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AI興起掀起一波科技浪潮，然而，數據傳輸壓力也跟著與日俱增，面對海量的運算需求，國際大廠包含谷歌（Google）、微軟（Microsoft）、英特爾（Intel）等皆支持 IOWN 概念下的「全光網路」發展，被視為解決AI發展困境的重要技術之一。對此，《經濟日報》整理相關資訊供讀者參考比較。
一、全光網路是什麼？
AI爆炸性成長加速科技發展，以及網通技術B5G、6G網路發展日新月異，同時，也讓用電量與數據傳輸、儲存需求暴增。此外，晶片製造發展隨著觸及摩爾定律上限，面臨體積微縮阻礙、散熱功效考驗等問題。
不過，全光網路（All-Photonics Network；APN）或許可以有效解決上述隱憂，與傳統光纖、電纜不同，全光網路使用光訊號取代電子訊號進行傳輸，因傳輸免去訊號轉換過程，使傳輸效率與耗電同時得到大幅改善。
而此項技術計畫，就在日本電信公司 NTT 集團發起的 IOWN 概念下誕生，目標是在2030年前達成全面佈署全光網路，目前該倡議有超過100家業者力挺，包含 Microsoft、Google 等雲端巨頭，另還有 Intel、三星電子（Samsung）SK海力士等晶片製造商，以及愛立信、諾基亞（Nokia）等電信業者。
二、為何需要全光網路？
（1）各項數值優於現行元件：
根據「NTT研究報告」推演全光網路的目標效能說明，更新光通訊設備、新增光學元件後，能滿足將「電力效率提高100倍」效果，並藉由引進使用多芯光纖等新型光纖的高容量光傳輸系統和設備技術，讓「傳輸容量最多擴增至125倍」，同時，力圖在不壓縮訊息的情況下傳輸訊息，將「兩端延遲降低到1/200」，加上未來AI等相互應用，數值有望再提升。
（2）吃電怪獸掰掰、降低環境衝擊：
用電、傳輸需求與日俱增，全光網路系統能夠維持、滿足雲端、晶片製造、電信業者所有需求，並創造出更具規模的資料數據中心，有效解決耗能問題，間接緩解AI發展對環境衝擊與影響。
IOWN 全球論壇（IOWN Global Forum）主席川添雄彦（Katsuhiko Kawazoe）表示，IOWN 技術可讓營運業者，依照狀況對行動網路頻寬和電力，做出最佳使用。
NTT 的 IOWN 技術主管川島正久（Masahisa Kawashima）則指出，現行資料中心配合供應鏈多聚集在少數地區，使得當地用電量暴增，且有上限。對此，全光網路的運用能使小型資料中心的能力大增，搭配低延遲特性，能讓資料中心更廣泛分布。
三、全光網路的應用
由於現階段晶片持續微縮並透過推疊元件增加效能，無法避免的，晶片內佈線產生的熱量也持續增加，儘管散熱技術日益精進，仍限制了晶片效能。
對此，IOWN 預計透過在晶片內部的佈線中，引入光通訊技術來降低功耗，並持續打造試圖逐步將晶片內電子訊號全部轉由光訊號。而最初步的成果也是近日討論火熱的「矽光子技術（CPO）」，而台廠中，台積電（2330）佔有領先、獨家技術。
NTT 研究報告羅列三大步驟，以提升晶片效能，完成晶片升級：
（1）實現使用矽光子、光纖、類比IC等實現的電路的整合結構（2）使用超短光佈線直接連接晶片
（3）用光纖連接晶片內部的核心
由台積電領軍的 CPO 技術，目的是為了達成在未來，由原本電子傳訊號所帶來的耗能以及熱量，能轉由更快速、更穩定，耗能更小的光纖、光訊號來進行，目前技術仍在草創期，如何將電子轉換成光訊號並套用在晶片中仍是一個大問題。
不過，據 NTT 報告指出，目前正運用「光子晶體」結構，利用過結構特性增加與其他元件間的交互作用，並透過為光訊號設計的邏輯電路／處理器，以此控制晶片訊號傳輸，讀出運算結果，未來潛力無窮。
全光網路的應用則能有效提升資料中心運用，並降低其負面效果。當訊號全由光訊號進行傳輸、處理，除了抹除數據原需由電子訊號轉為光訊號傳輸，再轉回電子訊號進行數據處理、計算的光電轉換過程，更減少耗能。
此外，全光網路的運用可以使中小型資料中心更靈活地管理和分配數據流量，減少網路延遲、壅塞問題，整體而言，長期下來能夠減少營運成本，並有效提升資料中心容量的效果。
四、光纖網路被取代？
全光網路種種優點，讓各界對他期望甚高，且目前已積極佈線運用中，有望在2030年隨著6G網路一起登場，屆時，現有的光纖網路會被取代嗎？答案是，不會！而且，光纖還將會受惠全光網路的發展，運用的場合將會大幅增加。
首先，全光網路的運用目前不管是在傳輸上，還是晶片上都仍有一定的技術阻礙，再加上新技術初期成本本就高，相較光纖成本較低，佈線、發展已行之有年，被取代的機率就低了些。
此外，全光網路發展態勢，應與B5G、6G發展相仿，作為訊號傳輸，多僅限於特定區域或場域，更多的仍須結合光纖傳輸進行整合。
另外，做為未來晶片設計上，光纖也在元件間扮演重要角色，需要透過光纖進行訊號傳輸、整合，與其說會被取代，應該說，將會以輔佐的角色與全光網路一同大放異彩。
五、光通訊廠吃香備戰
全光網路眾所矚目，中華電信與 NTT 近期啟動台灣與日本全球首例國際 IOWN 全光網路，超低延遲網絡讓3,000公里距離，僅需17毫秒，繳出傲人成績單，並視為電信業中一重要躍進。隨著全光網路將逐步實現生活中大大小小傳輸、運用，也有望因此再拉升一波AI發展，相關台廠也是摩拳擦掌準備迎接商機。
主要受惠接單莫過於光通訊廠，市場點名包含，華星光（4979）、眾達-KY（4977）、前鼎（4908）、上詮（3363）、光聖（6442）等五檔概念股。此外，網通設備廠也有望隨著電信5G、6G、WiFi 7、中低軌衛星題材發酵，後市可期。
（資料來源：編譯陳苓）
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