針對GPON ONU系統(tǒng)的電源管理單元(PMU)能效創(chuàng)新

    據(jù)有關(guān)部門預(yù)測，2014年GPON FTTH用戶將從2009年的290萬增加到4600萬以上，而GPON ONU設(shè)備市場收入到2014年有望達(dá)到25億美元。然而，GPON 設(shè)備的大規(guī)模部署仍需適應(yīng)一些市場新需求。

    關(guān)鍵的運(yùn)營商要求

    運(yùn)營商在部署GPON設(shè)備過程中面臨的主要挑戰(zhàn)是成本下降(OPEX)，進(jìn)而要求更高的能效。光接口側(cè)較高的元件成本占網(wǎng)絡(luò)設(shè)備成本的大部分。換句話說，對降低功耗的高能效要求需要高功效的GPON設(shè)備。

    此外，實(shí)際部署的FTTx ONU/ONT設(shè)備有許多種，因此需要可擴(kuò)展、成本最優(yōu)化的高性能GPON系統(tǒng)級芯片(SoC)解決方案。

    最后但同樣重要的是，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和互操作性必須得到保證。服務(wù)質(zhì)量(QoS)能力和光接口是提高光網(wǎng)絡(luò)魯棒性面臨的挑戰(zhàn)，比如激光器老化和ONU。而且必須確保GPON設(shè)備從一開始就具有可互操作性，以支持大批量部署不同的OLT和ONU解決方案。

    成本優(yōu)化

    從目前的GPON SFU解決方案看，光接口占成本的主要部分。在典型的SFU實(shí)現(xiàn)(4個1000Base-T，2個POTS)中，GPON光收發(fā)模塊約占50%的材料清單(BOM)成本。

    典型的SFF(小外形尺寸)光模塊集成有BOSA(BiDi-光學(xué)子組件)、發(fā)送方向的激光器和監(jiān)視二極管、接收方向的雪崩光電二極管(APD)和跨導(dǎo)放大器(TIA))以及激光驅(qū)動器、限幅放大器、EEPROM、光信號控制——APD高壓控制電路。

    Lantiq的創(chuàng)新

    Lantiq公司針對ONU應(yīng)用開發(fā)出了世界上第一款集成有光信號控制電路的GPON SoC。這些FALCON器件中集成的特色功能允許GPONONU制造商將光學(xué)元件部分的BOM成本降低達(dá)40%，同時還能降低系統(tǒng)功耗，改進(jìn)光網(wǎng)絡(luò)的總體魯棒性，并減小ONU網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的外形尺寸。

    新的GPON芯片組系列成員都集成有突發(fā)模式的激光驅(qū)動器和APD/PIN－接收機(jī)－控制電路，因此能夠直接連接低成本的BOSA。這種獨(dú)特的方法使得系統(tǒng)集成商無需昂貴且占用大面積的光信號收發(fā)器模塊就能提供GPONONU解決方案。

    此外，通過有效整合光信號控制電路、ITU-TG.984 兼容GPON MAC及片上CPU，這些SoC支持自動校準(zhǔn)和對光學(xué)元件變化的補(bǔ)償，因而能實(shí)現(xiàn)高效的制造過程、長期的穩(wěn)定性、改進(jìn)的光網(wǎng)絡(luò)魯棒性和總體光系統(tǒng)性能，最終滿足ITU-TG.984.2標(biāo)準(zhǔn)要求。借助專用的固件，這些新的GPON SoC可以完成激光器工作參數(shù)及激光器參數(shù)漂移測量的自我學(xué)習(xí)。

    能效數(shù)據(jù)

    如今電信設(shè)備的能效值已經(jīng)變得非常重要，并得到了多個標(biāo)準(zhǔn)組織的關(guān)注。對于作為接入網(wǎng)一部分的PON網(wǎng)絡(luò)來說，節(jié)能的重要性可以簡單地表示為以下兩個數(shù)字，即接入網(wǎng)對整個網(wǎng)絡(luò)的功耗的貢獻(xiàn)度接近80%，而僅CPE設(shè)備的貢獻(xiàn)度就高達(dá)60%。顯然需要最大限度地降低ONU的功耗。作為單芯片GPON ONU系統(tǒng)解決方案的FALCON與智能高效的電源管理單元的組合可以完美地滿足節(jié)能要求。

    電源管理單元(PMU)是專門針對GPON ONU系統(tǒng)裁剪過的，允許為所有FTTx部署場合提供可縮放的平臺。該器件提供了系統(tǒng)電源管理所需的全部功能，并且具有最少的外部元件BOM。這個PMU 只要求一個外部3.3V電源，它能夠使用高效的片上DC/DC轉(zhuǎn)換器為系統(tǒng)提供不同的電壓。

    另外，它還能產(chǎn)生一個上電復(fù)位信號。這種靈活的電源管理機(jī)制是一種軟硬件組合方法，其中還包含網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級節(jié)能概念。這種高度集成的PMU可以有效地控制整個設(shè)備的功耗。對于特定應(yīng)用而言，基本上只有需要的模塊和接口才被激活，沒有使用的模塊不會被激活，從而達(dá)到最佳節(jié)能效果。片上以太網(wǎng)PHY完全支持高能效的以太網(wǎng)，而且以太網(wǎng)MAC和以太網(wǎng)PHY都符合IEEE802.3az規(guī)范。<