Stratix IV FPGA 40G/100G IP ソリューション

システム・サイドのインタフェース上で、Stratix® IV FPGA は、6.375 Gbps で動作する 20 レーンにより Interlaken プロトコルを通じて 100G のチップ間インタフェースを提供可能です。図 1 に示すソリューションは、ライン・サイドからシステム・サイドに専用の 100G データパスを提供しています。FPGA 固有の柔軟性により、システム・サイドでユーザー独自のバス・インタフェースを活用できます。また、ユーザー専用のインタフェースから業界標準の Interlaken インタフェースにブリッジすることができます。Interlaken ソリューションは Sarance 社によって提供され、Interlaken Alliance 規格に準拠しています。

図 1 に示すソリューションは、現在のエコシステムおよびサードパーティ製マルチレーン・ディストリビューション (MLD) 多重化 PHY を活用して、40nm テクノロジ・ノードで業界標準の 100G プラットフォームを提供します。アルテラは、ネットワーキング・プラットフォームに 100G を実装するための最適なソリューションを提供することをお約束します。

図 1. Stratix IV GX FPGA を使用した完全なシステム・ソリューション

図 2 に示すソリューションは、先進のトランシーバ・テクノロジを駆使して、10.3125 Gbps で動作し、MLD 機能を提供する外部 10G PHY デバイスが不要となります。このソリューションは、真の単一 FPGA 100G ソリューションを実証するもので、100G CFP 光モジュールはアルテラの Stratix IV GT FPGA に直接インタフェースできます。

図 2. Stratix IV GT FPGA を使用する最適化された 100G システム・ソリューション

OTN-4ソリューション

現在、業界では、パケット伝送向けにWDMを介したイーサネット、データ伝送向けにはIP/MPLS/イーサネットを利用する傾向にあります。アルテラの40nm Stratix IV FPGAは、100Gイーサネットおよび伝送システムのデザインに必要とされる性能およびシステム帯域幅の要件を満たしています。Stratix IV GT FPGAは、11.3Gbpsトランシーバを単一デバイス上に統合しており、最高の集積度を備えています。11.3Gbpsトランシーバは、100ギガビット・イーサネット(GbE)/FibreChannel/RPRメディア・アクセス・コン トローラ(MAC)ファンクションの必須条件であり、さらに、フォワード・エラー訂正(FEC)、マッピング、オプティカル・トランスポート・ネットワーク(OTN)パケットのフレーミングなどの重要な機能を処理することができます。100ギガビット・イーサネット向けのOTU-4規格は、オプティカル帯域幅を最大限使用できるよう特定のアルゴリズムで設計される必要があるエンハンストFECを使用しています。Stratix IV FPGAは、その優れたファブリック性能により、エンハンストFECファンクションを処理できると共に、アルゴリズムの実装およびテスト向けに設計されたOTNシステムに最適なプラットフォームとなります。表1は、OTNアプリケーションに対応するStratix IV GXのトランシーバ・プロトコルを示しています。

 

表 1. OTNアプリケーション向けStratix IV GX トランシーバ・プロトコル

プロトコル データ転送速度
OIF CEI-6G 4.976 ~ 6.375 Gbps
Interlaken 3.125 ~ 6.375 Gbps
10ギガビット・イーサネット XAUI 3.125 Gbps
HiGig 3.75 Gbps
SFI-5 2.488 ~ 3.125 Gbps
ギガビット・イーサネット(GbE) 1.25 Gbps
SDH/SONET OC-12 622 Mbps
SDH/SONET OC-48 2.488 Gbps
Fibre Channel 1.0625、2.125、4.25 および 8.5 Gbps

Stratix IV GT FPGAによる100G OTNデザイン

最近の標準化は、100Gオプティカル伝送にOTN-4規格を使用する方向で進められています。これらのアプリケーションには、必要なスループット要件を満たし、100Gデータ・トラフィックの管理に必要な複雑な処理を行える高いコア性能とロジック集積度を持つ高速10Gトランシーバが必要となります。11.3Gbpsトランシーバを統合しているStratix IV GTデバイスは、クライアント・サイドの10Gオプティカル・インタフェースに直接接続できるほか、ネットワーク・サイドの100G CFPまたはQSFPモジュールにも直接接続することができます。それにより、外部PHYデバイスが不要となり、システム全体の複雑性を簡素化できるため、大きな利点となります。また、Stratix IV GTデバイスは、MLDやSFI-Sなどのボンデッド・インタフェースをサポートし、チップ・モジュール間およびチップ間接続を可能にします。機器メーカーは、国際電気通信連合(ITU)やオプティカル・インターネットワーキング・フォーラム(OIF)で標準規格が進化していく中、OTN-4規格に準拠するマックスポンダ、トランスポンダ、リジェネレータの初期バージョンを開発することができます。表2は、OTNアプリケーションに対応するStratix IV GTのトランシーバ・プロトコルを示しています。

表 2. OTNアプリケーション向けStratix IV GT トランシーバ・プロトコル

プロトコル データ転送速度(1レーン当たりGbps)
100G IEEE 802.3ba 10.3125
10G FibreChannel 10.3125
10G IEEE 802.3ae 10.3125
40G IEEE 802.3ba 10.3125
OTN-2 9.9 ~ 11.3
OTN-2 G.709 10.7
OTN-3 9.9 ~ 11.3
OTN-4 9.9 ~ 11.3
OTN-4 MLD 9.9 ~ 11.3
SFI-S (SFI-5.2を含む)
9.9 ~ 11.3
SONET/SDH OC192/STM-64 9.9 ~ 11.3