安隆（Enron）董事长Kenneth Lay曾向天然气公司每日天然气（Gas Daily）表示：「『宽频』一开始是一个非常没有效率的市场，但最后会发展成为一个类似『天然气和电力』的商业模式，非常赚钱而且成长快速」。也许他言之过早，梦想来不及实现却使得公司一夕崩盘，但从现在的发展来看似乎有朝这一方面发展的趋势，唯一不同的地方在于电信服务商须把「最后一哩」架设到顾客的所在地，而这是天然气大盘商以往从未面对过的昂贵挑战。

「光纤到家」的呼声不断地刺激整个光通讯产业的发展，原本是骨干网路的应用，现在连一般家庭也都能享受到无需等待的网路服务，本文将探讨光纤在数位家庭中所应用之传输与铺建技术概念，并阐述如何配合光纤到家的应用。

宽频成长浮现数位家庭商机

近年来电信服务商、有线电视供应商以及地方政府等等的角色大乱，因为不断攀升的家庭网路使用量(表一)使得各路好手皆来抢食「数位家庭」基础通讯建设的大饼。以日本为例，原订「e-Japan战略」的目标是希望能在2005年达成全日本有3000万家庭以宽频上网及1000万家庭以超宽频（30Mbps～100Mbps）上网的环境，此项目标于2003年已提前达成，日本总务省再度编列了733亿日圆（约新台币220亿）的预算并正式进入日本的第二期IT革命，也就是「u-Japan」。

而无论是“e”或“u”的计划最主要基础建设便是鼎鼎大名的FTTH，依据Hiromichi Shinohara & Tohru Maruno的统计报告，至2004年8月日本光纤到家（FTTH）服务的用户数已增至160万1432户，较2003年1月的用户数23万3072户，仅一年半时间，迅速成长将近七倍，居世界第一。在日本政府的大力推动下不仅只有NTT东、西在从事铺建光纤到府的工作，如Yahoo BB和USEN及各地方的有线电视系统公司皆也都积极地参与其中。

再以美国为例，当FCC开放RBOC（Regional Bell Operating Companies）可以自行铺建500英呎的光纤到住户家中而不需与IELC（Local Exchange Loop Carrier）共享的规定时，Verizon和SBC便大张旗鼓地加速FTTP的计划，并一致地认定这是对未来的投资。由这两通讯强国的宽频动向来看，「光」和「数位家庭」之间产生了交集。

数位家庭

究竟何谓「数位家庭」？简而言之，「数位家庭」就是将目前互不相连的家庭数位系统以「有线」或「无线」的方式连接起来，如整合数位电视、DVD录影机、个人电脑，音响、游戏与数位相机等设备，透过ADSL、Cable、802.11x、Wi-Fi/乙太网路（Ethernet）、微波或卫星等家庭网路以及GSM、CDMA的行动网路等有线、无线或宽频网路传输方式，将外在资讯汇整到数位家庭闸道器（Home Gateway），如(图二)所示。再透过闸道器控制系统、数位家电设备以及彼此间的连接，即可收视数位节目、漫游网际网路、随选视讯、收发电子邮件、线上游戏、宽频视讯会议与电子银行等，体验各项先进服务。

《图一 数字家庭网关示意图》

在规格方面，以Intel、微软、HP等为首的十七家国际大厂成立「Digital Living Network Alliance」，未来将以开放式的标准作为推动产品相容性的依据；日本Sony与包括Hitachi、Matsushita 、Toshiba等九大商社共推的平面电视规格等布局，也以进入家庭、整合数位技术为主要任务。在中国大陆方面凭借庞大的内需市场，也由联想、康佳、长城等大型集团与大陆产业信息部合作，推动大陆自有的「闪联」标准，目的亦在以此标准串连资讯、通信及家电产品。

在全球应用趋势朝此方向前进之时，台湾自也不能置身事外。由大同、宏碁、金宝及威盛四家公司，以及经济部半导体协会、工业局半导体推动办公室及经资中心共同发起「数位家庭产业推动联盟」，而该联盟的推动目标以促进台湾资讯及电子产业，掌握相关技术及市场发展为其一，此外从台湾半导体产业的角度出发，结合上、中、下游的研发及产品开发技术，提高台湾产品的曝光率，并藉由该联盟与国际主流标准接轨。由各国对数位家庭的投入程度来看，也不难让人感受到一股即将爆发的产业商机。

《图二 家庭光接口无线网络示意图》

未来数位家庭的概念是以消费者导向的人性化介面为主，强调老少皆会操作的简单易用为原则。因此也有厂商认为在短时间内并不会仅出现如Intel所谓的以「多媒体控制器（media hub）」为中心，也不会只实现微软所指的以「家用闸道器（Home Gateway）」为中心的数位家庭生活。而是整合TV与PC可以相互切换的家庭网路系统为主，如高品质AV影音功能的客厅，连接AV hub、LCD TV、DVD录放影机与数位投影机等影音设备，并透过各别的闸道器来连接到网路。而又如在客厅或书房，以储存、整理影像、音乐与照片为主的Media PC center，则与MP3、DV和DSC连接到Media Hub等较分散式的各系统，来实现数位家庭生活。

然而不论是集中式或分散式的家庭网路系统，在既有的电讯号传输之外，也可利用「光」这种传输媒介，而传输型式也可分为无线和有线，以下将针对无线和有线光通讯作一介绍。

室内多媒体无线光通讯

在家用多媒体无线光通信的架构中，目的是要将家庭的多媒体设备，从过去有线电缆的连接方式改由透过光无线介面的技术来做为媒体传输的媒介，如(图三)所示，在光介面无线区域网路中，可依照环境的使用需求，来决定架设​​10Mbps或是100Mbps的光介面无线区域网路在家用多媒体中，由于各种多媒体的格式要使其传送品质达到没有延迟的效果均有各种不同的规定，其最低传输限制如(表二)所示。

为了要符合未来各种媒体格式的需求，家用多媒体无线传输的标准至少要大于32Mbps的传输速度，因此以目前的无线电波速率来看，要达到32Mbps以上目前仅有IEEE802.11a可达54Mbps的速度，因此在家用多媒体无线光通讯系统中，未来所要发展的目标即在100Mbps的速度下制定标准。

虽然目前家庭光介面无线网路到目前为止尚未有示范展示的产品，主要原因包括介面上的标准未定，IP部份目前倾向以100Base-T与IEEE1394的标准来订定，除了IP介面的制定外，与其他机器设备间的连接器HAVi与Ethernet规格下的连接器Jini间相容性技术仍在推动中，然而要使家庭光无线系统的梦想完成，软硬体设备的开发亦须着手制定共通的语言才能达成，目前Hitachi、Intel、Matsushita、Sony及Toshiba等五家公司正积极朝这方向迈进。

室内有线光通讯

《图三 USEN与其竞争者收费机制比较》

现在约有超过70％的宽频使用者是透过DSL来连结全球网际网路，而光纤则是众多接取技术连接到家中的载具之一。光纤到家除了收费比xDSL要昂贵之外，在实地施工上也相当具有挑战性，但日本市场竞争激烈，收费机制较不同，如(图四)所示。(图五)为光纤到家施工图，无论是挖马路埋设光纤或是利用现有的电线杆铺线再连结至家中的媒体转换器（media converter），过程中光纤熔接数目的需求会因每一个网路设计用户的多样性考量而有不同，并且光纤接入家中后的可靠度测试除了机械、温度之外，还需利用约30m的光缆架设测试回路并经过数个月的测试，在技术、时间和成本的考量下，在在考验着铺设光纤的工程人员。也因此许多厂商都推出更简便的施工设备使铺设电缆的工程人员能尽快熟悉新技术。

《图四 光纤到家施工示意图》

(图六)则是瑞士Huber＋Suhner发展出来，可随身携带的光纤SC和ST连接器的快速制作笔型设备，该公司宣称在90秒之内便能完成光纤连接器的制作，同样地3M、Fujikura 、Sumitomo、NTT AT、Sanwa等厂商也有推出类似的简易型自组单模光纤连接器，减轻了FTTH施工端人员在布线时间上的压力，而Tellab、Sumitomo等公司也都推出小型化光纤熔接机以利布线工程师能更顺利操作。

另一方面，在通往各用户住宅的线路铺设以及室内布线中，也使用了单模光纤，但通常单模光纤的最小弯曲半径为30mm，如(图七)(a)中的旧式光纤，由于半径较大，在室内沿墙壁布线以及将光纤余长绑成像电源线一样的小束并非易事。这一点对曲线式布线、室内装置与接线盒的小型化是种阻碍。为了进一步促进FTTH的普及，需要提高光纤的操作性能、并达到室内装置以及接线盒的小型化，因此具有更强弯曲性的光纤应运而生。

为解决上述问题，许多日本公司都致力开发使弯曲半径更小的光纤，如图七(b)所示，即为日本NTT所发展出来的小弯曲半径光纤，NTT藉由传统单模光纤预形体的fiber core周围钻出六个空气洞（Air Hole）的Hole Assisted Fiber使光纤的弯曲半径可达到5mm，使光纤在外观上更能与居家的室内设计更契合。

《图五 可携带式光纤连接器制作设备》

三网合一的光纤服务

目前在内容服务方面，厂商则主要提供三网合一（Triple-Play）的服务，也就是将声音、资料和影像以不同的波段在同一条光纤中传输，也由于影音的传输是最消耗频宽的服务，因此自然地IPTV与HDTV等服务便悄悄地蔓延开来。而所谓的IPTV即透过IP网路传送视讯节目，并可利用IP-STB透过普通电视机播放。

用户除可观赏视讯节目外，亦可利用IPTV互动式的特点，进行网路游戏、网路点播、网路购物或是视讯会议等服务，此类的服务已成为中国宽频应用市场发展的重点，并是电信营运商跨足家庭影视服务的试金石。在美国亦是如此，以(表四)电信营运商未来的营收预测来观察，其中以影音服务的营收成长率最高，因此Verizon、Comcast与Time Warner等都相继推出宽频影音服务。

《图六 单模光纤弯曲半径新旧比较》

a.旧式

b.新式

家庭光纤插座

有了高速传输的品质，高影像画质自然也不可少，为达到高画质电视的水准，美国Altera与加拿大半导体厂商Gennum联手提供下一代视频介面，也就是将Altera的FPGA（Field Programmable Gate Array ；可程式逻辑阵列）高阶产品「Stratix GX（内置3.125Gbps高速串列通信收发电路的FPGA）」与Gennum的光缆等化器（Cable Equalizer)、驱动器结合起来，通过同轴光缆，可以3Gbps的速度传输约100m的距离。其他的晶片大厂也都推出三网合一，并强调高视讯品质的晶片，如BroadLight和Broadcom走的是BPON的路线，Passave、Centillium与Teknovus走的都是EPON的路线。

《图七》

发展EPON的三家公司中，特别是Passave已经在日本市场获得了极大成功；Centillium则同时具有EPON和VoIP两种产品线，Teknovus则已经在中国的媒体转换器市场上占有相当的市占率。然而光纤所能提供的频宽几乎是没有上限的，也许三网合一的下一波便是虚拟的3D即时成像投影应用，而电影关键报告中的场景便可能出现在真实的生活中了。

结论

宽频市场是否能发展成像天然气、电力或自来水等居家不可或缺的基础设备，仍有待观察。然而多样化的技术、可行的经营模式以及让网路传输得以有效率进行的标准作业程序等等，都还有待整个产业链的摸索与试验，而光通讯技术在数位家庭所占的比例相对而言较小，但光纤所具备的种种特色却也被定位成最终极的通讯解决方案。

（作者现为光电协进会产业分析师）

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