基于FPGA的100G光传送网设计[图]

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和以太以及光接口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传送和100g以太遇到的问题。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。深圳电信宽带
引言
目前的络载荷不断增大,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(otn)成为下一代骨干络。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。
络最重要的两方面是速度和可靠性。络必须一直保持畅通,必须很快。然而,络载荷一直在急速增长。数据是络承载的一小部分业务。语音和多媒体现在是络承载的主要业务。
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。
满足宽带需求
最终用户不希望他们的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,就像电视和一样。otn是唯一能够支持100g以太(gbe)lanphy的骨干传送层技术,是下一代以太标准,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。
100g otn(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。总流量分布在城域、局域以及长途密集波分复用(dwdm)络上。目前itu组织研究的重点是利用现有100g以太规范,ieee802.3ba,在现有40g和10g基础设备上实现100g otn。
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以太覆盖距离比100g传送要短一些,一般为40km。100g以太和100g传送有相似的目标,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和以太载荷。建立同步数字体系(sdh)等otn机制也在这一定义范围之内,但是我们主要关注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。
根据g.872建议要求,otn包括由光纤链路连接的光络单元(图1所示),能够提供光通道承载客户信号的传送、复用、路由、管理、控制和生存等功能。
图1 otn层和络组成
otn一个独特的特性是它支持任何数字信号的传输,与具体客户业务无关(即,客户业务无关性)。根据g.805建议对通用功能模型的描述,otn边界位于光通道客户侧适配层之间,包括具体服务处理,不包括具体客户处理,如图2所示。
图2 客户侧汇集的各种协议使得otn成为高性价比通用基本结构
在光通道上实现这一灵活的客户应用系统时,fpga扮演了重要角色。从otn实施的角度看,它汇集各种独立端口的数据,提供所需要的带宽。表1所示为当前otn标准所支持的数据速率。otu4将增加100g的线路速率。
表1 otn数据速率
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