CN100558027C - 简化千兆无源光网络下行前向纠错处理的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无源光网络中的数据处理技术，特别涉及千兆无源光网络(GPON)中对下行数据进行前向纠错(FEC)处理的方法和系统。一种简化千兆无源光网络下行前向纠错处理的方法，下行数据中的特定字节被设置为固定值，根据所述被设置为固定值的特定字节、以及与所述特定字节对应的FEC校验用冗余字节组成一个固定数据；前向纠错FEC处理模块在进行FEC编码时将所述固定数据添加到下行数据帧尾部，在进行FEC解码时将所述固定数据丢弃。本发明通过废弃GPON下行帧除以255所得的余数部分中的有效数据，使得系统不需要增加FEC处理模块及其性能、不需改变系统时钟频率就可工作，降低了对OLT和ONU处理FEC编解码性能的要求，从而降低了处理的复杂度、简化了电路，降低了系统的成本。
Description
[技术领域]
本发明涉及无源光网络中的数据处理技术，特别涉及千兆无源光网络(GPON)中对下行数据进行前向纠错(FEC)处理的方法和系统。
[背景技术]
GPON网络下行方向由于进行无源分光，光信号衰减较大，在光网络单元(Optic Network Unit，ONU)侧接收的光模块就要求有很高的灵敏度，导致系统成本增加。GPON的G.984标准中可以选择支持前向纠错(Forward ErrorCorrection，FEC)功能。FEC是一种前向纠错码，使用RS(255，239)编码，即每239字节有效数据经过处理后得到16字节的冗余字节，和239字节有效数据合成一个255字节的数据块进行传输。在接收侧根据这16字节的冗余字节对255字节的数据进行有限位数据的纠错和检错，以提高线路传输性能，降低对下行ONU侧接收光模块的性能要求，达到降成本的目的。
但是，当有效数据不足239字节时，根据算法规定，需要在有效数据后补充全‘0’的字节到239字节，然后再进行FEC编解码。而GPON下行方向数据长度对应不同的速率长度不同，当传输速率为1.24416Gbps时数据长度为19440Bytes，传输速率为2.48832Gbps时数据长度为38880Bytes。这样，根据算法，19440除以255得到60字节的余数，38880除以255得到120字节的余数，如果再在余数后补充全‘0’的字节到239字节就会导致系统在进行FEC计算时的处理性能略大于线路性能，这就对光线路终端(Optic Line Terminal，OLT)和ONU的处理性能提出了要求。由于OLT和ONU处理芯片所采用的系统时钟都和线路速率成比例关系，例如线路速率为1.24416Gbps时，系统时钟采用155.52MHz＝1244.16/8，而内部处理带宽往往就等于线路速率，这样FEC处理多出的性能要求就要采用一些特殊的方法来实现。
现有的一种处理方法是：采用空间换时间的方法。假设一个FEC处理模块处理性能能够达到1.24416Gbps的性能，如果下行处理性能要求达到2.48832Gbps，这时并行两个FEC处理模块已经不够了，必须增加一个FEC模块来对多余出来的最后一个数据块进行处理，如图1所示。这样做的缺点是：①增加处理模块和电路导致系统成本增加；②由于增加了分支导致系统复杂度增加；③增加的FEC处理模块利用效率非常低，造成资源浪费。
现有的第二种处理方法是：增加单一FEC处理模块的处理性能，如图2所示。由于系统时钟和线路速率成简单整数比例关系，所以如果只是增加单一FEC的处理性能，就必须是成倍增加，并且由于二进制的限制，需要按照2的幂次倍数增加。假设如果要处理1.24416Gbps的线路速率，单一FEC模块处理性能要增加到2.48832Gbps的处理性能，处理要求更加苛刻。处理能力利用率与前述方法相比也只有略高于50％。其缺陷是：①要求FEC处理模块大幅增加其处理性能，导致成本增加；②由于处理性能增加后导致FEC处理过程更加复杂，实现高速FEC处理比低速FEC处理难度增加。
现有的第三种处理方法是：增加单一FEC处理模块的处理性能。即通过少量增加系统时钟频率来提高FEC处理模块的处理性能，如图3所示。如果线路时钟达到2.48832Gbps，系统时钟可以提升到156.06MHz，使单一FEC模块处理性能要增加到2.49696Gbps的处理性能，满足增加的FEC处理开销。但由于系统时钟和线路时钟不成简单整数比例，就要增加异步转换处理，通过一个异步模块(Async Module)进行频率转换。由于GPON是同步系统，引入不成简单整数比例的时钟将导致设计复杂度增加，进而导致系统成本增加。
[发明内容]
本发明提供了一种简化千兆无源光网络下行前向纠错处理的方法和系统，以解决现有技术中需增加FEC模块或增加单一FEC处理模块的处理性能来提高系统处理性能的问题。
本发明的技术方案是：一种简化千兆无源光网络下行前向纠错处理的方法，前向纠错FEC处理模块将下行数据中的特定字节设置为固定值，根据所述被设置为固定值的特定字节、以及与所述特定字节对应的FEC校验用冗余字节组成一个固定数据；在进行FEC编码时将所述固定数据添加到下行数据帧尾部，在进行FEC解码时将所述固定数据丢弃，所述特定字节是下行数据长度除以255，所得余数部分对应的字节减去FEC校验用冗余字节后所得的有效数据字节。
作为本发明的一个实施方式，所述特定字节的所有字节被设置为一个固定的值。
作为本发明的另一个实施方式，所述特定字节的所有字节按照连续性被设置为多个固定的值。
进一步的，所述固定数据存储在所述FEC处理模块的存储单元中。
作为本发明的一个改进，所述FEC处理模块在进行FEC解码时将所述下行数据帧尾部的固定数据与存储单元中的数据对比，如果与存储单元中的数据相同，则将帧尾部的固定数据丢弃。
本发明还提供了一种简化千兆无源光网络下行前向纠错处理的系统，包括用于对下行数据进行FEC编码处理的前向纠错FEC编码处理模块、用于对下行数据进行FEC解码处理的FEC解码处理模块；
所述FEC编码处理模块中还包括FEC存储单元，其用于存储固定数据；所述FEC编码处理模块在编码时将所述固定数据添加到下行数据帧尾部；FEC解码处理模块在解码时丢弃下行数据帧尾部的固定数据，所述固定数据由被设置为固定值的特定字节、以及与所述特定字节对应的FEC校验用冗余字节组成；所述特定字节是下行数据长度除以255，所得余数部分对应的字节减去FEC校验用冗余字节后所得的有效数据字节。
作为本发明的一个改进，所述FEC解码处理模块中还包括FEC存储单元，其用于存储固定数据；FEC解码处理模块在解码时将所述下行数据帧尾部的固定数据与存储单元中的数据对比，如果与存储单元中的数据相同，则将帧尾部的固定数据丢弃。
本发明的有益效果是：通过废弃GPON下行帧除以255所得的余数部分中的有效数据，使得整个系统不需要增加FEC处理模块及其性能、不需改变系统时钟频率就可工作，降低了对OLT和ONU处理FEC编解码性能的要求，从而降低了处理的复杂度、简化了电路，降低了系统的成本。
[附图说明]
图1是现有技术一的系统模式图。
图2是现有技术二的系统模式图。
图3是现有技术三的系统模式图。
图4是本发明的系统模式图。
图5为本发明的数据结构图。
[具体实施方式]
下面根据具体实施例，以GPON线路速率2.48832Gbps为例对本发明做进一步阐述。
如图4所示，本发明系统包括用于存储固定数据的前向纠错FEC存储单元，用于对下行数据进行FEC编码处理的FEC编码处理模块，以及用于对下行数据进行FEC解码处理的FEC解码处理模块。所述存储单元设置在FEC编码处理模块和解码处理模块中。对于下行处理来说，FEC编码处理模块一般设置在局端设备中，FEC解码处理模块设置在终端设备中。
当GPON线路速率为2.48832Gbps时，下行帧长38880字节。按照算法：下行数据长度38880除以255，余数为120，在余数120中还有16字节是用来放置FEC校验用冗余字节，所以有效数据为104字节，本发明中将这104个字节称为特定字节。(如图5所示固定值数据)
前向纠错FEC处理模块将上述104个特定字节全部设置为一个固定的值，比如全部设置为0，或者根据连续性处理设置为多个固定的值。由于特定字节数据是固定的，其对应的FEC校验用冗余字节也就是固定的。这样，上述104个特定字节与其对应的FEC效验用冗余字节就组成一个固定数据，存储在FEC处理模块中的存储单元中。上述固定数据在进行FEC处理时就不再作为有效数据，简化计算：FEC编码处理模块在进行编码时，首先判断当前处理数据是否是最后一个编码词(Codeword)，如果是，就将存储单元中的固定数据添加在当前数据尾部；FEC解码处理模块在进行解码时也判断当前处理数据是否是最后一个CodeWord，如果是，只要将帧尾部的数据与存储单元中的数据对比验证再丢弃即可。
作为本发明的一个改进，为了简化处理程序，FEC解码处理模块中不再设置有存储固定数据的存储单元，FEC处理模块在解码时判断当前处理数据是否是最后一个CodeWord，如果是，直接将帧尾部的固定数据丢弃。
虽然浪费了部分字节，但可以将处理电路简单化，进而降低成本。并且浪费的字节数目所占用的比例、以及FEC冗余字节所使用的比例也小得多，相对整个下行帧数据也小得多，如表二所示：
表二：
| 下行线路速率(Mbps) | 下行帧长(Byte) | FEC冗余数据长度/百分比(Byte/％) | 除以255后的余数(Byte) | 本方案废弃的数据长度/百分比(Byte/％) |
| 2488.32 | 38880 | 2448/6.296％ | 120 | 104/0.267％ |
| 1244.16 | 19440 | 1232/6.337％ | 60 | 44/0.226％ |
| 622.08 | 9720 | 624/6.420％ | 30 | 14/0.144％ |
根据表二可以看出浪费的比例都远小于FEC冗余数据所占比例，小于整个下行帧的0.3％，少量的浪费带来整体处理复杂度降低，降低对OLT和ONU进行处理FEC编解码性能的要求，进而降低成本。
综上所述，本发明通过废弃GPON下行帧255的余数部分的有效数据，降低了对OLT和ONU处理FEC编解码性能的要求，从而降低了处理的复杂度、简化了电路，降低了系统的成本。
Claims (7)
1、一种简化千兆无源光网络下行前向纠错处理的方法，其特征在于：前向纠错FEC处理模块将下行数据中的特定字节设置为固定值，根据所述被设置为固定值的特定字节、以及与所述特定字节对应的FEC校验用冗余字节组成一个固定数据；在进行FEC编码时将所述固定数据添加到下行数据帧尾部，在进行FEC解码时将所述固定数据丢弃；所述特定字节是下行数据长度除以255，所得余数部分对应的字节减去FEC校验用冗余字节后所得的有效数据字节。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述特定字节的所有字节被设置为一个固定的值。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述特定字节的所有字节按照连续性被设置为多个固定的值。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述固定数据存储在所述FEC处理模块的存储单元中。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述FEC处理模块在进行FEC解码对将所述下行数据帧尾部的固定数据与存储单元中的数据对比，如果与存储单元中的数据相同，则将帧尾部的固定数据丢弃。
6、一种简化千兆无源光网络下行前向纠错处理的系统，包括用于对下行数据进行FEC编码处理的前向纠错FEC编码处理模块、用于对下行数据进行FEC解码处理的FEC解码处理模块；其特征在于：
所述FEC编码处理模块中还包括FEC存储单元，其用于存储固定数据；所述FEC编码处理模块在编码时将所述固定数据添加到下行数据帧尾部；FEC解码处理模块在解码时丢弃下行数据帧尾部的固定数据；所述固定数据由被设置为固定值的特定字节、以及与所述特定字节对应的FEC校验用冗余字节组成；所述特定字节是下行数据长度除以255，所得余数部分对应的字节减去FEC校验用冗余字节后所得的有效数据字节。
7、根据权利要求6所述系统，其特征在于：所述FEC解码处理模块中还包括FEC存储单元，其用于存储固定数据；FEC解码处理模块在解码时将所述下行数据帧尾部的固定数据与存储单元中的数据对比，如果与存储单元中的数据相同，则将帧尾部的固定数据丢弃。
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