СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2013

2. Многоканальные – обеспечивающие передачу на двух и более оптичес ких частотах одновременно (G.692, G.694.1, G.694.2, G.695, G.696.1, G.696.2, G.698.1, G.698.2, G.959.1, G.959.2); 3. Оптические интерфейсыпассивных оптических сетей (PON), поддержи вающие передачу оптических сиг налов на одной, двух, трёх и более оптических частотах (G.983, G.984, G.985, IEEE 802.3ah). Припередаче данных актуальнымяв ляется снижение временной задержки ихпередачив сетевыхустройствахс вы сокойпропускной способностьюи свя занныхснимиприложениях, например для смартфонов, планшетов, телевиде ния высокой чёткости, компьютеров. Сетевые устройства включают серверы, маршрутизаторы, коммутаторы, систе мы хранения данных, рейды переклю чатели, глобальные сети, оптическиепе реключатели передающих систем. Для высокоскоростной передачи данных применяются каналы, обеспечивающие связь со скоростьюпорядка 10 Гб/с, так называемые 10G соединения. В каналах связи с высокой пропуск ной способностью (100 GbE) на осно ве оптических соединений при пере даче данных в компьютеры центров обработки начинают использоваться программируемые логические интег ральные схемы (FPGA). Фирмой Altera путём интеграции FPGA с лазерной техникой разработан оптический ин терфейс Optical FPGA (см. рис. 3), пре одолевающий ограничения медных соединений и обеспечивающий повы шение пропускной способности, сни жение сложности, энергопотребления и стоимости устройства [4]. Реализация технологии Optical FPGA базируетсянаинтеграцииПЛИСводном корпусе с оптическими трансиверами и позволяет преодолеть ограничения, свойственные не только медным, но и традиционным оптическим технологи ям. Интеграция FPGA с оптическим ин терфейсомдоминимумасокращаетпуть передачи данных от трансивера до про граммируемой логической интеграль ной схемы, увеличивает пропускную способностьсоединений,уменьшаетсте пень сложности, энергопотребление и стоимость. В результате уменьшается деградация данных и джиттер, повыша етсяцелостностьданных,снижаетсяуро вень ошибок, вызванных паразитными элементами в тракте передачи данных. Такая интеграция сокращает время раз работки устройства и расходы. Система работаетстрафиком100GbE,состоящим изпакетовразногоразмера. Коэффици ентошибокприпередачеданныхвкрис талл и из кристалла не превышает 10 –12 . К достоинствам интеграции следует от нести наличие средств мониторинга температурымодуляитокасмещенияла зера, чтопозволяетобнаруживатьоткло нения и предотвращать потерю соеди нения. Это особенно важно для вычис лительных центров, где сбой в работе приложения может привести к сущест венным финансовым потерям. Следует отметить наличие хорошего теплоотво да от FPGA с интегрированными опти ческими модулями, который позволяет обеспечить работу оптических компо ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 70 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2013 Таблица. FPGA с интегрированными трансиверами Устройство Максимальное количество каналов Скорость передачи данных (Гбит/с) Наличие оптического модуля Stratix V GT (28 нм) 36 28,05 Есть Stratix V GX (28 нм) 66 14,1 Есть Stratix IV GT (40 нм) 48 11,3 Есть Stratix IV GX (40 нм) 48 8,5 Есть Tx/PG Канал/BP Приёмник PKG CR PS ODI Данные выборки Данные Коэффициент битовых ошибок индикаторной выборки DFE Инди- каторная выборка CTLE Рис. 5. Расширенная технология трансивера за счёт FPGA ПРОС ПРОС ПРОС ПРОС FPGA с оптическим интерфейсом Рис. 6. Блок схема FPGA с оптическими интерфейсами PISO FIR Host FPGA/ASIC/ASSP Оптический модуль XN XN XM XN N to M EQ CDR ПЕОС ПЕОС Драйвер Буфер PISO FIR EQ CDR Драйвер Буфер SISO CDR XN XN XM XN M to N EQ FIR CDR ПРОС ПРОС Буфер Драйвер Driver SISO EQ CDR FIR CDR Драйвер Буфер Рис. 7. Замена чип модуля FPGA с оптическим интерфейсом ©СТА-ПРЕСС