擴大內需政策積極作多　EPON/GPON搶食大餅

在不景氣的年代，即使人人都採取撙節消費的策略苦撐，但食衣住行育樂的基本開銷還是省不了。這也就是為何近來各大媒體充斥著線上遊戲廣告，中華電信開始利用其網際網路電視(IPTV)平台推出家庭卡拉OK服務的原因。  

事實上，宅商機不只嘉惠電信業者與遊戲營運商，網通設備相關業者也可望間接受惠，其中又以被動光纖網路(PON)與超高速數位用戶迴路(VDSL)商機最受矚目。為了搶食政府擴大內需所創造出來的市場大餅，一度偃旗息鼓的EPON與GPON兩大陣營，近來又呈現劍拔弩張的競爭態勢。  

三合一匯流服務帶動FTTx需求  

為了盡可能利用現有的網路基礎設施來創造更多營收，近年來全球各地的電信業者莫不卯足全力推廣三合一匯流服務。在台灣，經過2008年北京奧運的實戰驗證，證實只要內容吸引人，消費者對隨選視訊等三合一匯流服務(Triple Play)接受度頗高，中華電信因而在北京奧運賽事轉播告一段落之後，加碼推出高畫質美國NBA職業籃球大賽的轉播服務。  

圖1　Teknovus台灣代理商茂綸科技產品經理徐子華認為，EPON的低成本特性使其更容易進行大量布建。

網際網路通訊協定(IP)視訊節目服務朝向高畫質發展，已經是業界公認的趨勢。但若要大規模提供網路高畫質視訊內容，不僅以銅纜為基礎的接取網路設備必須徹底更新，甚至更新纜線，就連已經鋪設好具備光纖接取的用戶，都可能要進行設備升級。Teknovus台灣代理商茂綸科技產品經理徐子華(圖1)表示，在經過與原廠和中華電信討論後，以一戶兩台電視收看高畫質視訊節目為計算基礎，再加上語音與資料通訊所造成的頻寬需求，每一戶的總頻寬理想上必須達到40Mbit/s。以安裝在公寓大樓地下室機房的多住宅單元設備(Multiple Dwelling Unit, MDU)可支援二十四或四十八埠來看，光是一部MDU所需的回程線路頻寬就分別需要960Mbit/s與1.92Gbit/s。  

但事實上，從MDU到用戶住家中，目前的主流架構是透過快速乙太網(亦即乙太網到府服務)或VDSL提供網路接取。由於這些技術的頻寬皆可達100Mbit/s，若要避免資料傳輸瓶頸，每部MDU設備所需的回程線路頻寬至少要達到2.4Gbit/s，不僅超過目前被動式乙太光纖網路(EPON)規格所能提供的頻寬，也搾乾了目前超光速被動光纖網路(GPON)所能提供的理論最大頻寬。因此，不管是EPON還是GPON陣營，都正在加速10Gbit/s標準的制定工作，以滿足三合一匯流服務進入高畫質世代所帶來的爆炸性頻寬成長。  

由於三合一匯流服務所帶來的頻寬需求很快就會超過現有標準的能力範圍，因此PON兩大陣營背後的標準組織--國際電子電機工程師協會(IEEE)與國際電信聯盟(ITU)都正在卯足全力進行10Gbit/s技術的標準化。其中又以IEEE 802.3av任務小組負責制定的10Gbit/s EPON進程較快，目前已經進入2.1版草案，所有實體層(PHY Layer)的規範都已經底定，預計在未來幾個月之內，包含Teknovus與PMC-Sierra等主要晶片解決方案供應商就可展示10Gbit/s EPON實體層元件。待2009年1月推出3.0版草案並展開通訊投票後，預計到9月就能成為IEEE的正式標準。  

徐子華指出，EPON之所以能比其他競爭技術更快完成標準化工作，除了與其面世時間較早，擁有更多實際網路布建經驗之外，EPON架構相對簡單也是重要的關鍵。圖2、3分別為典型EPON與GPON的通訊協定堆疊架構與訊框比較，從中便可看出EPON在架構上擁有非常顯著的簡化優勢，從而使晶片設計較為單純，成本也更低。據Teknovus宣稱，EPON光纖網路單元(ONU)的媒體存取控制(MAC)元件與光收發模組約可比GPON低約17美元。

圖2　EPON與GPON層級架構比較

圖3　EPON與GPON訊框架構比較

光網布建不能忽略服務普及  

圖4　阿爾卡特朗訊市場策略暨解決方案處技術協理諸長江指出，孕育EPON與GPON的環境大不相同，兩者強行比較並不恰當。

GPON陣營卻針對Teknovus的說法提出反擊，認為EPON陣營除了成本之外，在其他規格方面其實很難跟GPON相比，因為孕育出這兩個標準的應用環境大不相同，規格設計上自然有顯著差異。阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)市場策略暨解決方案處技術協理諸長江(圖4)認為，GPON跟EPON放在一起比較，就如同拿高級進口車與國產車相提並論一樣不恰當。  

GPON從規格起草開始就一直被定位成一種「電信級」的技術，除了提供寬頻網路接取之外，還要能完全支援電信級的服務品質(QoS)機制，而非透過PsuedoWire這種模擬技術來支援非同步傳輸模式(ATM)網路操作模式。  

此外，GPON技術發源自相對地廣人稀的歐洲與北美，不像EPON目前的實際布建案例明顯集中在地狹人稠的東亞，因此GPON的每一個光纖線路終端(OLT)服務涵蓋範圍必須更大，才能讓電信業者在地廣人稀的地帶布建寬頻網路有更好的經濟效益，這些因素自然使得GPON的每埠成本高於EPON。  

諸長江認為，涵蓋範圍大小是非常重要的關鍵。因為全世界各國的電信業多少都帶有特許事業的色彩，因此電信業者除了營利之外，往往肩負配合達成公部門政策目標的責任。  

以消除數位落差這項最常見的政策目標為例，電信業者為了滿足政府普及服務的要求，不能因為在偏遠地區建設網路的經濟效益低落就拒絕布建，這時候GPON的長距離優勢所帶來的成本效益就格外明顯了。  

歐美積極投入光化建設　GPON可望扳回一城  

然而，不可諱言的是，目前所有大規模FTTx布建案例都集中在東亞，如日本、南韓、中國大陸。EPON陣營光是靠這三個國家的用戶數量就可以撐起驚人的經濟規模。  

相較之下，歐美各國的光化建設速度落後東亞太多，因此GPON始終停留在電信業者現場測試，未見大規模部署的階段。不過值得注意的是，引發百業蕭條的金融海嘯似乎可望成為點燃GPON布建浪潮的導火線。  

諸長江指出，自從金融海嘯爆發後，全球各國政府陸續宣布將透過種種擴大內需的手段來刺激景氣，其中資訊基礎建設便是很重要的一環。例如美國新上任的歐巴馬政府便計畫推動全美光纖網路的布建；歐盟也通過補助法案，預計將擴大光纖網路在歐洲的涵蓋範圍。在歐美政府將推動光纖網路布建定為基本政策之下，GPON的市場規模在未來幾年的成長勢必非常耀眼。事實上，過去幾年來，GPON的市場成長速度非常快速，根據Infonetics的統計，即使金融海嘯在2008年下半年爆發，GPON市場的規模在2008年依然繳出年成長率81%的亮眼成績單。更值得注意的是，在電子業各領域陷入嚴重衰退的2008年第四季，GPON市場還逆勢成長了22%。  

圖5　安立知業務副理黃文源透露，台灣網通設備代工業者對GPON技術的布局有升溫態勢。

安立知(Anritsu)業務副理黃文源(圖5)也同樣看好GPON未來的成長性，並指出從台灣的網路設備代工業者的儀器採購趨勢來看，台灣業者已經開始在GPON市場上進行布局。雖然現階段台灣廠商的產品出貨仍以EPON為大宗，但GPON未來的成長性確實是可以樂觀期待的。  

光電整合挑戰大　量測工作不可掉以輕心  

但黃文源提醒，光通訊跟電子訊號通訊畢竟是兩個截然不同的領域，即使目前市場上有許多光收發器模組廠商皆宣稱其產品具備簡單易整合特性，設備製造商只要完成系統電路板設計，再將光收發器模組插到電路板上即可，但事實上並非如此，設備業者在開發產品時必須特別注意。  

黃文源指出，隨著近年來台灣廠商投入PON設備市場的家數越來越多，累積的失敗經驗也不少，甚至有廠商依照電信業者的標案規格開發好產品後，因為始終過不了客戶驗證關卡，而喪失投標資格。  

歸納起來，設備製造商最常出現的情況就是忽略了光收發模組受到系統電路干擾的問題。光收發模組所發出的光訊號，會因為系統供給的電壓、線路板設計、時脈訊號的抖動等，而導致結果不如預期。因此，決不可輕忽PON設備的系統設計驗證，特別是在光收發模組的實體層驗證部分。黃文源表示：「台灣的設備製造商一開始對光收發模組的熟悉度不足，沒注意到光電整合是環環相扣的，也因此付出不少學費。」  

經過幾年的開發學習之後，目前台灣的設備製造商在進行產品設計時，都已經注意到光電整合除了驗證電路參數外，也必須納入通訊協定分析、功率、眼圖、光頻譜等量測項目，且隨著開發的經驗累積，業界對光收發器的驗證項目也越來越多。  

除了前述幾項設計重點外，有些設備製造商已經開始注意到原本微不足道的時脈抖動，在累積一段時間後仍會導致訊框發生錯誤，因而要求在測試項目中加入時脈量測項目。另一個值得注意的趨勢是，設備製造商開始把以往只在研發實驗室中進行量測的項目也擴展到生產線上，如波長量測就是一例。  

電信業者才是IOT的最終仲裁者  

然而，PON設備在實驗室裡頭的效能表現，跟實際部署到現場環境裡的效能是不能畫上等號的。在2008年底，台灣舉行了2008亞洲GPON互通性插拔測試大會(IOT Plugfest)，身為大會的主要量測儀器供應商的安立知，也利用此一難得機會對參予測試的設備進行許多現場環境模擬測試，結果相當值得玩味。  

根據實際參予插拔大會的安立知應用工程師林昇鴻表示，在該次插拔大會中，一共有十項強制測試項目與兩項選擇性測試項目，絕大多數的設備都能通過十項測試考驗，但在選擇性測試項目部分，安立知的測試儀器對網路系統插入了一些封包遺失參數，以模擬PON設備部署到真實環境中的條件，結果有些特定ONU與OLT搭配組合出現顯著的效能降低，在最糟的情況下，設備的效能表現甚至只有實驗室網路中的20～30%間。  

林昇鴻指出，之所以出現這種現象，應該跟設備間的上層機制不相容有關，因為當設備偵測到網路品質下降，開始出現封包遺失現象時，都會啟動網管機制來確保服務品質，但不同供應商的網管機制實作方式不同，國際電信聯盟在訂定GPON標準規範時，除了對第一層實體層與第二層媒體存取控制層有明確規範外，其他層的規範相對鬆散，以使設備廠商有更多空間來開發差異化的產品。事實上，IEEE陣營的EPON規範也有同樣的情形。  

然而，統一化的標準對電信業者的實際網路布建至為關鍵，在IEEE與ITU標準鞭長莫及的狀況下，身為設備採購者的電信業，勢必要出面擔任仲裁者的角色。  

徐子華指出，雖然業界每年都會舉辦規模不一的IOT大會，藉此展現不同供應商的設備間具有一定的互通性，但真正的仲裁者仍是電信業者。例如中國大陸的互通性標準，便是由中國電信所制定的，不同供應商的設備是否能互通，要經過中國電信的測試驗證才算數，設備供應商要想拿到訂單，一定要先了解當地電信業者所制定的測試規範細節，才有可能據此開發出產品。  

所幸各大電信業者之間的測試標準交互參照的情況相當普遍，因此設備製造商所面對的規範即使略有差異，也總是萬變不離其宗。林昇鴻表示，設備製造商只要抓住當地領導電信商的規格標準，就有機會掌握到該地的PON設備商機，例如日本的NTT、中國大陸的中國電信、台灣的中華電信，對於當地電信業者對PON互通性標準都有示範作用。  

政策/營運商/設備業者攜手同心　光通訊產業春暖花開  

在各國政府的直接投資與政策作多激勵，以及主要電信業者以買方力量出面整理紛亂的產業秩序下，產業寬頻接取網路的光化已經是擋不住的趨勢，金融海嘯來襲對網路光化更有推波助瀾的效果。  

諸長江指出，對整個光通訊產業而言，百年難得一見的金融災難，正好引爆全球接取網路光化浪潮，對光通訊產業鏈的上下游而言，這次全球性的大衰退，正是大展鴻圖的良機。