GPON解決方案朝SoC發(fā)展

作者：衛(wèi)玲、黃鶯

支持無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)標(biāo)準(zhǔn)的芯片廠商正持續(xù)增加，并分化為兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的陣營(yíng)。國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的Gigabit無(wú)源光纖網(wǎng)絡(luò)(GPON)被歐洲和亞洲部份地區(qū)的全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)(FSAN)支持者所倡導(dǎo)，它源于采用異步傳輸模式(ATM)的寬帶PON(BPON)和ATM PON標(biāo)準(zhǔn)，但能有效地支持以太網(wǎng)絡(luò)和IP數(shù)據(jù)串流。IEEE的以太網(wǎng)絡(luò)PON(EPON)則在日本和美國(guó)廣受青睞，它使用本地以太網(wǎng)絡(luò)幀結(jié)構(gòu)，并承諾可以升級(jí)到Gigabit和10-Gigabit的速率。

最近，Broadlight公司宣布了針對(duì)GPON標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)單芯片(SoC)策略，無(wú)獨(dú)有偶，飛思卡爾半導(dǎo)體將與PON和DSL系統(tǒng)主導(dǎo)廠商阿爾卡特?cái)y手打造GPON的SoC解決方案。另一方面，Passave Technologies和Teknovus等新興的半導(dǎo)體公司發(fā)布了采用EPON的動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)策略。

由于采用的是光纖，GPON具有的優(yōu)勢(shì)包括：光纖的使用壽命(80-100年)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于銅線(20-30年)；光纖的成本以及維護(hù)成本都遠(yuǎn)低于銅線。相比通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腅PON，GPON具有更高的傳輸速度和更遠(yuǎn)的傳輸距離，如下行速率可達(dá)到1.244Gbps和2.488Gbps，上行速率可達(dá)155Mbps和622Mbps，或者更高，傳輸距離可達(dá)到60公里，而EPON只提供1.25Gbps和622Mbps的下行和上行速率，傳輸距離也只是20公里。此外，EPON只支持32個(gè)用戶，而GPON支持64個(gè)用戶。

Broadlight公司以前對(duì)寬帶PON收發(fā)器采用了一種‘端到端’策略，而現(xiàn)在對(duì)GPON也如法炮制。Broadligt提供從局端到客戶端的GPON解決方案，具有與BPON的互通性。在局端，它可以為光線路局端設(shè)備(OLT)提供一種采用FPGA的通用MAC芯片。這種BL3000芯片支持?jǐn)?shù)據(jù)封包和時(shí)分復(fù)用(TDM)業(yè)務(wù)，包括GPON封裝模式(GEM)，理論上傳輸距離可達(dá)60公里。

對(duì)于客戶端設(shè)備，Broadlight準(zhǔn)備了一款SoC芯片，即BL2000。由于客戶端市場(chǎng)需要的是成本較低的方案，因此，BL2000為了降低成本及維護(hù)成本，把過(guò)去的幾個(gè)芯片完全整合在一個(gè)芯片中，包括采用GEM機(jī)制提供封包和TDM服務(wù)的GPON ITU-T G.984 MAC；支持與低成本GPON 2和3波長(zhǎng)收發(fā)器的無(wú)縫接口的1.25 和 2.5Gbps SerDes，以及CDR電路；用于線速率級(jí)數(shù)據(jù)路徑分類(lèi)和過(guò)濾的高性能封包處理器，其帶寬和處理能力滿足IPTV應(yīng)用的要求；10/100/1000 以太網(wǎng)絡(luò)MAC；針對(duì)配套TDM GEM FPGA的TDM GEM接口；嵌入式MIPS CPU，提供了一個(gè)通用高效的信號(hào)傳輸和控制平面；以及PON處理器。

BL2000系列包括BL2230、2238、2330、2338、2630、2638，其中，2230、2238是BPON ONT Soc，而2330、2338是GPON ONT SoC，2630、2638是G/B PON ONT SoC。這些產(chǎn)品將在明年1月投產(chǎn)。

BL2000適合應(yīng)用在單一家庭、小型商業(yè)單位、多租用戶，以及住宅單元中。在系統(tǒng)解決方案中，BL2000可以透過(guò)GMII連接到以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，以支持Megabit/Gigabit以太網(wǎng)絡(luò)，透過(guò)PBI連接到VoIP DSP以支持語(yǔ)音功能，透過(guò)GEM I/F連接到該公司的TDM/GEM FPGA以支持對(duì)T1/E1/J1的TDM傳輸。 

“我們期望在住宅與商業(yè)等高密度應(yīng)用區(qū)中反映出EPON的真正優(yōu)勢(shì)，”Broadlight公司行銷(xiāo)總監(jiān)Dan Parsons表示，“但即使在家庭應(yīng)用中，當(dāng)你導(dǎo)入多個(gè)視頻串流時(shí)，GPON也將展現(xiàn)出其服務(wù)優(yōu)勢(shì)。隨著一個(gè)家庭擁有多臺(tái)電視，我們預(yù)計(jì)對(duì)多視頻串流的需求將加速�！�

與Broadlight一樣曾耕耘于BPON市場(chǎng)的飛思卡爾半導(dǎo)體也開(kāi)始瞄準(zhǔn)了GPON市場(chǎng)，并選擇了與阿爾卡特合作。

飛思卡爾PON項(xiàng)目經(jīng)理Niket Jindal表示，阿爾卡特對(duì)推動(dòng)PON市場(chǎng)的發(fā)展抱以相當(dāng)認(rèn)真的態(tài)度，它將為飛思卡爾提供媒體存取控制層(MAC)數(shù)字IP，以作為飛思卡爾商用市場(chǎng)解決方案的一部份。

飛思卡爾將把此IP與DSP模塊整合在一起，用于VoIP及其它功能；把此IP與混合信號(hào)處理模塊整合在一起用于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)，以及G.984加密核心。這些芯片將支持上行1.25Gbps和下行2.5Gbps的帶寬，還將包括兩個(gè)Gigabit以太網(wǎng)絡(luò)端口。

Jindal說(shuō)：“在進(jìn)入寬帶PON市場(chǎng)時(shí)，我們的第一代解決方案由FPGA、處理器和時(shí)鐘恢復(fù)電路等三塊獨(dú)立芯片構(gòu)成。我們與阿爾卡特同意一起推動(dòng)GPON的快速發(fā)展，將就這些SoC設(shè)計(jì)展開(kāi)密切合作。我們的首款SoC將采用90nm制程制造。”

雖然他們的設(shè)計(jì)將明顯偏重于以前的客戶端組件，不過(guò)，該SoC方案將包括光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)和光線路終端(OLT)設(shè)備。

強(qiáng)化DBA

Passave和Teknovus一直強(qiáng)調(diào)他們透過(guò)動(dòng)態(tài)帶寬分配的能力對(duì)以太網(wǎng)絡(luò)上的各種混合業(yè)務(wù)提供支持。

Passave公司宣稱，前向糾錯(cuò)和軟件DBA的結(jié)合使其架構(gòu)完全適合三重應(yīng)用PON。

Teknovus表示，利用集中調(diào)度和每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的多重邏輯鏈路，以硬件為基礎(chǔ)的DBA是廠商能設(shè)立起多個(gè)‘強(qiáng)固保證’服務(wù)水準(zhǔn)協(xié)議(SLA)的唯一方法。Teknovus目前正與日本KDDI公司展開(kāi)光纖到戶(FTTH)的合作。

“DBA本身成就不了什么事，除非能有一個(gè)適當(dāng)?shù)膬?yōu)先等級(jí)調(diào)度程序作為補(bǔ)充，”Teknovus公司的高級(jí)EPON架構(gòu)師Glen Kramer表示，“我們總是相信要為不同服務(wù)分配單獨(dú)的虛擬鏈路。從一開(kāi)始設(shè)計(jì)架構(gòu)時(shí)，我們就為每個(gè)服務(wù)指定一個(gè)通道。”

在KDDI的案例中，這允許廠商有效地提供多個(gè)IPTV數(shù)據(jù)串流。KDDI是日本唯一提供IPTV服務(wù)的PON廠商。如果廠商只能為每個(gè)ONU指定一個(gè)邏輯鏈路ID(LLID)，一個(gè)單獨(dú)的ONU就能調(diào)度服務(wù)，但只涉及自身，而無(wú)關(guān)其它ONU。在高密度應(yīng)用中，這能導(dǎo)致IPTV和其它高端服務(wù)的無(wú)效發(fā)送，Kramer指出。

Teknovus針對(duì)OLT應(yīng)用的TK3721芯片使得每個(gè)ONU支持多達(dá)239個(gè)LLID，而硬件的進(jìn)步將使這個(gè)數(shù)字更加擴(kuò)增�！白罱�，NTT的一項(xiàng)研究顯示，每一個(gè)ONU應(yīng)該支持256個(gè) LLID，”Kramer表示，“只有利用硬件DBA，才能很容易達(dá)到這個(gè)數(shù)字。”

Teknovus和Broadlight都同意，EPON和GPON/BPON孰勝孰負(fù)只有在廠商決定哪種類(lèi)型的架構(gòu)能夠?yàn)槿�重混合服�?wù)提供最佳支持時(shí)才能見(jiàn)分曉。一方面，Teknovus公司表示韓國(guó)市場(chǎng)對(duì)EPON的支持不斷增強(qiáng)，另一方面，全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)的倡導(dǎo)者們?cè)跉W洲和美國(guó)持續(xù)贏得GPON的新支持者。