通訊海纜基本及未來發展 - Licson

世界上 99% 的通訊都是透過通訊海纜完成，但很多人對他們每天依賴溝通的工具卻缺少基本的認識，甚至對通訊海纜的運作存有一些小誤會。於此演講中，我會詳細闡述通訊海纜的基本運作，解開通訊海纜如何運作的神祕面紗，亦讓大家能對每天依賴鏈接互聯網的工具有正確的認識。除此以外，我亦會跟大家分享一些和通訊海纜有關的新發展，展示它們未來的發展方向和我們的緊密關係，以及通訊海纜作爲支持互聯網的基石是不斷的有在進步。

先備知識

對電腦網路有基本認識

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請從這裡開始

到底什麼是通信電纜

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 大量鋪設通信電纜
• 1950 年代開始改用跨海同軸電纜
• 1960-1970…光通訊技術開始成熟

光纜結構

光纜種類

海底光纜運作

海底光纜公司

• TE
• Alcatel-Lucent Submarine Networks
• NEC
• Huawei Marine

通訓光纜拓樸

• 點對點
• 環對環
• 魚骨狀

海纜上岸站

• 設備
  1. 海纜終端
  2. 長距供電設備
  3. 海纜終端

DWDM（密集波分複用）

• 透過在海纜的光纖對上使用不同波長的光波，從而達成多重設備使用相同光纖通信
• 現今技術可以在同一對光線上劃分超過 96 個…
• 以 MAREA 為例子，透過 DWDM 跟多對光纜
• 歐美的海纜，實現超過160Tbps的通訊能力

光放大器

• 長距離時光訊號會衰減（變暗）令接收端難以分辨，所以要固定距離間使用放大設備進行放大

光電轉換放大器

• 最簡單的光放大器，透過轉換為電訊號重新產生新的光訊號。
• 應用在最早期光纜上，缺點是，光電轉換成為海纜的速度瓶頸。

摻鉺光放大器

• 運用鉺離子的特性，透過在參雜鉺離子的光纖中同時發射光信號與提供能量的雷射，鉺離子被高能量雷射激發並轉移釋放的能量去光信號的頻段上。

ROADM(可重構式光塞取多工器)

• 可重構式光塞取多工器 (ROADM) 輔助 DWDM，能在光纖上擷取和發送特定波長的光信號
• 光纜分支點中使用的主要技術
• 優點為可遠端重新配置擷取的波長以及其數量
• 不會隨著光信號速率改變而需要更新設備
• 經過篩選後光信號會減弱，需配合色散補償與光放大器

通信光纜現況

目前台灣所有的電纜

• APCN2
• APG
• C2C
• CUCN
• EAC
• FASTER (Google)
• NCP
• RNAL/FNAL
• SMW3
• TPE
• TSE-1

未來會新增

• PLCN
• HKA
• SJC2

通訊光纜系統趨勢

• 全世界超過 400 條，承載世界上 99% 的通訊需求
• 互聯網使用率上升，必須迎接新挑戰

私人通訊光纜

• 成本高昂，通常由多家公司投資合同建造分擔成本
• 最近落成的越來越多是單一公司擁有，此舉或提升海纜發展速度

拓墣的改變

• 環狀網路 -> 魚骨網路（ROADM技術逐漸成熟）
• 降低系統延遲
• 提供與環狀網路相關的備援能力

擁有權從電信業者轉移為內容提供者

如：Google、Facebook 等

DWDM頻寬提升（繞過香農限制）

利用 DWDM，在同一光纖中塞入不同頻段訊號

開放通訊系統

• 開放系統打破統一採購單一供應商的設備限制，提供更彈性的配置

Q&A

1. 圖表中意思是最大頻寬是 bandwidth = 200 Gbps？
   只統計到 200 Gbps，最近有做到 400 Gbps

2. 鯊魚咬電纜
   其實海纜都有做防鯊保護，確實大部分都是漁民割的
   shunt fault

3. 最大的困難
   處理各國之間的policy