光通信集成电路与模块的发展趋势

上网时间: 2002年08月01日? 作者:戴结民? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:光通信? 多源协议? MSA?

尽管经济持续低迷,光通信集成电路与模块供应商仍在积极推出新产品,通过衡量光纤网络的实施现状,降低每比特数据传送成本,来消除人所共知的网络瓶颈。这些新产品浓缩了当今光通信集成电路与模块的发展趋势:一是标准化的不断制定与广泛实施;二是供应商通过多器件集成、改进工艺技术等措施来提升芯片性能、降低成本;三是MEMS的迅猛发展以促进全光网络的建设。

多源协议做大蛋糕

当城域网与边缘网受到人们关注的时候,芯片供应商并没有忘记核心网络。为了做大蛋糕让大家一齐分享,供应商们正通过多源协议(MSA)彼此之间开展合作,共同制定标准,加快系统开发进度。

许多短距离芯片的开发工作是围绕新制订的针对10G以太网的IEEE标准而展开的。Marvell公司最近推出了Alaska X收发器,该公司产品市场经理Kamal Dalmia称:“该标准的正式发布标志着通信技术新时代的开始。”而另一新制订的类似标准是与10G以太网标准类似,但速度稍微快一点的10G光纤通道标准。这两种标准都支持Xenpak多源协议力推的10Gbit/s附件单元接口(XAUI),以及由XGP多源协议推动的10Gbit/s媒质独立接口(XGMII)。

不久前,英特尔、Picolight和亿恒公司(Infineon)还创立了一个名叫XPAK的多源协议,来定义一个更小的、更具有成本效益的标准,主要针对10G光纤模块应用,如距离达10公里长的企业网、存储区域网和交换中心局。英特尔公司局域网接入分部总经理Tim Dunn指出:“运营商广泛采用的10G以太网需要更小的光模块来适应现在和将来的总线结构所用的适配卡。英特尔作为10G以太网光模块的供应商和用户,将协助推动XPAK。”

另一日益显得重要的标准是小形状系数协会(Small Form Factor Committee)的SFF-8472 多源协议标准,该标准覆盖了光纤收发器中的诊断功能。Picolight公司在其2Gbit/s小体积可插拔收发器型号PL-XPL-00-S23中,突出了对该标准的支持。达拉斯半导体公司(Dallas Semiconductor)最近推出的一款光收发器诊断/监视芯片DS1852也支持该标准。

集成与改进工艺

芯片供应商在性能上也展开了角逐。安捷伦?司网络解决方案分部IC市场经理Philip Gadd说:“对带宽的需求仍在上升。许多公司希望将用户支持转移到通过互联网进行,或实施雇员自服务(employee self-service),此时雇员能够访问他们的一些人事和收益记录。而瓶颈就在于开头与最后一里,因此高性能的基于Sonet的以太网(EOS)芯片的需求将越来越多。”

Linear Technology公司推出的LTC1923芯片,也非常注重光纤系统的性能。该芯片通过将激光器维持在适当温度,来精确控制激光波长。德州仪器公司(TI)、Agere和模拟器件公司(ADI)都在向市场推广测量光信号的对数放大器。TI的放大器LOG102可以检测从1纳安到1毫安的电流,精度达到0.5%。而Mysticom公司也宣称其MY3004收发器芯片与传统产品相比可将误码率降低“两个数量级”。

Gadd称,安捷伦的HDMP-3001

EOS映射芯片使网络和通信设备能够在现有的Sonet/SDH网络上,提供本地和宽范围的网络端口。他解释说:“企业用户希望降低网络接入成本,包括所有分散的网络的管理和维护成本。同时,服务提供商需要一种具有成本效益的方法,来通过他们已有的Sonet/SDH基础网络为企业提供数据服务。”

从需要分立器件支持的定制芯片转移到高集成度产品是一根本趋势。例如,Vitesse半导体公司推出的密集波分复用收发器VIT10系列的其中一款配置可为Sonet、10G以太网和10.7Gbit/s快速以太网通道提供多速率应用支持。

Broadcom公司光传输产品市场经理Shrirai Gaglani称,他们将一种物理媒质附加层与成帧器芯片集成在一起,省掉了信号链中的芯片,因此可节省体积、功耗和成本。该公司也准备采用先进的数字信号处理技术来克服光纤的一些物理限制。其第三代BCM8124/8125和BCM8128/8129是一对10Gbit多速率复用器/解复用器芯片组,采用CMOS工艺制造,抖动性能达到2,000单位间隔(UI)均方根(rms),而其它产品则为6000到7000 UI rms。Gaglani称,低抖动特性可以克服远距离传输所带来的额外抖动,因此可延伸光纤网络的距离。

工艺技术的改进在芯片发展过程中也扮演重要角色。在高速产品市场,供应商已经在采用磷化铟(InP)工艺来制造OC-768(40Gbit/s)器件,现在硅锗(SiGe)工艺经过改进也能达到相同的性能。Sierra Monolithics公司采用SiGe工艺制造的串并转换器双芯片SMI4021/31,支持短距离和长距离光纤网络应用。

飞利浦半导体公司采用Qubic4'G'半导体工艺制造的12.5Gbit/s单片SiGe异步光交换芯片TZA2060,适合于将10G以太网和Sonet/SDH数据传送到城域网和广域网的应用。该公司交换产品经理Yvan Droinet称,该产品的推出主要是针对新一代的光交叉连接设备市场,也就是光网络市场中增长最快的那部分。他指出:“由于缺乏合适的网络终端和交换设备,现有网络技术的潜在带宽和可扩充性优势到目前为止还未得到充分利用。”

MEMS加速发展

ADI公司不久前在加州Anaheim召开的光纤通信会议上,透露他们计划在今年底之前推出面向应用的标准“iMEMS”交换结构芯片样品。ADI正在开发双轴光iMEMS镜片单元和1 x 80线性镜片阵列,两款器件都用于城域/区域网络。

该公司光iMEMS产品总监Scott Blackstone称,标准的MEMS产品将加快基于MEMS全光网络设备的开发。双轴光iMEMS镜片单元带有一片X-Y换向镜,密封在带玻璃盖的陶瓷封装。外部高压信号通过静电方式推动镜片,板上电子传感器可探测X轴和Y轴上镜片的倾斜角度。

Agere公司去年秋季推出一款8通道、小体积3维MEM驱动器芯片LSP2908。该公司系统结构分部战略市场总监Ray Nering称,该驱动器可提供定位微镜片所需的电压。这种微镜片的功能是在光交换设备的输入输出端口之间处理宽带信号。该处理器可以代替需要高压晶体管及低压运放的分立解决方案。Agere的对数放大器LSP2961可用于MEMS系统的光反馈环路中,用来精确定位微镜片。

Broadcom公司的Gaglani总结道:“光器件特别是长距离带宽产品在市场上深受供过于求之苦。尽管需求是始终存在的,但由于T1/E1接入和城域网出现瓶颈,用户难以获得他们所希望的服务。目前还没有足够的技术来支持桌面上的千兆比特以太网,以及服务器级别的10G以太网,但明年这种技术将会出现。”

作者:戴结民


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