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光纖同時具備高頻寬及遠距離傳輸能力，但由于須用到光電轉換模塊，增加額外成本，故過去多半被用于訴求長距離、高效能的電信產業。相對的，電訊號透過金屬導線直接傳遞，不須經過光電轉換，成本較低，以往傳輸接口因透過金屬導線(銅纜)傳遞即可提供所需的頻寬，所以用于中短距離的訊號傳輸，一般以銅纜做為傳輸介質，以降低系統布線成本。

然而，當數據傳輸速率越來越高，傳統的銅纜傳輸方式正面臨愈來愈多的問題，光連結反而能提供較低的成本結構。

銅纜難滿足10Gbit/s傳輸速率

隨著高速傳輸接口技術演進，數據傳輸速率持續提升，以云端數據中心常用的幾種傳輸協議為例，無限頻寬技術(InfiniBand)從目前的QDR(QuadData Rate)(10Gbit/s)，邁向更高速的FDR(FourteenData Rate)(14Gbit/s)與EDR(EnhancedData Rate)(28Gbit/s)。以太網絡(Ethernet)則從10Gbit/s朝25Gbit/s前進；而光纖信道(Fiber Channel)也從8Gbit/s快速移往14Gbit/s與28Gbit/s。

與此同時，序列式SCSI(SAS)今年也將從6Gbit/s逐步升級至12Gbit/s，后續則持續往24Gbit/s發展。此外，PCIe也已演進到第三代的8Gbit/s，未來將朝第四代的16Gbit/s邁進。

顯而易見，上述接口勢將往更高的傳輸速率發展，而傳統利用銅纜做為傳輸媒介，在超過10Gbit/s傳輸速率的應用，技術上已面臨諸多瓶頸，包括傳送路徑阻抗不匹配(ImpedanceMiss Match)造成電訊號反射問題，或阻抗匹配要求過高所造成的產品加工困難及良率難以提升的問題。同時，高頻訊號經過金屬傳輸媒介造成的過度衰減問題，以及訊號高頻成分與低頻成分不同衰減率亦將造成符際干擾(Inter Symbol Interference, ISI)。

此外，銅纜用來補償高頻訊號過度衰減與克服符際干擾所需的等化電路(Equalizer)，將導致過高功率消耗，并于后續衍生散熱問題。加上為減少訊號衰減所需的特殊金屬合金，或須使用較粗的金屬導線，亦將造成線材成本大幅增加。還有相鄰通道間的串音干擾(Cross Talk)與電磁干擾(EMI)等問題，都是光纖將取代銅纜的關鍵。

另一方面，傳輸距離更為銅纜帶來許多應用限制，由于不同應用所需傳輸距離、頻寬還有操作環境要求多有不同，能支持的最遠距離也不相同。以數據中心所用的金屬傳輸線DAC(Direct Attach Copper)為例，支持10Gbit/s傳輸速率的DAC最長可到7公尺；支持14Gbit/s傳輸速率的DAC最長支持到3公尺。至于未來的25Gbit/s，也許不會有DAC纜線足以支持此一應用。反觀光纖則可輕松達到25公尺以上，甚至數百公尺的傳輸距離。

不過，金屬導線傳輸尚有一絲發展空間，即業界引頸期盼的10Gbase-T，被計劃用來實現主機板內建網卡(LAN OnMotherboard, LOM)。但由于現有10Gbase-T功耗太高，目前其物理層(PHY)IC采40奈米(nm)制程制作，須進化到28奈米制程，功耗才有望降到系統應用的容許范圍。時間點或許會落在2013年底到2014年初。相關業者已進一步宣稱，一旦10Gbase-T技術邁向成熟后，將挾成本較光纖低廉的優勢，進一步主宰市場。

邁向低功耗/長距離傳輸　接口改搭光纖方案

無庸置疑，金屬導線正面臨傳輸速率與距離的雙重挑戰，采用光連結傳輸已成業者跨越技術瓶頸的可行之道。光纖先將電訊號轉成光訊號，再透過光纖支持大部分的訊號傳輸距離，直到訊號接近目的地時，再轉回電訊號，如此可大幅縮短電訊號透過金屬導線所傳遞的距離，帶來諸多效益。

舉例來說，市面上泛用于云端資料中心的QDR QSFP+(Quad Small Form-factor Pluggable Plus)主動式光學纜線(AOC)光連結模塊，可傳遞40Gbit/s(4×10Gbit/s)達150公尺，且消耗功率小于1.5瓦(W)。對數據中心而言，考慮到中長距離傳輸的系統成本、散熱問題，以及最敏感的功率值，光纖已是首要解決方案，而目前利用金屬導線傳輸并無法達到這樣低的功耗值，即便未來10Gbase-T采用28奈米制程依舊難以達到。

如前所述，傳統金屬導線構成的高速傳輸接口，因距離及頻寬不足所面臨的諸多問題，將藉由光纖與生俱來的高頻寬、遠距離的傳輸特性，獲得大幅改善，甚至能完全避免。

成本/功率/體積要求大不同　光學引擎應用差異化

如同金屬導線須就各種應用擬定相應方案，光連結于不同產品應用，對內部光學引擎的要求亦有不同。以電信設備為例，訴求高頻寬、遠距離傳輸能力，故需高功率、容易散熱的光學引擎，但體積則不特別要求微型化，且對生產成本可有較高的容忍度。

相形之下，用于支持數據通訊(Datacom)或消費性電子的光學引擎，由于傳輸距離不若電信應用那么遠，所強調的是低功率消耗、模塊體積小，還有低生產成本。因此，如何發展出用于各種不同產品應用的光學引擎架構，將是技術上重要的課題。

以源杰科技所發展的硅基光學平臺(Silicon Optical Bench, SiOB)光學引擎架構為例，主體架構基于硅半導體微機電制程，特性在于體積微小、通道數容易擴充、生產步驟精簡、具有穩定質量及較低生產成本。著眼于上述特點，SiOB光學引擎常用在多信道數、短距離傳輸的數據通訊領域及消費性電子產品應用，具有絕對優勢。相反的，SiOB光學引擎并不適合被應用在強調高功率、遠距離傳輸的電信使用(圖1)。