2022年行业分析PON芯片的发展趋势

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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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