通訊海纜基本及未來發展
Licson
到底什麼是通信光纜？
通信光纜歷史
- 1851 年，第一條通信電纜誕生
- 短波無線電曾經是通信海纜的競爭對手
- 1940 年代開始大量鋪設通信電纜
- 短波無線電容易受干擾，低頻寬
- 通信量迅速增長，需要替代方案
- 1950 年代開始改用跨海同軸電纜
- 較第一代電報電纜擁有更大頻寬
- 主要用於承載電話業務
- 1960-1970 年代光通信技術開始成熟
- 1960 年發現激光
- 1966 年高錕博士完成長距離光傳輸理論
- 1970 年康寧公司製造第一條低衰減光纖
- 1988 年，第一條通信光纜 TAT-8 落成啓用
光纜結構
光纜種類
海底光纜運作
海底光纜公司
通信光纜拓樸
點對點網路
環狀網路
通信光纜拓樸
魚骨狀網路
海纜上岸站
上岸站設備
1. 海纜終端箱
用於將海纜的光纖和供電部分分離，供後續設備鏈接海纜使用
上岸站設備
2. 長距離供電設備
提供恆定電壓供應給海底光纜，並提供電力啓動光纜上的光放大器
上岸站設備
3. 海纜終端設備
負責匯聚不同網路設備的光信號，進行容錯處理和調節光信號準備進行長距離傳輸。
密集波分複用（DWDM）
爲海纜提供多重鏈接的基礎，能讓大量設備使用，進行跨地鏈接
密集波分複用（DWDM）
透過在海纜的光纖對上使用不同波長（顏色）的光波，從而達成多重設備使用相同光纖通信
密集波分複用（DWDM）
現今技術可以在同一對光纖上劃分超過 96 個光通道，令海纜能支援的設備數量大幅提升
密集波分複用（DWDM）
DWDM 提供的彈性非常高，以鏈接歐美的海纜 MAREA 爲例子，通過使用 DWDM 和海纜上的多對光纖，實現了超過 160Tbps 的傳輸能力
光放大器
長距離傳輸下，光信號會隨着距離在光纖內衰減（變暗）令接收端難以分辨，故海纜需要在固定距離間使用光放大器增強信號
光電轉換放大器
最簡單的光放大器，透過轉換爲電信號，重新產生新的光信號。此方式應用在最早期的海纜上，缺點爲光電轉換成爲海纜速度瓶頸
摻鉺光放大器
此類光放大器運用鉺離子的特性，透過在摻雜鉺離子的光纖中同時發射光信號和提供能量的激光，鉺離子被高能量激光激發並轉移釋放的能量去光信號的頻段上。
可重構式光塞取多工器
可重構式光塞取多工器（ROADM）輔助 DWDM，能夠在光纖上擷取和發送特定波長的光信號，是光纜分支點中使用的主要技術，其優點爲可遠端重新配置擷取的波長及其數量，並不會隨着光信號速率改變而需要更新設備，非常彈性。
可重構式光塞取多工器
由於 ROADM 在經過篩選後光信號會減弱，故爲了保持光信號傳輸品質需要配合光放大器和色散補償設備使用
通信光纜現況
臺灣目前的海纜系統
- APCN2
- APG
- C2C
- CUCN
- EAC
- FASTER
- NCP
- RNAL/FNAL
- SMW3
- TPE
- TSE-1
已啓用系統共 11 個，如下
臺灣目前的海纜系統
- PLCN
- HKA
- SJC2
未來提供服務的海纜
近期啓用的通信光纜
JGA North & JGA South
近期啓用的通信光纜
INDIGO
近期啓用的通信光纜
Australia-Singapore Cable (ASC)
通訊光纜系統趨勢
通訊光纜系統趨勢
全世界共有超過 400 個海底通訊光纜，承載全世界 99% 的通訊需求。隨着互聯網使用率上升，通訊系統必須迎接新挑戰
通訊光纜系統趨勢
私人通訊光纜
通訊光纜建造成本高昂，故通常由多家公司投資合同建造擁有以分擔成本。但最近落成的通訊光纜越來越多是由單一公司擁有，此舉或提升海纜的發展速度。
通訊光纜系統趨勢
光纜拓樸轉變
以前的通信光纜爲了提供備援能力和鏈接大量地點，偏向使用環狀網路設計。但新的通信光纜因 ROADM 技術成熟而偏向使用魚骨網路設計，除了減低系統的延遲以外亦能提供和環狀網路相當的備援能力。
通訊光纜系統趨勢
通信光纜擁有權從電信業者轉移爲內容提供者
通訊光纜系統趨勢
DWDM 頻寬提升
通訊光纜系統趨勢
DWDM 頻寬提升（繞過香農限制）
通訊光纜系統趨勢
開放通信系統
傳統海纜上岸設備都是統一採用單一供應商的設備，開放系統則打破此界限，提供更彈性的配置