前言
光纖連接器在光纖系統中使用量很大，為追求更低的成本、更小的尺寸、更快的安裝，且隨著光纖到家（FTTH）及光纖到桌（FTTD）的需求上升、區域網路也逐漸光纖化下，市場對於小型光纖連接器（SFF：Small Form Factor）的需求也快速上揚，自1990年代末期小型光纖連接器上市以來，其用量快速成長，且市場上也出現數十種規格，惟在市場競爭下，目前使用較廣的有Lucent支持的LC、AMP支持的MT-RJ、3M支持的VF-45及NTT支持的MU等四種不相容的標準，市場上的激烈競爭使EIA/ TIA（Electronic Industry Association/ Telecommunication Industry Association）表示它將不制定一標準規格，而將由市場來決定何種規格能廣被接受，在此潮流下，台灣已有許多廠商投入SFF光連接器產業，因此本文將對小型光纖連接器作一簡介。我們先對光纖連接器作介紹，然後檢視區域網路光纖化的形成及其對光纖連接器的影響，之後再介紹小型光纖連接器的幾種標準及比較及台灣廠商的發展概況。
光纖連接器簡介：
光纖系統中各元件的互相連結對系統性能有重大影響，因為連結須儘量減少光功率的損失。光纖連接與銅線連接非常不同而且複雜許多，例如光纖互相連接時的關鍵是光纖核心須精確對準，使光線能夠由一光纖橫越界面進入另一根光纖，同樣的，在光源與光纖、光纖與檢光器的連接上，光電元件如何與光纖精確對準，將光耦合進光纖都是重要的關鍵。
由於連接器使用廣泛，因此一個良好的連接器應具備以下特性：
- 低損耗：在越長距離，頻寬越寬的系統下，連接器的損耗須越低。如電話通訊及長程系統需要連接器損耗在0.2dB以下，區域網路則要求損耗在0.3~1dB，塑膠光纖及很短距離的光纖則可忍受1~3dB之損耗。
- 容易安裝：安裝一個傳統型如SC型的光纖連接器需要許多步驟，如剝除、磨光光纖、準備接著劑、捲縮、劃線、切割、拋光光纖、檢查、連接耦合插座等，通常安裝1個傳統光纖連接器約需10分鐘以上，在連接器使用量越來越大下，我們希望安裝時間能越短越好，如此不但可提高安裝效率，且能節省人工成本。
- 重複性：連接器可多次拆卸安裝而不改變損耗。
- 經濟性：價格應儘量低廉，避免使用價格較高的零件，如陶瓷套圈等。
連接器的基本結構如下圖所示：
圖一：連接器簡圖
資料來源：寶來證券
光纖連接器的關鍵零組件為陶瓷套管及套筒，因大多數連接器使用套管以固定光纖及便利校準，而陶瓷套管具最好的熱及機械性能，因此適用在單模光纖的連接。由上圖可知一個光纖連接器需要2個套管及1個套筒，在前波光纖熱潮下，陶瓷套筒及套管供不應求，價格節節上升，台灣也有許多廠商欲進入，但陶瓷套管及套筒的製造技術並不容易，基本上其製造過程可分成2階段，首先是將陶瓷粉射出成型為初胚，此時模具的精密度是關鍵，其次是將初胚研磨加工成套管成品，此過程需要精密材料研磨能力，日本廠商在陶瓷套管及套筒製造技術及產量上領先全球，其三大廠商Adament、Kyocera及TOTO的生產量佔全球市場90%以上，台灣的大陶精密具有兩階段完整的製造能力，此外，如建通、新巨等則先進入後段加工領域，由於日本大廠如Adamen在2000年底大量擴產及光通訊景氣在2001年急速下滑，因此陶瓷套管價格在2001年3月附近達到最高點後一路下滑，業者獲利也不如預期，如大陶在2001年2月時，單月轉虧為盈，原本估計在2001年可獲利，但其2001年上半年仍舊是虧損的，顯示陶瓷套管及套筒的經營並不容易。
光纖連接器廠在2000年面臨陶瓷套管及套筒缺貨及漲價困境下，無不尋求其他材料或方法以替代之，如採用塑膠套管、不繡鋼套管或採用V型溝槽的設計等；塑膠套管價格較低，性能尚可；不鏽鋼套管的價格及性能介於陶磁與塑膠之間；由於各家光通訊設備廠皆發展其特有的系統，因此連接器也有許多類型，如SC、FDDI、ESCON、SMA、DNP、FC/PC、LC、VF-45、MT-RJ、MU等連接器，以符合不同的需要。
依照ElectroniCast的資料光纖連接器在2000~2005年的複合成長率約21%，2005~2015年的複合成長率約18%，2015~2025年的複合成長率約13%，成長相當快，將為整體連接器產業成長的重心，其中將以雙向多芯的光連接器成長最快，預估由1998年的8600萬美元成長至2003年的2.87億美元，此外SFF光連接器的成長也會很快。
圖二：光連接器市場規模 單位：百萬美元
資料來源：ElectroniCast 2000
區域網路光纖化趨勢：
就網路佈線的角度來看，傳統上我們認為光纖的傳輸效能較佳，但價格較貴，無遮蔽雙絞線（UTP：Unshielded Twisted Pair）則較便宜，性能較差，因此在設置區域網路選擇傳輸介質時，通常會面臨成本及性能的兩難，但目前情況似有所改變，銅線的性能不斷提升，過去認為銅線可傳輸的最大頻寬為100MHz，但現在第5e類標準（Category 5e）已達到此頻寬，且後續的標準如第6類及第7類標準仍在發展中，顯示銅線的性能正逐漸提升中。
然而光纖的價格在過去一段期間因技術進步、競爭激烈而急速下滑，因此與銅線的價格差異也縮小許多，此過程中有幾項發展促使區域網路走向光纖化，我們將其略述如下：
- Gigabit Ethernet的興起：促使網路使用者考慮更換光纖，以滿足未來擴充的需求。
- VCSEL的發展：取代LED，使原本架設好的多模光纖網路能發揮其性能，傳輸速度達Gbps以上，可傳輸距離也拉長，且成本較邊射型雷射低許多，具未來發展性。
- SFF 連接器的興起：在光纖研磨技術進步、新的連接器設計及安裝方法的改進下，SFF光連接器的發展逐漸成形，因其尺寸較傳統連接器縮小約1/2， 與銅線RJ-45連接器大小差不多，可使光纖設備的埠（port）密度提高，降低光纖設備如集線器（hub）、交換器（switch）的每埠成本，且利於安裝，價格也較低。
- 陶瓷套管價格下跌：使光連接器成本下跌。
由於上述幾項技術的發展及人們對頻寬不斷的需求，區域網路的布線逐漸走向光纖化，在這過程中，連接器扮演很重要的角色，且面臨許多挑戰，我們將它列述如下：
- 光纖連接器的用量將大幅增加，因此降低成本及縮短安裝時間是基本要求。
- 因光纖連接器在光纖系統中與各元件如收發器、光纖集線器等相連接，為增加光纖設備如集線器使用效率及降低成本，連接器尺寸越小越好。
- 光纖連接器基本性能，如連接的耗損不能因簡化安裝而變得太大，通常以不大於0.5dB為標準。
- 因各廠商各自發展其光纖集線器、交換器、收發器等設備的規格，連帶影響其採用連接器的規格，為維持整個網路系統的穩定，通常客戶會選擇採用同一家廠商的產品，如此光纖連接器能否獲得光纖設備商及模組零件製造商的支持便變得很重要，一個SFF的規格能否成功，並不是只看光連接器性能及成本的表現，而需看整個系統的配合而定，此外為追求更低的成本及穩定的原料來源，材料供應商的支持也很重要。
從上述，我們了解有幾個因素影響區域網路光纖化趨勢的形成及普及，為使市場對此趨勢的接受度提高，光纖連接器必須解決一些難題，下述我們將介紹一些廠商所提出的解決方案。
小型化光纖連接器市場簡介：
1990年代末期，許多廠商陸續推出小型光纖連接器以滿足市場的需求，經過幾年的競爭後，目前使用較廣、較重要的規格有4種，分別是Lucent支持的LC、AMP支持的MT-RJ、3M支持的VF-45及NTT支持的MU等四種不相容的規格，如下圖所示：
圖三：各式光連接器：從左至右分別為: SC-DC, LC, MT-RJ, the current Duplex SC , VF-45, and Opti-Jack
資料來源：cableu
我們將其重要廠商及特性列表如下，以利比較。
表一：SFF光連接器比較表疲夢
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規格 |
推動廠商 |
重要供應商及策略夥伴 |
套圈設計 |
尺寸大小 |
安裝時間 |
平均耗損(dB) |
主要用途 |
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LC |
Lucent |
IBM、Finisar、MRV、Molex、Agere、Kyocera、E2O、Luminent、infineon、Stratos、ExceLight等 |
小型化陶瓷套圈；1連接點用2套圈 |
約為SC連接器的1/2、較MT-RJ略大 |
小於2分鐘 |
0.01（0.05） |
適用在玻璃光纖上、特別是單模光纖；telecom用途 |
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MT-RJ |
AMP/ HP |
超過30家LAN設備廠商採用、及超過50家元件供應商如收發器、套管、網路卡、連接器等廠商支持、如Cisco、Nortel、藤倉、Agilent、Tyco、Siecor、Siemens、Molex Corning、Extreme、 Networks等 |
塑膠套圈；1連接點用1套圈 |
約為SC連接器的1/3大小 |
小於2分鐘 |
0.044（0.05） |
多模光纖；datacom用途 |
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VF-45 |
3M |
Infineon、Cisco |
無套圈設計；改以V型溝槽取代 |
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小於2分鐘 |
0.445（0.72） |
適用在塑膠光纖，如汽車音響 |
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MU |
NTT |
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小型陶瓷套圈 |
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資料來源：寶來證券
註：連接器耗損係以單模光纖為準，括弧內數字為最大值。
從上表我們可大致瞭解SFF光纖連接器的重要廠商及特性，它們的主要支持廠商不同，但除MU外，因其以日本為主要市場，其它規格的重要供應商及策略夥伴則有些重疊，顯示其上下游的廠商在標準未定下，為降低風險及追求更高的市佔率所作的選擇，下面我們將對LC、MT-RJ、VF-45規格作簡要介紹：
1.LC：
Lucent在1997年4月推出LC產品，看起來像縮小版的SC光連接器，它有一個較小的陶瓷套管，其尺寸約為SC的1/2，比MT-RJ要大一些，但從上表中的連接耗損數字，我們發現LC的性能應是所有SFF光連接器中最好的，此外依據Methode（它同時生產LC及MT-RJ光連接器）的報告，LC的製造及安裝較MT-RJ容易，且性能較佳，因此LC是單模光纖連接的第一選擇。
圖四：LC光連接器簡圖
資料來源：Methode Engineering report
由於Lucent及超過12家以上的收發器及LAN設備廠商的支持，我們可確定LC產品不會消失，且因其較佳的性能及製造較容易，目前有越來越多的廠商支持。
2.MT-RJ：
MT連接器是NTT為接續多芯帶狀光纖所發展出的採用塑膠套管的一種光連接器，具有高密度安裝能力及較低的成本，在此基礎上，AMP提出了小型化MT-RJ方案，因其帶有與RJ-45型LAN電連接器相同的門鎖（latch）機構，因此稱為MT-RJ連接器；它是目前市場上最小的SFF連接器，它的大小約為傳統SC連接器的1/3，因此可提供光纖連接設備最高的連接密度，可有效降低成本，此外因MT-RJ採用塑膠套管，且1個連接器採用雙光纖連接設計，如下圖所示：
圖五：MT-RJ連接器簡圖
資料來源：Methode Engineering report
因MT-RJ連接器中2條光纖的連接僅用1個套管，而非傳統的2個套管，因此其連接器價格較SC連接器便宜約30~40%，安裝一個連接器所需時間在2分鐘以下，適合大量的使用，特別是建築物內區域網路的安裝。
就性能而言，依據Computer Craft的研究，MT-RJ連接器性能不論其使用在多模或單模光纖上，皆不比傳統SC連接器差，因MT-RJ尚具備高密度、低成本的優勢，因此目前有超過30家廠商提供MT-RJ連接器、超過50家廠商提供相關零組件如套管、收發器、網路卡、轉接器、測試設備等、以及超過30家LAN設備廠商表示願意支持MT-RJ的發展，既然有這麼多廠商支持，據調查MT-RJ目前是使用最多的規格，差一點就成為業界的標準。
3.VF-45（Volition）：
由3M推出的VF-45規格是目前市場上最創新的設計，因其未使用任何套管，而是以V型溝槽取代之，如下圖所示：
圖六：VF-45光連接器簡圖
資料來源：3M
我們可看到其設計非常簡單，在沒有高價零件及安裝簡單下，成本非常低，價格約為其它SFF光連接器的1/2左右，但由於其設計太創新，因此業界對其連接損耗大小有不少爭議。
在EIA/ TIA不制定任一標準，而放手讓市場競爭以決定何者可生存的情況下，市場上各參與者皆非常關心究竟哪種規格可望脫穎而出，我們的看法如下：
- Lucent的LC會一直存在：因Lucent一定會使用自己的產品，且LC具較小尺寸、較低成本、製造簡單、及性能不比SC差且為SFF中最佳者的優勢，LC的使用量可望逐步提高。
- NTT的MU在日本市場也會一直存在：因NTT支持MU，在日本也有一定的市場，惟使用量會較少。
- MT-RJ有許多優點：如尺寸最小及成本較LC低等，且其支持的公司多且強，故仍將是SFF市場上的主流。
- 3M的VF-45可能是最佳的設計，但風險最大：沒有使用套管的光連接器令人對其精確對準及連接損耗起疑，能否經得起實際使用的考驗及重要設備商支持採用將是關鍵。
目前市場上似乎較看好LC後續的發展，依據ElectroniCast 2001年4月的資料，它對三大SFF在北美市場的預估如下圖所示：
圖七：SFF光連接器之北美市場規模 單位：百萬美元
資料來源：ElectroniCast 04/ 2001
我們看到目前SFF光連接器中以MT-RJ在北美的銷售量最大，但到2004年時，它估計LC將超越MT-RJ，成為在北美市場銷售額最大的SFF產品，另外依據Fleck Research的預估，各SFF產品的全球銷售額如下：
圖八：SFF連接器全球市場規模 單位：百萬美元
資料來源：寶來證券
由此看出LC將與MT-RJ成為未來幾年SFF產品的主流，但VF-45的潛力也相當大。
台灣廠商概況：
目前台灣有許多傳統連接器及相關廠商進入光連接器產業，茲列表如下：
表二：台灣光連接器廠商
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產品 |
廠商 |
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光連接器零件：如套管、晶片等 |
大陶、新巨、建通、連展、歐銥、華邦等 |
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光纖連接器及相關產品：如光纖、收發器、集線器等 |
台精、前鼎、前源、岳豐、華宏、智邦、智翔、益網、捷耀、鴻亞、連展、卓越等 |
資料來源：寶來證券
就目前來看，3M的VF-45最重視其在台灣發展，這可從其成立VF-45台灣光纖網路聯盟，並有超過10家以上涵蓋上中下游的廠商加入看出，其次則以生產LC規格廠商較多，生產MT-RJ相關產品者似較少。
由於光連接器的技術門檻相對其它光纖產品中是較低的，許多國際大廠無不採取外包給CEM廠商，如Flextronics及Celestica等；或將產能移往人工較便宜的國家，如Tyco已在大陸、墨西哥及東歐等國擴大生產光連接器，並也逐漸將相關零件移往大陸，因此台灣光連接器廠商的生產基地必定也需在大陸，如此台灣廠商的成本優勢並不大，在良率較低的狀況下，勢必要發展其它光通訊相關產品才能生存。
結 論：
SFF小型化光纖連接器以其較小尺寸、較易安裝及較低的成本，正逐漸取代傳統光連接器的市場，改變相關光傳輸設備如收發器、集線器、交換器、網路卡等的設計，並對區域網路光纖化有重大影響，因其符合市場需求，其使用量在近年成長快速，成為整體連接器產業的明星，本文介紹幾種主要的SFF規格，我們將其優劣勢整理如下表：
表三：SFF連接器優劣勢比較表
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規格 |
優勢 |
劣勢 |
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LC |
- 技術成熟
- 易於量產
- 安裝較容易
- 可靠性佳
- 連接耗損最低
- Lucent的支持
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- 仍需用小型陶瓷套管成本較高
- 尺寸較MT-RJ大
- 目前支持廠商較MT-RJ少
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MT-RJ |
- 尺寸最小
- 使用塑膠套管成本較低
- 目前支持公司多且強
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- 製造較LC困難
- 安裝較難
- 可靠度較LC差
- 連接耗損較LC大
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VF-45 |
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資料來源：寶來證券
各種SFF小型化光連接器產品因其不同的成本及性能優勢，適合的用途也不相同，因此最終產品市場及其成長性也不同，惟各規格的主要推廣廠商對授權及委外製造的態度並不相同，如3M即對台灣廠商相當友善且積極，且各國際大廠皆已在大陸、東歐等人工成本便宜國家生產光連接器，因此我們推測光連接器的利潤並不高，台灣廠商欲切入此市場時，須注意與國際大廠的合作方式及認證、製造良率、本身的成本控管及產品線的完整性、關鍵材料、零組件及技術的開發與掌握、相關產品如集線器及收發器的延伸發展等因素，方能有成功機會。
