無源光網絡(PON)的傳送帶寬可以與VDSL一樣甚至更高,同時傳輸距離遠遠長於VDSL,可以作為一種提供高速寬帶服務的優秀替代產品。但是, 晶片組的高造價和複雜性,延緩了PON系統的部署。
隨著PON市場的成長,供應商開始投資於開發具有更高集成度的晶片。這種集成,伴隨尺寸的減小,使得PON設備的每埠價格不斷下降,從而進一步推動了這一技術的發展。
局端設備趨勢
由於大多數光線路終端(OLT)採用的上聯口是基於IP/MPLS的,供應商都在探索通過使用乙太網背板來簡化設計並減少成本的方案。這種方案使得原始設備製造商們可以在幹線卡上配以低成本的乙太網交換晶片來代替更為昂貴的基於ATM交換的板卡。為了支持乙太網背板,PON晶片供應商將提供xMII和 GMII接口。為了後向兼容性,DSL供應商將繼續提供傳統的UtopiaLevel2接口給ATM處理器。
一方面,在接入網市場流行的超額訂購要求局端設備能夠對單個業務流進行整形;另一方面,與數據傳送混合在一起,無法保障語音和視頻服務的可靠性。為了支持不同的服務,線速分類和過濾功能也是必需的。總之,這些功能特性使得提供三重業務、分級的數據帶寬(例如,金/銀/銅級)和其它業務成為可能。為了支持多協議和業務管理,PON器件一般都集成帶有硬體加速器的中央處理器。
OLT晶片趨勢
我們這裡討論的第一類基於PON技術的OLT晶片用於部署EOPN。它們由一個PON控制器、突發模式收發器和一些光學組件組成。這個晶片組將通過連接一個乙太網交換晶片構成OLT線路卡再連接到乙太網(XAUI)背板。大部分第一代的解決方案都是針對單PON口進行優化的。每個PON連接採用一個PON 控制器,該控制器集成了一個相當強大的中央處理器來進行協議互操作並管理控制通道。因此,單埠的線路卡一般不需要另一個網絡處理器。然而,用於從多張線路卡匯聚數據的中央幹線卡可能需要一個網絡處理器進行業務管理。
相比EPON控制器,GPON控制器在提高帶寬的同時能支持更多種業務。2.5Gbits/sec的數據速率要求GPON控制器比EPON控制器能支持更多的乙太網埠,因此也必須相應提高內部狀態機和中央處理器的性能。
由於原始設備製造商將開發多埠的線路卡,下一代的PON器件將是多埠結構。例如,這種器件可能包含一個4埠GPON控制器和一個用於連接網絡處理器的SPI-4.2接口。在多埠架構下,PON控制器的處理能力將完全用於PON層的傳輸,業務管理將需要另外一個獨立的網絡處理器來執行。上述因素驅動了對帶有低成本、低功耗、高密度線路卡的多埠設備的需求。
EPON供應商目前採用0.18微米工藝來控制開發和製造成本。他們可以通過採用0.13微米工藝減小器件尺寸從而減少功耗和成本。減小器件尺寸的 0.13微米工藝還可以讓PON供貨商有可能開發多埠控制器。SPI-4.2接口和更快的中央處理器同樣需要更先進的工藝。
由於突發模式收發模塊用到的混合工藝,它不大可能與PON控制器集成在一起。許多PON供應商也需要依賴第三方來提供突發模式收發器。但由於原始設備供應商們傾向於尋找完整的解決方案,這些PON控制器供應商將需要與收發模塊供應商緊密合作,某些情況下,還要捆綁在一起進行開發。
CPE趨勢
用戶駐地設備(CPE)包括獨立數據機和SOHO網關。與數據機相比,網關加入了更多功能,比如防火牆/NAT、無線區域網、乙太網交換以及語音接口。至少到明年為止,PON將主要作為數據機銷售,之後,像DSL一樣,PON將發展成集成網關,因而將需要集成度更高的處理器。
由於其前期在部署上的領先優勢,EPON將領先開始向PON集成處理器的遷移。由於最近收購了Passave,PMC-Sierra已定於今年晚些時候發布第一款集成PON處理器。關於GPON,第一步是在2007年開發出供獨立數據機使用的控制晶片,GPON的集成處理器將晚些出現。
CPE晶片趨勢
PON晶片組包括一個EPON/GPON控制器、突發模式收發器和其它光學組件。PON控制晶片合併了一個中央處理器和硬體加速器。某些供應商,比如 PMC/Passave,已經集成了一個ARM9中央處理器,為諸如web服務和VoIP等網關功能提供了處理能力。多數處理器通過外接DSP來支持語音,集成了語音處理功能的產品減少了成本和功耗,隨著基於包的語音傳送技術越來越流行,這種產品將獲得更多的優勢。
儘管PON控制器通過集成包存儲器來減少外部器件的數量,它們仍然為那些需要額外包存儲的應用提供一個外部存儲器接口。基于越來越高的數據速率,PON控制器提供xMII接口連接外部的PHY或乙太網交換晶片,從而提供快速乙太網或千兆乙太網。PON控制器可能集成一個快速乙太網PHY,因為IP供應商已經能提供該項技術了,但是近期不太可能集成千兆乙太網PHY,因為這將大幅提高成本和複雜度。
除了乙太網接口,GPON控制器支持TDM和ATM業務。TDM需要一個外部編解碼器,這是另一個涉及混合信號因而更適合處於控制器外部的晶片。不同類型的數據需要橋接到廣域網,需要協議互換以及匯聚。這些功能的結合,需要一個比DSL數據調製器或EPON控制器性能更高的中央處理器。
突發模式收發器和光學組件需要混合信號技術以及與PON控制器不同的製造工藝。因此,這部分在近幾年將不會被集成到PON控制器中。集成的趨勢更可能產生一個能提供全部收發功能的器件,包括跨阻抗放大器、限幅放大器、自動增益控制和時鐘數據恢復。