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光纤IC为高数据速率准备就绪 |
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作者：Louis E. Frenzel |
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互联网的速度仍不够快。事实上，所有的网络都可以这么说。网上冲浪响应速度慢不仅仅是由浏览器延迟引起的，而是网络互连本身的问题。简单地讲，由于在互联网上看电视和下载视频的人越来越多，这进一步加重了互联网的负担。
尽管4G智能手机的速度比以前快了，但是运营商的回程网却拖累了所有这些先进的装置。除此之外，Google等公司提出的云计算构想也将需要相当快速的网络。
不过，解决这个燃眉之急的却是光纤网络。此外，我们正在着手进行互联网骨干网的大范围更新和彻底检修。
上世纪九十年代至21世纪初增建的大多数长距离和城域光纤网络采用的都是2.488Gbps SONET(OC-48)技术。从那以后，许多系统都升级至10Gbps(9.95328-Gbps SONET或OC-192)，很少一部分系统升级到了将近40Gbps(39.81312Gbps SONET或OC-768)的速率，这是SONET的峰值速率。
这些同步系统连接至异步以太网，从而产生了对同步光纤以太网协议等接口解决方案的需求。随着更快的以太网和互联网协议(IP)系统的与日俱增以及全IP 4G无线网络的出现，SONET一直在努力跟上这种发展趋势。
再加上对40Gbps以上的速率的需求，基于IP的快速系统突然之间变得不再是奢侈品，而成了必需品。这种新系统被称为光传输网络(OTN)，它目前已经在某些地方准备就绪，正在开始扩展。
OTN优于SONET
OTN就是通常所说的ITU标准G.709，它被称为“数字包封”或“光通道包封”。这种网络可以毫不费力地传送IP流量，就像SONET和SDH(同步数字体系)一样。OTN具有以下线路速率：2.66Gbps(OTU1)的线路速率对应SONET OC-48，10.7/11.09Gbps(OTU2/2e)的线路速率对应10吉比特以太网或SONET OC-192，43.01Gbps(OTU3)的线路速率对应SONET OC-768或40吉比特以太网。此外还定义了112Gbps(OUT4)的线路速率，对应100吉比特以太网。总之，OTN网络正在逐步替代大多数长距离和城域网络中的SONET/SDH。
Cortina Systems公司的CS6041光传输处理器和前向纠错(FEC)IC就是一种已经面市的支持OTN网络的器件(图1)。这种器件可以透明地传送10Gbps和40Gbps的客户端，并将10Gbps的客户端聚合和解聚合至40Gbps。该器件整合了一个40G以太网媒体访问控制器(MAC)，可以监控40GE客户端并将其映射至OTN网络，同时兼容最新的G.709标准，可以将各种位速率的客户端映射至OTN。此外，该器件还具有四个集成型抖动衰减及清除锁相环(PLL)和四个10G多速率(OTL/STL/XLAUI)串行接口，这样，单芯片/单卡设计就可以用在CFP/QFSP至CFP/300引脚MSA转发器应用中。
图1：Cortina Systems公司CS6041的40Gbps、300引脚光纤模块被用于一个40Gbps的多工器/转发器中
另一个正在拓展的光网络技术是无处不在的以太网。最新的IEEE标准802.3ba规定40Gbps和100Gbps的光网络技术用于局域网(LAN)以及数据中心和长途骨干网。有人预期，OTN网络将用于大部分互联网骨干网，而以太网则主要用于LAN、数据中心和部分城域网。
根据光学标准的定义，下一步是最终的部署。这取决于用于实施方案的硬件供货情况。这种硬件是新兴产品，价格昂贵。不过，随着时间的推移，大批量的应用可能会使成本逐渐降低。
用于光纤的DP-QPSK调制方案
目前普遍认同用于OTN的技术是一种称为双偏振正交相移键控(DP-QPSK)的调制方案。该技术采用正交偏振光和QPSK中每个符号的两位编码，数据速率可以达到100Gbps，该速率是25Gbps至28Gbps的线路波特率的四倍。
针对当前的速率要求而设计的DP-QPSK技术还有助于解决大多数可用的现场光纤中固有的光纤缺陷问题。确切地讲，这种技术有助于克服已安装的光纤基底中普遍存在的色散和偏振模色散问题。芯片和光学模块直到现在才开始供货。事实上，多源协议(MSA)组织已经开始定义DP-QPSK标准模块，这种模块将于2012年面市。
对于以太网，业内似乎已在针对802.3ba标准的10×10Gbps接口方面达成了共识。这种接口采用10个单模光纤传送10Gbps信号，传输范围高达2km。10x10MSA联盟定义的标准MSA模块刚刚开始供货，传输范围达到10km的模块正在研发之中。各种40Gbps的版本也已经面市。
移动骨干网也正在采用光纤以太网进行升级。被采纳的技术是采用10Gbps硬件的电信级以太网，这种硬件可以根据需要升级至40Gbps或100Gbps。
诸如无源光网络(PON)的其它光网络技术正慢慢替代一些有线电视系统中的标准同轴电缆。由于视频的使用日益频繁和对快速上网的迫切需求，目前已经准备就绪的标准混合光纤同轴电缆(HFC)将利用到极限。
因此，美国吉比特PON(GPON)和以太网PON(EPON)正在设法进入有线系统。此外，规定以太网PON的电缆服务接口数据规范(DOCSIS)标准的出台也有助于实现这一目标。
在这一方面，Cortina Systems公司开发出了CS8032单芯片光网络单元(ONU)，这种单元整合了一个500MHz的处理器和嵌入式存储器(图2)。它支持IEEE服务互操作性EPON (SIEPON)标准和IEEE 802.3az高能效以太网标准。
图2：Cortina Systems公司的CS8032 ONU集成在一个用于EPON FTTH连接的家庭网关单元中，
它可以实现VoIP业务并支持4个以太网通道
硬件市场有望出现反弹
经过多年的不景气之后，光纤硬件市场再次获得了增长，这主要得益于大量的网络升级。大多数市场研究公司都预计接下来的几年里光纤硬件业务至少会出现个位数的增长。据国际电信市场研究公司TeleGeography表示，由于美国埋在地下的光纤电缆的使用率不到50%，因此光纤硬件市场的增长潜力非常之大。
在Infonetics Research公司最近的一份调查报告中，74%的回复者表示他们计划在他们的核心网络中切换到OTN网络。在接受调查的运营商中，71%的运营商表示他们已经或者将在2011年底在他们的核心网络或城域网中部署OTN网络。Infonetics公司预计，截至2014年，40Gbps和100Gbps OTN网络将覆盖到50%以上的城域网中。
跟踪光纤硬件的其它市场研究公司也预计该市场会出现增长。Ovum公司预计该市场2011年的增长水平将比去年高7%。Dell’Oro公司预计，2011年一季度将比去年同期增长10%。该公司还预计，今后五年内的移动骨干网部署将出现40%的井喷式增长，全球光纤传输设备总销售额将同期增长173亿美元。该公司还预计SONET/SDH营收将持续下降，相关的40Gbps和100Gbps设备将以40%的复合年增长率(CAGR)增长。
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(9/5/2011) |
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