光收發器產品之種類概述
工研院IEK-ITIS計畫 產業分析師
詹睿然
目前通訊系統多朝向以光訊號為處理資料的媒介，所以整個光收發器是由光接收器（Receiver）與光發射器（Transmitter）所構成，而組成的主要元件包含光元件、IC元件與機構元件（如圖一），根據工研院IEK的調查，其個別的成本比重大約是6：3：1。
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光通訊的關鍵元件光收發器
IC約佔成本的三成,雷射頭(光元件)最貴佔六成必須要有一項裝置可以處理光電轉換的功能，光收發器（Optical Transceiver）即可扮演這樣的角色。整個光收發器是由光接收器（Receiver）與光發射器（Transmitter）所構成，而組成的主要元件包含光元件、IC元件與機構元件（如圖一），根據工研院IEK的調查，其個別的成本比重大約是6：3：1。光元件包括了發光源與光接收器；IC元件則包括驅動IC與訊號放大IC等；機構元件包含了連接器、呈載所有IC與被動元件的印刷電路板與外殼等等。一個可達到效果不錯的光收發模組，其模態與價格之決定因素在光元件，速度決定因素在電元件，而體積決定因素則在連接器，三者需搭配得相當完美才可。
資料來源；工研院IEK ITIS計畫（2003/06）
圖一 光收發器各元件之示意圖
光訊號經由光纖從光接受器被接收，進入放大器與濾波器後，進入解碼器成為電訊號，如果元件的功能僅止於此，稱之為光接收器(Receiver)。相反的電訊號經由編碼器進入訊號處理器，隨之透過驅動晶片(Driver IC)促使發光源產生光訊號送入光纖當中，如果元件的功能僅止於此，則稱之為光發射器(Transmitter)。結合兩者進而完成這樣雙向的過程就是光收發模組(Transceiver)最主要的工作。
光收發器之製程簡介
光收發模組的整個製程可以從取得雷射二極體晶粒開始。取得雷射二極體晶粒之後，首先要先將晶粒外罩上金屬殼，也就是所謂的TO-Can封裝；然後就是要將連接器當中的套圈(ferrule)對準雷射二極體之後熔接，這個過程稱之為OSA(Optical Sub-assembly)。TO-Can與OSA都是影響品質的重要關鍵步驟，部分廠商只做這兩個步驟就包裝出貨，仍然有相當的利潤，可見其重要性與製作的困難程度。之後就是將所有的零組件，包括OSA後的雷射二極體、光接收器、IC與被動元件等，利用表面黏著(SMT)的方式放在印刷電路板上，接著是將連接器與外殼放置到正確的位置，最後包裝測試後出貨。
光收發器之種類
影響光收發器價格主要有兩個變數，可傳遞距離與傳遞速度。所謂距離指的是光收發模組可以適用的網路環境是數百公尺到2公里以內的短距離網路LAN，2公里到40公里的市區(Metro)網路與數百公里以上的骨幹(Backbone)網路等三種，而速度也可以區分為40Gbps、10Gbps、2.5Gbps、1.25Gbps、1.062Gbps、622Mbps、155Mbps與10Mbps等等（如表一）。
表一 光收發器規格
距離 速度
LAN ＜2Km 、、、、、、
Metro 2~40Km
Backbone ＞40Km 40Gbps
資料來源：工研院IEK ITIS計畫（2003/10）
光收發模組可以依照速度的不同有所區分，每一種不同的速度使用在不同網路系統上。一般而言，OC-3系統使用155Mbps (Mega-bits per second)的光收發模組，OC-12、OC-48、OC-196、OC-768等分別使用622Mbps、2.5Gbps(Giga-bits per second)、10Gbps與40Gbps的光收發模組。速度越快價格越高，目前已有廠商（Intel）研發出40Gbps的光收發器，但現階段的需求仍以155Mbps、622Mbps與1Gbps或2.5Gbps，為使用最多的規格，其中日本在建置FTTH的階段，以Bi-directional型155Mbps為使用最多的規格。
Bi-directional型的光收發模組，概念是將光訊號的收與發做在同一條光纖上。傳統光收發模組當中，收與發分別用不同光纖，使得光纖及相關零組件用量必須增加，造成總體價格較高。如此一來，單一光纖的通訊頻寬可以增加，而整體舖設成本也會降低。但是同一時間如果同波長在同一條光纖中收與發，會造成訊號的干擾，為避免兩種訊號彼此干擾，所以收與發的波長是使用不同波長，例如1310 in與1550 out、1550in與1310out等。所以必須使用多模(Multi-mode)光纖，也就是多用在短距用途。日本地區業者為了FTTH(Fiber To The Home)特別提出這樣的需求，正好符合短途通訊的應用。當中許多廠商表示，日本地區對於這種形式的光收發模組需求量最大，相對北美地區與歐洲地區需求較弱。
IEK意見
（1）低速光收發器仍是市場最大佔有者
光纖到家是未來寬頻實現的最終目標，然現在用戶端對於高頻寬的需求並不迫切，生活上的收發電子信、下載影片、線上遊戲等娛樂，622Mbps就綽綽有餘，因此，用接近客戶端，成本考量越發重要，對於具備競爭優勢的155M、622M光收發器，於市場的潛力仍有揮灑的空間。
（2）日本FTTH推行，創造光收發器再起的旋風
日本FTTH所需的光收發器以Bi-Di、155M、單模等規格居多，反觀北美、歐洲等地區，仍在為「暗光纖」苦惱時，日本提出FTTH的規劃，適時解決亞洲地區同樣有「暗光纖」的困擾。根據日本總務省統計，2003年8月日本FTTH的用戶數已突破60萬戶，建設進度也完成超過50％，未來勢必會為光收發器帶來豐沛的市場需求。
