針對GPON ONU系統的電源管理單元(PMU)能效創新

    據有關部門預測，2014年GPON FTTH用戶將從2009年的290萬增加到4600萬以上，而GPON ONU設備市場收入到2014年有望達到25億美元。然而，GPON 設備的大規模部署仍需適應一些市場新需求。

    關鍵的運營商要求

    運營商在部署GPON設備過程中面臨的主要挑戰是成本下降(OPEX)，進而要求更高的能效。光接口側較高的元件成本占網絡設備成本的大部分。換句話說，對降低功耗的高能效要求需要高功效的GPON設備。

    此外，實際部署的FTTx ONU/ONT設備有許多種，因此需要可擴展、成本最優化的高性能GPON系統級芯片(SoC)解決方案。

    最后但同樣重要的是，網絡穩定性和互操作性必須得到保證。服務質量(QoS)能力和光接口是提高光網絡魯棒性面臨的挑戰，比如激光器老化和ONU。而且必須確保GPON設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實現(4個1000Base-T，2個POTS)中，GPON光收發模塊約占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-光學子組件)、發送方向的激光器和監視二極管、接收方向的雪崩光電二極管(APD)和跨導放大器(TIA))以及激光驅動器、限幅放大器、EEPROM、光信號控制——APD高壓控制電路。

    Lantiq的創新

    Lantiq公司針對ONU應用開發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制造商將光學元件部分的BOM成本降低達40%，同時還能降低系統功耗，改進光網絡的總體魯棒性，并減小ONU網絡設備的外形尺寸。

    新的GPON芯片組系列成員都集成有突發模式的激光驅動器和APD/PIN－接收機－控制電路，因此能夠直接連接低成本的BOSA。這種獨特的方法使得系統集成商無需昂貴且占用大面積的光信號收發器模塊就能提供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支持自動校準和對光學元件變化的補償，因而能實現高效的制造過程、長期的穩定性、改進的光網絡魯棒性和總體光系統性能，最終滿足ITU-TG.984.2標準要求。借助專用的固件，這些新的GPON SoC可以完成激光器工作參數及激光器參數漂移測量的自我學習。

    能效數據

    如今電信設備的能效值已經變得非常重要，并得到了多個標準組織的關注。對于作為接入網一部分的PON網絡來說，節能的重要性可以簡單地表示為以下兩個數字，即接入網對整個網絡的功耗的貢獻度接近80%，而僅CPE設備的貢獻度就高達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能要求。

    電源管理單元(PMU)是專門針對GPON ONU系統裁剪過的，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轉換器為系統提供不同的電壓。

    另外，它還能產生一個上電復位信號。這種靈活的電源管理機制是一種軟硬件組合方法，其中還包含網絡系統級節能概念。這種高度集成的PMU可以有效地控制整個設備的功耗。對于特定應用而言，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，從而達到最佳節能效果。片上以太網PHY完全支持高能效的以太網，而且以太網MAC和以太網PHY都符合IEEE802.3az規范。<