ADSL－打造寬頻城市

為了滿足網路使用者對於「最後一哩(lastmile)」的傳輸速度要快、價格又要低的需求，目前以「Cable Modem」和「ADSL」是最見的解決方案，這兩種方法各有利弊，目前尚無誰有一統江山的跡象。本文則以ADSL為主，討論ADSL的基本概念、架構、運作原理以及ADSL市場規模。

在DSL(Digital Subscriber Line)上的技術包含ADSL、HDSL、SDSL和VDSL，這些技術都可將現有銅線頻寬加大，讓電話公司利用既有網路提供互動式的資料和影像傳送，ADSL則是最常見的一種技術。以下就各種技術做一簡單介紹：

(1)HDSL(High-data-rate DSL)

HDSL利用兩對雙絞線進行數位資料的傳輸，上、下傳的速度相等，這是其與ADSL最大的不同點。在單一對雙絞線的狀況下，HDSL的速度可以達到784Kbps至1040Kbps，如果使用兩對雙絞線，則可將速度提高到T1（1.544Mbps）或是E1（2.048Mbps）的傳輸水準。

(2)SDSL(Symmetric DSL)

SDSL是HDSL單線傳送的版本，SDSL可在一對雙絞線上傳送T1或E1的信號，所以SDSL可同時支援T1/E1和POTS。此外，SDSL比HDSL方便的地方是，SDSL較適合用戶只有單一對電話線路的市場。另一方面，SDSL上、下傳輸的速度相等，這個特性可彌補ADSL的不足。目前SDSL的傳輸速率則是介於1.5Mbps到2Mbps之間。

(3) VDSL(Very-high-rate DSL)

VDSL的下傳速度在1,000英尺以內可達51Mbps到55Mbps，在4,000英尺的距離，速度在13Mbps左右。上傳速度是以非對稱為主，速度則從1.5Mbps到2.3Mbps不等。上下傳的資料頻道都可將POTS和DSL的頻段分出，同時提供POTS和DSL的服務。

(4) ADSL

ADSL是最受注目的xDSL技術，簡單的說就是如同目前一般撥接用戶一樣，利用現有的電話線路，再加上ADSL專用Modem，將數位資料的傳輸速度提升到下傳速度為1.5Mbps到9Mbps，上傳速度達640Kbps到1,040Kbps的境界，此種上下傳不對稱的速度，即是被稱為Asymmetrical的原因。詳細的運作方式及架構將在下文中介紹。

表一 各種不同xDSL技術比較

備註︰上表中傳送速度指在此傳送距離下的速度 資料來源︰寶來證券整理

ADSL架構在現有的雙絞線電話系統上，將電話線路轉換成高速的數位線路後，就可高速下傳、中速雙向傳輸，亦可維持原有的電話功能。另一方面，ADSL不需大幅更換電話交換機房內的設備，僅需在機房安裝一台DSLAM，在用戶端安裝一台ADSL Modem，就完成了ADSL的基本架構。

圖一　ADSL架構

壹、ADSL運作原理

當資料要下傳時，局端(Central Office)的DSLAM先將來自ISP、電話公司的訊號，調變成ADSL訊號。再將4 KHz POTS訊號與ADSL訊號結合起來，透過電話線路傳送至各用戶端。用戶端的ADSL數據機則會將POTS訊號由數位訊號中分離出來，然後將數位訊號解調變後傳送至PC。

當資料上傳時，來自PC的資料先由ADSL數據機，將欲上傳的數位訊號調變及編碼，並將此訊號與4 KHz POTS的訊號結合起來，透過電話線將資料傳至局端。在局端POTS的訊號再度由數位訊號中被分離出來，而上傳的訊號會經過解調變或解碼後再傳送至ISP。

與傳統撥接上網不同的是，ADSL一直處於連線狀態，就像T1或E1專線一樣。雖然ADSL使用的是電話公司的線路，但ADSL在安裝好時，就可以直接連到ISP，或是透過CO連接至CO所提供的Internet連線(例如Hinet)，這種連線是沒有撥號音的，並且在CO的電話公司未改變的情況下，使用者無法自行改變ISP公司。

另一方面，由於ADSL將傳統電話服務與資料傳輸服務分離在不同的頻道上，因此可使電話服務不致因ADSL服務故障而無法使用，也就是說使用者透過ADSL進行資料傳輸時，電話仍可正常運作。

貳、ADSL傳輸頻道

圖二 ADSL傳輸頻道

資料來源 寶來證券整理

ADSL數據機採用的運算法可將一條電話線分成三個頻道：較高速的下傳(接收)頻道、較低速的上傳(傳送)頻道，以及一般的語音(POTS)頻道。與ISDN不同的是，ADSL不會干擾到語音頻道，也就是在使用ADSL資料頻道時，還是可以在同一條線上打電話。

一、下傳頻道

ADSL下傳頻道的傳輸速度從1.5到6.3Mbps，因此ADSL數據機可以建立6Mbps左右的下行通道，這樣的資料傳輸速率足以傳送經過MPEG2壓縮過的電影片，或者是傳送網際網路上的視訊影像資料。同時ADSL為了讓用戶和交換中心可以交換控制訊號，所以ADSL特別留了一個64Kbps的雙工頻道，以利未來互動視訊之用。

ADSL的下傳速度會因用戶與交換機的距離、電話線的規格和相互耦合干擾(Cross-coupled interference)等而不同。一般而言，當距離愈長會造成傳送速度愈慢。而當傳送線材直徑越大時，下傳速度愈快。ADSL實際傳輸速率與距離等相關因素的關係如下 (見表二)。

表二　ADSL傳輸速度與距離對照表

資料來源：ADSL Forum

二、雙工頻道

在中間頻寬部分，ADSL數據機提供了一個雙向的數位通道(也就是雙工模式)，這個通道可以提供16到640Kbps的傳輸速率。而且從16到640Kbps的這個中速度雙工頻道中，每一個頻道都還可利用次多工技術(Submultiplex)形成多個較小的頻道，以同時執行多個應用，如執行視訊會議與ISDN等相關服務。

三、POTS 頻道

POTS頻道是利用濾波(filter)技術，將語音從數位訊號中分離出來，所以這條接上ADSL數據機的雙絞線，在接送資料時，仍可提供電話及傳真等服務。值得一提的是當停電時，ADSL數據機喪失電源，所以不能傳送資料，可是由於POTS並未使用ADSL數據機提供的電源，所以用戶仍可打電話。

參、上下傳速度不同的原因

ADSL下傳速率為1.5Mbps到6.3Mbps，而上傳的速率從16至640Kbps。上、下傳速率不同的主要原因有二：

1. ADSL用戶端絕大部分的時間是上網讀取資料，由網路下傳的資料遠比由用戶端上傳的資料多。
2. 另一個原因是屬於技術層面的問題。由於所有用戶端的雙絞線，最後都會組成一條條包含許多雙絞線的電纜，再接到電信局的機房。如果各雙絞線間的訊號強度不同，會產生「串音」（cross-talk）的問題。對下傳資料而言，資料都是由電信局的機房傳送到每個用戶家中，所送出的訊號強度相同，較不會有串音的現象。所以下傳資料的速率可以較高。

但是資料上傳時，因為訊號是由不同的用戶端所產生，則較易發生某個用戶所發出的訊號較強，而另一用戶所發出的訊號較弱的情形，就會產生串音的現象。這種串音的現象在愈高頻時愈嚴重，所以上傳的速率會有所限制。

ADSL最基本的設備為用戶端的ADSL數據機(或ADSL路由器)以及局端的DSLAM（DSL Access Multiplexer）。隨著ADSL的發展日趨成熟，越來越多廠商提出新的產品概念或是整合型的局端產品，以下分就用戶端與局端設備來介紹目前ADSL相關產品的發展趨勢。

一、用戶端設備

在用戶端ADSL數據機方面，產品功能差異來自採用的晶片組，其他方面並無太大差異。而在產品形式方面，主要可分為內接與外接形式，其中內接式採PCI Bus，外接則分為10BaseT與USB兩種介面。

而在ADSL路由器方面，由於這類產品主要用於企業市場，各廠商紛紛提出整合不同功能的產品，因此產品差異頗大。目前幾個主要發展方向包括內建集線器功能、加入VoDSL（Voice-over-DSL）功能以及加入VPN(Virtual Private Network)功能等。

二、局端設備

最基本的局端設備就是DSLAM，許多廠商看到未來ADSL網路中的一些可能的機會，因此紛紛提出一些新產品概念。這當中以整合交換機或是整合DLC（Digital Loop Carrier）的整合型DSLAM、由Redback Networks所提出的Subscriber Management System以及Jetstream和CopperCom推出的Voice-over-DSL等產品為主要的方向。

投入ADSL市場的廠商眾多，由各公司背景可區分為PC大廠、電信服務業者以及電信設備業者。這是因為PC業者面對日漸降低的毛利，便將希望建築在提升網路傳輸速度的相關產品上，例如ADSL Modem或是Cable Modem等。另一方面，原有的電信服務業者及電信設備業者也知道數據傳輸是不可避免的趨勢，而ADSL是這趨勢上不可缺少的領域，因此不管是電信服務業者或是設備業者都深怕被排除在趨勢之外，紛紛投入相關產品的研發與標準的制定。以下將ADSL市場參與者依上游的晶片製造商及中游的設備供應商分別介紹ADSL產業在供給面的發展現況。

圖三　ADSL市場的參與者

資料來源：IDC/LINK

一、晶片製造商

晶片製造商中以Alcatel為領導廠商，Alcatel藉著投入市場較早以及在局端設備市場的高佔有率，再加上靈活的授權策略，獲得相當多廠商的採用。其他像ADI、Lucent、Motorola及TI 也是個中翹楚，至於原有的類比數據機晶片大廠Conexant則較為落後。

二、設備供應商

由於ADSL各項產品間的標準尚未完全統一，因此為了提供客戶Total Solution，服務供應商都會在採購前先測試兩端設備是否可互通，以確保銷售安裝時沒有連線的問題。因此和電信公司有長久合作關係的傳統電信設備（Telecom）廠商，像是Alcatel，在銷售ADSL設備時，就佔了很大的優勢。除此之外，Alcatel也積極研發晶片技術，並透過授權晶片技術的方式，盡量提高本身晶片與其他產品的相容性。Alcatel的產品線也頗為廣泛，從局端設備到用戶端ADSL路由器、數據機及晶片組都有，這樣完整的產品線加上技術優勢，使得Alcatel在ADSL市場搶得先機。

另一個重要的公司是Lucent，Lucent在局端產品的整合度相當高，包括交換機整合DSLAM或是DSLAM整合DLC等設備都已具備，再加上Lucent在電信設備市場的廣大客戶，已使得Lucent成為寬頻市場的重要廠商。

至於在電腦網路設備（Datacom）廠商投入ADSL市場的部分，Cisco則是不可忽略的對手。Cisco在局端設備方面，透過一連串購併案取得局端的DSLAM產品，並且藉著購併NGDLC（Next Generation DLC）的製造商Fibex，推出整合型DSLAM。另外在Voice方面， 也透過與其他廠商的策略聯盟，以確保其產品與Voice Gateway間的互通性。Cisco本來在企業路由器市場就有相當高的佔有率，進軍ADSL設備市場當然會妥善利用現有的客戶基礎，為了能快速提供配套的用戶端ADSL設備，Cisco也積極來台探路，以成立互通性測試實驗室的方式，建立和台灣CPE廠商之間的關係。

一、市場規模

寬頻上網的趨勢已無法避免，根據SRI預估，2000至2005年全球家庭寬頻上網用戶數將由1,120萬增加至1.1億左右。而就全球網際網路用戶中，寬頻上網用戶所佔比例，將由2000年的9.2%成長到2005年的46.5%。若就寬頻上網技術區分，SRI預估至2005年，全球寬頻上網將以DSL為主，將佔達48%，其次是Cable佔33%，無線只佔19%。

就地區別而言，北美地區中美國即佔有全北美家庭寬頻用戶市場的90%，其中ADSL用戶約240萬(2000年底資料)，Cable用戶約350萬。在歐洲地區，主要的家庭寬頻市場為德、英、法等國，由於Cable TV普及率遠落後於電信網路的普及率，因此DSL發展仍較Cable快速。在亞太地區，主要的家庭寬頻市場為中國大陸、日本、南韓、新家坡與台灣，各國主導DSL服務的業者為電信公司，由於電信事業多屬獨占的國營電信公司，電信網路遠較Cable發達，因此DSL的發展也較Cable快速。

根據工研院電通所預估，全球DSL用戶數至2000年底估計約400萬戶，將逐漸趕上藉由cable上網的用戶數。1999年底除了北美地區，歐、亞地區電信業者加強DSL建設並開始推出正式服務，因此1999至2000年DSL用戶數呈現大幅成長，年成長率為172%。

自2000年起，用戶成長率雖然開始逐年下降，然而用戶成長數仍逐年增加。1999至2003年之年複合成長率（CAGR）為84.3%。

圖四 全球DSL用戶數

資料來源：工研院電通所ITIS計劃整理, 2000

二、台灣ADSL市場

2000年台灣ADSL實際用戶約有11.3萬，待裝用戶約為6萬戶。而至2001年第1季，台灣ADSL用戶成長到21.5萬，仍有約4.8萬的待裝用戶。

雖然2001年台灣各家電信公司為爭奪寬頻市場，紛紛訂出ADSL用戶目標，例如中華電信訂出100萬用戶的目標、台灣固網30萬戶、新世紀資通30萬戶、東森寬頻則是ADSL與Cable Modem各15萬戶。不過寬頻雖已是大勢所趨，但既有的撥接用戶陸續移轉至ADSL市場，仍有待時間普及。此外新進固網業者雖已開台，但仍需時間建置線路。因此MIC預計2001年台灣ADSL用戶將達到51萬戶，2002年則會有百萬以上的用戶規模。

圖五 台灣ADSL市場用戶分析 單位：千戶

資料來源：資策會MIC，2001年3月

相對於ADSL使用電話線，Cable Modem則是利用遍佈全台的有線電視線路為傳輸媒介。由於ADSL的傳輸速率取決於電話線的品質、與機房的距離等因素，再加上現有電話線在佈線時，並未考慮高頻傳輸的出現，而現在出現ADSL之後，原有線路會不會因佈線方式而產生串音等問題仍有疑慮。因此，利用Cable Modem當作傳輸媒介的想法便應運而生。

但是，Cable Modem也不是全無缺點。Cable Modem利用HFC(光纖同軸混合式電纜)傳輸資料，下傳速率可達38Mbps，若使用Cable雙向傳輸，上傳速率則可達10.2Mbps。但是HFC因距離所產生的訊號衰減問題比銅線還嚴重，並且舖設HFC線路時還須考慮舖設的角度，不可隨意架設，以免減低傳輸品質。這些問題都使得ADSL與Cable Modem孰優孰劣之爭，仍在未定之天。