不斷演進的無源光網絡(PON)需要FPGA設計的靈活性支
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設計復雜性使成本問題更加嚴重。PON OLT和ONT拓撲結構是一個共享的媒體架構，這為系統OEM設計師提出了挑戰。由于PON標準中采用了TDM技術，因此OLT和各個ONT之間的交互非常復雜。TDM用來共享不同駐地間的容量。早期的PON標準使用靜態TDM，因此每個駐地接收相同的容量。
但是，最新的PON標準要求能夠根據駐地的需求變化，為不同的駐地動態分配容量。這種動態帶寬分配(DBA)功能需要利用ONT和OLT之間傳送的信令通知OLT每個ONT所需的容量。OLT也需要將分配的容量通知給每個ONT。該協議基于從ONT到OLT的請求消息。OLT確定最佳的容量分配，并用確認消息予以響應。
另外，與較簡單的點對點以太網端口不同的是，由于存在動態TDM要求，PON端口是一種更復雜的P2MP。因此OLT端口必須在多個ONT駐地之間進行連續切換。每個ONT分配得到32或64個可用時隙中的一個與OLT進行交互通信。OLT必須快速且連續地依次鎖定到每個ONT數據流上，用的是眾所周知的突發模式。為了支持這一極快的鎖定方案，需要一個高度專用的媒體訪問控制器(MAC)、串行/解串器(SerDes)以及時鐘和數據恢復(CDR)功能。為了協調對每個ONT的訪問，PON MAC尤其重要。本文引用地址：http://www.104case.com/article/191611.htm
圖1：DSL和PON拓撲共存。
基于FPGA的設計
針對上述背景，系統級OEM廠商在實現低成本和高效的OLT設計方面可選擇性很少。一種方法是選用ASIC技術。但這種方法的投資成本極高。由于一些原因，ASSP也無法較好地實現。ASSP在支持PON演進需求方面的靈活性有限，缺乏設計可擴展性，并且功耗隨著時鐘速率的升高而升高。ASSP在提供可競爭的差異化產品方面的能力也很有限，還面臨著器件停產的風險。另外，擁有成本也越來越高，上市時間較長。
然而，FPGA卻能為OLT的設計提供低成本高效率的開發平臺。當設計無縫移植到結構化ASIC進行大批量生產時成本還能進一步降低。這種方法由于省去了大型且耗時的ASIC開發，系統OEM廠商可以省去較大的成本，并縮短上市時間。
像Stratix這類FPGA器件，能夠為實現和集成主要的OLT線路卡功能(見圖2)提供所需的高性能邏輯。而且，FPGA也是用于實現CO OLT或者ONT用戶駐地端EPON和GPON MAC的可選技術。另外，可以在一片FPGA中集成PHY和MAC，從而在一個芯片上實現虛擬線路卡。FPGA中先進的高效率內核矩陣基于的是被稱為自適應邏輯模塊(ALM)的創新邏輯單元。
圖2：OLT線路卡采用的分布式與集中式架構的比較
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