台北市光纖網路建設系列－ 以日本、法國光纖網路發展為借鏡 上 ·...
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台北市光纖網路建設系列－以日本、法國光纖網路發展為借鏡(上)
蔡文振
工研院資通所 視訊與光通訊技術組
經濟部通訊產業發展推動小組
通訊產業聯盟 － FTTx產業交流會 副召集人
1. 前言
有鑒於科技之進步神速以及寬頻服務已經越來越廣泛而深刻地
影響並融入到工作和生活中，人們對於網路的依賴程度也日漸提高。
從 ADSL/VDSL，進展到光纖到府（FTTH：Fiber To The Home），在接取網路中，由光纖取代銅線以獲得更大的頻寬是大勢所趨。有關寬
頻技術發展趨勢如圖 1所示。
圖 1：寬頻技術發展趨勢
而在高畫質（HD，High Definition）電視節目、網路遊戲、數位學習、視訊服務、VoIP及寬頻上網等三網合一（Triple Play）的需求日漸普及的情形下，代表使用者頻寬需求的增加，網路運營商所提供
的頻寬也必需隨著增加以滿足消費者的需求。傳統使用 xDSL技術已逐漸無法滿足使用者的需求，因此全世界的網路運營商將目光投向光
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纖到府服務，寄望利用光纖網路具有穩定、超大頻寬且長距離傳輸的
優點，做為『最後一哩』一步到位的解決方案。國內中華電信於 2007年 1月宣布全面啟動『光世代』投資計畫，預計將以 5年 600億的經費建置網路骨幹光纖化，實現光纖到戶的服務，預計 2010 年可以達到 420萬 FTTx用戶數，相關的網路服務產值將達 1,200億元以上。
2. 國際調查及預測
根據 Point Topic調查，預測將從 2008年底時的 3億 9,300萬用戶，攀升至 2013年的 6 億 3,500 萬戶，而其他國家的固定寬頻用戶數也將從 1,600萬戶，成長到 4,800 萬戶，年複合成長率為 10.8%。因已開發的國家在寬頻方面已接近飽和狀態，難以再有高成長；而新
興寬頻國家(如中國大陸及印度)已經過了快速成長的萌芽階段，現階段是以指數方式穩定成長，因此 2008年到 2013年的年複合成長率反而低於 2004年到 2008年的年複合成長率(27.7％)。Point Topic也預測 2013 年時，中國大陸將成為全球最大的寬頻國家，有 1 億 5,300萬的固定寬頻用戶數，高於美國的 1億 1,700萬戶，而到 2013年時，印度也將進入前 10名。
表一為 2007年和 2012年的各國在家之寬頻上網家戶普及率，其中台灣在 2007年時的寬頻上網家戶普及率為 59％，排名為世界第 6；根據Gartner的預估資料顯示到了2012年寬頻上網家戶普及率將到達74％。
表一：2007年和 2012年的各國寬頻上網家戶普及率
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另外，依據 FTTH Council 「Advantages of Optical Access 2008」報告指出，在未來到 2030年時一般家庭用戶因 3D HDTV、語音、視訊及其他網路服務應用的需求，所需下載的頻寬約 30Gbps，如圖 2所示。在未來 25年 TV Channel技術的發展上，各類 HDTV頻寬的需求如圖 3所示。
圖 2：未來一般家庭所需下載頻寬需求預測
圖 3：未來各類型 TV Channel所需頻寬需求預測
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3. 世界各國光纖網路發展現況
綜觀世界各國積極進行光纖纜線佈建之資訊基礎建設的國家，依
據 FTTH Council之調查報告指出，亞洲國家之日本、韓國、香港以及台灣是光纖網路佈建較為積極之地區，目前歐美國家則是積極投入
建設中。
市場研究公司 Futuresource於 2009年 07月表示，在全球各國之中，日本與韓國的寬頻連接速度最快，平均下載速率約為 30Mb/s。而美國的平均下載速率則不盡理想，只有約 2.7Mb/s。在歐洲地區，瑞典的平均下載速率也達到 14Mb/s。此外，Futuresource資深分析師Patrik Pfandler 表示，雖然寬頻網路在許多已開發國家已呈現飽和，但仍有一些新的市場機會。以非洲和中東地區為例，該地區的寬頻網
路市場就較去年同期成長 33%，其他如印度也是值得關注的市場。
已開發國家中，美國除了電信營運商之投入外，纜線 Cable業者也因競爭積極投入。依據 FTTH Council 於 2009年 4月調查，美國各種網路連線用戶對網路速度、品質可靠及電視品質的滿意度：在連
線速度方面，光纖用戶對連線速度感到非常滿意有 67%；使用纜線數據機（cable modem）上網的使用者表示非常滿意的有 58%；而對連線速度滿意度最低的為 DSL用戶（46%）。
由於澳洲現存的電信網路已漸不符合需求，越來越多的應用服務
需要透過寬頻來實現，澳洲總理 Kevin Rudd於 2009年 4月 7日宣布將由政府投資約 310億美元成立公營公司。未來澳洲的超高速寬頻網路會以光纖為主，輔以無線及衛星技術，並可支援新興、雙向、互動
式的影音服務與設備：
光纖寬頻網路：下載 100Mbps、上傳 50Mbps，預計近年可達到 1Gbps。
無線寬頻網路：提供部分地區及行動的民眾無線網路服務，速度至少 12Mbps（最快可達 100Mbps以上）
衛星寬頻網路；服務範圍涵蓋全澳洲，提供至少 12Mbps以上的寬頻網路服務。
此外，新加坡之光纖網路建設因網路上諸多訊息可參考，讀者可
逕行上網搜尋。本章節主要以日本、法國的光纖網路發展為借鏡，敘
述於后：
日本
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據日本總務省公佈之最新消息，截至 2009年第 2季底光纖用戶數已連續五季超越 DSL用戶數，光纖用戶數部分約達 1,589萬戶，與去年同期（2008年 6月）相比，約增加 280萬戶，年成長率達 21％，並且首度突破五成寬頻網路市場，市占率達 51％，已逐漸拉大與ADSL 用戶數（1,084 萬戶）之差距，成為名符其實的寬頻網路接取市場主流。
值得注意的是，日本 NTT於 2008年 3月底推出 NGN商用化服務，分別為「FLET’s 光 NEXT」、「光電話」、「FLET’s-CAST」以及「企業連網應用」。「FLET’s 光 NEXT」可視為進階光纖上網服務，配合用戶的使用環境，提供「住宅型」與「公寓大廈型」的高
速寬頻連網服務，基本月費分別為 4,300日圓、 2,600～ 3,900日圓（依公寓大廈申請用戶數而定），與目前 NTT既有的「FLET’s 光」服務費用同額。
此外，日本野村綜合研究所於 2008年 12月發表「日本 IT主要五個市場分析與規模預測」最新調查結果，預測至 2013 年底前，日本寬頻網路整體用戶數將達到 3,400 萬戶，市場規模約達 1 兆 4,700億日圓，其中的光纖網路用戶數約 2,200 萬戶，市場規模約達 9,200億日圓。總而言之，日本 ADSL 服務應會持續減少並轉換至光纖服務，至於光纖大幅成長的時機就要看日本地方縣市光纖建設的速度而
定，因為目前 ADSL更換光纖明顯集中於東京、大阪、神奈川這三大縣市中。
依據日本總務省的規畫，2010年日本寬頻網路環境規劃如圖 4。其中在寬頻網路應用生活化部份，以”彩「いろどり」事業”為例，工作者多為高齡或女性，主要是利用楓葉的葉子當作料理的配料或製成
點心。她們利用 FTTH 網路（總務省給予補助金支援），提供該地區情報中心、生產者、農會等，有關於出貨與實際銷售成績等訊息。該
FTTH屬於可雙向互動之高頻寬網路，可進行視訊會議共同討論品質改善與訊息交換。除提供高齡或女性工作機會外，另外可以發展地方
性特產產業，以及促進當地觀光產業的發展。”彩「いろどり」事業”發展概念圖如圖 5。
目前日本主要的運營商主要是採用 EPON技術，運營商列表如表二。目前 EPON技術已成熟，加上施工工法的進步，日本的運營商在高速的光網路上提供多樣化的應用服務，也吸引了使用者的目光。
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100100％寬頻網路實現％寬頻網路實現1. 多樣化的有線無線技術無縫細（Seamless)的連結融合，在全國各地任何地方可以自由的使用寬頻網路的服務。
2. 寬頻網路建設不理想的地區，進行ADSL或Cable等網路建設，但仍可採用以下方法進行寬頻網路的規劃：
• 使用無線網路
• 「無線+ADSL/VDSL」、「光纖+光無線傳輸」、「光纖+ADSL（FTTx）」
3. 以FTTH為中心建立超高速寬頻網路環境，全國最少有90％的家庭可以進行接取申裝。
寬頻網路應用生活化寬頻網路應用生活化1. 醫療、社會福利項目
• 遠距離醫療診斷（如岩手縣的醫療情報網路）
• 獨居高齡者家庭監護（如宮崎縣木城町）
2.觀光產業、地方性特產產業項目
• 觀光地區住宿預約、貨品訂送貨系統規劃（如北海道的ニセコ町）
• 地方性特產販賣業績、出貨預測等即時更新系統（如德島縣上勝町的彩「いろどり」事業）
3.其他：教育、雇用策略等項目
• e-learning網路環境建置（如富山線ほか網際網路市民學校）
資料來源：日本總務省（2006/08）
100100％寬頻網路實現％寬頻網路實現1. 多樣化的有線無線技術無縫細（Seamless)的連結融合，在全國各地任何地方可以自由的使用寬頻網路的服務。
2. 寬頻網路建設不理想的地區，進行ADSL或Cable等網路建設，但仍可採用以下方法進行寬頻網路的規劃：
• 使用無線網路
• 「無線+ADSL/VDSL」、「光纖+光無線傳輸」、「光纖+ADSL（FTTx）」
3. 以FTTH為中心建立超高速寬頻網路環境，全國最少有90％的家庭可以進行接取申裝。
寬頻網路應用生活化寬頻網路應用生活化1. 醫療、社會福利項目
• 遠距離醫療診斷（如岩手縣的醫療情報網路）
• 獨居高齡者家庭監護（如宮崎縣木城町）
2.觀光產業、地方性特產產業項目
• 觀光地區住宿預約、貨品訂送貨系統規劃（如北海道的ニセコ町）
• 地方性特產販賣業績、出貨預測等即時更新系統（如德島縣上勝町的彩「いろどり」事業）
3.其他：教育、雇用策略等項目
• e-learning網路環境建置（如富山線ほか網際網路市民學校）
資料來源：日本總務省（2006/08）
圖 4：2010年日本寬頻網路環境規劃
彩事業情報中心彩事業情報中心
出貨預測、實際販售情況
Sever透過高品質網路提供產品品質提升的know-how
同時利用無線網路傳輸資訊
銷售全國
進出貨狀況與情報中心連線
進出貨管理系統
產品集散地產品集散地
光纖網路光纖網路FTTHFTTH
Internet無線電呼叫
喜悅成就感
思考提高銷售成績方法
勞動養生
彩事業專用電腦，確認銷售狀況與明天出貨目標
生產者生產者（（190190名名 平均年齡平均年齡7070歲）歲）
「**」不足誰可以幫忙取來
今天銷售成績..明天出貨目標、哪樣商品銷售量做好… .
採收
採收
出貨自山谷火山中取得材料，收集後利用卡車載運到集散地
•該事業網於2005年投入規劃，2006年7月正式提供服務。•該產品的年銷售額達2億日圓。
•該事業網於2005年投入規劃，2006年7月正式提供服務。•該產品的年銷售額達2億日圓。
資料來源：日本總務省、工研院IEK（2007/02）
彩事業情報中心彩事業情報中心
出貨預測、實際販售情況
Sever透過高品質網路提供產品品質提升的know-how
同時利用無線網路傳輸資訊
彩事業情報中心彩事業情報中心
出貨預測、實際販售情況
SeverSever透過高品質網路提供產品品質提升的know-how
同時利用無線網路傳輸資訊
銷售全國
進出貨狀況與情報中心連線
進出貨管理系統
產品集散地產品集散地銷售全國
進出貨狀況與情報中心連線
進出貨管理系統
產品集散地產品集散地
光纖網路光纖網路FTTHFTTH
InternetInternet無線電呼叫無線電呼叫
喜悅成就感
思考提高銷售成績方法
勞動養生
彩事業專用電腦，確認銷售狀況與明天出貨目標
彩事業專用電腦，確認銷售狀況與明天出貨目標
生產者生產者（（190190名名 平均年齡平均年齡7070歲）歲）
「**」不足誰可以幫忙取來
今天銷售成績..明天出貨目標、哪樣商品銷售量做好… .
採收
採收
出貨出貨自山谷火山中取得材料，收集後利用卡車載運到集散地
•該事業網於2005年投入規劃，2006年7月正式提供服務。•該產品的年銷售額達2億日圓。
•該事業網於2005年投入規劃，2006年7月正式提供服務。•該產品的年銷售額達2億日圓。
資料來源：日本總務省、工研院IEK（2007/02）
圖 5：FTTH應用範例-彩「いろどり」事業
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•2005年1月開始提供GEPON光纖服務。光Plus HomeKDDI
•不考慮採用GEPON技術，以MC與EPON為主。BROAD-GATE01USEN
•2004年10月開始提供GEPON光纖服務，2005年7月開始Triple Play的服務，其ADSL用戶數為日本居冠。
Yahoo！BB光TV Package
Softbank BB
•目前仍在評估是否要投入PON的技術。沖繩電信Network
•GEPON技術投入仍處於討論階段。BBIQ九州通信Network
•2005年9月開始提供光纖服務，目前德島市全部接通。四國電力
•2006年以後才計畫投入GEPON相關建置。中國電力
•2005年5月開始建置GEPON，2006年7月開始提供光纖服務。eoHomeFiber關西電力
•初期以點對點技術，2005年9月開始以GEPON技術提供光纖服務。
中部電力
•被KDDI購併後，KDDI計畫投入GEPON技術。TEPCO光東京電力
•2003年4月即採用MC與EPON技術，但現階段僅有ADSL服務。
無北陸通信Network
•以提供企業用ADSL服務為主，沒有光纖服務。無東北Intelligent通信
•採用EPON技術，但僅有空知郡長沼町這各地區有提供光纖服務，以外都沒有。
HOTCNwarp北海道總合通信網
FTTH接取技術概況FTTH服務名稱營運商
•2005年1月開始提供GEPON光纖服務。光Plus HomeKDDI
•不考慮採用GEPON技術，以MC與EPON為主。BROAD-GATE01USEN
•2004年10月開始提供GEPON光纖服務，2005年7月開始Triple Play的服務，其ADSL用戶數為日本居冠。
Yahoo！BB光TV Package
Softbank BB
•目前仍在評估是否要投入PON的技術。沖繩電信Network
•GEPON技術投入仍處於討論階段。BBIQ九州通信Network
•2005年9月開始提供光纖服務，目前德島市全部接通。四國電力
•2006年以後才計畫投入GEPON相關建置。中國電力
•2005年5月開始建置GEPON，2006年7月開始提供光纖服務。eoHomeFiber關西電力
•初期以點對點技術，2005年9月開始以GEPON技術提供光纖服務。
中部電力
•被KDDI購併後，KDDI計畫投入GEPON技術。TEPCO光東京電力
•2003年4月即採用MC與EPON技術，但現階段僅有ADSL服務。
無北陸通信Network
•以提供企業用ADSL服務為主，沒有光纖服務。無東北Intelligent通信
•採用EPON技術，但僅有空知郡長沼町這各地區有提供光纖服務，以外都沒有。
HOTCNwarp北海道總合通信網
FTTH接取技術概況FTTH服務名稱營運商
表二：日本光服務營運商列表
日本的光纖網路發展可做為借鏡之處，即為利用污水下水道進行
光纖纜線之附掛。日本於 1996 年修正下水道法，正式開放下水道空間得以進行光纖網路之附掛，並於 1996及 1997年訂定下水道附掛光纖之獎勵模式且在 1999年訂定下水道維護管理系統（Sewage Support System），其中包含 24hr遠距監測系統及污水品質監測系統等等。此外，有關東京下水道普及率在 1994年已達到 100％，管長 14,986km，77 個抽水站，14 個污水處理廠；為維護如此龐大的公共工程設施及致力於公共水域水質保護工作，如何有效營運管理試一件非常重大的
工作，因此東京都執行一項名為 SOFT plan計劃（Sewer Optical Fiber Teleway Network Plan），亦即利用光纖通訊技術於下水道管渠鋪設光纖，將各個抽水站連結，改善污水下水道系統之管理及工作環境，從
1986年至 1997年共鋪設 331km光纖。
近期日本政府於北海道古宇郡泊村利用污水下水道建設光纖網
路，以照顧偏遠地區人員。泊村南北長 14.6km，東西寬 11.8km，人口數約 2,000人，其中高齡比例達 36％。這些利用污水下水道建設的光纖線主要的目的有三：一、建構下水道監視及管理系統；二、更新
既有老舊的有線電視網路，以因應有線電視數位化的需求；三、提供
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地方政府資訊流通使用，以提供更方便的行政服務。結合 VoIP、CATV及遠距醫療等一般家庭網路應用服務，從小孩到老人所需的各項行政
服務均能透過 CATV和居家 PC享用，居民亦利用網際網路/區域網路建立地方社群。藉著運用 IT 技術促進區域及產業發展，顯示日本政府對於利用污水下水道布建光纖網路具有一定的信心。
自 2002年開始，泊村開始於污水下水道舖設光纖網路，2002至2004年 3年間共舖設 96.1公里，其中於地底部份有 79.5公里，架空的部份有 16.6公里。主要工法是「張力引導工法」，利用彈性鋼環將鋼管架設於污水下水道上方，以避免破壞下水道結構，另外也避免阻
塞水流。
泊村下水道光纖網路計劃整體示意圖及一般家庭網路應用如圖 6及圖 7。
【泊村基礎建設整備概念圖】地方區塊地方區塊
村?
茂岩莊
村?淨水廠
泊北、泊村漁港照岸、糸泊
堀株
涉井
瀧澗
茂岩
盃
盃聚會所
泊村小學
泊村民? 活動中心
照岸、糸泊聚會所
涉井聚會所
泊村中學
堀株聚會所
北茅沼
南茅沼
茅沼聚會所
綜合福利中心
臼別
臼別聚會所
淨水廠盃
泊南
泊村聚會所
泊村村? 公室
盃地區
照岸、糸泊地區
臼別地區
泊村村? 周邊地區
南茅沼地區
瀧澗、涉井地區
堀株地區
泊村地區的區塊概念
北茅沼地區
茂岩、興志內地區
公共污水收集槽
居民住宅居居民民區塊區塊
【泊村基礎建設整備概念圖】地方區塊地方區塊
村?
茂岩莊
村?淨水廠
泊北、泊村漁港照岸、糸泊
堀株
涉井
瀧澗
茂岩
盃
盃聚會所
泊村小學
泊村民? 活動中心
照岸、糸泊聚會所
涉井聚會所
泊村中學
堀株聚會所
北茅沼
南茅沼
茅沼聚會所
綜合福利中心
臼別
臼別聚會所
淨水廠盃
泊南
泊村聚會所
泊村村? 公室
盃地區
照岸、糸泊地區
臼別地區
泊村村? 周邊地區
南茅沼地區
瀧澗、涉井地區
堀株地區
泊村地區的區塊概念
北茅沼地區
茂岩、興志內地區
公共污水收集槽
居民住宅居居民民區塊區塊 地方區塊地方區塊
村?
茂岩莊
村?淨水廠
泊北、泊村漁港照岸、糸泊
堀株
涉井
瀧澗
茂岩
盃
盃聚會所
泊村小學
泊村民? 活動中心
照岸、糸泊聚會所
涉井聚會所
泊村中學
堀株聚會所
北茅沼
南茅沼
茅沼聚會所
綜合福利中心
臼別
臼別聚會所
淨水廠盃
泊南
泊村聚會所
泊村村? 公室
盃地區
照岸、糸泊地區
臼別地區
泊村村? 周邊地區
南茅沼地區
瀧澗、涉井地區
堀株地區
泊村地區的區塊概念
北茅沼地區
茂岩、興志內地區泊村村? 公室
盃地區
照岸、糸泊地區
臼別地區
泊村村? 周邊地區
南茅沼地區
瀧澗、涉井地區
堀株地區
泊村地區的區塊概念
北茅沼地區
茂岩、興志內地區
公共污水收集槽
居民住宅居民住宅居居民民區塊區塊
圖 6：日本泊村利用污水下水道布建光纖網路
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資訊發送、資訊收集
中央省廳
數據中心（Ｈ－ＩＸ）
Multi-monitor
村內電話
遠距監控系統
ＴＶ
連接相關機器
ＩＰ網ＩＰ網
自來水表
ＰＣ 各式伺服器群
網際網路
行政網路
其他市町村、道廳等
各種服務機構（其他地區）其他地區教育機關
公民館、聚會所等
村? （資訊設備室、監視室等）
接收發送防災資訊 其他地區醫療機構、醫療服務
ＨＥ
ＣＡＴＶ網
監視攝影機
事故災害監視
ＴＶ
ＴＶ
河川、漁港等
高速數位電路
光纖網光纖網路路
一般家庭觸控式ＰＣ及ＰＣ
居家健康管理系統
生命訊號
感測器健康管理終端機
攝影機
數位機上盒(ＳＴＢ)
配接器
Ｏ／Ｅ＋ＨＵＢ
防災ＰＣ
通告播放終端機
分配器
屋外廣播器
健康管理PC
福利中心等
居家健康管理指導遠距監控（安全確認）
ＴＶ遠距監控終端機
ＴＶ
國民宿舎等
防災ＰＣ終端資訊站
操作盤ＦＡＸ
通告播放終端機
ＦＡＸ
人體感測器
家電感測器
居家通訊設備
自動讀表設備
【系統全貌】
資訊發送、資訊收集
中央省廳
數據中心（Ｈ－ＩＸ）
Multi-monitor
村內電話
遠距監控系統
ＴＶ
連接相關機器
ＩＰ網ＩＰ網
自來水表
ＰＣ 各式伺服器群
網際網路
行政網路
其他市町村、道廳等
各種服務機構（其他地區）其他地區教育機關
公民館、聚會所等
村? （資訊設備室、監視室等）
接收發送防災資訊 其他地區醫療機構、醫療服務
ＨＥ
ＣＡＴＶ網
監視攝影機
事故災害監視
ＴＶ
ＴＶ
河川、漁港等
高速數位電路
光纖網光纖網路路
一般家庭觸控式ＰＣ及ＰＣ
居家健康管理系統
生命訊號
感測器健康管理終端機
攝影機
數位機上盒(ＳＴＢ)
配接器
Ｏ／Ｅ＋ＨＵＢ
防災ＰＣ
通告播放終端機
分配器
屋外廣播器
健康管理PC
福利中心等
居家健康管理指導遠距監控（安全確認）
ＴＶ遠距監控終端機
ＴＶ
國民宿舎等
防災ＰＣ終端資訊站
操作盤ＦＡＸ
通告播放終端機
ＦＡＸ
人體感測器
家電感測器
居家通訊設備
自動讀表設備
【系統全貌】
中央省廳
數據中心（Ｈ－ＩＸ）
Multi-monitor
村內電話
遠距監控系統
ＴＶ
連接相關機器
ＩＰ網ＩＰ網
自來水表
ＰＣ 各式伺服器群
網際網路
行政網路
其他市町村、道廳等
各種服務機構（其他地區）其他地區教育機關
公民館、聚會所等
村? （資訊設備室、監視室等）
接收發送防災資訊 其他地區醫療機構、醫療服務
ＨＥ
ＣＡＴＶ網
監視攝影機
事故災害監視
ＴＶＴＶ
ＴＶＴＶ
河川、漁港等
高速數位電路
光纖網光纖網路路
一般家庭觸控式ＰＣ及ＰＣ
居家健康管理系統
生命訊號
感測器健康管理終端機
攝影機
數位機上盒(ＳＴＢ)數位機上盒(ＳＴＢ)
配接器
Ｏ／Ｅ＋ＨＵＢ
防災ＰＣ
通告播放終端機
分配器
屋外廣播器
健康管理PC
福利中心等
居家健康管理指導遠距監控（安全確認）
ＴＶ遠距監控終端機
ＴＶＴＶ
國民宿舎等
防災ＰＣ終端資訊站
操作盤ＦＡＸ
通告播放終端機
ＦＡＸ
人體感測器
家電感測器
居家通訊設備
自動讀表設備
【系統全貌】
圖 7：一般家庭相關網路應用服務