推动100G走向城域网

北京凌云公司 赵永鹏博士翻译
    7/31/2012，MultiPhy的低成本、采用DSP 的低功耗直接检测方案定位于满足新兴的城域100G光传输市场需求。
100G 光传输市场
    服务于快速增长的移动和视频应用的内容分发网络（CDN）的显著增长，正在驱动着100G城域光传输需求的快速增长，目前，城域网还主要是采用成熟的多波长10G技术，而100G技术方案正在走向市场，运营商正在寻求在网络中采用经济有效的方案平滑升级到100G速率。目前100G光传输的标准已经生效，并且第一代解决方案已经推向市场。 
短距光传输（数据应用）
    IEEE已经制订了一系列用于数据中心内部以及企业网中的100G 以太网高速连接的标准，我们通常称之为客户端链路，这些标准定义了用于短距，最长40km的光纤互连应用，基于简单的直接检测方案，光收发模块为低成本、低功耗、小型化CFP模块。
长距光传输（通信应用）
     对于电信运营商和网络运营商部署的长距广域网100G链路，业界已经选择相干检测作为标准方案，OIF已经定义了基于相干探测方案的长距100G光传输系统的标准，相干探测为先进的通信方案，具有高的谱效率和高的色散和PMD容限。
    可是相干技术带来性能的增强是有代价的，与直接探测系统相比，相干系统不仅非常复杂，成本很高，具有非常高的功耗。由于功耗太高，相干收发 模块不能放到紧凑的CFP尺寸的模块中。
100G在城域段
    城域市场对成本高度敏感，尤其是对于较短距离（如60-100km）应用，这个距离常常用于城域承载网中的高速连接，以及企业和ISP网络中数据中心之间互连。在这个区段，网络运营商希望采用低成本、低功耗、紧凑的CFP尺寸的可插拔方案，基于相干技术的方案，尽管对于长距链路（>1000km）比较理想，但是对于城域应用其指标大材小用，功耗太高（因此不能用于可插拔CFP模块）并且成本昂贵。


MultiPhy的方案
    MultiPhy正在引入市场的是世界上第一个基于DSP的直接探测100G城域光传输方案。 MultiPhy的独特方案把最先进的DSP算法和简单的直接探测方案结合起来。通过利用简单的直接探测方案，基于MultiPly方案的100G收发模块可以在低成本、低功耗、紧凑的可插拔的CFP模块中实现，而相干100G模块是以MSA的尺寸实现的。
    在接收端运行的复杂的DSP/MLSE算法用于补偿长距离光通信链路的损伤，如色散、PMD，因此允许在更长的链路中使用简单的直接探测方案，并具有良好的性能。
MultiPhy MLSE解码技术
    MultiPhy 的方案是在接收机中采用最大似然序列估计解码器，与在传统直接检测接收机中使用的标准硬判决解码器（其判决基于接收到的单个符号）相比，MLSE解码器基于从通信信道中接收到的一系列符号产生最佳判决，该软判决机制减小了信道上产生的码间串扰的影响，补偿了长距光纤中光信号的畸变效应，由此明显改善了接收机的性能。
    此外，MLSE算法允许在100G收发模块设计中采用低带宽10G电光器件，强大的MLSE机制能够补偿由于器件带宽降低引起的接收信号中ISI和信号畸变。这种能力带来了明显的成本优势，因为10G电光器件在当前10G模块中广泛使用，并且正在低成本、大规模生产。
MultiPhy MP1100Q
    MP1100Q为一用于100G应用的高速时钟提取和数据恢复/解复用芯片，100G数据工作在4个位于1550nm窗口的波长，每个波长的运行的速率为25G-28G，支持名义FEC扩展速率，该器件每个波长通道上集成了一个28G ADC和MLSE解码器。

MultiPhy方案的优点
MultiPhy 的集成DSP的直接探测100G解决方案专门为城域应用而优化：
城域网链路（典型的到800km）具有最佳性能
低模块成本，采用简单的直接检测方案以及低成本10G电光器件
低功耗，允许采用运营商所要求的紧凑的CFP形式的模块
可插拔，这允许运营商经济有效地进行网络升级
  基于MultiPhy解决方案的收发模块
物料成本(BOM)比100G相干模块低70%
功耗比100G相干模块低70%