CN102422580A - 用于减少连续相同数字的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在例如无源光网络的数据传输网中，连续相同数字(CID)处理需求可通过在发射机端提供用于监控传输流中的CID数量的CID监控模块得到降低。当CID数量超过阈值时，差错生成模块在传输流中引入差错以将CID降到阈值以下。随后将该修改的传输流发送至接收机，使得在接收机端以提高的稳定性执行时钟恢复。一旦获得时钟恢复，该接收机随后可处理该传输流以纠正发射机端引入的差错。

Description

用于减少连续相同数字的系统和方法
相关申请引用
本申请要求于2009年4月28日提交的、序号为61/214,780的美国临时专利申请的优先权，将其全部内容在此列为参考。
技术领域
本公开涉及用于在包括但不限于光网络、电接口等的数据传输系统中减少连续相同数字(CID)要求的系统和方法。
背景技术
光网络，例如无源光网络(PON)，是一种灵活的接入网络，其能够为商务和住宅用户提供多种宽带和窄带业务。网络运营商认为其基础设备相对便宜，因为在运营商的中心局(CO)和用户的房屋(CP)之间不需要任何活动的设备或电源。如图1的PON 10所示，下行PON业务被指定为从驻留在CO中的光线路终端(OLT)12经由光分路器14至驻留在CP中的多个光网络终端(ONT)16(或光网络单元(ONU)，未示出)。
目前吉比特PON系统(称为GPON)利用扰颜技术降低数字传输中过大数量的连续1或连续0的可能性。这对保持将接收机的时钟恢复机制锁定到数字信号是必要的。该标准要求接收机容许多达72个连续相同数字(CID)。GPON系统的上行传输以突发模式操作，其需要传输开始时快速锁定以及对突发的剩余部分容许96个CID的能力。突发的开始包括具有CID＝1的前导码以对其适应。突发模式接收机相比连续模式接收机更复杂、更昂贵和较少用。
一个选择是利用8B10B或9B10B线路编码技术。这些技术需要在传输过程中的附加比特(带宽)。在9B10B编码的情况下在传输介质的带宽方面有10％的损失。用于下一代10吉比特无源光网络(X-GPON1)的提议之一使用9B10B编码。要进行9B10B编码的信号具有前向纠错(FEC)编码。9B10B编码和FEC编码的组合开销是25％。该提议还需要新的传输会聚(TC)层标准。
希望改进CID处理的系统和方法。
发明内容
在本公开的一个方面，提供了一种在数据传输网络中进行传输的方法，包括：在发射端分析传输流以确定所述传输流是否包括多于阈值个连续相同数字。对于包括多于阈值个连续相同数字的传输流，在所述传输流中生成一差错，其将连续相同数字的数量降至所述阈值以下。随后发送包括所生成的差错的传输流。
在本公开的一个方面，提供了一种数据传输网络的发射机组件，其被配置为将传输流发送至所述数据传输网络的接收机组件。所述发射机组件包括：连续相同数字监控器，其被配置为监控传输流以确定所述传输流是否包括多于阈值个连续相同数字；差错生成器，其被配置为修改具有多于阈值个连续相同数字的传输流以将连续相同数字的数量降至所述阈值以下；以及发射机，其被配置为将修改后的传输流发送至接收机。
在本公开的一个方面，提供了一种数据传输网络的接收机组件，其被配置为从所述数据传输网络的发射组件接收包括引入的差错的传输流，并且处理接收的传输流以纠正该引入的差错。
附图说明
现在仅以举例的方式参考特定实施例和附图，附图中：
图1示出了无源光网络的一种配置；
图2示出了图1的无源光网络中的传输过程；
图3示出了在一个实施例中用于图2的过程的发射机组件和接收机组件；
图4示出了在一个实施例中在引入CID减少差错之前和之后的传输流；
图5示出了在一个替代实施例中用于图2的过程的发射机组件和接收机组件；
图6示出了在一个替代实施例中在引入CID减少差错之前和之后的传输流；以及
图7示出了在255字节码字中CID出现的平均数量。
具体实施方式
在图2的流程图100中示出了一种用于在例如图1的PON 10的数据传输网中进行传输的方法。在步骤101，分析来自网络的发送端(即OLT 12或ONU 16)，的要传输的传输流，以确定该传输流是否包括多于阈值个连续相同数字。对于包括多于阈值个连续相同数字的传输流，在传输流中生成一个差错，该差错将连续相同数字的数量降至阈值以下(步骤102)。包括所生成的差错的传输流随后被发送至PON的接收机组件(步骤103)。
在图3中，示出了GPON的发射机和接收机组件的一个例子，其可被修改以提供改进的CID性能。上述过程可实现用于下行传输或者可实现用于上行通信，在下行传输情况下发射机将驻留在OLT 12中并且接收机将驻留在ONT 16中，在上行通信情况下发射机驻留在ONT 16中并且接收机驻留在OLT 12中。在任一个实施例中，发射机端30的FEC编码器31例如使用(255，239)里德·索洛蒙(RS)码对传输流进行编码。该传输流然后由加扰器32进行加扰。并串转换器和光发射机34然后通过网络35发送该传输流，例如从OLT发送至ONT，或者反之。在传输期间，在传输流中可能出现线路差错。在接收机端36，光接收机和串并转换器36接收该传输流，并且将该流送至成帧和解扰单元38进行解扰。FEC解码器39应用解码方案以纠正所出现的任何线路差错。
在常规发送端系统的一种修改中，可增加在图3中示出为组合模块33的CID监控模块和差错生成模块，其功能是避免传输流中连续的1或连续的0超过允许水平或阈值水平。该CID监控器和差错生成模块33监控FEC编码和加扰后的传输流41。如果模块33检测到CID超过预定阈值，则发射机生成限制CID的比特差错。在图4中示出了一个示例字节流A 41。该字节流41示出为在字节流41的每个阶段具有计数值42个连续1。注意该字节流41包括具有十六进制值FF的5个连续字节的一个序列44(每个FF值对应于8个连续1的字节的比特序列)。在图4的实例中，CID监控模块33监控超过20个连续1或连续0的情况以及将引起问题的最后一个字节的奇比特置错以满足最大20个CID的标准。在字节流41的字节43处，连续1的计数值已经达到26。CID监控模块33检测到该值已超过允许的阈值，因此通过翻转奇比特来改变字节43的比特模式(生成字节值AA)。CID监控和差错生成模块33的输出示为具有相应的连续1计数值47的字节流B 46。输出字节48对应于输入字节43并示为具有十六进制值AA，对应于1和0的交替模式。该引入的差错重置了连续1的计数值以使在该字节序列中连续1(或连续0)的数量永不超过预定阈值20。类似地，在输入字节流41中的字节45可被纠正为输出字节流46中的字节49。
在接收机端36(图3)，纠正由传输介质产生的差错的FEC解码器39机制还纠正由发射机生成和引入的比特差错。利用RS(255，239)，可纠正高达每码字8个字节。由于解码器不知道线路差错或CID引入差错之间的区别，所以FEC解码器39纠正线路差错的能力在这种情况下由于两个CID置错字节而降低了。通过比较纠错前后的比特流，该接收机协调真正的线路差错和人工插入的差错之间的区别。接收机将知晓发射机用来插入差错的CID阈值。协调线路和引入差错之间的区别的一个方法是从解码器输出中再现差错信号并将其与解码器的输入进行比较，区别就是线路差错。
在图5示出的一个替代实施例中，接收机端36在成帧53之后并在解扰器38之前配置有CID差错检测器和CID差错移除模块51。CID差错监控和插入模块33可配置为检测已知包含多于预定水平个连续1或连续0的某些字节序列。例如，如图6所示，图5的差错插入模块33可被配置为检测输入字节流C 61中为FF，FF，FF的字节序列64，并且将其替换为输出字节流D 66中的字节序列FF，FF，AA 65。图5的接收机端36的CID差错检测器和差错移除模块51可被配置为检测接收到的字节流中的字节序列FF，FF，AA(其表示一个已知引入差错)，并且将这样的字节序列替换为已知原始字节序列FF，FF，FF字节，从而纠正插入的差错。因为FF，FF，AA序列可能是非引入差错，所以CID差错移除产生的该FF，FF，FF将由FEC解码器来修复，从而降低了码字的纠错能力。通过比较FEC解码器的输入和输出，本领域技术人员可知晓如何区分CID纠错器引入的差错和真正的线路差错。
本领域技术人员将容易认识到根据连续1或连续0的允许数量可以检测和替换其它字节序列。例如，如果最大CID限度被设为小于20的某值，则还可修改在前面的CID序列已经被替换之后所保持的并且生成CID计数值为20的AA，FF，FF，FC序列。另外，本领域技术人员将容易认识到连续0实例等价于在此描述的连续1实例。
连续相同数字的允许数量可根据系统需求和FEC编码/解码能力配置。图7示出了在一个255字节码字中CID出现的平均数量。在一个实施例中，CID允许数量可以是小于50，或可设为32或更少。在一个精确的实施例中，CID允许数量可以是20，如上所述。通过本发明人的初步测试已经示出接收机的CID需求可从72比特降至16比特，但是对于传输介质差错的纠错能力稍微降低。图7示出了需要引入差错和后续纠错的比特模式的出现率对近似小于14的CID值略微增加。在接收机端对引入的差错的较高纠错水平是以损害线路纠错为代价的。虽然本文提供的数量可提供关于可用CID限制的某些指导，但是本领域技术人员可建立其它限制。特别是，在不是由GPON标准管理的网络中，可设置更合适的CID限制。
在非光网络实施例的一个实例中，数据传输网络可基于盘驱动接口，例如其在串行接口上使用8B10B和FEC。可通过使用扰频、FEC和应用上面描述的CID检测原则来在接口上获得更大带宽。在该实例中，允许的CID的数量可被设为依赖于网络的水平，其可能大大不同于上面结合GPON网络说明的数量。
虽然本发明的实施例已经在附图中示出并且在上述描述中描述，但是应当理解，本发明不局限于所公开的实施例，而是能够在不脱离下面权利要求阐明和定义的本发明的精神的情况下进行多种重新安排、修改和代替。例如，本发明的能力可以通过一个或多个块、模块、处理器或存储器来完全和/或部分实现。此外，这些能力可以以当前的方式或者以分布式方式、或通过任何能够提供和/或接收信息的设备来执行。进一步地，虽然以特定方式进行了描述，但是可以在不脱离本发明的范围的情况下重新配置各种模块或者块。另外，虽然以特定方式进行了描述，但是本发明可以利用更多或更少数量的模块和连接以完成本发明、给本发明提供附加的已知特征，和/或使本发明更有效或者有作用。此外，在各种模块之间发送的信息可通过数据网络、互联网、互联网协议网络、无线资源和有线资源中的至少一个并通过多个协议而在模块之间发送。

Claims (10)

1.一种数据传输网络的发射机组件，其被配置为向所述数据传输网络的至少一个接收机组件发送传输流，所述发射机组件包括：
连续相同数字监控器，其被配置为监控传输流以确定该传输流是否包括多于阈值个连续相同数字；
差错生成器，其被配置为修改具有多于阈值个连续相同数字的传输流以将连续相同数字的数量降到所述阈值以下：以及
发射机，其被配置为将修改后的传输流发送到所述至少一个接收机组件。
2.根据权利要求1所述的发射机组件，包括前向纠错编码器，其被配置为对所述传输流应用前向纠错编码方案。
3.根据权利要求2所述的发射机组件，其中在所述传输流被送至所述连续相同数字监控器之前向所述传输流应用所述前向纠错编码方案。
4.根据权利要求1所述的发射机组件，其中所述连续相同数字监控器被配置为对所述传输流中的连续相同数字的数量进行计数。
5.根据权利要求1所述的发射机组件，其中所述差错生成器被配置为修改所述传输流的字节的比特模式。
6.根据权利要求5所述的发射机组件，其中所述差错生成器被配置为修改连续相同数字的数量超过所述阈值的传输流中的字节的比特模式。
7.根据权利要求1所述的发射机组件，其中所述连续相同数字监控器被配置为检测字节模式。
8.根据权利要求7所述的发射机组件，其中所述连续相同数字监控器被配置为检测具有多于所述阈值个连续相同数字的字节模式。
9.根据权利要求7所述的发射机组件，其中所述差错生成器被配置为替换检测到的字节模式。
10.根据权利要求9所述的发射机组件，其中所述差错生成器被配置为将检测到的字节模式替换为交替字节模式。
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