不斷演進(jìn)的無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)需要FPGA設(shè)計(jì)的靈活性支

FPGA技術(shù)、低成本光學(xué)器件以及無源架構(gòu)都為無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)以及這些網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)做出了巨大貢獻(xiàn)。系統(tǒng)級(jí)OEM廠商不斷發(fā)現(xiàn)，FPGA能夠提供技術(shù)性設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)，特別是在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的中心局(CO)基礎(chǔ)設(shè)施端。

2002年之前，低性能的FPGA主要用于原型創(chuàng)建工具。而如今的FPGA具有強(qiáng)大的性能和豐富的功能，能更好地滿足日益提高的PON設(shè)計(jì)需求。另外，更低設(shè)計(jì)成本、靈活和可擴(kuò)展的FPGA對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)激烈的無源光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)來說也是關(guān)鍵。

PON是點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)光纖到駐地(FTTP)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)，也常被定義為光纖到路邊(FTTC)和光纖到家庭(FTTH)。在PON定義中采用了FTTP或CPE(用戶駐地設(shè)備)。通過無需供電或無源的光分離器，單路光纖可以服務(wù)于多個(gè)駐地。分離器通常為32路，不過有時(shí)會(huì)多達(dá)64路。一個(gè)PON網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)位于業(yè)務(wù)提供商中心局的光線路終端(OLT)和眾多的光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)，后者也被稱為進(jìn)入駐地的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)。

下行的OLT信號(hào)以廣播方式送到共享一根光纖的各個(gè)ONT。目前的PON標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下行的數(shù)據(jù)率高達(dá)2.5Gb/s(Gbps)。上行信號(hào)則利用時(shí)分多路(TDM)技術(shù)組合在一起。與數(shù)字用戶線(DSL)或電纜相比，PON具有無可比擬的帶寬優(yōu)勢(shì)，可以提供高速三重播放業(yè)務(wù)(語音，視頻和數(shù)據(jù))。

根據(jù)Infonetics的預(yù)測(cè)，到2010年，北美和亞太地區(qū)PON用戶的年度復(fù)合增長(zhǎng)率可高達(dá)150%。吉比特PON(GPON)在北美正在取得強(qiáng)勁的增長(zhǎng)，而以太網(wǎng)PON (EPON)主要用在日本。日本政府的津貼政策正在推動(dòng)PON市場(chǎng)的逐年增長(zhǎng)，而中國(guó)正在仔細(xì)權(quán)衡EPON和GPON的優(yōu)劣。

寬帶PON(BPON)或者國(guó)際通信聯(lián)盟(ITU-T) G.983x是流行的美國(guó)PON標(biāo)準(zhǔn)。其最大下行數(shù)據(jù)速率為622Mb(Mbps)，上行數(shù)據(jù)率為155 Mbps。安裝在光纖鏈路中的無源分離器允許一根光纖最多連接64個(gè)家庭。今年，GPON或ITU-T G.984，即BPON的演進(jìn)版本，有望進(jìn)入更多的美國(guó)家庭。它支持TDM和分組數(shù)據(jù)，下行和上行數(shù)據(jù)率最高分別可達(dá)2.5 Gbps和1.24Gbps。GPON的關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)是無需增加IP就能支持交換式數(shù)字視頻和原有的TDM語音。

成本敏感性

不管哪種標(biāo)準(zhǔn)，用于提供寬帶接入的PON系統(tǒng)具有高度的成本敏感度。DSL是目前使用最為廣泛的寬帶接入技術(shù)。由于具有龐大的用戶數(shù)量，DSL為每端口設(shè)置了極低的成本標(biāo)桿。因此，DSL對(duì)PON提出了強(qiáng)大的挑戰(zhàn)。不過PON系統(tǒng)在過去兩年里在降低成本和增強(qiáng)功能方面也取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。

隨著PON市場(chǎng)的發(fā)展，系統(tǒng)級(jí)OEM廠商和運(yùn)營(yíng)商正密切關(guān)注其成本的降低，尤其是OLT的成本。在ONT側(cè)，數(shù)量有望增加到百萬臺(tái)，因?yàn)镻ON將為數(shù)以百萬計(jì)的駐地提供服務(wù)。許多ASIC和ASSP供應(yīng)商盯上了ONT，并提供各種芯片產(chǎn)品。由于ONT是一個(gè)量很大的市場(chǎng)，ASIC和ASSP芯片廠商能夠幫助降低成本，從而幫助系統(tǒng)級(jí)OEM和運(yùn)營(yíng)商提供較低的價(jià)格。

另一方面，OLT系統(tǒng)數(shù)量為數(shù)萬臺(tái)而非數(shù)百萬臺(tái)，故成本較高。例如，PON家用調(diào)制解調(diào)器的成本為100到300美金，而PON網(wǎng)絡(luò)中OLT系統(tǒng)的成本則高達(dá)10000美金。實(shí)際上，OLT的成本對(duì)運(yùn)營(yíng)商來說極為關(guān)鍵，因此大都集成了多端口線路卡，可以處理越來越多的駐地?cái)?shù)量。

OLT線路卡的期望數(shù)量在可預(yù)見的未來將保持在中等到較低的水平，這有兩個(gè)原因。首先，64個(gè)ONT只需要一個(gè)OLT，其次，每個(gè)OLT線路卡可以支持4到8個(gè)OLT端口。于是，OLT線路卡的數(shù)量和所用的元器件要遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于大批量的ONT設(shè)備。