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2024年7月22日发(作者:)
PON芯片的发展趋势
无源光网络(PON)的传送带宽可以与VDSL一样甚至更高,同时传
输距离远远长于VDSL,可以作为一种供应高速宽带服务的优秀替代
产品。但是,芯片组的高造价和简单性,延缓了PON系统的部署。
随着PON市场的成长,供应商开头投资于开发具有更高集成度的
芯片。这种集成,伴随尺寸的减小,使得PON设备的每端口价格不断
下降,从而进一步推动了这一技术的进展。
局端设备趋势
由于大多数光线路终端(OLT)采纳的上联口是基于IP/MPLS的,供
应商都在探究通过使用以太网背板来简化设计并削减成本的方案。这
种方案使得原始设备制造商们可以在干线卡上配以低成本的以太网
交换芯片来代替更为昂贵的基于ATM交换的板卡。为了支持以太网背
板,PON芯片供应商将供应xMII和 GMII接口。为了后向兼容性,DSL
供应商将连续供应传统的UtopiaLevel2接口给ATM处理器。
一方面,在接入网市场流行的超额订购要求局端设备能够对单个
业务流进行整形;另一方面,与数据传送混合在一起,无法保障语音
和视频服务的牢靠性。为了支持不同的服务,线速分类和过滤功能也
是必需的。总之,这些功能特性使得供应三重业务、分级的数据带宽
(例如,金/银/铜级)和其它业务成为可能。为了支持多协议和业务管
理,PON器件一般都集成带有硬件加速器的中央处理器。
OLT芯片趋势
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我们这里争论的第一类基于PON技术的OLT芯片用于部署EOPN。
它们由一个PON掌握器、突发模式收发器和一些光学组件组成。这个
芯片组将通过连接一个以太网交换芯片构成OLT线路卡再连接到以
太网(XAUI)背板。大部分第一代的解决方案都是针对单PON口进行优
化的。每个PON连接采纳一个PON 掌握器,该掌握器集成了一个相
当强大的中央处理器来进行协议互操作并管理掌握通道。因此,单端
口的线路卡一般不需要另一个网络处理器。然而,用于从多张线路卡
汇聚数据的中央干线卡可能需要一个网络处理器进行业务管理。
相比EPON掌握器,GPON掌握器在提高带宽的同时能支持更多种
业务。2.5Gbits/sec的数据速率要求GPON掌握器比EPON掌握器能
支持更多的以太网端口,因此也必需相应提高内部状态机和中央处理
器的性能。
由于原始设备制造商将开发多端口的线路卡,下一代的PON器件
将是多端口结构。例如,这种器件可能包含一个4端口GPON掌握器
和一个用于连接网络处理器的SPI-4.2接口。在多端口架构下,PON
掌握器的处理力量将完全用于PON层的传输,业务管理将需要另外一
个独立的网络处理器来执行。上述因素驱动了对带有低成本、低功耗、
高密度线路卡的多端口设备的需求。
EPON供应商目前采纳0.18微米工艺来掌握开发和制造成本。他
们可以通过采纳0.13微米工艺减小器件尺寸从而削减功耗和成本。
减小器件尺寸的 0.13微米工艺还可以让PON供货商有可能开发多端
口掌握器。SPI-4.2接口和更快的中央处理器同样需要更先进的工艺。
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由于突发模式收发模块用到的混合工艺,它不大可能与PON掌握
器集成在一起。很多PON供应商也需要依靠第三方来供应突发模式收
发器。但由于原始设备供应商们倾向于查找完整的解决方案,这些
PON掌握器供应商将需要与收发模块供应商紧密合作,某些状况下,
还要捆绑在一起进行开发。
CPE趋势
用户驻地设备(CPE)包括独立调制解调器和SOHO网关。与调制解
调器相比,网关加入了更多功能,比如防火墙/NAT、无线局域网、以
太网交换以及语音接口。至少到明年为止,PON将主要作为调制解调
器销售,之后,像DSL一样,PON将进展成集成网关,因而将需要集
成度更高的处理器。
由于其前期在部署上的领先优势,EPON将领先开头向PON集成处
理器的迁移。由于最近收购了Passave,PMC-Sierra已定于今年晚些
时候发布第一款集成PON处理器。关于GPON,第一步是在2022年开
发出供独立调制解调器使用的掌握芯片,GPON的集成处理器将晚些
消失。
CPE芯片趋势
PON芯片组包括一个EPON/GPON掌握器、突发模式收发器和其它
光学组件。PON掌握芯片合并了一个中央处理器和硬件加速器。某些
供应商,比如 PMC/Passave,已经集成了一个ARM9中央处理器,为
诸如web服务和VoIP等网关功能供应了处理力量。多数处理器通过
外接DSP来支持语音,集成了语音处理功能的产品削减了成本和功耗,
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随着基于包的语音传送技术越来越流行,这种产品将获得更多的优势。
尽管PON掌握器通过集成包存储器来削减外部器件的数量,它们
仍旧为那些需要额外包存储的应用供应一个外部存储器接口。基于越
来越高的数据速率,PON掌握器供应xMII接口连接外部的PHY或以
太网交换芯片,从而供应快速以太网或千兆以太网。PON掌握器可能
集成一个快速以太网PHY,由于IP供应商已经能供应该项技术了,
但是近期不太可能集成千兆以太网PHY,由于这将大幅提高成本和简
单度。
除了以太网接口,GPON掌握器支持TDM和ATM业务。TDM需要一
个外部编解码器,这是另一个涉及混合信号因而更适合处于掌握器外
部的芯片。不同类型的数据需要桥接到广域网,需要协议互换以及汇
聚。这些功能的结合,需要一个比DSL数据调制器或EPON掌握器性
能更高的中央处理器。
突发模式收发器和光学组件需要混合信号技术以及与PON掌握器
不同的制造工艺。因此,这部分在近几年将不会被集成到PON掌握器
中。集成的趋势更可能产生一个能供应全部收发功能的器件,包括跨
阻抗放大器、限幅放大器、自动增益掌握和时钟数据恢复。
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