Light Peak技術的素描：
雖然英特爾對於Light Peak的技術細節尚未公開化，依據不少週邊企業與業界關係良好公司不少資料的流出，整個Light Peak的輪廓已經顯現出來。
Light Peak規格的梗概，可以逐點摘要如下：
—. 最高資料傳送速度：最初以10Gbps ~ 20Gbps為標地。
—. 最大傳送距離：100米。
—. OSI參照模型的對應層：實體層與資料連結層的一部分
—. 可以載送之協定：乙太網路、Display Port、HDMI、IEEE 1394、PCI Express、USB等。
—. 構成零組件：橋接LSI、光送收模組、接續用連接座連接器等。
—. 光送收模組之光源：對應10Gbps的面發光型半導體雷射VCSEL。
—. 雷射的振動波長：850nm ~ 1.3um
—. 光送收模組之電力消耗：135mW程度。
—. 利用光纖的種類：玻璃光纖、塑膠光纖POF等。
—. 光纖的外徑：125um
—. 連接器的形狀：與USB Type A相同的形狀與專用的連接器
從以上的摘要不難得知，傳送回路的實體層可以是全雙工的10Gbps、藉由光纖來實現100米的傳送距離。網路接續形態的樣式可以是點對點(peer-to-peer)或是串接(daisy-chain)式的形態；上層的傳輸協定不限定，故，USB、HDMI、Display Port信號皆能夠對應。
<<< 圖11 Light Peak可能的連接形態。>>>
光傳送模組的組成要素，有光連接器-光纖-半導體雷射-驅動IC等。而英特爾在這個領域的要色就是提供了橋接LSI，該晶片就是連接到晶片組。而其他的元件才是由其他的公司來承接。
<<< 圖12 Light Peak的光學模組。>>>
半導體雷射預計活用兩個850nm的面發光型半導體雷射VCSEL，各個10Gbps的傳送速度；可以劃分成為兩個10Gbps的通道或是合成為20Gbps的速度。選用850nm VCSEL的最大好處當然是因為廣泛應用，價格面比較有利；而且，光學送收模組的整體電力消耗約在135mW的等級。
光送收模組與連接器接續的跳線(jumper)，用樹脂做的光導波回路，一體成形。
至於光纖，多模玻璃光纖使用於各種用途上，價格便宜。不過，若是考量到消費性或是家庭上的應用，安全性較高的塑膠POF光纖，有它的優越性。有台灣代工在中國工廠的大量生產規模，價格面總是能夠解決的。
<<< 圖13 Apple TV的光纖線。>>>
其次，就是大家最關心的連接器了。若是觀察英特爾的展示，似乎初期的導入階段是打算運用USB Type A外型相同的連接器，如此一來可與USB兼用。IDF 2010，公開的試作品是在連接座的最內部設計了光信號的接續。至於，Light Peak專用連接器，則需要時間讓廠商來開發與策定。
說來有點諷刺，Light Peak的商業化產品連個鬼影子都還沒出現，英特爾卻是已經隱約秀出未來的第二、第三世代橋接LSI的藍圖了。若是仔細一瞧，原來它的最終目標是100Gbps ( 25Gbps、4個通道)。不過，現在說這個數字也未免太早了，不是嗎？
其次可以來談實體層PHY了；而手機業界對於Light Peak的關心，大家都猜測乃是期望顯示部分與基板之間的細線同軸或是軟板能夠替換掉，其實背後還存在有一個隱性的元素。很多人都知道，在手機中的應用處理器與照相機模組之間的資料傳送存在有一個MIPI(Mobile Industry Processor)的標準規格，有些人在水面下進行光配線的活用。
可是，MIPI推進團體對於M-PHY的標準化作業步調相當緩慢，業界存在有焦躁感，如今Light Peak一來有如東風之吹，可以順著風帆來轉用。
譬如說，日商Omron在CEATEC 2010中展示利用MIPI規格現行的實體層D-PHY做成的光配線模組。將模組本身就對應了D-PHY有個好處，就不需要使用橋接IC。如此的思考模式是，若是未來要從電氣配線轉移到光配線時，會更為輕鬆容易，順利轉移。
<<< 圖14 Omron展出的D-PHY光配線模組。2.5Gbps。取自CEATEC 2010。>>>
至於現行的D-PHY與M-PHY有什麼差異，看個表格吧。
D-PHY M-PHY
平均每方向最小pin數 4 2
最小構成時的pin數 4(單向或半雙工) 4(送收獨立)
最少的UniPRO構成 8 4
媒介(media) 30公分的PCB/軟板Micro銅軸 30公分的PCB/軟板Micro銅軸光纖線
每lane的資料傳送速率 HS 80Mbps以上(界限 1Gbps) 1.25Gbps, 2.5Gbps5Gbps
LS 10Mbps 10Kbps ~ 600Mbps
電氣信號介面 HS 差動(200mV peak) 差動(200mV,120mV peak)
LS LVCMOS 1.2V 差動(400mV,240mV peak)
HS時脈信號 DDR Source 同步時脈 Custom 時脈
編碼 無 或 8b/9b 8b/10b
電力消耗 低 更低
接收端的CDR 不要 必要
中繼器、光傳送對應 沒有對應 對應
僅PHY低電力模式 不可 可
<<< 表1 D-PHY與M-PHY的比較。筆者製表。>>>
<<<圖15 MIPI的輪廓。>>>
針對手機用的光配線模組，村田製作所(Murata)在CEATEC 2010也做出了實際的展示。
6.3mm×3.2mm×1.1mm的迷你尺寸、2.5Gbps的速度、振動波長850nm的VCSEL驅動IC；而接收模組則搭載有受光元件與放大器IC。這個模組的特徵就是相當薄小，厚度僅有1.1mm，只要在光軸配合效率化、生產技術的改善、價廉的驅動元件；未來絕對有與細線同軸角逐競爭的實力。
<<< 圖16 村田製作所的手機用光配線模組。取自CEATEC 2010。>>>
而說到「光介面」技術，在實際安裝面的難易度、信賴性、信號品質上左右的重大媒介光纖與光導波器之光傳送回路，是難以忽略的一環。光配線市場的最大期待感，或許就是光傳送回路機能的改善。具體地說，就是不容易折曲又有安定性的 資料通信能力。
旭硝子(Asahi Glass)在2010/7開始販賣的塑膠光纖FOBTEX，柔軟性相當優秀，即使線材彎曲打結，仍能高速傳送。故在醫療器材領域有不錯的採用成績。這是材料採用了氟素系樹脂、對應多模的GI(Graded Index-折射率分佈)型POF。
<<< 圖17 FONTEX的使用彈性極佳。 >>>
<<< 圖18 FONTEX在10Gbps/100米下的眼狀圖。>>>
塑膠光纖(POF)與石英玻璃光纖(GOF)相比，具有以下優點：
1. 快速安裝，POF能夠很容易地通過狹小的穿線管。
2. 容易連線，POF不用拋光也可以達到很好的連線效果。
3. 低廉成本、堅固耐用，POF光纜光纜更加柔韌耐用，彎曲半徑也小。
<<< 圖19 GI型光纖。>>>
而在光導波路製品方面，講究耐熱性；以住友產品為例，可以耐攝氏270~280度；以波長850nm光信號傳播時的損失為0.04dB/cm，是其特徵。
江湖傳言，蘋果其實才是Light Peak背後的藏鏡人，是否如此，天知地知他們知，這並不重要，重點是『光世紀』是否會真的來臨，才是要去深深面對的問題，閣下您認為呢？
<<< 圖20 蘋果會是Light Peak的始作俑者嗎？>>>
<<< 圖21 江湖傳說。>>>
[ 參考資料暨延伸閱讀：]
1. http://techresearch.intel.com/ResearchAreaDetails.aspx?Id=26。Silicon photonics。
2. http://techresearch.intel.com/ProjectDetails.aspx?Id=143。Light Peak。
3. http://www.jae.co.jp/。日本航空電子工業。
4. http://www.crunchgear.com。
5. http://ja.wikipedia.org/wiki/VCSEL。
6. http://hr.sae.com.hk/。TDK在香港的關連公司SAE Magnetics。
7. http://www.enspheresolutions.com/。驅動IC。
8. http://www.lucina.jp/fontex/pdf/Product.pdf。
9. http://www.freepatentsonline.com/7254296.html；「Apparatus for improved fiber optic coupling efficiency」。
10. http://www.kumikomi.net/archives/2010/10/ep31mipi.php。M-PHY說明。
11. http://www.sumibe.co.jp/company/index.html。住友。
英特爾終極尖兵 – Light Peak的光化戰略(上)
雖然英特爾對於Light Peak的技術細節尚未公開化，依據不少週邊企業與業界關係良好公司不少資料的流出，整個Light Peak的輪廓已經顯現出來。
Light Peak規格的梗概，可以逐點摘要如下：
—. 最高資料傳送速度：最初以10Gbps ~ 20Gbps為標地。
—. 最大傳送距離：100米。
—. OSI參照模型的對應層：實體層與資料連結層的一部分
—. 可以載送之協定：乙太網路、Display Port、HDMI、IEEE 1394、PCI Express、USB等。
—. 構成零組件：橋接LSI、光送收模組、接續用連接座連接器等。
—. 光送收模組之光源：對應10Gbps的面發光型半導體雷射VCSEL。
—. 雷射的振動波長：850nm ~ 1.3um
—. 光送收模組之電力消耗：135mW程度。
—. 利用光纖的種類：玻璃光纖、塑膠光纖POF等。
—. 光纖的外徑：125um
—. 連接器的形狀：與USB Type A相同的形狀與專用的連接器
從以上的摘要不難得知，傳送回路的實體層可以是全雙工的10Gbps、藉由光纖來實現100米的傳送距離。網路接續形態的樣式可以是點對點(peer-to-peer)或是串接(daisy-chain)式的形態；上層的傳輸協定不限定，故，USB、HDMI、Display Port信號皆能夠對應。
<<< 圖11 Light Peak可能的連接形態。>>>
光傳送模組的組成要素，有光連接器-光纖-半導體雷射-驅動IC等。而英特爾在這個領域的要色就是提供了橋接LSI，該晶片就是連接到晶片組。而其他的元件才是由其他的公司來承接。
<<< 圖12 Light Peak的光學模組。>>>
半導體雷射預計活用兩個850nm的面發光型半導體雷射VCSEL，各個10Gbps的傳送速度；可以劃分成為兩個10Gbps的通道或是合成為20Gbps的速度。選用850nm VCSEL的最大好處當然是因為廣泛應用，價格面比較有利；而且，光學送收模組的整體電力消耗約在135mW的等級。
光送收模組與連接器接續的跳線(jumper)，用樹脂做的光導波回路，一體成形。
至於光纖，多模玻璃光纖使用於各種用途上，價格便宜。不過，若是考量到消費性或是家庭上的應用，安全性較高的塑膠POF光纖，有它的優越性。有台灣代工在中國工廠的大量生產規模，價格面總是能夠解決的。
<<< 圖13 Apple TV的光纖線。>>>
其次，就是大家最關心的連接器了。若是觀察英特爾的展示，似乎初期的導入階段是打算運用USB Type A外型相同的連接器，如此一來可與USB兼用。IDF 2010，公開的試作品是在連接座的最內部設計了光信號的接續。至於，Light Peak專用連接器，則需要時間讓廠商來開發與策定。
說來有點諷刺，Light Peak的商業化產品連個鬼影子都還沒出現，英特爾卻是已經隱約秀出未來的第二、第三世代橋接LSI的藍圖了。若是仔細一瞧，原來它的最終目標是100Gbps ( 25Gbps、4個通道)。不過，現在說這個數字也未免太早了，不是嗎？
其次可以來談實體層PHY了；而手機業界對於Light Peak的關心，大家都猜測乃是期望顯示部分與基板之間的細線同軸或是軟板能夠替換掉，其實背後還存在有一個隱性的元素。很多人都知道，在手機中的應用處理器與照相機模組之間的資料傳送存在有一個MIPI(Mobile Industry Processor)的標準規格，有些人在水面下進行光配線的活用。
可是，MIPI推進團體對於M-PHY的標準化作業步調相當緩慢，業界存在有焦躁感，如今Light Peak一來有如東風之吹，可以順著風帆來轉用。
譬如說，日商Omron在CEATEC 2010中展示利用MIPI規格現行的實體層D-PHY做成的光配線模組。將模組本身就對應了D-PHY有個好處，就不需要使用橋接IC。如此的思考模式是，若是未來要從電氣配線轉移到光配線時，會更為輕鬆容易，順利轉移。
<<< 圖14 Omron展出的D-PHY光配線模組。2.5Gbps。取自CEATEC 2010。>>>
至於現行的D-PHY與M-PHY有什麼差異，看個表格吧。
D-PHY M-PHY
平均每方向最小pin數 4 2
最小構成時的pin數 4(單向或半雙工) 4(送收獨立)
最少的UniPRO構成 8 4
媒介(media) 30公分的PCB/軟板Micro銅軸 30公分的PCB/軟板Micro銅軸光纖線
每lane的資料傳送速率 HS 80Mbps以上(界限 1Gbps) 1.25Gbps, 2.5Gbps5Gbps
LS 10Mbps 10Kbps ~ 600Mbps
電氣信號介面 HS 差動(200mV peak) 差動(200mV,120mV peak)
LS LVCMOS 1.2V 差動(400mV,240mV peak)
HS時脈信號 DDR Source 同步時脈 Custom 時脈
編碼 無 或 8b/9b 8b/10b
電力消耗 低 更低
接收端的CDR 不要 必要
中繼器、光傳送對應 沒有對應 對應
僅PHY低電力模式 不可 可
<<< 表1 D-PHY與M-PHY的比較。筆者製表。>>>
<<<圖15 MIPI的輪廓。>>>
針對手機用的光配線模組，村田製作所(Murata)在CEATEC 2010也做出了實際的展示。
6.3mm×3.2mm×1.1mm的迷你尺寸、2.5Gbps的速度、振動波長850nm的VCSEL驅動IC；而接收模組則搭載有受光元件與放大器IC。這個模組的特徵就是相當薄小，厚度僅有1.1mm，只要在光軸配合效率化、生產技術的改善、價廉的驅動元件；未來絕對有與細線同軸角逐競爭的實力。
<<< 圖16 村田製作所的手機用光配線模組。取自CEATEC 2010。>>>
而說到「光介面」技術，在實際安裝面的難易度、信賴性、信號品質上左右的重大媒介光纖與光導波器之光傳送回路，是難以忽略的一環。光配線市場的最大期待感，或許就是光傳送回路機能的改善。具體地說，就是不容易折曲又有安定性的 資料通信能力。
旭硝子(Asahi Glass)在2010/7開始販賣的塑膠光纖FOBTEX，柔軟性相當優秀，即使線材彎曲打結，仍能高速傳送。故在醫療器材領域有不錯的採用成績。這是材料採用了氟素系樹脂、對應多模的GI(Graded Index-折射率分佈)型POF。
<<< 圖17 FONTEX的使用彈性極佳。 >>>
<<< 圖18 FONTEX在10Gbps/100米下的眼狀圖。>>>
塑膠光纖(POF)與石英玻璃光纖(GOF)相比，具有以下優點：
1. 快速安裝，POF能夠很容易地通過狹小的穿線管。
2. 容易連線，POF不用拋光也可以達到很好的連線效果。
3. 低廉成本、堅固耐用，POF光纜光纜更加柔韌耐用，彎曲半徑也小。
<<< 圖19 GI型光纖。>>>
而在光導波路製品方面，講究耐熱性；以住友產品為例，可以耐攝氏270~280度；以波長850nm光信號傳播時的損失為0.04dB/cm，是其特徵。
江湖傳言，蘋果其實才是Light Peak背後的藏鏡人，是否如此，天知地知他們知，這並不重要，重點是『光世紀』是否會真的來臨，才是要去深深面對的問題，閣下您認為呢？
<<< 圖20 蘋果會是Light Peak的始作俑者嗎？>>>
<<< 圖21 江湖傳說。>>>
[ 參考資料暨延伸閱讀：]
1. http://techresearch.intel.com/ResearchAreaDetails.aspx?Id=26。Silicon photonics。
2. http://techresearch.intel.com/ProjectDetails.aspx?Id=143。Light Peak。
3. http://www.jae.co.jp/。日本航空電子工業。
4. http://www.crunchgear.com。
5. http://ja.wikipedia.org/wiki/VCSEL。
6. http://hr.sae.com.hk/。TDK在香港的關連公司SAE Magnetics。
7. http://www.enspheresolutions.com/。驅動IC。
8. http://www.lucina.jp/fontex/pdf/Product.pdf。
9. http://www.freepatentsonline.com/7254296.html；「Apparatus for improved fiber optic coupling efficiency」。
10. http://www.kumikomi.net/archives/2010/10/ep31mipi.php。M-PHY說明。
11. http://www.sumibe.co.jp/company/index.html。住友。
