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采用FPGA实现100G光传送网

供应商、企业以及服务提供商认为100G系统最终会在市场上得到真正实施。推动其实施的主要力量是用户持续不断的宽带需求。各种标准组织正在制定传送网和以太网以及光接口100G标准。对于希望在标准发布之前,先期设计100G系统的开发人员而言,FPGA由于自身的灵活性而发挥了非常重要的作用。Altera的StratixIVGTFPGA在40-nm技术节点提供集成11.3-Gbps收发器,解决了100G传送网和100G以太网遇到的问题。这些FPGA是设计100G系统的理想平台,提供高性价比并且有助于产品迅速面市的解决方案。   引言   目前的网络载荷不断增大,供应商很难实施并管理他们的高级系统。为适应对带宽不断增长的需求,光传送网(OTN)成为下一代骨干网络。光纤迅速替代了铜线和其他介质,成为最快、最可靠的传输介质。   网络最重要的两方面是速度和可靠性。网络必须一直保持畅通,必须很快。然而,网络载荷一直在急速增长。数据是网络承载的一小部分业务。语音和多媒体现在是网络承载的主要业务。   如图1所示,从2007年到2012年,IP总流量将增加6倍,几乎每两年就翻倍。2012年之前,流量每年增长522exabytes(1018,即zettabyte的一半)。这种指数增长的主要推动力量是高清晰视频和高速宽带消费类应用。   图1 总流量带宽增长   满足宽带需求   最终用户不希望他们的网络服务出现任何中断。他们希望视频会议有流畅的画面和声音,就像电视和电话一样。OTN是唯一能够支持100G以太网(GbE)LANPHY的骨干网传送层技术,是下一代以太网标准,也是满足速度和可靠性要求的唯一标准。在出现新技术之前,OTN将一直是主流标准,因为它速度最快,效率最高。OTN支持非常高的传输速度,而且还能够灵活的扩容,以满足未来的需求。   任何形式的电子通信都包括数据包或者分组数据流、用户要发送的信息、传输介质,以及承载数据包所使用的传送方式等。传送速度越快,数据包到达越快。但是,问题出现在发送端和接收端,数据包到达太快,以至于来不及转发出去。因此,为提高效率,通信企业采用了OTN。   100GOTN(OTU4)简介   根据定义,由光传送设备承载的100G传送数据包能够迅速完成任何类型100G数据的传输,其封装格式是OTN或者以太网。总流量分布在城域、局域以及长途密集波分复用(DWDM)网络上。目前ITU组织研究的重点是利用现有100G以太网规范,IEEE802.3ba,在现有40G和10G基础设备上实现100GOTN。这能够满足越来越高的带宽需求,降低系统复杂度,减少了用于管理的波长,提高了频谱总效率,最终降低了成本。根据定义,目前实现的100G以太网覆盖距离比100G传送网要短一些,一般为40km。100G以太网和100G传送网有相似的目标,即,寻找以低成本实现高性能快速链接的方法。   OTN含有的网络功能和协议要求能够满足这些需求,以系统方式在光介质上传输信息。本文重点介绍通过光纤承载传送网和以太网载荷。建立同步数字体系(SDH)等OTN机制也在这一定义范围之内,但是奥门威尼斯0034com主要关注LAN到WAN的应用,特别是40GbE和100GbE应用(802.3ba)。出于这一标准化以及工作规划的目的,所有OTN新功能以及相关技术都被认为是电信标准局(ITU-T标准)的工作范畴。
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