FPGA技能、低本钱光学器材以及无源架构都为无源光网络(PON)以及这些网络的演进做出了巨大贡献。体系级OEM厂商不断发现，FPGA能够供给技能性规划和经济方面的优势，特别是在网络侧的中心局(CO)基础设施端。
2002年之前，低功用的FPGA首要用于原型创立东西。而现在的FPGA具有强壮的功用和丰厚的功用，能更好地满意日益进步的PON规划需求。别的，更低规划本钱、灵敏和可扩展的FPGA关于竞赛剧烈的无源光网络商场来说也是要害。
PON是点到多点(P2MP)光纤到驻地(FTTP)的网络拓扑技能，也常被界说为光纤到路旁边(FTTC)和光纤到家庭(FTTH)。在PON界说中选用了FTTP或CPE(用户驻地设备)。经过无需供电或无源的光分离器，单路光纤能够服务于多个驻地。分离器一般为32路，不过有时会多达64路。一个PON网络包含一个坐落事务供给商中心局的光线路终端(OLT)和很多的光网络终端(ONT)，后者也被称为进入驻地的光网络单元(ONU)。
下行的OLT信号以播送办法送到同享一根光纤的各个ONT。现在的PON规范规则下行的数据率高达2.5Gb/s(Gbps)。上行信号则运用时分多路(TDM)技能组合在一起。与数字用户线(DSL)或电缆比较，PON具有无与伦比的带宽优势，能够供给高速三重播映事务(语音，视频和数据)。
依据Infonetics的猜测，到2010年，北美和亚太地区PON用户的年度复合添加率可高达150%。吉比特PON(GPON)在北美正在获得微弱的添加，而以太网PON (EPON)首要用在日本。日本政府的补贴方针正在推进PON商场的逐年添加，而我国正在细心权衡EPON和GPON的好坏。
宽带PON(BPON)或许世界通讯联盟(ITU-T) G.983x是盛行的美国PON规范。其最大下行数据速率为622Mb(Mbps)，上行数据率为155 Mbps。安装在光纤链路中的无源分离器答应一根光纤最多衔接64个家庭。本年，GPON或ITU-T G.984，即BPON的演进版别，有望进入更多的美国家庭。它支撑TDM和分组数据，下行和上行数据率最高别离可达2.5 Gbps和1.24Gbps。GPON的要害长处是无需添加IP就能支撑交换式数字视频和原有的TDM语音。
本钱敏感性
不论哪种规范，用于供给宽带接入的PON体系具有高度的本钱敏感度。DSL是现在运用最为广泛的宽带接入技能。因为具有巨大的用户数量，DSL为每端口设置了极低的本钱标杆。因而，DSL对PON提出了强壮的应战。不过PON体系在曩昔两年里在下降本钱和增强功用方面也获得了长足的开展。
跟着PON商场的开展，体系级OEM厂商和运营商正亲近重视其本钱的下降，特别是OLT的本钱。在ONT侧，数量有望添加到百万台，因为PON将为数以百万计的驻地供给服务。许多ASIC和ASSP供货商盯上了ONT，并供给各种芯片产品。因为ONT是一个量很大的商场，ASIC和ASSP芯片厂商能够协助下降本钱，然后协助体系级OEM和运营商供给较低的价格。
另一方面，OLT体系数量为数万台而非数百万台，故本钱较高。例如，PON家用调制解调器的本钱为100到300美金，而PON网络中OLT体系的本钱则高达10000美金。实际上，OLT的本钱对运营商来说极为要害，因而大都集成了多端口线路卡，能够处理越来越多的驻地数量。
OLT线路卡的希望数量在可预见的未来将保持在中比及较低的水平，这有两个原因。首要，64个ONT只需求一个OLT，其次，每个OLT线路卡能够支撑4到8个OLT端口。所以，OLT线路卡的数量和所用的元器材要远远少于大批量的ONT设备。
规划杂乱性使本钱问题愈加严峻。PON OLT和ONT拓扑结构是一个同享的媒体架构，这为体系OEM规划师提出了应战。因为PON规范中选用了TDM技能，因而OLT和各个ONT之间的交互非常杂乱。TDM用来同享不同驻地间的容量。前期的PON规范运用静态TDM，因而每个驻地接纳相同的容量。
可是，最新的PON规范要求能够依据驻地的需求改变，为不同的驻地动态分配容量。这种动态带宽分配(DBA)功用需求运用ONT和OLT之间传送的信令告诉OLT每个ONT所需的容量。OLT也需求将分配的容量告诉给每个ONT。该协议根据从ONT到OLT的恳求音讯。OLT承认最佳的容量分配，并用承认音讯予以呼应。
别的，与较简略的点对点以太网端口不同的是，因为存在动态TDM要求，PON端口是一种更杂乱的P2MP。因而OLT端口有必要在多个ONT驻地之间进行接连切换。每个ONT分配得到32或64个可用时隙中的一个与OLT进行交互通讯。OLT有必要快速且接连地顺次确定到每个ONT数据流上，用的是众所周知的突发形式。为了支撑这一极快的确定计划，需求一个高度专用的媒体拜访控制器(MAC)、串行/解串器(SerDes)以及时钟和数据康复(CDR)功用。为了和谐对每个ONT的拜访，PON MAC特别重要。
图1：DSL和PON拓扑共存。
根据FPGA的规划
针对上述布景，体系级OEM厂商在完成低本钱和高效的OLT规划方面可选择性很少。一种办法是选用ASIC技能。但这种办法的出资本钱极高。因为一些原因，ASSP也无法较好地完成。ASSP在支撑PON演进需求方面的灵敏性有限，缺少规划可扩展性，并且功耗跟着时钟速率的升高而升高。ASSP在供给可竞赛的差异化产品方面的才能也很有限，还面临着器材停产的危险。别的，具有本钱也越来越高，上市时刻较长。
但是，FPGA却能为OLT的规划供给低本钱高效率的开发渠道。当规划无缝移植到结构化ASIC进行大批量出产时本钱还能进一步下降。这种办法因为省去了大型且耗时的ASIC开发，体系OEM厂商能够省去较大的本钱，并缩短上市时刻。
像Stratix这类FPGA器材，能够为完成和集成首要的OLT线路卡功用(见图2)供给所需的高功用逻辑。并且，FPGA也是用于完成CO OLT或许ONT用户驻地端EPON和GPON MAC的可选技能。别的，能够在一片FPGA中集成PHY和MAC，然后在一个芯片上完成虚拟线路卡。FPGA中先进的高效率内核矩阵根据的是被称为自适应逻辑模块(ALM)的立异逻辑单元。
图2：OLT线路卡选用的分布式与集中式架构的比较
