全球各國在電信光傳輸方面的規格

要求都極嚴謹；提昇品質與壓低價格是台灣廠商唯一能走的路。未



來中國大陸在包括 DLC 的電信光傳輸設備方面，會是全球最有潛

力的市場，很多世界級大廠都已經在大陸設廠製造，以搶佔市場並

降低成本，台灣廠商勢必面臨愈來愈大的競爭壓力。

　　台灣電信光傳輸設備的產值與市場值如下：

圖 4 - 2-8　台灣電信光傳輸設備產值與市場值

單位：百萬台幣

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1998 1999 2000 2001 2002 2003

產值

市場值

資料來源： PIDA

　　預估 1999 年台灣電信光傳輸設備的市場金額有 29 億台幣，往

後將以 18%的年平均成長率成長。而台灣本身的電信光傳輸設備產

值也達 26 億台幣，往後也將以 16%的年平均成長率成長。

4 -2-2　光纖區域網路

　　在區域網路方面，高速乙太網路已逐漸躍升主流，而 Gigabit

E the rne t 的的應用也浮上台面，由於安裝成本較低廉，還可利用原

有鋪設線路，因此成為 ATM 進駐區域網路的一大勁敵。光纖區域

網路市場的崛起乃個重要的趨勢之一。對於台灣光纖通訊產業而言，

光纖區域網路市場呈現前所未有的契機。

　　光纖網路的鋪設並不全然遵循由長途、近程、區域的次序。在

電話公司還未將光纖鋪設至路旁時，一些企業便，尤其在北美地區

迫不及待的在骨幹上自行架設自己的光纖區域網路，以應付日益殷



切的頻寬需求，這是光纖區域網路崛起的主要原因。

　　 1999 年中，以銅線為傳輸媒介的 1000 Base-T Gigabit 乙太網路

標準，即 IEEE 802 .3ab，由 IEEE 完成制訂。而以光纖為傳輸媒介

的 1000 Base-SX/LX Gigabit 乙太網路標準，即 IEEE 802.3z，也在

1998 年完成制訂。

n 　光纖區域網路簡介

　　以往常見的區域網路形式有乙太網路 (Ethernet , IEEE802.3)、記

號匯流排 (Token-Bus, IEEE802.4)、記號環 (Token-Ring, IEEE802.5)

等，其主要的差異在於信號調變和編碼，以及網路使用權的仲裁管

理，次要的差異則在於通訊媒介的選擇和網路連結的型態等。光纖

是這些網路型態所能選擇的通訊媒介之一，在國際標準會組織 ( ISO)

所公布的開放系統連結 (OSI)網路七層定義中，光纖多屬於第一層的

實體層 (Physical Layer)。有將光纖納入區域網路的通訊標準計有乙

太網路的 IEEE802.3z 和光纖分散式數據介面 (FDDI)，以及連結主機

與週邊設備的光纖通道 (Fiber Channel)等。光纖分散式數據介面和

光纖通道其實已經行之有年。

　　光纖區域網路所需的技術依照光源種類可分類有 (1)LED/多模

光纖和 (2)VCSEL(Vert ical Cavi ty Surface Emit t ing Laser，垂直共振

腔面射型雷射 )/ 多模光纖，以及 (3)LD/ 單模光纖等三種。

LED(850/1300nm)搭配多模光纖可以支援距離 2 公里之內的 Fast

E the rne t 等級傳輸。VCSEL(850nm)搭配多模光纖可以支援距離 300

公尺之內 Gigabi t Ethernet 等級傳輸，或在較短距離之內達

10Gigabit。 L D 搭配單模光纖可以支援距離百公里之內 10Gigabit 傳

輸。 (一百公里之內仍可屬於區域網路 )所以在特定的傳輸速度與距

離要求之下，光纖區域網路可以採用適當的光源與光纖作為匹配。

　　利用 LD、 VCSEL 或 LD 做成的光收發模組 (或光發送器 )是光纖

區域網路之鑰。當然別種的光收發模組還應用在 DWDM、 ATM、光

放大器和有線電視網路，以及用戶迴路等每一類光纖通訊領域。僅

就 Gigabit 乙太網路用的光收模組而言，預估未來三年之內之全球

市場數量將突破 1000 萬個，而價格也會往 30 美元邁進，如下圖所



示，這個 Gigabit 乙太網路用的光收模組市場金額將突破 4 億美元。

其他如連接器和跳接線等光纖通訊元件也會隨著水漲船高。

圖 4 - 2-9　Gigabit Ethernet Transceiver Market

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1998 1999 2000 2001 2002 2003

萬

個

0102030405060708090100

美

元

市場量單價

資料來源：Anadigics

　　乙太網路已是九成以上的區域網路標準，校園和企業區域網路

骨幹無一不採用 Gigabit 等級的光纖傳輸，以增加傳輸距離和解決

網路瓶頸。甚至未來 Gigabit 乙太網路還可能會侵蝕 ATM 的部分市

場，往都會地區的廣域網路 (WAN)方面發展。這也意味著廣域網路

有區域化的趨勢，意即部分 Telecom 網路將與 Datacom 合流。

n 　光纖區域通訊的隱憂

　　在各類通訊媒體中，光纖所能承載的通訊容量可謂是所向披

靡，而且還有極大的空間容許發揮。與無線通訊相形之下，顯出「無

線有限、有線無限」，這其中的哲理是當一方面通訊規格越嚴格，

另一方面所得的傳輸速率越高。

　　雖然光纖在長途通訊領域上無往不利，但是光纖通訊技術走入

區域通訊領域，則就得作一番調適。首先，光纖通訊技術的使用者

不再是不計成本的電信公司，而是精算成本與利益的一般企業，此

時高貴的光纖通訊必須降格以求，以符合一般期望。一般期盼鋪設

區域光纖網路的成本最後能和雙絞銅線一樣物美價廉，所以在降低



價格方面，光纖通訊仍有待努力。這也使得光纖用戶端迴路 (Fiber In

The Loop, FITL)市場還未見端倪。

　　目前，光纖網路終端的連接器 (Connector)規格之爭還未塵埃落

定。市場上主要連接器的各種規格還有 Lucent的 L C和 3M陣營 (3M、

Corning、 Siemens)的 VF-45，以及 AMP 陣營 (AMP、HP、 Fuj ikura)

所支持的 MT-RJ 規格。這些規格在市場上彼此廝殺，目前 MT-RJ

的規格似乎稍佔優勢，但是最終仍有待市場來決定優勝劣敗。光纖

連接器規格的底定可以說是打開光纖區域網路市場之鑰。

　　高速的區域網路骨幹採用光纖傳輸也許是最佳方案，但是光纖

真正連接至終端用戶仍有很大阻力，主要是由於新舊技術的競爭。

目前盤據網路通訊的最後一段，與終端用戶最接近的通訊媒體仍是

Category 5(UTP)雙絞銅線。雙絞銅線便宜又好安裝，剛出爐不久的

IEEE 802.3ab 標準就將其傳輸性能提升至 Gigabit 等級，而且還使

整個網路系統具回溯相容性。祇是雙絞銅線仍受先天上的限制，無

法作高速且長距離傳輸是其唯一的缺點。另外，區域性的無線通訊

網路也正蓄勢待發，主要有 IRDA 和 Bluetooth 等無線通訊技術意

圖佔據區域網路市場。

　　剛開始這幾種不同的區域通訊技術在應用市場上的應該會適得

其所，即在骨幹上的通訊將採用光纖，而連接終端的一段仍是雙絞

銅線。至於不固定位置、難以佈線或增加系統的彈性功能則有賴無

線通訊技術。然而在未來，對於頻寬的需求程度和光纖通訊成本的

降低都還是變數，雙絞銅線無論如何還是不能高枕無憂的以為不會

被光纖取代。

n 　台灣的機會

　　光纖區域網路的市場特性有別於長途通訊。以光發送器

(Transmi t te r )為例，長途通訊所要求的品質就相當挑剔，即光源功

率大 (單頻雷射光， 1 瓦以上 )、操作頻率高、壽命長、可靠度高、

不容斷訊，但是市場數量少 (台北與高雄之間拉一對光纖所需的光發

送器也只要兩端各一個 )，所以單價相當昂貴 ( 1 萬美元左右 )。世界

上能夠有此項產品的廠商也屈指可數，就屬 Lucent、Fuj i t su、N o r t e l、



Alca te l、NEC、Mitsubishi 和 Hitach i，以及 Sumitomo 等公司，而

以往台灣產業在這方面的成績幾乎是零。光纖區域網路所需的條件

就完全相反，即光源採用 LED 或 VCSEL 即可、功率不必太高、可

以容許汰換、收與發的功能可合併成光收發模組 (Transeiver)，這些

較寬鬆的條件為的就是降低成本。現在光纖區域網路用的光收發模

組價格約 1 百美元以下，未來可望降至 30 美元以下，即約 1000 台

幣左右。由此可見長途通訊所用的光發送器與光纖區域網路所用的

光收發模組兩者雖然有相同的原理和功能，但在市場定位上幾乎是

截然不同的兩項產品，這也同時反映出長途通訊與區域通訊不同的

市場特性。

　　光纖區域網路對於台灣而言，有幾點特別重要：

（一）光纖區域網路的市場屬性乃類似於電腦週邊，有利於台灣產

業發揮。

（二）光纖區域網路所用的光纖通訊零組件的市場量龐大，在價格

低廉的企盼之下，台灣可在量產和降低價格方面有所貢獻。

（三）光纖區域網路使得光纖通訊產業轉為水平分工，有利台灣趁

隙切入。

　　目前區域網路光纖化還僅限於骨幹，但是其市場量就遠比用於

長途的量還大了。再者，在「光纖到桌」的願景驅策之下，總有一

天光纖將鋪設至桌旁，而所謂的「光纖到桌」就是「光纖到電腦」

的意思。屆時，光纖區域網路市場就與電腦週邊市場結合。

　　有別於長途通訊，這些應用於區域網路的光纖通訊元件的價格

應該低廉許多，而且市場需求量大，所以必須大量生產。最特別的

是這些元件跨進的電腦週邊的領域，這正是台灣產業最熟悉的市

場，有利於將其市場收編。

　　接近電腦週邊的光纖區域網路之市場屬性預期將影響通訊產業

往垂直分工方向發展，因為產品逐漸多樣化，又有標準可以依循，

後起之秀的新公司挾新技術興起，覬覦通訊這塊大餅，垂直整合的

大型公司將倍感艱辛苦於接招。



　　以上分析可得知目前光纖區域網路市場的情勢實在有利台灣，

而台灣本身也累積了一些技術實力才能恭逢其盛，否則市場也是拱

手讓人。近年來不斷有新的廠商成立，尤其在主動元件領域有光環

提供 VCSEL 的晶片與封裝服務，所瞄準的就是光纖區域網路市場。

另外，工研院光電所也開發了 Gigabit 光收發模組 ( T ranseiver)，吸

引了鴻海、億光和前鼎等廠商參與計畫，而光收發模組的廠商還有

訊康和友訊，以及得迅等廠商。繼光纖光纜和光通訊設備，以及光

被動元件之後，台灣光主動元件廠商的出現充實了台灣光纖通訊的

產業結構，使得台灣光纖通訊的產業結構趨於完整。

　　預估台灣光纖區域網路設備產值在 1999 年有 1 .4 億台幣，未來

成長率約維持 20%，如下表所示：

表 4 - 2-3　台灣光纖區域網路設備產值

單位：百萬台幣

1998 1999 2000 2001 2002 2003 CAGR

121 143 170 202 239 283 19%

資料來源：PIDA

4 -2-3　有線電視

　　傳輸技術的進步，令使用者對資訊傳輸的效率要求越高，傳統

有線電視單向式的播送，因為光纖同軸混合網路 (HFC)的建設，以

及即將開放的固網業務需求下，可成為雙向式符合電信用途的網

路，同時提供傳統的有線電視頻道、數位式電視頻道 (DVB『歐規數

位電視規格』 )、纜線數據機 (Cable Modem)，以及包括語音、整體

服務數位網路 (ISDN)及 2Mbps 高速數據專線的電信功能。

　　由於固網業業務已經開放，業者最關心的是連接到客戶最後一

段的接入網路，這一段最複雜也最難，若業者想在短時間內另建一

段網路以連接客戶勢必緩不濟急，因此，H F C 網路變成連接客戶的

最佳選擇。光纖同軸混合網路有很寬的頻寬五到七百五十兆赫，以

及八十公里的距離。



　　同時，電信自由化讓電信和有線電視的藩籬消失，在歐亞傳統

郵電局的獨佔經營已不復見，新的全國性或區域性的電信公司紛紛

取得執照開始經營，而在建設網路過程中，最令新興電信公司頭痛

的，莫過於連接到用戶的問題，電信公司的骨幹網路，通常可透過

和鐵路、電力、瓦斯、石油等公用事業的合資取得路權或自行舖設

光纖，甚至舖設海底電纜也並非難事，最困難的是用戶迴路佈設，

而 HFC 能解決這方面的問題。

　　以國內有線電視規模而論，由於每一家需要有三萬戶以上才能

夠達到經濟規模，因此實際上有真正營運的 CATV 業者為 88 個左

右。主要可以分為東森、和信以及獨立的經營系統三大類。由於即

將開放固網經營，屆時有線電視業者也可透過目前的網路提供雙向

的服務，因此國內兩大有線電視業者都在積極鋪設光纖節點。

　　Cable Modem 與 ADSL 都是現在接入網的熱門話題，站在有線

電視業者的角度認為，無論在雜訊控制、 Leakage、訊號強度等等

方面，並不是每一條電話線都能符合 ADSL 的要求，同時要使用

ADSL，用戶端需添置多工器而電信業者必須在頭端另行添置設備，

對此持較保留的態度。

　　而以衛星傳輸與 HFC 方式連網兩種方式比較，一個衛星轉頻器

(Transponder)的租金為 150 萬美元，一個 Ku 頻段有 36MHz的頻寬，

以一個用戶使用 400Kbps 的傳輸速率而言，一個 t ransponder 可以

同時提供 90 個用戶使用，就算乘以 10 倍的數字來接受客戶申請，

也只不過能夠支援 900 個用戶，而且衛星上網在上行端仍然必須透

過市內電話的網路上網，與 HFC 的方式比較，一個有線電視的頻道

售價約為數百萬元，一個頻道擁有 6MHz 的頻寬，透過 QAM 的技

術，可以將 6MHz->30MHz，而以一個用戶可以分得 128Kbps 的傳

輸頻寬來計算，可以有 230 餘用戶，但是若相同以 400Kbps 的速率

計算則可支援 75 個用戶，不過運用有線電視網路，加上纜線數據

機的方式可得到雙向的傳輸，同時有線電視業者只要多拿出幾個頻

道來，用戶數擴張的成本會較衛星來得便宜。

　　因此衛星無線傳輸適用於較特殊的應用，像是遇到天災或是突

發性事故，以衛星傳送可確保通訊品質，而較偏遠的地區可能也用



衛星比較方便，但是在人口密集區域，光纖網路是必然的趨勢。

　　目前法令的限制是有線電視業者不能跨足經營電信事業的重大

原因，此外像是成本的考量，以及與電信事業競爭是否有利等都是

阻礙，但是有線電視業者不能侷限於過去的服務，應積極的擴充服

務型態與內容，才能夠因應客戶的需求與發展的趨勢。而政府在制

定政策上也扮演了相當重要的角色，如何藉由政策界定以輔導業者

轉型，是政府應努力的目標。

4 -2-4　用戶迴路

n 　光纖到家（ F T T H）

　　全球光纖用戶迴路以日本的時程最為快速，尤其是日本為了擴

大內需，更宣布將 FTTH 的時程向前調整，NTT 預期在 2001 或 2002

年開始安裝「光纖到家庭」 ( f iber- to- the-home-FTTH)，希望到那個

時候，已經可以成功地將光纖網路單體 (ONU)與 OLT(光線路終端機 )

以及其他使用者設備的成本降到目前每戶分攤鋪設電話線（據估計

為 7∼ 8 萬日圓）的成本以下。在準備過程中，該公司已於 1998 年

3 月開始在日本三大城市的路旁 (或電線桿 )設置了光纖 ,並打算利用

「光纖到路旁」 (f iber- to- the-curb-FTTC)技術 (在日本稱為π系統 ) ,

將現有的銅導線連接至家庭，作為第一階段的架構。家庭通訊的需

求，尤其是對網際網路存取的需求，持續地急速上升。N T T 最後完

成 FTTH 的目標以應付較快速和較低成本的要求。

　　日本的π系統在一個波長分部多工系統(WDM)中使用 1.3µm 和

1.55µm 的頻段來傳輸數據。1.3µm 傳輸電話服務所使用的數位訊

號，而 1.55µm 則處理類比訊號，如視訊及其他多媒體數據。π系

統的光纖纜線設在電話交換機站和電話桿之間，然後使用現有的金

屬纜線從該處連接到家中；基於此原因， π 系統並不是真正的

FTTH。不過π系統的鋪設也將是降低實際 FTTH 價格的有效方法。

　　當光纖纜線的裝置費可以下降至銅導線的水準時。一旦陳舊金

屬線 11 年的折舊期過，更換新的金屬線並不划算，而且使用光纖

纜線可提供較長的服務壽命及較低的維修費用等優點；這正是π系

統背後的大前提。



　　使π系統的裝置費用得以下降至現有金屬導線水平的主要原

因，是採用了一種系統零件，使多個用戶可以共用單一的通訊裝置；

這單一的設備，稱之為被動雙星 ( passive double s tar - PDS)，可支

援高達 128 個使用者。

　　雖然 NTT 尚未公佈該系統具體的推出目標，看來很可能在財政

年度 2000 年以前安裝 400-500 萬條線；在財政年度 2001 之後，速

度將會是大約一年 300 萬條線。如果π系統以此速度擴展的話，量

產的效果將開始降低光纖通訊設備和零件的價格，而產量一旦足夠

時，將有可能利用需要大量資金的半導體製程設備，結果會是進一

步降低設備和零件的成本。

　　π系統和 FTTH 之間有系統組件上的差界，但是大部份的通訊

設備和零件，在兩者皆可使用。如果設置π系統的成本可以降低的

話，很可能會對 FTTH 的推廣造成直接的效應。

　　除了日本之外，世界其他地區的光纖用戶迴路市場尚未出現。

至於用戶迴路這一段市場是由 ADSL 與 Cable Modem 在作競爭。「光

纖到家」的願景尚須一些時日方能實現。

4 -2-5　光纖量測設備

　　由於新一代的光孤子 (Soliton)通訊及摻鉺光纖放大器 (EDFA)已

開發成功，加上光纖用戶迴路、光纖電腦網路與有線電視的快速發

展，這些都進一步帶動光纖通訊量測設備在技術與應用方面的深度

與廣度。而未來量測設備也將與電腦結合，朝可進行自動化監測及

標準化儀器校準的方向發展，以期能確實保障並造就品質佳及穩定

度高的光纖通訊系統，在此發展前景下，全球光纖通訊量測設備值

與量每年都會有穩定的成長，性能也會有持續的提昇。

　　據估計，全球光通訊量測儀器市場在 1999 年超過 8 億美元，

主要是以電信系統鋪設為最大的需求來源。由於 W D M 系統的加入，

使得針對 W D M 應用的量測儀器也成為熱門的項目，另外有線電視

需要重新鋪設光纖與增加回傳回路，也會刺激光纖量測設備的使

用。預估 2003 年光纖量測設備的市場規模可以超過 17 億美元。



　　國內光通訊量測設備最大的採購者仍是中華電信，不過有線電

視業者、光纖區域網路與民營大哥大業者也有相當程度的需求。光

通訊量測設備廠商以捷耀最具規模，產品類型以掌上型的為主，並

有提供 OTDR 的模組，以及 Optical Talk Se t 等。



第四章　光通訊設備 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

4 - 1　技術概述與發展 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

4 - 2　產業與市場分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

表 4-1-1　三種 Etherne t 技術的比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

表 4-1-2　 SDH 與 SONET 的同步格式對照 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

表 4-1-3　三種非同步速率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

表 4-1-4　現行的 ATM 標準 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

表 4-1-5　HFC 與 FTTC 架構特性比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

表 4-1-6　光纖通訊量測設備分類 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

表 4-2-1　通信用戶容量需求預測 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

表 4-2-2　全球光通訊設備市場規模 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

表 4-2-3　台灣光纖區域網路設備產值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

圖 4-1-1　一般數據通訊網路架構 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

圖 4-1-2　 Gigabi t Ethernet 的功能區塊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

圖 4-1-3　我國有線電視系統一般架構 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

圖 4-1-4　光纖通訊 WDM&TDM 頻寬技術演進 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

圖 4-2-1　全球光通訊設備市場規模 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

圖 4-2-2　電信與有線電視網路融合趨勢圖 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

圖 4-2-3　 IP over SONET／ SDH 與 IP over WDM 的比較 . . . . . . . . . . . . 28

圖 4-2-4　全球 DWDM 市場 1998~2004 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

圖 4-2-5　DWDM 市場金額比例演進 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

圖 4-2-6　全球 ATM 設備市場值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31



圖 4-2-7　電信光傳輸設備市場 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

圖 4-2-8　台灣電信光傳輸設備產值與市場值 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

圖 4-2-9　 Gigabit Ethernet Transceiver Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Documents

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