100G光通訊需求點火　FPGA元件商擂台戰開打

現場可編程閘陣列(FPGA)正全面滲透100G光纖網路市場。網路數據流量快速攀升，加上使用者對頻寬的嚴苛要求，促使全球光纖網路市場飛快成長，而中國大陸與歐美等電信業者為因應超高速傳輸市場需求，不僅持續加速100G商用網路的部署，亦開始積極發展400G光纖網路技術，且已開始釋出許多通訊設備訂單，激勵具備超高運算能力與高靈活性的FPGA元件需求遽增，遂吸引相關業者爭相投入，進而加劇市場競爭態勢。

以中國移動為例，繼2013年6月啟動第一期100G光通訊網路(OTN)集體採購標案後，8月又再次發布第二期標案，顯見網路數據流量的激增，正促使電信商加速發展以光纖通訊為骨幹網路的基礎建設，並帶動電信設備與FPGA元件市場需求快速攀升。

加速100G光通訊部署　中國移動第二期採購案開標

圖1　賽靈思亞太區銷售及市場副總裁楊飛表示，中國移動為加速部署100G光通訊，正逐年擴大採購規模。

賽靈思(Xilinx)亞太區銷售及市場副總裁楊飛(圖1)表示，由於各種數據資訊與日俱增，現有的2.5G?20G光纖網路傳輸效能與頻寬早已無法滿足使用者需求，因此全球光通訊產業正快速邁向100G的超寬頻網路時代，以因應高數據流量的嚴苛挑戰。

楊飛進一步指出，目前全球主要電信營運商都已開始加速布建100G光通訊基礎設施；其中，中國移動在十二五計畫撐腰下，近年來更積極發展光通訊網路，現今已完成100G實驗室測試和省際幹線網路測試，並已陸續在沿海城市開始商轉，且布建地區也從一線城市擴及至二線城市，將有助於光通訊產業發展日益蓬勃。

據了解，中國移動第二期100G光通訊集體採購標案原本預定將在2014年開標，並於2015年進行第三期採購案，但現今第二期計畫卻已提前啟動，意味著網路數據流量的成長已超乎電信營運商的預期。

楊飛認為，高畫質影音應用與行動聯網的盛行是電信營運商加速100G光通訊部署的主要因素。例如，超高解析度(Ultra HD, UHD)或全高畫質(Full HD)影像規格的影片由於數據資料相當龐大，因此需要高容量且高傳輸速率的100G光纖網路；而行動聯網則因行動裝置市場滲透率快速攀升，促使數據流量水漲船高，兩者因素皆迫使電信營運商須加緊建設新一代光纖骨幹網路。

隨著中國移動第二期100G光通訊集體採購標案開始啟動，未來光纜、光通訊元件、光放大器與電信設備市場需求勢必會快速升溫，並吸引各家電信設備商與FPGA業者爭相投入此一市場，搶占光世代誘人商機。

事實上，不光是中國大陸正全力布建光纖骨幹網路，美國、英國、日本與台灣等地政府也都相當重視。其中，美國的「國家寬頻計畫」已預計將於2015年時，達成1億光纖網路用戶；英國的「數位英國白皮書」則是計畫於2017年讓100Mbit/s光纖網路達到90%覆蓋率；日本的「光之道」計畫更是希望在2015年達到全國100%光纖網路覆蓋率；而台灣的「數位匯流發展方案」則是預估將在2015年達成六百萬光纖用戶。

楊飛分析，相較於銅纜傳輸介質的網路或2.5G～20G光纖網路，100G光通訊由於容量與頻寬都較高，對於資料處理的元件要求也較高，加上每家電信設備業者都須要為電信營運商開發客製化功能，因此須透過具備可編程特性的28奈米(nm)FPGA才能有效提升通訊設備效能，進而帶動FPGA元件行情看漲。

有鑑於光通訊市場商機潛力無窮，包括賽靈思與Altera等FPGA業者都已積極布局此一市場，且除透過研發先進製程FPGA產品外，也正積極併購光通訊相關公司，藉此鎖定市場商機。

強化光通訊市場競爭力　賽靈思與Altera掀併購戰火

圖2　Altera有線事業部資深策略市場行銷經理Kevin A. Cackovic指出，藉由購併可提升該公司光通訊競爭力。

Altera有線事業部資深策略市場行銷經理Kevin A. Cackovic(圖2)表示，由於100G與400G光通訊的傳輸速率相當快，因此數據資料處理與轉換的速度也勢必得同時升級，促使FPGA元件開發難度遽增，尤其是矽晶片製程與矽智財(IP)層級都須要投入大量資金，才能開發出滿足市場需求的產品。

Cackovic進一步指出，Altera在近年來透過併購光通訊相關公司的策略，不僅能優化適用於100G光通訊的FPGA元件，且更加速未來400G光通訊產品藍圖的進度，進而掌握光通訊市場商機。

據了解，Altera繼2010年併購光網路IP業者--Avalon微電子後，2013年更進一步併購光通訊產品開發業者--TPACK，顯見Altera為搶進光通訊市場，正不斷擴大其產品開發團隊，並厚植光通訊元件研發實力。

Cackovic認為，Altera併購TPACK後，可望加速光通訊解決方案產品藍圖進度，藉此為100G以上的新興應用提供技術支援。該公司新增TPACK的技術以及設計團隊後，亦有助於Altera能在標準不斷演變的光通訊市場中，迅速為客戶提供靈活的解決方案。

除Altera外，賽靈思在近年來也不斷併購光通訊IP公司，壯大其市場競爭力。楊飛表示，賽靈思在2011～2013年間，已陸續併購Omiino、Modelware、Sarance Technologies與Modesat Communications等公司；其中，Sarance Technologies更擁有業界唯一能將FPGA中的橋接速率擴充至400G的IP技術。

楊飛強調，Sarance Technologies的IP技術搭配賽靈思Virtex FPGA，能為客戶提供多款400G最佳化解決方案，而其他廠商的產品則須要占用更多軟、硬體資源，迫使用戶必須在功能或是效能上做一定程度的妥協。

卡位400G光通訊商機　FPGA業者緊盯標準制定進度

事實上，在各國電信營運商擴大100G光通訊設備部署之際，400G光通訊市場亦同步發展中，而各家FPGA業者為及早布局未來400G光通訊商機，已紛紛與標準組織、電信設備業者維持緊密的合作關係。

Cackovic表示，雖然100G光通訊基礎建設仍未完全普及，但電機電子工程師學會(IEEE)與國際電信聯盟(ITU)等標準組織，以及華為、中興、阿爾卡特朗訊(Alcatel-Lucent)與愛立信(Ericsson)等電信設備商，都已開始為傳輸速率更快、容量更大的400G光通訊分別進行標準制定與產品研發，進而促使FPGA業者須同步跟進，以布局未來市場商機。

Cackovic進一步指出，目前400G光通訊市場發展出現兩大挑戰，首先是標準規格尚未統一；依照IEEE與ITU的規畫，400G光通訊標準規格至少須等到2015年才有機會塵埃落定。其次則是400G光通訊元件的成本仍高；包括光接頭、光纜與光模組的規格都比現今100G光通訊更高，若市場需求無法支持元件商大量生產，則規模經濟勢必無法形成。

不僅如此，當各國骨幹網路邁入100G光通訊規格時，FPGA元件則勢必得採用28奈米以下的先進製程，才能滿足電信設備商對晶片效能與成本的要求；而400G光通訊甚至須用到20奈米或16奈米製程，才能真正讓此一光通訊規格展現其高速傳輸的優勢，但現今包括賽靈思與Altera針對20奈米以下的FPGA仍都處於試產階段。

Cackovic認為，在接下來的2年時間內，將是標準組織完善400G標準規格的建置期，而設備製造商的工作是開發400G網路解決方案，並可支援變動中的標準。至於FPGA業者，則是持續開發先進製程產品，並透過IP優化光纖訊號處理的方式，預估400G光通訊真正發光發熱的時間點約在2015年。

在各國電信營運商全力部署100G光通訊設備的帶動下，高效能FPGA元件市場需求正快速激增，而FPGA元件供應商的市場爭霸戰也進入白熱化階段，未來無論是先進製程競賽或者是併購戰，都勢必將較過往更加激烈。