供應商、企業(yè)以及服務提供商認為100G系統(tǒng)最終會在市場上得到真正實施。推動其實施的主要力量是用戶持續(xù)不斷的寬帶需求。

各種標準組織正在制定傳送網(wǎng)和以太網(wǎng)以及光接口100G標準。對于希望在標準發(fā)布之前，先期設計100G系統(tǒng)的開發(fā)人員而言，FPGA由于自身的靈活性而發(fā)揮了非常重要的作用。Altera的StratixIVGTFPGA在40-nm技術節(jié)點提供集成11.3-Gbps收發(fā)器，解決了100G傳送網(wǎng)和100G以太網(wǎng)遇到的問題。這些FPGA是設計100G系統(tǒng)的理想平臺，提供高性價比并且有助于產(chǎn)品迅速面市的解決方案。

引言

目前的網(wǎng)絡載荷不斷增大，供應商很難實施并管理他們的高級系統(tǒng)。為適應對帶寬不斷增長的需求，光傳送網(wǎng)（OTN）成為下一代骨干網(wǎng)絡。光纖迅速替代了銅線和其他介質，成為最快、最可靠的傳輸介質。

網(wǎng)絡最重要的兩方面是速度和可靠性。網(wǎng)絡必須一直保持暢通，必須很快。然而，網(wǎng)絡載荷一直在急速增長。數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡承載的一小部分業(yè)務。語音和多媒體現(xiàn)在是網(wǎng)絡承載的主要業(yè)務。

如圖1所示，從2007年到2012年，IP總流量將增加6倍，幾乎每兩年就翻倍。2012年之前，流量每年增長522exabytes（1018，即zettabyte的一半）。這種指數(shù)增長的主要推動力量是高清晰視頻和高速寬帶消費類應用。

圖1 總流量帶寬增長

滿足寬帶需求

最終用戶不希望他們的網(wǎng)絡服務出現(xiàn)任何中斷。他們希望視頻會議有流暢的畫面和聲音，就像電視和電話一樣。OTN是唯一能夠支持100G以太網(wǎng)（GbE）LANPHY的骨干網(wǎng)傳送層技術，是下一代以太網(wǎng)標準，也是滿足速度和可靠性要求的唯一標準。在出現(xiàn)新技術之前，OTN將一直是主流標準，因為它速度最快，效率最高。OTN支持非常高的傳輸速度，而且還能夠靈活的擴容，以滿足未來的需求。

任何形式的電子通信都包括數(shù)據(jù)包或者分組數(shù)據(jù)流、用戶要發(fā)送的信息、傳輸介質，以及承載數(shù)據(jù)包所使用的傳送方式等。傳送速度越快，數(shù)據(jù)包到達越快。但是，問題出現(xiàn)在發(fā)送端和接收端，數(shù)據(jù)包到達太快，以至于來不及轉發(fā)出去。因此，為提高效率，通信企業(yè)采用了OTN。

100GOTN（OTU4）簡介

根據(jù)定義，由光傳送設備承載的100G傳送數(shù)據(jù)包能夠迅速完成任何類型100G數(shù)據(jù)的傳輸，其封裝格式是OTN或者以太網(wǎng)。總流量分布在城域、局域以及長途密集波分復用（DWDM）網(wǎng)絡上。目前ITU組織研究的重點是利用現(xiàn)有100G以太網(wǎng)規(guī)范，IEEE802.3ba，在現(xiàn)有40G和10G基礎設備上實現(xiàn)100GOTN。這能夠滿足越來越高的帶寬需求，降低系統(tǒng)復雜度，減少了用于管理的波長，提高了頻譜總效率，最終降低了成本。根據(jù)定義，目前實現(xiàn)的100G以太網(wǎng)覆蓋距離比100G傳送網(wǎng)要短一些，一般為40km。100G以太網(wǎng)和100G傳送網(wǎng)有相似的目標，即，尋找以低成本實現(xiàn)高性能快速鏈接的方法。

OTN含有的網(wǎng)絡功能和協(xié)議要求能夠滿足這些需求，以系統(tǒng)方式在光介質上傳輸信息。本文重點介紹通過光纖承載傳送網(wǎng)和以太網(wǎng)載荷。建立同步數(shù)字體系（SDH）等OTN機制也在這一定義范圍之內，但是我們主要關注LAN到WAN的應用，特別是40GbE和100GbE應用（802.3ba）。出于這一標準化以及工作規(guī)劃的目的，所有OTN新功能以及相關技術都被認為是電信標準局（ITU-T標準）的工作范疇。

根據(jù)G.872建議要求，OTN包括由光纖鏈路連接的光網(wǎng)絡單元（圖2所示），能夠提供光通道承載客戶信號的傳送、復用、路由、管理、控制和生存等功能。

圖2 OTN層和網(wǎng)絡組成

OTN一個獨特的特性是它支持任何數(shù)字信號的傳輸，與具體客戶業(yè)務無關（即，客戶業(yè)務無關性）。根據(jù)G.805建議對通用功能模型的描述，OTN邊界位于光通道/客戶側適配層之間，包括具體服務處理，不包括具體客戶處理，如圖3所示。

圖3 客戶側匯集的各種協(xié)議使得OTN成為高性價比通用基本結構

在光通道上實現(xiàn)這一靈活的客戶應用系統(tǒng)時，F(xiàn)PGA扮演了重要角色。從OTN實施的角度看，它匯集各種獨立端口的數(shù)據(jù)，提供所需要的帶寬。表1所示為當前OTN標準所支持的數(shù)據(jù)速率。OTU4將增加100G的線路速率。

表1 OTN數(shù)據(jù)速率

傳送網(wǎng)承載以太網(wǎng)幀

目前，以太網(wǎng)是專網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)絡的主要LAN技術，公共傳送網(wǎng)也支持新出現(xiàn)的多協(xié)議/多業(yè)務以太網(wǎng)。從IEEE802的一系列標準來看，ITU-T和其他組織還在討論公共以太網(wǎng)業(yè)務和幀傳送標準及其實施協(xié)議。以太網(wǎng)的主要構成是業(yè)務層、網(wǎng)絡層和物理層。

業(yè)務層

公共以太網(wǎng)業(yè)務層（對于業(yè)務供應商）包括不同的業(yè)務市場，拓撲選擇以及持有模型等。所采用的持有模型以及使用的拓撲類型定義了公共以太網(wǎng)業(yè)務。

根據(jù)所支持的三類業(yè)務，對拓撲選擇進行了分類，即線路業(yè)務、LAN業(yè)務和接入業(yè)務。線路業(yè)務本質上是點對點的，包括以太網(wǎng)專用和虛擬線路等業(yè)務。LAN業(yè)務本質上是多點對多點，包括虛擬LAN業(yè)務。接入業(yè)務本質上是分散式結構，支持一個ISP/ASP為多個客戶提供服務。（從公共網(wǎng)絡角度看，由于其相似性，線路和接入業(yè)務本來就是一樣的）。

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