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cyqdesign

2007-04-01 22:56

光子集成與數(shù)字光網(wǎng)絡(luò)

Infinera概述

Infinera公司的總部在硅谷，是一家光傳輸設(shè)備制造商。其核心技術(shù)有光子集成（PIC）技術(shù)，傳輸設(shè)備為數(shù)字光網(wǎng)絡(luò)（DTN），主要融合波分復(fù)用(WDM)、數(shù)字帶寬管理和GMPLS技術(shù)，應(yīng)用于城域、區(qū)域和長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)。公司成立于2001年，到2006年8月份已經(jīng)在市場(chǎng)取得非常好的成績(jī)，第一臺(tái)商用系統(tǒng)是在2004年底安裝，2005年全球10G WDM長(zhǎng)途容量市場(chǎng)份額中排名第一位，2006年第一、第二季度排名仍然是第一位，而且市場(chǎng)份額不斷增加。數(shù)字光網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上提供一種簡(jiǎn)單、便捷的光網(wǎng)路組網(wǎng)方式。與業(yè)界其他廠商的解決方案不同，Infinera公司所做的事情是一種“超越常規(guī)”的革命性的工作。

集成：必然的趨勢(shì)

讓我們從電路和集成電路（IC）談起。過(guò)去電路采用采用分立器件如電阻、電容、電感等。分立器件有什么問(wèn)題呢？成本較高，比較容易失效，因?yàn)槠骷臄?shù)量比較多，系統(tǒng)體積較大，功耗也大。而一塊很小IC芯片，集成了所有分立的電子器件。IC出現(xiàn)以后解決了以前采用分立器件系統(tǒng)相關(guān)的成本、體積、功率、功耗以及可靠性等問(wèn)題，IC本身也成為一產(chǎn)業(yè)，而且成為電子行業(yè)以及其他相關(guān)行業(yè)的核心支撐產(chǎn)業(yè)，在IC行業(yè)的發(fā)展中出現(xiàn)一個(gè)摩爾定律。IC會(huì)帶來(lái)一個(gè)標(biāo)志性的變化，系統(tǒng)從模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字，支持更多的新型應(yīng)用，比如筆記本電腦、手機(jī)等等。數(shù)字意味著什么呢？我們今天講的數(shù)字意味著智能化、可管理性、可靠...，從數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)講，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)必須基于數(shù)字的方式，語(yǔ)音、圖象正在從模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字，對(duì)于傳輸帶寬，同樣希望它轉(zhuǎn)向數(shù)字的帶寬管理。

對(duì)于光通信行業(yè)情況又是如何呢？這張圖左邊是激光器，右邊是調(diào)制器，還有接收器。右圖是常規(guī)的WDM系統(tǒng)，它的體積非常大，而且光纖連接頭也很多。分立器件有哪些缺點(diǎn)和不足呢？分立光器件的成本很高，其成本包括芯片成本、封裝成本，大量的成本耗在封裝上，它比較容易失效，體積大，相應(yīng)的功耗也很大。目前常規(guī)的WDM系統(tǒng)就是通過(guò)分立的光器件構(gòu)造，顯然存在同樣的問(wèn)題，包括成本、失效性、體積等。

希望電路集成的發(fā)展規(guī)律能對(duì)光通信器件的發(fā)展有所啟示。光最大的優(yōu)勢(shì)就是容量，如果用光做信息處理，實(shí)際它是很笨的，因?yàn)楣饽壳氨举|(zhì)上還是模擬的。對(duì)于WDM來(lái)講，真正商用的時(shí)間差不多有10年，作為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸技術(shù)WDM是非常成功，但是作為一個(gè)完備的組網(wǎng)技術(shù)來(lái)講，WDM技術(shù)還有很多缺陷，許多廠商都希望改善、規(guī)避這一缺陷。是否可能通過(guò)數(shù)字方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字的WDM網(wǎng)絡(luò)呢？數(shù)字管理是數(shù)字電路的優(yōu)勢(shì)。由于單個(gè)器件的成本很貴，單個(gè)波長(zhǎng)的光電（OEO）轉(zhuǎn)換的成本也很貴，對(duì)WDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完整的數(shù)字管理，OEO成本是關(guān)鍵。

舉個(gè)例子，對(duì)于100G的傳輸采用10個(gè)波長(zhǎng)，如果用分立器件做，需要用10個(gè)激光器、10個(gè)調(diào)制器、10個(gè)波長(zhǎng)鎖定器、10個(gè)接收機(jī)，還有分合波器。有沒有可能把這些東西統(tǒng)統(tǒng)做到一起呢？這就是光子集成考慮的問(wèn)題，也是Infinera公司創(chuàng)始人所考慮的問(wèn)題。如果光集成芯片得以實(shí)現(xiàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)有什么好處呢？對(duì)系統(tǒng)設(shè)備產(chǎn)生什么影響呢？

集成OEO轉(zhuǎn)換會(huì)誕生數(shù)字光網(wǎng)絡(luò)，10個(gè)波長(zhǎng)的OEO轉(zhuǎn)換成本明顯下降了，可能實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于WDM的組網(wǎng)技術(shù)，而且運(yùn)營(yíng)商的前期投入和未來(lái)運(yùn)營(yíng)投入都會(huì)明顯的下降，光網(wǎng)絡(luò)越來(lái)越靈活，調(diào)度也越來(lái)越方便。基于PIC芯片的光傳輸設(shè)備會(huì)有什么好處呢？每一個(gè)子架所能支持的業(yè)務(wù)端口數(shù)會(huì)有兩到四倍的增加，數(shù)字帶寬管理會(huì)非常方便，客戶在安裝、規(guī)劃和使用數(shù)字光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時(shí)候節(jié)省時(shí)間達(dá)到75％以上，由于光纖連接頭數(shù)目明顯降低，系統(tǒng)失效率也會(huì)降低97％以上。從業(yè)務(wù)的角度，由于采用數(shù)字方式配置網(wǎng)絡(luò)，帶寬很富裕，未來(lái)的兼顧性明顯提高。

數(shù)字節(jié)點(diǎn)和光節(jié)點(diǎn)的比較