光纤缆线助阵 Thunderbolt传输效能跃进

1/13/2014,光纤通信何时可以大量应用于消费性电子产品，进而获得消费者青睐，已是现今传输介面业界关注的焦点。

　　在2011年第二季时，索尼(Sony)推出了采用Light Peak的笔记本电脑Sony VAIO Z系列，将Light Peak光模组置于笔记本电脑及底部基座(Docking)内，并精心设计了一可供光传输的端子，让高速光信号可以顺畅的流动于笔记本电脑及基座之间，而这光接头也巧妙的设计跟电的接头结合在一起(图1)，使消费者感觉不到光接头的存在，迈出高速传输介面光纤化的第一步。

　　然而，新款笔记本电脑虽有高速传输的便利，但高达3，000美元以上的价位依然无法吸引消费者使用，且将光模组置于笔记本电脑内，并让消费者直接处理光接头的插拔(一般传统光接头的插拔，是须受过训练的技术人员处理)，此举让笔记本电脑业者十分担心后续的维修问题，显然传输介面光纤化早期的努力并未赢得笔记本电脑业者的支持及消费者的青睐。

图1 光接头与电接头结合

　　Light Peak插拔不便 Thunderbolt取而代之

　　事实上，在2010年底至2011年初，苹果(Apple)已在各主要国家及地区提出Thunderbolt商标注册。苹果虽早于英特尔(Intel)提出Thunderbolt商标专利，不过在双方合作后，现今已经转移到英特尔，英特尔也取得Thunderbolt介面相关的商标专利，所以Thunderbolt不会成为苹果独家的品牌，透过Thunderbolt技术，产业界似乎已透露出了放弃Light Peak的信息，借此避免让消费者直接来处理光接头插拔的问题。



图2 两端的光接头

　　Thunderbolt接口支持10G以上的传输，而笔记本电脑内部到接口间的传输又回复到了之前最为熟悉的电传输，而不是让设备商感到较难驾驭的光传输，苹果也将Thunderbolt接口做为其笔记本电脑及桌面电脑的标准配备，而英特尔提出的Ultrabook主打重点之一也是Thunderbolt高速传输能力；对消费者而言，缆线端的插拔又回到单纯的接口插拔，若要支持光传输，则将光模组置放于缆线的两端(图2)即可，不必再置于笔记本电脑内。

　　与此同时，铜缆线的便利性还是让它回到这10G以上的传输介面战场，但是铜在高速传输仍有所限制；即便有许多技术的开发及协助处理高速信号的IC助阵，铜缆线的长度仍是被限制在3米或者是2米内，即便是铜线，在量产制作Thunderbolt缆线上仍是相当不容易，且存在着相当多的挑战，因此成本与价格仍有待下降。

　　苹果在2011年6月推出定价为49美元的铜线Thunderbolt缆线，这一条2米长的Thunderbolt有源缆线价格对消费者而言并不便宜，但对懂得制造这条线的人而言，皆认为苹果定此一价格并未赚钱。果不其然，随后在2012年初推出的其他厂牌的Thunderbolt有源缆线零售价皆比苹果贵，这对苹果产品来说是很异常的情况，但也可看出苹果与英特尔在对推动高速传输在消费性产品应用的决心。

　　2013年初，苹果2米长的Thunderbolt 有源缆线从49美元调降到39美元，且推出了0.5米长规格，售价为29美元。经过1年半的努力，产品价格仍然不便宜，显然这条铜制Thunderbolt有源缆线仍不容易制作，而且超过3米以上距离的应用也是铜制缆线所无法应付的，而要光纤才能支持10G及3米以上的距离。

　　在光纤版部分，Light Peak被Thunderbolt取代(图3)后，光纤通信并未沉寂下来，随着高画质影音内容的兴起，消费者对带宽需求日益高涨，推升光纤通信市场不断成长，促使长距离的传输如无源光纤网路(Passive Optical Network， PON)在光纤到户(Fiber To The Home， FTTH)的应用、短距离传输的资料中心应用从10G一路攀升至到100G，不过光纤通信要普及仍有一段路要走。


图3 Light Peak与Thunderbolt演进示意图

　　克服传输距离问题 Thunderbolt迈向光纤化

　　Thunderbolt缆线要应付3米以上的传输，光纤仍是不二之选。在铜版Thunderbolt缆线推出将近1年后，Sumitomo率先于2012年4月发表了光纤版Thunderbolt有源光纤缆线，且终于在2013年元月开始于Amazon Japan贩售，长度从10米起跳。

　　然而，很可惜的是缆线价格仍是居高不下，其10米长的零售价格高达73，500日圆，足以买一台高档智能手机，此一价格一点都不亲民，进而影响此一技术市场竞争力，且离一般消费者能够接受的价位仍相当遥远。

　　在此之后，TDK、康宁(Corning)也相继推出光纤样品，显然光纤通信业者仍然不遗余力推动光纤在消费者端的应用。但何时达到一个价格甜蜜点，让大众能享受高速传输的便利，而不用担心花费过于昂贵，将是让消费者拥抱此一技术的关键。

　　原先Light Peak的设计，将光模组置于主控端或装置(Host Device)内，而用特别设计的光接头来连接Host跟装置是一较低成本的设计，可是将光模组置于主控端或装置内，增加了其制造成本，并不是每个使用者都会用到，且相关业者对驾驭光模组的信心度不足。

　　因此只好退而求其次将光模组移到缆线两端，做成光纤版。但此一转变不只增加技术难度，也垫高整体成本，对于市场推广产生阻碍。

　　另一方面，从Thunderbolt的Mini DisplayPort(MDP)接口就知它比常用的通用序列汇流排(USB)小很多，接口后端能够运用的面积自然有限，要在这样小的地方塞进光模组及其他处理高速信号的元件，还要考虑到散热问题，实在不是一件太容易的事。

　　事实上，光纤通信技术其实从来不曾简单过，要把在主控端与装置带有大量资料的信息由电激发成高速激光信号，并耦合到比头发还细的光纤，透过光纤传输后，到光纤另一端把光耦到Photo Diode(PD)，再把光转回成电信号供主控端与装置使用，要进展到能高速传输且价格亲民绝非一蹴可几，需要产业界共同努力。

　　不过，回顾家庭宽带上网的演进，从早期56K数据机(Modem)到现今的100M，资讯高速公路骨干传输部分，光纤皆扮演着举足轻重的角色，相信未来此一技术仍将会是市场主流。

　　2012年中时，Google在美国推出的Google Fiber更可达每秒1GB传输的网路速度，真正将光纤拉到家中，供用户享受1G的飙速快感。

　　随着光纤技术持续演进、关键组件价格持续下降，以及量产良率不断提升，未来消费者以亲切价格享受高速传输所带来的各种便利应是指日可待，而相关供应链也都已摩拳擦掌迎接此一市场商机。

来源：新通讯元件杂志