2022年行業(yè)分析PON芯片的發(fā)展趨勢

PON芯片的發(fā)展趨勢無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的傳送帶寬可以與VDSL一樣甚至更高，同時傳輸距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于VDSL，可以作為一種供應(yīng)高速寬帶服務(wù)的優(yōu)秀替代產(chǎn)品。但是，芯片組的高造價和簡單性，延緩了PON系統(tǒng)的部署。

隨著PON市場的成長，供應(yīng)商開頭投資于開發(fā)具有更高集成度的芯片。這種集成，伴隨尺寸的減小，使得PON設(shè)備的每端口價格不斷下降，從而進一步推動了這一技術(shù)的進展。

局端設(shè)備趨勢

由于大多數(shù)光線路終端(OLT)采納的上聯(lián)口是基于IP/MPLS的，供應(yīng)商都在探究通過使用以太網(wǎng)背板來簡化設(shè)計并削減成本的方案。這種方案使得原始設(shè)備制造商們可以在干線卡上配以低成本的以太網(wǎng)交換芯片來代替更為昂貴的基于ATM交換的板卡。為了支持以太網(wǎng)背板，PON芯片供應(yīng)商將供應(yīng)xMII和GMII接口。為了后向兼容性，DSL供應(yīng)商將連續(xù)供應(yīng)傳統(tǒng)的UtopiaLevel2接口給ATM處理器。

一方面，在接入網(wǎng)市場流行的超額訂購要求局端設(shè)備能夠?qū)蝹€業(yè)務(wù)流進行整形；另一方面，與數(shù)據(jù)傳送混合在一起，無法保障語音和視頻服務(wù)的牢靠性。為了支持不同的服務(wù)，線速分類和過濾功能也是必需的?？傊?，這些功能特性使得供應(yīng)三重業(yè)務(wù)、分級的數(shù)據(jù)帶寬(例如，金/銀/銅級)和其它業(yè)務(wù)成為可能。為了支持多協(xié)議和業(yè)務(wù)管理，PON器件一般都集成帶有硬件加速器的中央處理器。

OLT芯片趨勢

我們這里爭論的第一類基于PON技術(shù)的OLT芯片用于部署EOPN。它們由一個PON掌握器、突發(fā)模式收發(fā)器和一些光學(xué)組件組成。這個芯片組將通過連接一個以太網(wǎng)交換芯片構(gòu)成OLT線路卡再連接到以太網(wǎng)(XAUI)背板。大部分第一代的解決方案都是針對單PON口進行優(yōu)化的。每個PON連接采納一個PON掌握器，該掌握器集成了一個相當(dāng)強大的中央處理器來進行協(xié)議互操作并管理掌握通道。因此，單端口的線路卡一般不需要另一個網(wǎng)絡(luò)處理器。然而，用于從多張線路卡匯聚數(shù)據(jù)的中央干線卡可能需要一個網(wǎng)絡(luò)處理器進行業(yè)務(wù)管理。

相比EPON掌握器，GPON掌握器在提高帶寬的同時能支持更多種業(yè)務(wù)。2.5Gbits/sec的數(shù)據(jù)速率要求GPON掌握器比EPON掌握器能支持更多的以太網(wǎng)端口，因此也必需相應(yīng)提高內(nèi)部狀態(tài)機和中央處理器的性能。

由于原始設(shè)備制造商將開發(fā)多端口的線路卡，下一代的PON器件將是多端口結(jié)構(gòu)。例如，這種器件可能包含一個4端口GPON掌握器和一個用于連接網(wǎng)絡(luò)處理器的SPI-4.2接口。在多端口架構(gòu)下，PON掌握器的處理力量將完全用于PON層的傳輸，業(yè)務(wù)管理將需要另外一個獨立的網(wǎng)絡(luò)處理器來執(zhí)行。上述因素驅(qū)動了對帶有低成本、低功耗、高密度線路卡的多端口設(shè)備的需求。

EPON供應(yīng)商目前采納0.18微米工藝來掌握開發(fā)和制造成本。他們可以通過采納0.13微米工藝減小器件尺寸從而削減功耗和成本。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(fā)多端口掌握器。SPI-4.2接口和更快的中央處理器同樣需要更先進的工藝。

由于突發(fā)模式收發(fā)模塊用到的混合工藝，它不大可能與PON掌握器集成在一起。很多PON供應(yīng)商也需要依靠第三方來供應(yīng)突發(fā)模式收發(fā)器。但由于原始設(shè)備供應(yīng)商們傾向于查找完整的解決方案，這些PON掌握器供應(yīng)商將需要與收發(fā)模塊供應(yīng)商緊密合作，某些狀況下，還要捆綁在一起進行開發(fā)。

CPE趨勢

用戶駐地設(shè)備(CPE)包括獨立調(diào)制解調(diào)器和SOHO網(wǎng)關(guān)。與調(diào)制解調(diào)器相比，網(wǎng)關(guān)加入了更多功能，比如防火墻/NAT、無線局域網(wǎng)、以太網(wǎng)交換以及語音接口。至少到明年為止，PON將主要作為調(diào)制解調(diào)器銷售，之后，像DSL一樣，PON將進展成集成網(wǎng)關(guān)，因而將需要集成度更高的處理器。

由于其前期在部署上的領(lǐng)先優(yōu)勢，EPON將領(lǐng)先開頭向PON集成處理器的遷移。由于最近收購了Passave，PMC-Sierra已定于今年晚些時候發(fā)布第一款集成PON處理器。關(guān)于GPON，第一步是在2022年開發(fā)出供獨立調(diào)制解調(diào)器使用的掌握芯片，GPON的集成處理器將晚些消失。

CPE芯片趨勢

PON芯片組包括一個EPON/GPON掌握器、突發(fā)模式收發(fā)器和其它光學(xué)組件。PON掌握芯片合并了一個中央處理器和硬件加速器。某些供應(yīng)商，比如PMC/Passave，已經(jīng)集成了一個ARM9中央處理器，為諸如web服務(wù)和VoIP等網(wǎng)關(guān)功能供應(yīng)了處理力量。多數(shù)處理器通過外接DSP來支持語音，集成了語音處理功能的產(chǎn)品削減了成本和功耗，隨著基于包的語音傳送技術(shù)越來越流行，這種產(chǎn)品將獲得更多的優(yōu)勢。

盡管PON掌握器通過集成包存儲器來削減外部器件的數(shù)量，它們?nèi)耘f為那些需要額外包存儲的應(yīng)用供應(yīng)一個外部存儲器接口。基于越來越高的數(shù)據(jù)速率，PON掌握器供應(yīng)xMII接口連接外部的PHY或以太網(wǎng)交換芯片，從而供應(yīng)快速以太網(wǎng)或千兆以太網(wǎng)。PON掌握器可能集成一個快速以太網(wǎng)PHY，由于IP供應(yīng)商已經(jīng)能供應(yīng)該項技術(shù)了，但是近期不太可能集成千兆以太網(wǎng)PHY，由于這將大幅提高成本和簡單度。

除了以太網(wǎng)接口，GPON掌握器支持TDM和ATM業(yè)務(wù)。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于掌握器外部的芯片。不同類型的數(shù)據(jù)需要橋接到廣域網(wǎng)，需要協(xié)議互換以及匯聚。這些功能的結(jié)合，需要一個比DSL數(shù)據(jù)調(diào)制器或EPON掌握器性能更高的中央處理器。

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