定制多业务接入网芯片-Altera.PDF

白皮书 ___________________________________________________________________ 定制多业务接入网芯片 引言 网络运营商不断加大投入，对接入网进行升级，以提高宽带服务质量。这促进了供应链的创新，满足了网络 持续发展所需要的带宽、可靠性以及灵活性。目前的通信接入等需要创新的市场领域趋向于采用能够加速产 品面市同时又能适应需求变化的价值技术。首次推出的多业务接入节点(MSAN)设备优先选用了FPGA 。本白 皮书讨论接入网的发展，MSAN设备的需求，以及接入设备生产商利用FPGA来构建定制解决方案的发展趋势。 接入网的发展 宽带接入网从铜缆基础设施不断发展到光纤和铜缆混合网络。世界各地采用了不同的技术，例如ADSL 、 VDSL 、电缆、以太无源光网络(EPON)、宽带PON (BPON)和千兆PON (GPON)等，并通过开发来支持越来越 高的数据速率，以满足不同的地区需求。 例如，图1重点介绍了各种宽带技术的地区分布。Infonetics预测，到2010年，一半以上的电缆宽带用户将位于 北美，这是因为该地区有线电视业务有较高的普及率(1)。北美和亚太地区的PON用户也会迅猛增长，到2010 年，年度复合增长率达到150%，中国和北美将发展GPON技术，而日本主要采用EPON 。尽管欧洲地区采用 了各种宽带接入技术，但大部分宽带用户会继续使用DSL 。 图1. 2010年，全世界宽带用户地理分布比例 在这些技术基础之上，DSL论坛等标准化组织制定的目标规范为“不确定的接入网体系结构，它本质上能够 保证质量，灵活，具有弹性和通用性，通过多业务模型来提供服务”(2)。新兴的网络需要一种能够针对特定 应用单独进行配置的接入平台。 MSAN 的出现 2004年，英国电信(BT)首先宣布启动名为21世纪网络(21CN) 的网络发展规划，它宣称的目标包括： ■ 以目前还无法实现的方式，使用户能够灵活地进行控制和选择。 ■ 以更快的速度为客户开发比以前更令人激动的新业务。 ■ 到2008年和2009年，每年降低的成本以及节省的资金将超过20亿美元(3)。 为实现这些目标，21CN体系结构定义了接入节点，它能够在公共平台上实现语音、互联网协议(IP)、以太网 和固话服务。通过MSAN ，BT减少了网络单元数量，支持从固网到灵活的IP 网络的演进。随着世界各地运营 商加大基础设施的投入来提供新业务，这种MSAN体系结构将继续发展，满足更多的技术要求。 设备生产商面临的挑战 接入设备生产商有很好的市场机遇。Lightreading Insider预测，2011年GPON设备市场将达到47亿美元(4)。 Infonetics预测，2009年DSL和多业务接入平台市场将超过6亿美元。虽然机遇很好，但是也有挑战。 设备生产商必须同时面对接入市场的技术和业务挑战。这些挑战包括： ■ 加速产品面市 ■ 降低开发成本，保护工程投入。 ■ 适应多变的网络需求 ■ 满足今后的更新需求 除了这些挑战，同时还要考虑那些很难达到的目标——降低成本和功耗，以及风险等。 加速产品面市 在北美采用的GPON等新兴市场领域，能够首先推出可行的解决方案将是成功和失败的关键。北美地区电信 供应商面临来自电缆运营商的严峻威胁，迫切需要加速产品面市。为接入等大批量市场提供可行方案之后， 更重要的是降低解决方案的成本和功耗。 降低总体拥有成本 过去十年中，OEM开发产品的方法有很大变化。例如，通信设备生产商不断加强并重新部署在劳动力成本较 低地区的工程投入。在开发新技术时，控制开支主要集中在降低总体拥有成本(TCO)上。在多种应用或者平 台上重复使用某种公共框架、方法或者模块，可以降低芯片投入的总体拥有成本。 保护工程投入 在选择供应商时，了解半导体市场的业务动态有助于OEM进行适当的风险分析。随着时间的推移，使用以太 网乘累加器(MAC)芯片组、存储器、通用处理器或者FPGA等应用广泛的半导体器件能一直得到在这些技术上 的投资回报。随着在65nm和45m等新工艺上开发新产品的成本不断攀升，面向特定应用的器件很有可能会退 出市场。 例如，表1中网络处理器芯片供应商的发展状况说明了选择专用元件所面临的风险。和FPGA前沿芯片应用的 稳步增长相比，很容易看出，FPGA