采用FPGA實現100G光傳送網
發布時間:2010-04-22
中心議題:
目前的網絡載荷不斷增大,供應商很難實施並管理他們的高級係統。為適應對帶寬不斷增長的需求,光傳送網(OTN)成為下一代骨幹網絡。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(wang)絡(luo)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)兩(liang)方(fang)麵(mian)是(shi)速(su)度(du)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。網(wang)絡(luo)必(bi)須(xu)一(yi)直(zhi)保(bao)持(chi)暢(chang)通(tong),必(bi)須(xu)很(hen)快(kuai)。然(ran)而(er),網(wang)絡(luo)載(zai)荷(he)一(yi)直(zhi)在(zai)急(ji)速(su)增(zeng)長(chang)。數(shu)據(ju)是(shi)網(wang)絡(luo)承(cheng)載(zai)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)業(ye)務(wu)。語(yu)音(yin)和(he)多(duo)媒(mei)體(ti)現(xian)在(zai)是(shi)網(wang)絡(luo)承(cheng)載(zai)的(de)主(zhu)要(yao)業(ye)務(wu)。
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
寬帶需求
最終用戶不希望他們的網絡服務出現任何中斷。他們希望視頻會議有流暢的畫麵和聲音,就像電視和電話一樣。OTN是唯一能夠支持100G以太網(GbE)LANPHY的骨幹網傳送層技術,是下一代以太網標準,也是滿足速度和可靠性要求的唯一標準。在出現新技術之前。
任何形式的電子通信都包括數據包或者分組數據流、用戶要發送的信息、chuanshujiezhi,yijichengzaishujubaosuoshiyongdechuansongfangshideng。chuansongsuduyuekuai,shujubaodaodayuekuai。danshi,wentichuxianzaifasongduanhejieshouduan,shujubaodaodataikuai,yizhiyulaibujizhuanfachuqu。yinci,weitigaoxiaolv,tongxinqiyecaiyongleOTN。
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100GOTN(OTU4)簡介
根據定義,由光傳送設備承載的100G傳送數據包能夠迅速完成任何類型100G數據的傳輸,其封裝格式是OTN或者以太網。總流量分布在城域、局域以及長途密集波分複用(DWDM)網絡上。目前ITU組織研究的重點是利用現有100G以太網規範,IEEE802.3ba,在現有40G和10G基礎設備上實現100GOTN。zhenenggoumanzuyuelaiyuegaodedaikuanxuqiu,jiangdixitongfuzadu,jianshaoleyongyuguanlidebochang,tigaolepinpuzongxiaolv,zuizhongjiangdilechengben。genjudingyi,muqianshixiande100G以太網覆蓋距離比100G傳送網要短一些,一般為40km。100G以太網和100G傳送網有相似的目標,即,尋找以低成本實現高性能快速鏈接的方法。
OTNhanyoudewangluogongnenghexieyiyaoqiunenggoumanzuzhexiexuqiu,yixitongfangshizaiguangjiezhishangchuanshuxinxi。benwenzhongdianjieshaotongguoguangxianchengzaichuansongwangheyitaiwangzaihe。jianlitongbushuzitixi(SDH)等OTN機製也在這一定義範圍之內,但是我們主要關注LAN到WAN的應用,特別是40GbE和100GbE應用(802.3ba)。出於這一標準化以及工作規劃的目的,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)的工作範疇。
根據G.872建議要求,OTN包括由光纖鏈路連接的光網絡單元(圖2所示),能夠提供光通道承載客戶信號的傳送、複用、路由、管理、控製和生存等功能。

圖2.OTN層和網絡組成
OTN一個獨特的特性是它支持任何數字信號的傳輸,與具體客戶業務無關(即,客戶業務無關性)。根據G.805建議對通用功能模型的描述,OTN邊界位於光通道/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.客戶側彙集的各種協議使得OTN成為高性價比通用基本結構
在光通道上實現這一靈活的客戶應用係統時,FPGA扮演了重要角色。從OTN實施的角度看,它彙集各種獨立端口的數據,提供所需要的帶寬。表1所示為當前OTN標準所支持的數據速率。OTU4將增加100G的線路速率。
表1.OTN數據速率

傳送網承載以太網幀
目前,以太網是專網和企業網絡的主要LAN技術,公共傳送網也支持新出現的多協議/多業務以太網。從IEEE802的一係列標準來看,ITU-T和其他組織還在討論公共以太網業務和幀傳送標準及其實施協議。以太網的主要構成是業務層、網絡層和物理層。
- 光傳送網的寬帶需求
- 光傳送網OTN(OTU4)簡介
- 光纖鏈路連接的光網絡單元
- OTN標準所支持的100G的線路速率
目前的網絡載荷不斷增大,供應商很難實施並管理他們的高級係統。為適應對帶寬不斷增長的需求,光傳送網(OTN)成為下一代骨幹網絡。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(wang)絡(luo)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)兩(liang)方(fang)麵(mian)是(shi)速(su)度(du)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)。網(wang)絡(luo)必(bi)須(xu)一(yi)直(zhi)保(bao)持(chi)暢(chang)通(tong),必(bi)須(xu)很(hen)快(kuai)。然(ran)而(er),網(wang)絡(luo)載(zai)荷(he)一(yi)直(zhi)在(zai)急(ji)速(su)增(zeng)長(chang)。數(shu)據(ju)是(shi)網(wang)絡(luo)承(cheng)載(zai)的(de)一(yi)小(xiao)部(bu)分(fen)業(ye)務(wu)。語(yu)音(yin)和(he)多(duo)媒(mei)體(ti)現(xian)在(zai)是(shi)網(wang)絡(luo)承(cheng)載(zai)的(de)主(zhu)要(yao)業(ye)務(wu)。
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
寬帶需求
最終用戶不希望他們的網絡服務出現任何中斷。他們希望視頻會議有流暢的畫麵和聲音,就像電視和電話一樣。OTN是唯一能夠支持100G以太網(GbE)LANPHY的骨幹網傳送層技術,是下一代以太網標準,也是滿足速度和可靠性要求的唯一標準。在出現新技術之前。
任何形式的電子通信都包括數據包或者分組數據流、用戶要發送的信息、chuanshujiezhi,yijichengzaishujubaosuoshiyongdechuansongfangshideng。chuansongsuduyuekuai,shujubaodaodayuekuai。danshi,wentichuxianzaifasongduanhejieshouduan,shujubaodaodataikuai,yizhiyulaibujizhuanfachuqu。yinci,weitigaoxiaolv,tongxinqiyecaiyongleOTN。
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100GOTN(OTU4)簡介
根據定義,由光傳送設備承載的100G傳送數據包能夠迅速完成任何類型100G數據的傳輸,其封裝格式是OTN或者以太網。總流量分布在城域、局域以及長途密集波分複用(DWDM)網絡上。目前ITU組織研究的重點是利用現有100G以太網規範,IEEE802.3ba,在現有40G和10G基礎設備上實現100GOTN。zhenenggoumanzuyuelaiyuegaodedaikuanxuqiu,jiangdixitongfuzadu,jianshaoleyongyuguanlidebochang,tigaolepinpuzongxiaolv,zuizhongjiangdilechengben。genjudingyi,muqianshixiande100G以太網覆蓋距離比100G傳送網要短一些,一般為40km。100G以太網和100G傳送網有相似的目標,即,尋找以低成本實現高性能快速鏈接的方法。
OTNhanyoudewangluogongnenghexieyiyaoqiunenggoumanzuzhexiexuqiu,yixitongfangshizaiguangjiezhishangchuanshuxinxi。benwenzhongdianjieshaotongguoguangxianchengzaichuansongwangheyitaiwangzaihe。jianlitongbushuzitixi(SDH)等OTN機製也在這一定義範圍之內,但是我們主要關注LAN到WAN的應用,特別是40GbE和100GbE應用(802.3ba)。出於這一標準化以及工作規劃的目的,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)的工作範疇。
根據G.872建議要求,OTN包括由光纖鏈路連接的光網絡單元(圖2所示),能夠提供光通道承載客戶信號的傳送、複用、路由、管理、控製和生存等功能。

圖2.OTN層和網絡組成
OTN一個獨特的特性是它支持任何數字信號的傳輸,與具體客戶業務無關(即,客戶業務無關性)。根據G.805建議對通用功能模型的描述,OTN邊界位於光通道/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.客戶側彙集的各種協議使得OTN成為高性價比通用基本結構
在光通道上實現這一靈活的客戶應用係統時,FPGA扮演了重要角色。從OTN實施的角度看,它彙集各種獨立端口的數據,提供所需要的帶寬。表1所示為當前OTN標準所支持的數據速率。OTU4將增加100G的線路速率。
表1.OTN數據速率

傳送網承載以太網幀
目前,以太網是專網和企業網絡的主要LAN技術,公共傳送網也支持新出現的多協議/多業務以太網。從IEEE802的一係列標準來看,ITU-T和其他組織還在討論公共以太網業務和幀傳送標準及其實施協議。以太網的主要構成是業務層、網絡層和物理層。
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