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光纖纜線助陣 Thunderbolt傳輸效能躍進(jìn)

光纖通信何時(shí)可以大量應(yīng)用于消費(fèi)性電子產(chǎn)品，進(jìn)而獲得消費(fèi)者青睞，已是現(xiàn)今傳輸介面業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

圖1 光接頭與電接頭結(jié)合

在2011年第二季時(shí)，索尼(Sony)推出了采用Light Peak的筆記本電腦Sony VAIO Z系列，將Light Peak光模組置于筆記本電腦及底部基座(Docking)內(nèi)，并精心設(shè)計(jì)了一可供光傳輸?shù)亩俗�，讓高速光信�?hào)可以順暢的流動(dòng)于筆記本電腦及基座之間，而這光接頭也巧妙的設(shè)計(jì)跟電的接頭結(jié)合在一起(圖1)，使消費(fèi)者感覺(jué)不到光接頭的存在，邁出高速傳輸介面光纖化的第一步。

然而，新款筆記本電腦雖有高速傳輸?shù)谋憷�，但高達(dá)3，000美元以上的價(jià)位依然無(wú)法吸引消費(fèi)者使用，且將光模組置于筆記本電腦內(nèi)，并讓消費(fèi)者直接處理光接頭的插拔(一般傳統(tǒng)光接頭的插拔，是須受過(guò)訓(xùn)練的技術(shù)人員處理)，此舉讓筆記本電腦業(yè)者十分擔(dān)心后續(xù)的維修問(wèn)題，顯然傳輸介面光纖化早期的努力并未贏得筆記本電腦業(yè)者的支持及消費(fèi)者的青睞。

Light Peak插拔不便 Thunderbolt取而代之

事實(shí)上，在2010年底至2011年初，蘋(píng)果(Apple)已在各主要國(guó)家及地區(qū)提出Thunderbolt商標(biāo)注冊(cè)。蘋(píng)果雖早于英特爾(Intel)提出Thunderbolt商標(biāo)專利，不過(guò)在雙方合作后，現(xiàn)今已經(jīng)轉(zhuǎn)移到英特爾，英特爾也取得Thunderbolt介面相關(guān)的商標(biāo)專利，所以Thunderbolt不會(huì)成為蘋(píng)果獨(dú)家的品牌，透過(guò)Thunderbolt技術(shù)，產(chǎn)業(yè)界似乎已透露出了放棄Light Peak的信息，借此避免讓消費(fèi)者直接來(lái)處理光接頭插拔的問(wèn)題。

圖2 兩端的光接頭

Thunderbolt接口支持10G以上的傳輸，而筆記本電腦內(nèi)部到接口間的傳輸又回復(fù)到了之前最為熟悉的電傳輸，而不是讓設(shè)備商感到較難駕馭的光傳輸，蘋(píng)果也將Thunderbolt接口做為其筆記本電腦及桌面電腦的標(biāo)準(zhǔn)配備，而英特爾提出的Ultrabook主打重點(diǎn)之一也是Thunderbolt高速傳輸能力;對(duì)消費(fèi)者而言，纜線端的插拔又回到單純的接口插拔，若要支持光傳輸，則將光模組置放于纜線的兩端(圖2)即可，不必再置于筆記本電腦內(nèi)。

與此同時(shí)，銅纜線的便利性還是讓它回到這10G以上的傳輸介面戰(zhàn)場(chǎng)，但是銅在高速傳輸仍有所限制;即便有許多技術(shù)的開(kāi)發(fā)及協(xié)助處理高速信號(hào)的IC助陣，銅纜線的長(zhǎng)度仍是被限制在3米或者是2米內(nèi)，即便是銅線，在量產(chǎn)制作Thunderbolt纜線上仍是相當(dāng)不容易，且存在著相當(dāng)多的挑戰(zhàn)，因此成本與價(jià)格仍有待下降。

蘋(píng)果在2011年6月推出定價(jià)為49美元的銅線Thunderbolt纜線，這一條2米長(zhǎng)的Thunderbolt有源纜線價(jià)格對(duì)消費(fèi)者而言并不便宜，但對(duì)懂得制造這條線的人而言，皆認(rèn)為蘋(píng)果定此一價(jià)格并未賺錢。果不其然，隨后在2012年初推出的其他廠牌的Thunderbolt有源纜線零售價(jià)皆比蘋(píng)果貴，這對(duì)蘋(píng)果產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是很異常的情況，但也可看出蘋(píng)果與英特爾在對(duì)推動(dòng)高速傳輸在消費(fèi)性產(chǎn)品應(yīng)用的決心。

2013年初，蘋(píng)果2米長(zhǎng)的Thunderbolt 有源纜線從49美元調(diào)降到39美元，且推出了0.5米長(zhǎng)規(guī)格，售價(jià)為29美元。經(jīng)過(guò)1年半的努力，產(chǎn)品價(jià)格仍然不便宜，顯然這條銅制Thunderbolt有源纜線仍不容易制作，而且超過(guò)3米以上距離的應(yīng)用也是銅制纜線所無(wú)法應(yīng)付的，而要光纖才能支持10G及3米以上的距離。

在光纖版部分，Light Peak被Thunderbolt取代(圖3)后，光纖通信并未沉寂下來(lái)，隨著高畫(huà)質(zhì)影音內(nèi)容的興起，消費(fèi)者對(duì)帶寬需求日益高漲，推升光纖通信市場(chǎng)不斷成長(zhǎng)，促使長(zhǎng)距離的傳輸如無(wú)源光纖網(wǎng)路(Passive Optical Network， PON)在光纖到戶(Fiber To The Home， FTTH)的應(yīng)用、短距離傳輸?shù)馁Y料中心應(yīng)用從10G一路攀升至到100G，不過(guò)光纖通信要普及仍有一段路要走。

圖3 Light Peak與Thunderbolt演進(jìn)示意圖

克服傳輸距離問(wèn)題 Thunderbolt邁向光纖化

Thunderbolt纜線要應(yīng)付3米以上的傳輸，光纖仍是不二之選。在銅版Thunderbolt纜線推出將近1年后，Sumitomo率先于2012年4月發(fā)表了光纖版Thunderbolt有源光纖纜線，且終于在2013年元月開(kāi)始于Amazon Japan販?zhǔn)�，長(zhǎng)度從10米起跳。

然而，很可惜的是纜線價(jià)格仍是居高不下，其10米長(zhǎng)的零售價(jià)格高達(dá)73，500日?qǐng)A，足以買一臺(tái)高檔智能手機(jī)，此一價(jià)格一點(diǎn)都不親民，進(jìn)而影響此一技術(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，且離一般消費(fèi)者能夠接受的價(jià)位仍相當(dāng)遙遠(yuǎn)。

在此之后，TDK、康寧(Corning)也相繼推出光纖樣品，顯然光纖通信業(yè)者仍然不遺余力推動(dòng)光纖在消費(fèi)者端的應(yīng)用。但何時(shí)達(dá)到一個(gè)價(jià)格甜蜜點(diǎn)，讓大眾能享受高速傳輸?shù)谋憷�，而不用�?dān)心花費(fèi)過(guò)于昂貴，將是讓消費(fèi)者擁抱此一技術(shù)的關(guān)鍵。

原先Light Peak的設(shè)計(jì)，將光模組置于主控端或裝置(Host Device)內(nèi)，而用特別設(shè)計(jì)的光接頭來(lái)連接Host跟裝置是一較低成本的設(shè)計(jì)，可是將光模組置于主控端或裝置內(nèi)，增加了其制造成本，并不是每個(gè)使用者都會(huì)用到，且相關(guān)業(yè)者對(duì)駕馭光模組的信心度不足。

因此只好退而求其次將光模組移到纜線兩端，做成光纖版。但此一轉(zhuǎn)變不只增加技術(shù)難度，也墊高整體成本，對(duì)于市場(chǎng)推廣產(chǎn)生阻礙。

另一方面，從Thunderbolt的Mini DisplayPort(MDP)接口就知它比常用的通用序列匯流排(USB)小很多，接口后端能夠運(yùn)用的面積自然有限，要在這樣小的地方塞進(jìn)光模組及其他處理高速信號(hào)的元件，還要考慮到散熱問(wèn)題，實(shí)在不是一件太容易的事。

事實(shí)上，光纖通信技術(shù)其實(shí)從來(lái)不曾簡(jiǎn)單過(guò)，要把在主控端與裝置帶有大量資料的信息由電激發(fā)成高速激光信號(hào)，并耦合到比頭發(fā)還細(xì)的光纖，透過(guò)光纖傳輸后，到光纖另一端把光耦到Photo Diode(PD)，再把光轉(zhuǎn)回成電信號(hào)供主控端與裝置使用，要進(jìn)展到能高速傳輸且價(jià)格親民絕非一蹴可幾，需要產(chǎn)業(yè)界共同努力。

不過(guò)，回顧家庭寬帶上網(wǎng)的演進(jìn)，從早期56K數(shù)據(jù)機(jī)(Modem)到現(xiàn)今的100M，資訊高速公路骨干傳輸部分，光纖皆扮演著舉足輕重的角色，相信未來(lái)此一技術(shù)仍將會(huì)是市場(chǎng)主流。

2012年中時(shí)，Google在美國(guó)推出的Google Fiber更可達(dá)每秒1GB傳輸?shù)木W(wǎng)路速度，真正將光纖拉到家中，供用戶享受1G的飆速快感。

隨著光纖技術(shù)持續(xù)演進(jìn)、關(guān)鍵組件價(jià)格持續(xù)下降，以及量產(chǎn)良率不斷提升，未來(lái)消費(fèi)者以親切價(jià)格享受高速傳輸所帶來(lái)的各種便利應(yīng)是指日可待，而相關(guān)供應(yīng)鏈也都已摩拳擦掌迎接此一市場(chǎng)商機(jī)。