光通信芯片新勢力！鵬瞰半導體首創(chuàng)兩大技術，50G TS-PON即將到來

電子發(fā)燒友網報道（文/莫婷婷）近年來，在市場需求的帶動下光通信迎來快速發(fā)展，并且出現了應用范圍越來越廣的趨勢。2019年，鵬瞰半導體（上海）有限公司（以下簡稱“鵬瞰半導體”）正式成立，致力于打造智能網絡和邊緣計算和控制的半導體解決方案，為智能制造和機器人、汽車和 F5G等產業(yè)的下一波技術革命提供動力。

作為產業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)的光通信芯片，也是國產光通信行業(yè)中較為薄弱的環(huán)節(jié)，鵬瞰半導體加快產業(yè)布局，實現技術突破。鵬瞰半導體首創(chuàng)基于光傳輸技術的新型工業(yè)通信與控制網絡，即TS-PON技術。在近期，電子發(fā)燒友網采訪了鵬瞰半導體首席運營官張路博士，共同探討了光通信芯片市場的發(fā)展現狀以及公司未來的發(fā)展規(guī)劃等話題。

圖：鵬瞰半導體首席運營官張路博士

深挖光通信市場痛點，鵬瞰半導體推出兩大業(yè)界首創(chuàng)

在進入光通信市場之前，鵬瞰創(chuàng)始團隊就在尋找這個市場真正需要的是什么？“我們希望創(chuàng)建的公司還是要做一些創(chuàng)新的技術，而不是簡單的（國產）替代。經過籌備后，我們發(fā)現光技術在很多應用場景都有很強的優(yōu)勢?！睆埪凡┦空f到。

2018年，光傳輸技術的應用已經非常廣泛，例如光纖到戶，甚至在數據中心領域的應用發(fā)展也很快。而鵬瞰半導體發(fā)現了“市場缺口”：為了解決高帶寬、低時延和線纜電磁干擾等問題，工業(yè)領域也出現采用光纖作為通信媒介的趨勢。。當時還沒有能很好匹配的光傳輸技術應用在這些領域。

“我們認為這是一個很好的契機，而且有很多邊緣智能終端也對控制和傳輸提出了新的要求，特別是機器人、工業(yè)制造、車載等新興應用場景?！睆埪凡┦刻岬?。

原有的工業(yè)控制網絡，最注重可靠性、低時延的性能，對數據傳輸帶寬的要求較低。而大部分的數據網絡，對數據傳輸的帶寬要求非常高，但對于控制的應用沒有要求，因為以前互聯網應用主要是在做數據傳輸，對時延不敏感，但是一旦把數據傳輸技術應用在工業(yè)里，它就必須滿足工業(yè)應用的要求，包括可靠性、低能耗、低時延等。

新興應用場景對現有的數據網絡提出了很大的挑戰(zhàn)，鵬瞰半導體創(chuàng)始團隊認為“光進銅退”的趨勢，也必將在工業(yè)領域發(fā)生。

任何一家想要進入新興領域的玩家，都需要精準找到市場痛點，并且還需要打造屬于自己的技術競爭優(yōu)勢。

基于市場需求，鵬瞰半導體在傳統PON（無源光網絡）技術的基礎上做了演進，創(chuàng)新性提出“TS-PON”（時間敏感無源光網絡）的概念。隨后在FTTx的應用需求下，于今年又正式推出業(yè)界第一款FTTR Mini-OLT ASIC。

在9月的CIOE光博展期間，鵬瞰半導體向業(yè)界展示了公司的主營產品，基于TS-PON（時間敏感PON技術）的VN1810和VN1110系列SoC芯片，以及基于標準XGS/XG/GPON協議的VN180x和VN110x系列SoC芯片。

圖：鵬瞰半導體標準PON與TS-PON高集成芯片產品

首創(chuàng)TS-PON技術，人形機器人將更加靈活

什么是TS-PON技術？根據介紹，鵬瞰半導體將TSN（時間敏感網絡）特點和PON技術結合，帶寬提升至10G甚至更高，并且將通信時延降至10μs，極大程度解決了工業(yè)通信對時延、帶寬的問題。

在鵬瞰半導體的產品中，VN1810和VN1110分別是TS-PON Root SoC芯片、TS-PON Node SoC芯片。VN1810通常內置在工業(yè)主站的控制器里，VN1110內置在從站傳感器、執(zhí)行器單元里， Root和Node之間采用光纖連接，通過P2MP（點到多點）方式實現信息上傳和下發(fā)與控制處理。

圖：TS -PON的技術原理圖

TS -PON技術的目標替代市場指向控制總線和工業(yè)以太網。要知道，在工業(yè)通信方式中，盡管工業(yè)無線網絡的需求正在提升，但工業(yè)以太網和控制總線等有線方式依舊占據主導地位，合計占據超過八成的市場份額。工業(yè)以太網傳輸技術是點到點的傳輸技術，不管是采用電纜還是光纖進行傳輸，都是需要大量的線纜。另外，以太網的協議是為“盡力而為”的數據傳輸設計的，為了彌補這個缺陷，當前工業(yè)以太網或其他TSN技術都還只是做了“改良”工作。從上面TS-PON的技術原理圖上可以看出，它是采用了“革命性”的方式優(yōu)化了傳輸方式：包括點到多點的技術可以減少大幅減少線纜數量，而且也大幅減少了主站的設備端口及設備數量，降低了投資成本。并且TS-PON從協議根基上保證了工業(yè)網絡需要的確定性，低時延等需求。

目前，鵬瞰半導體已掌握10G光通信芯片的核心技術，開始向50G等下一代PON技術布局。

“從光網的建設，到光網的維護，它的遞升性都非常強，生命空間也非常大?！睆埪凡┦勘硎荆诠饫w的特點，鵬瞰半導體可以快速推進TS-PON技術的演進。鵬瞰半導體已經將單芯光纖通信速率50G的產品系列列入產品規(guī)劃路標，包括50G TS-PON和50G ITU PON。

那么，TS-PON技術的應用能夠帶來哪些應用升級呢？

當前，鵬瞰半導體推出了工業(yè)4.0、機器人、智能汽車的光平臺解決方案。關于在機器人上的應用，張路博士提到，機器的溝通分為兩部分，一部分是機器內部的溝通，依靠的是有線傳輸技術把機器人的每一個關節(jié)點全都連接起來；另一部分機器跟機器之間的溝通，依靠的是無線傳輸技術讓機器可以完成跟外部物體的互動。兩部分傳輸統籌不同載體之間的連接。而TS-PON技術側重于有線傳輸。

現階段的人形機器人可以完成很多動作，但這些動作的完成都很慢，因為需要考慮數據傳輸、控制，以及如何在保證安全時又能靈活完成動作等問題。TS-PON技術能夠用一根光纖支撐起高達128個節(jié)點，具備高帶寬、μ秒級低時延，超高性能MCU等優(yōu)勢。后續(xù)能夠升級為50G TS-PON，，能夠讓機器人承載更多的攝像頭和傳感器，可以完成更復雜更靈活的工作。

同樣，TS-PON技術的優(yōu)勢在智能汽車、工業(yè)4.0領域也能得到充分的發(fā)揮。鵬瞰半導體也已經與多家頭部企業(yè)達成深度合作，未來隨著技術的成熟與迭代，將逐步提升市場占有率。

完成0到1的突破，發(fā)布首款FTTR Mini-OTL ASIC

在通信領域，FTTR是今年繞不開的熱點話題，隨著光纖到房間的推進，光通信在智慧家庭的應用也得到進一步的開拓。

針對家庭應用場景，鵬瞰半導體推出了業(yè)界第一款FTTR Mini-OTL ASIC——VN180x和VN110x系列SoC芯片。顧名思義，這款產品的特別之處就在于采用了ASIC方案。

相對于FPGA方案，ASIC方案在速率、安全性、功耗等各個方案都有明顯的優(yōu)勢，VN180x的功耗可以低至1W，而業(yè)界的FPGA方案的功耗約為3W，在家庭應用場景中，功耗將是一個非常明顯的優(yōu)勢。此外，VN180x還內置PLL，無需另加高精度時鐘芯片。

當前，在家庭應用中，即使連接了 WiFi 6、WiFi 7，但是用戶很難感受傳輸速率很快，這是因為周圍有幾十個WiFi熱點在工作，所以每一個熱點的傳輸數據都很低。而FTTR光網絡能還需要進一步優(yōu)化它，把每個房間的WiFi熱點全部連接起來，讓它們做更好地協同，提升傳輸速率。

面向未來的TS-PON SoC，必將引發(fā)一場工業(yè)領域的大變革

基于AIGC的特性，FTTR的使用場景也從家庭應用領域，拓展至政企等領域。傳統FTTH光纖到戶對通信傳輸距離的要求是10公里甚至20公里，但工業(yè)應用場景或許只需要100米、200米，房間與房間之間是需要10米或者20米。張路博士表示，這里面光通信有很大的優(yōu)化空間，包括有線和無線之間怎么樣更好地融合，這就是我們下一代要去解決的一個問題。

面對AI等技術帶來的海量數據、傳輸挑戰(zhàn)，張路博士認為，如果將車載、機器人、工業(yè)應用場景看成一個個邊緣智能體，我們需要進一步思考的是：在各種各樣的邊緣智能應用里，它會對數據傳輸和實時性提出什么樣的要求，我們怎么樣把智能的應用和對數據的使用能夠做得更好，這是我們要做的。

鵬瞰半導體作為光通信芯片研發(fā)商，扮演的角色猶如修橋鋪路的基礎設施建設，在光通信行業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮中流砥柱的作用。鵬瞰半導體認為，光技術代表了網絡通信的未來，因為它可以覆蓋從廣域網一直到局域網到工廠到機器人和車身，不管是從公司的發(fā)展，還是產品的研發(fā)，鵬瞰半導體將開發(fā)出更新的技術、更新的產品，引領產業(yè)的發(fā)展，同時滿足業(yè)界對新技術無盡的需求。