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

作者：時(shí)間：2010-08-18 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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設(shè)計(jì)復(fù)雜性使成本問(wèn)題更加嚴(yán)重。PON OLT和ONT拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)共享的媒體架構(gòu)，這為系統(tǒng)OEM設(shè)計(jì)師提出了挑戰(zhàn)。由于PON標(biāo)準(zhǔn)中采用了TDM技術(shù)，因此OLT和各個(gè)ONT之間的交互非常復(fù)雜。TDM用來(lái)共享不同駐地間的容量。早期的PON標(biāo)準(zhǔn)使用靜態(tài)TDM，因此每個(gè)駐地接收相同的容量。

但是，最新的PON標(biāo)準(zhǔn)要求能夠根據(jù)駐地的需求變化，為不同的駐地動(dòng)態(tài)分配容量。這種動(dòng)態(tài)帶寬分配(DBA)功能需要利用ONT和OLT之間傳送的信令通知OLT每個(gè)ONT所需的容量。OLT也需要將分配的容量通知給每個(gè)ONT。該協(xié)議基于從ONT到OLT的請(qǐng)求消息。OLT確定最佳的容量分配，并用確認(rèn)消息予以響應(yīng)。

另外，與較簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以太網(wǎng)端口不同的是，由于存在動(dòng)態(tài)TDM要求，PON端口是一種更復(fù)雜的P2MP。因此OLT端口必須在多個(gè)ONT駐地之間進(jìn)行連續(xù)切換。每個(gè)ONT分配得到32或64個(gè)可用時(shí)隙中的一個(gè)與OLT進(jìn)行交互通信。OLT必須快速且連續(xù)地依次鎖定到每個(gè)ONT數(shù)據(jù)流上，用的是眾所周知的突發(fā)模式。為了支持這一極快的鎖定方案，需要一個(gè)高度專用的媒體訪問(wèn)控制器(MAC)、串行/解串器(SerDes)以及時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)(CDR)功能。為了協(xié)調(diào)對(duì)每個(gè)ONT的訪問(wèn)，PON MAC尤其重要。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/191611.htm

圖1：DSL和PON拓?fù)涔泊妗?br />
基于FPGA的設(shè)計(jì)

針對(duì)上述背景，系統(tǒng)級(jí)OEM廠商在實(shí)現(xiàn)低成本和高效的OLT設(shè)計(jì)方面可選擇性很少。一種方法是選用ASIC技術(shù)。但這種方法的投資成本極高。由于一些原因，ASSP也無(wú)法較好地實(shí)現(xiàn)。ASSP在支持PON演進(jìn)需求方面的靈活性有限，缺乏設(shè)計(jì)可擴(kuò)展性，并且功耗隨著時(shí)鐘速率的升高而升高。ASSP在提供可競(jìng)爭(zhēng)的差異化產(chǎn)品方面的能力也很有限，還面臨著器件停產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。另外，擁有成本也越來(lái)越高，上市時(shí)間較長(zhǎng)。

然而，FPGA卻能為OLT的設(shè)計(jì)提供低成本高效率的開發(fā)平臺(tái)。當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)縫移植到結(jié)構(gòu)化ASIC進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí)成本還能進(jìn)一步降低。這種方法由于省去了大型且耗時(shí)的ASIC開發(fā)，系統(tǒng)OEM廠商可以省去較大的成本，并縮短上市時(shí)間。

像Stratix這類FPGA器件，能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)和集成主要的OLT線路卡功能(見圖2)提供所需的高性能邏輯。而且，F(xiàn)PGA也是用于實(shí)現(xiàn)CO OLT或者ONT用戶駐地端EPON和GPON MAC的可選技術(shù)。另外，可以在一片F(xiàn)PGA中集成PHY和MAC，從而在一個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)虛擬線路卡。FPGA中先進(jìn)的高效率內(nèi)核矩陣基于的是被稱為自適應(yīng)邏輯模塊(ALM)的創(chuàng)新邏輯單元。