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光通信集成電路與模塊未來走向何在
2014/11/13

      盡管經濟持續低迷,光通信集成電路與模塊供應商仍在積極推出新產品,通過衡量光纖網絡的實施現狀,降低每比特數據傳送成本,來消除人所共知的網絡瓶頸。這些新產品濃縮了當今光通信集成電路與模塊的發展趨勢:一是標準化的不斷制定與廣泛實施;二是供應商通過多器件集成、改進工藝技術等措施來提升芯片性能、降低成本;三是MEMS的迅猛發展以促進全光網絡的建設。

多源協議做大蛋糕

     當城域網與邊緣網受到人們關注的時候,芯片供應商并沒有忘記核心網絡。為了做大蛋糕讓大家一齊分享,供應商們正通過多源協議(MSA)彼此之間開展合作,共同制定標準,加快系統開發進度。

     許多短距離芯片的開發工作是圍繞新制訂的針對10G以太網的 IEEE標準而展開的。Marvell公司最近推出了Alaska X收發器,該公司產品市場經理Kamal Dalmia稱:“該標準的正式發布標志著通信技術新時代的開始。”而另一新制訂的類似標準是與10G以太網標準類似,但速度稍微快一點的10G光纖通道 標準。這兩種標準都支持Xenpak多源協議力推的10Gbit/s附件單元接口(XAUI),以及由XGP多源協議推動的10Gbit/s媒質獨立接口 (XGMII)。

     不久前,英特爾、Picolight和億恒公司(Infineon)還創立了一個名叫XPAK的多源協議,來定義一個更小 的、更具有成本效益的標準,主要針對10G光纖模塊應用,如距離達10公里長的企業網、存儲區域網和交換中心局。英特爾公司局域網接入分部總經理Tim Dunn指出:“運營商廣泛采用的10G以太網需要更小的光模塊來適應現在和將來的總線結構所用的適配卡。英特爾作為10G以太網光模塊的供應商和用戶, 將協助推動XPAK。”

     另一日益顯得重要的標準是小形狀系數協會(Small Form Factor Committee)的SFF-8472 多源協議標準,該標準覆蓋了光纖收發器中的診斷功能。Picolight公司在其2Gbit/s小體積可插拔收發器型號PL-XPL-00-S23中,突 出了對該標準的支持。達拉斯半導體公司(Dallas Semiconductor)最近推出的一款光收發器診斷/監視芯片DS1852也支持該標準。

集成與改進工藝

     芯片供應商在性能上也展開了角逐。安捷倫?司網絡解決方案分部IC市場經理Philip Gadd說:“對帶寬的需求仍在上升。許多公司希望將用戶支持轉移到通過互聯網進行,或實施雇員自服務(employee self-service),此時雇員能夠訪問他們的一些人事和收益記錄。而瓶頸就在于開頭與最后一里,因此高性能的基于Sonet的以太網(EOS)芯 片的需求將越來越多。”

     Linear Technology公司推出的LTC1923芯片,也非常注重光纖系統的性能。該芯片通過將激光器維持在適當溫度,來精確控制激光波長。德州儀器公司 (TI)、Agere和模擬器件公司(ADI)都在向市場推廣測量光信號的對數放大器。TI的放大器LOG102可以檢測從1納安到1毫安的電流,精度達 到0.5%。而Mysticom公司也宣稱其MY3004收發器芯片與傳統產品相比可將誤碼率降低“兩個數量級”。

      Gadd稱,安捷倫的HDMP-3001

      EOS映射芯片使網絡和通信設備能夠在現有的Sonet/SDH網絡上,提供本地和寬范圍的網絡端口。他解釋說:“企業用戶希望降低網絡接 入成本,包括所有分散的網絡的管理和維護成本。同時,服務提供商需要一種具有成本效益的方法,來通過他們已有的Sonet/SDH基礎網絡為企業提供數據 服務。”

     從需要分立器件支持的定制芯片轉移到高集成度產品是一根本趨勢。例如,Vitesse半導體公司推出的密集波分復用收發器VIT10系列的其中一款配置可為Sonet、10G以太網和10.7Gbit/s快速以太網通道提供多速率應用支持。

      Broadcom公司光傳輸產品市場經理Shrirai Gaglani稱,他們將一種物理媒質附加層與成幀器芯片集成在一起,省掉了信號鏈中的芯片,因此可節省體積、功耗和成本。該公司也準備采用先進的數字信 號處理技術來克服光纖的一些物理限制。其第三代BCM8124/8125和BCM8128/8129是一對10Gbit多速率復用器/解復用器芯片組,采 用CMOS工藝制造,抖動性能達到2,000單位間隔(UI)均方根(rms),而其它產品則為6000到7000 UI rms。Gaglani稱,低抖動特性可以克服遠距離傳輸所帶來的額外抖動,因此可延伸光纖網絡的距離。

      工藝技術的改進在芯片發展過程中也扮演重要角色。在高速產品市場,供應商已經在采用磷化銦(InP)工藝來制造OC- 768(40Gbit/s)器件,現在硅鍺(SiGe)工藝經過改進也能達到相同的性能。Sierra Monolithics公司采用SiGe工藝制造的串并轉換器雙芯片SMI4021/31,支持短距離和長距離光纖網絡應用。

      飛利浦半導體公司采用Qubic4'G'半導體工藝制造的12.5Gbit/s單片SiGe異步光交換芯片TZA2060, 適合于將10G以太網和Sonet/SDH數據傳送到城域網和廣域網的應用。該公司交換產品經理Yvan Droinet稱,該產品的推出主要是針對新一代的光交叉連接設備市場,也就是光網絡市場中增長最快的那部分。他指出:“由于缺乏合適的網絡終端和交換設 備,現有網絡技術的潛在帶寬和可擴充性優勢到目前為止還未得到充分利用。”

MEMS加速發展

     ADI公司不久前在加州Anaheim召開的光纖通信會議上,透露他們計劃在今年底之前推出面向應用的標準“iMEMS”交換結構芯片樣品。ADI正在開發雙軸光iMEMS鏡片單元和1 x 80線性鏡片陣列,兩款器件都用于城域/區域網絡。

     該公司光iMEMS產品總監Scott Blackstone稱,標準的MEMS產品將加快基于MEMS全光網絡設備的開發。雙軸光iMEMS鏡片單元帶有一片X-Y換向鏡,密封在帶玻璃蓋的陶 瓷封裝。外部高壓信號通過靜電方式推動鏡片,板上電子傳感器可探測X軸和Y軸上鏡片的傾斜角度。

     Agere公司去年秋季推出一款8通道、小體積3維MEM驅動器芯片LSP2908。該公司系統結構分部戰略市場總監Ray Nering稱,該驅動器可提供定位微鏡片所需的電壓。這種微鏡片的功能是在光交換設備的輸入輸出端口之間處理寬帶信號。該處理器可以代替需要高壓晶體管 及低壓運放的分立解決方案。Agere的對數放大器LSP2961可用于MEMS系統的光反饋環路中,用來精確定位微鏡片。

     光器件特別是長距離帶寬產品在市場上深受供過于求之苦。盡管需求是始終存在 的,但由于T1/E1接入和城域網出現瓶頸,用戶難以獲得他們所希望的服務。目前還沒有足夠的技術來支持桌面上的千兆比特以太網,以及服務器級別的10G 以太網,但明年這種技術將會出現。

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