CN102439874A

CN102439874A - 光在网络中发送下行帧的方法及相关装置

Info

Publication number: CN102439874A
Application number: CN2009801575836A
Authority: CN
Inventors: 赵泉波
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2012-05-02
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN102439874B; WO2011050529A1

Abstract

一种在光网络中发送下行帧的方法及相关装置，所述方法包括：确定下行GPON的速率为V_GPON，以及下行GTC帧所采用的编码类型及码型为RS(n，k)，其中，n为编码后的长度，k为待编码的长度；根据所述下行GPON的速率V_GPON确定每个下行GTC帧包含的字节数M；若M除以n的余数不为零，则将所述下行GTC帧的第一个码字按短码字编码处理，将所述下行GTC帧的其余码字按标准的长度n编码处理；将编码、封装后的所述下行GTC帧发送出去。应用本发明，使得下行帧中重要的控制信息PCBd得到了更为有效的保护，优化了RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。

Description

在光网络中发送下行帧的方法及相关装置技术领域

本发明涉及光网络技术领域，尤其涉及光在网络中发送下行帧的方法及相关装置。

背景技术

无源光网络（ PON, Passive Optical Network )技术是一种点对多点的光纤传输和接入技术，下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓朴结构，在光分支点不需要节点设备，只需要安装一个筒单的光分支器即可，其具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。

图 1是现有无源光网络常用的一种拓朴结构示意图。图 1所示无源光网络为树型的拓朴结构，其包括局侧的光线路终端（OLT ) 101、用户侧的光网络单元（ONU )或者光网络终端（ONT ) 103以及光分配网络 ( ODN ) 102。所谓"无源"，是指 ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部由光分路器（Splitter )等无源器件组成，因此其管理维护的成本较低。

目前主要的 PON技术包括：适用于异步传输模式（ Asynchronous Transfer Mode , ATM ) 的 ATM 无源光网络 ( ATM Passive Optical Network , APON ) 和宽带无源光网络（ Broadband Passive Optical Network , BPON ) ；适用于以太

ATM 和以太网传输的千兆比特速率无源光网络（ Gigabit Passive optical Network , GPON )»

GPON 下行帧由下行物理层控制块 ( Physical control block Downstream , PCBd ) 和有效净荷组成， GPON 传输汇聚层（GTC , GPON Transmission Convergence ) 的帧结构如图 2所示，一个 GTC帧的长度为 125μ_δ。

PCBd字段的结构如图 3所示，从左到右包括：

物理层同步（ Physical synchronization , Psync ) 字段：其占用 4 字节，用于对帧进行识别；

识别（ldent )字段，其占用 4 字节，包含 1 比特的 FEC指示位、 I 比特保留位和 30 比特的超帧计数 ( super frame counter ) 其中 FEC 指示位用于指示本下行帧是否使用了 FEC 编码，超帧计数作为下行数据加密解密算法的输入参数；

下行物理层操作管理和维护( Physical Layer Operations , Administration and Maintenance downstream , PLOAMd )字段，占用 13 字节，包含一条物理层操作管理和维护 ( Physical Layer Operations , Administration and Maintenance , PLOAM )消息，所述 PLOAM 消息用于 OLT和 ONU 间建链过程和链路维护中的操作管理和维护 ( Operations , Administration and Maintenance , OAM ) , 一个 PLOAM 消息类型对应一种很具体的功能，如调整光功率消息、分配流量容器 ( Transmission container , T-CONT ) 消息等；

比特交织校验 ( Bit-Interleaved Parity , ΒΙΡ )字段，占用 1 字节，保存从上 6个帧 ΒΙΡ字段之后到本帧 ΒΙΡ字段前所有字节的校验值，校验结果用作错码率统计；

下行净荷长度域 ( Pay load Length downstream , PLend ) , 下行净荷长度域指定 BWmap的长度。为了保证健壮性和防止错误， Plend域传送两次。

上行带宽映射 ( upstream Bandwidth Map , us Bw Map ) , 占用 N 个 8 字节的映射块，多个映射块可以使不同的 ONU 和不同的 T-CONT 的数据在同一个上行帧中都得到发送。

GTC帧的净荷部分被封装为 GEM ( GPON encapsulation method ) 帧。基于上述 GPON下行帧结构， Psync字段每 125us出现一次， ONU通过搜索 Psync获得下行帧同步。参见图 4 , 其是现有的 GTC下行同步状态机变换示意图。 GPON标准定义的 GTC帧同步状态机 (其中 Ml=2, M2=5 )如下： ONU开始于搜索状态。在搜索状态， ONU逐比特和字节搜索 Psync字段。一旦找到一个正确的 Psync, ONU就进入预同步状态并设置计数器 N=l。接着 ONU每隔 125μ8搜索下一个 Psync。每找到一个正确的 Psync , 计数器值加 1。如果找到一个错误的 Psync, 则 ONU回到搜索状态。在预同步状态下，如果计数器的值为 Ml , 则 ONU进入同步状态。一旦进入同步状态， ONU就可声明已经找到下行帧结构，并开始处理 PCBd信息。如果检测到 M2个连续错误的 Psync , 则 ONU声明丟失了下行帧定界，返回到搜索状态。 GPON系统采用前向纠错方式（ FEC )中的 RS ( reed solomon )进行编码，参与编码的 payload在 FEC编码后不会改变。由于所有码字在帧中都被按次序安排，因此对于码字来说不需要额外同步，一旦取得了帧同步，就可以获得码字同步。参见图 5 , 其是现有的对 GTC帧进行 RS(255,239)编码后的结构示意图。每帧中包括一个 Psync字段，该 Psync字段位于 PCBd字段内，每个帧的第一个码字中包括 PCBd、数据字节以及校验信息，其余码字中只包括数据字节以及校验信息。

目前 GPON标准中下行帧时间为 125us , 帧长为 38880字节，每个 RS码长为 255字节，这样，在每个帧的帧尾必然出现 120字节的短码字。参见图 6, 其是现有的对 GTC帧进行 RS(255,239)编码后包括短码字的帧结构示意图。根据前述条件可知，该短码字的 RS编码方式为（ 120,104 )。

通过对现有技术进行分析可知，目前 GPON 系统中每个下行帧的短码字 RS(120,104)放在帧尾，用来保护对净荷封装而成的 GEM帧，而下行帧中最重要的控制信息 PCBd字段被纠错概率相对低的 RS(255 , 239)码字保护。可见， RS编码的纠错性能没有被很好的利用，导致纠错性能较低，从而降低了在光网络中传输下行帧的准确性。发明内容

本发明实施例提供一种在光网络中发送下行帧的方法及相关装置，以提高 RS码的纠错性能，进而提高在光网络中传输下行帧的准确性。

本发明实施例提供一种在光网络中发送下行帧的方法，包括以下步骤：确定系统发送的定长帧速率为 V,所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

若 M除以 n的余数不为零，则将所述定长帧的第一个码字按短码字编码处理，将所述定长帧的其余码字按标准的长度 n编码处理；

将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

本发明实施例提供一种在光网络中发送下行帧的方法，包括以下步骤：发送方：确定系统发送的定长帧速率为 V,所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

若 M除以 n的余数不为零，则根据同步字段在定长帧中的位置，将包含在第一码字内的同步字段中信息设置为约定值，和同步字段后的指定数据组成 k个待编码字节进行编码处理，将最后一个码字按短码进行编码处理，将其余码字按标准的长度 n进行编码处理；

将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

接收方：

接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装，对每帧的第一个码字，将同步字段中的内容替换为约定值，将替换后的同步字段和同步字段后的其余字节组成 n个字节进行解码处理，并且，对除第一码字外的其余所有码字进行解码处理，获得解码后的数据信息。

若 M除以 n的余数 P不为零，则从同步字段按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾剩余 P字节进行填充处理；

将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

若 (M - I)除以 n的余数 P不为零，其中， I为同步字段的字节数，则从同步字段后的数据开始按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾的 P个字节进行填充固定数据；

将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

本发明实施例提供一种在光网络中发送下行帧的装置，包括：条件确定单元，用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

第一编码单元，用于 M除以 n的余数不为零时，将所述定长帧的第一个码字按短码字编码处理，将所述定长帧的其余码字按标准的长度 n编码处理；发送单元，用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

本发明实施例提供一种接收装置，包括：

接收单元，用于在接收端收到所述已封装的信息后，对所述信息进行解封同步字段获取单元，用于从接收到的信息中直接获取同步字段或从接收端本地获取预先存储的同步字段；

第一解码单元，用于对接收到的第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理，获得解码后的数据信息。

本发明实施例提供一种接收装置，包括：

接收单元，接收端收到所述已封装的信息后，对所述信息进行解封装；第二解码单元，用于对每帧的第一个码字，将所述同步字段中的内容替换为所述约定值，再对所述第一码字进行解码处理，并且，对其余码字依次进行解码处理，获得解码后的数据信息。

本发明实施例提供一种在光网络中发送下行帧的装置，包括：

条件确定单元，用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧包含的字节数 M;

第三编码单元，用于若 M除以 n的余数 P不为零时，从同步字段按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾剩余 P字节进行填充处理；

发送单元，用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

条件确定单元，用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧包含的字节数 M; 第四编码单元，用于若 (M - I)除以 n的余数 P不为零，其中， I为同步字段的字节数，则从同步字段后的数据开始按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾的 P个字节进行填充固定数据；

发送单元，用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。短码字用在下行帧的第一个码字上，使得下行帧中重要的控制信息 PCBd得到了更为有效的保护，优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。

应用本发明实施例所提供的另一种在光网络中发送下行帧的方法及装置，将包含在第一码字内的同步字段中信息设置为约定值，将包含指定数据的第一码字按标准的长度 n进行编码处理，接收端应用预设的约定值即 Psync值代替实际接收到的 Psync值进行解码计算，由于第一个码字中的同步字段的值实际为已知的，因而增加了同步字段所在码字的其他字段的纠错机会，优化了 RS 码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。该方法不影响现有的下行同步机制，不需修改 GPON标准的 GTC下行同步状态机，与现有技术有很好的兼容性。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作筒单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1是现有无源光网络常用的一种拓朴结构示意图；

图 2是现有的 GPON下行帧结构示意图；

图 3是现有的 GPON下行帧结构中 PCBd字段的结构示意图；

图 4是现有的 GTC下行同步状态机变换示意图；

图 5是现有的对 GTC帧进行 RS(255,239)编码后的结构示意图；图； ' ' ' ' ― ' 图 Ί是根据本发明实施例的一种在光网络中发送下行帧的方法流程图；图 8是根据本发明实施例的另一种在光网络中发送下行帧的方法流程图；图 9 是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段不参与编码的一个帧结构实例示意图；

图 10是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段不参与编码的另一个帧结构实例示意图；

图 11是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段不参与编码的再一个帧结构实例示意图；

图 12是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的一个帧结构实例示意图；

图 13是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的另一个帧结构实例示意图；

图 14是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的再一个帧结构实例示意图；

图 15是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的又一个帧结构实例示意图；

图 16是根据本发明实施例的短码字在最后的发送端处理流程示意图；图 17是根据本发明实施例的短码字在最后的接收端处理流程示意图；图 18是根据本发明实施例的下行帧的同步字段不参与编码且最后一个码字不用做短码字的 FEC帧结构示意图；

图 19是根据本发明实施例的下行帧的同步字段参与编码且最后一个码字不用做短码字的 FEC帧结构示意图；

图 20是根据本发明实施例的一种在光网络中发送下行帧的装置结构示意图；

图 21是根据本发明实施例的另一种在光网络中发送下行帧的装置结构示意图；

图 22是根据本发明实施例的一种接收装置结构示意图；

图 23是根据本发明实施例的另一种接收装置结构示意图；

图 24是根据本发明实施例的再一种在光网络中发送下行帧的装置结构示意图；

图 25是根据本发明实施例的又一种在光网络中发送下行帧的装置结构示意图。具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好的说明本发明实施例，下面先筒单介绍结构概念：

前向纠错（FEC ) : 发送端发送能纠正错误的编码，接收端根据接收到的码和编码规则，自动纠正传输中发生的错误。 FEC编码在光传输系统中被普遍应用，能够较好地提高光网络性能，如增加光通信系统的传输距离，减少光端机发射功率，降低接收机灵敏度等。

RS ( reed solomon )码，为一种 FEC编码，适合于纠正突发错误，一个能纠正 T个错误码元的 RS码的主要参数如下：

( 1 ) 码长 N=2^m-1个码元； m表示每个码元的比特数，如 GPON用到的 RS(255,239), m = 8, 每个码元为一个字节；

( 2 )监督码元数 N-K=2T个码元；

( 3 )最小码距 d_min=2T+l个码元。

RS缩短码，是指码长 N小于 2^m-l个码元。如 GPON下行帧的最后一个码字为（ 120, 104 ) 就是一个缩短码。 RS(255,239)的校验码元个数为 255-239=16 个， RS(120,104)的校验码元个数为 120-104=16个，由于 RS(255,239)和 RS(120,104)的校验码元个数相同，因此纠错能力相同，但 RS(255,239)格式下一个码字需要保护 239个信息码元，而 RS(120,104)格式下一个码元只保护 104 个信息码元，因此 RS(120,104)格式下纠错的性能更高。

现有 GPON的下行速率为 2.48832Gbps, 目前 ITUT标准组织正在制定下一代 GPON, 即 10 Gigabit-capable Passive Optical Network (筒称为 XG-PON ), 其下行速率将提升 4倍，即 9.95328Gbps。参见图 7 , 其是根据本发明实施例的一种在光网络中发送下行帧的方法流程图，本流程主要针对下一代 GPON, 且第一个码字为短码字，具体包括：步骤 701 , 确定网络条件，具体包括：

确定系统发送的定长帧速率为 V ,所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

步骤 702 , 若 M除以 n的余数不为零，则将所述定长帧的第一个码字按短码字编码处理，将所述下行 GTC帧的其余码字按标准的长度 n编码处理；其中，将定长帧的第一个码字按短码字处理的方式又可以分为两种：一种是，获取所述定长帧的同步字段的字节数 I ；获取所述短码字的字节数 P 编码， P 编码 = ( M mod N ) -I 同步，其中， M mod N表示 M除以 n的余数值， I 同步为定长帧的同步字段的字节数；对所述短码字按照 RS ( P 编码， q )进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。此时，根据所述 q的取值不同，所述短码字保护定长帧内 PCBd字段中的识别字段、物理层操作管理和维护消息字段和比特交织校验字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的识别字段和物理层操作管理和维护消息字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的识别字段。

另一种是，获取所述短码字的字节数 P 编码， P 编码 =M mod N, 其中， M mod N表示 M除以 n的余数值；对所述短码字按照 RS ( P 编码, q )进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。此时，根据所述 q的取值不同，所述短码字保护定长帧内 PCBd字段中的同步字段、识别字段、物理层操作管理和维护消息字段和比特交织校验字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的同步字段、识别字段和物理层操作管理和维护消息字段，或者，保护定长帧内 PCBd 字段中的同步字段和识别字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的同步字段。

步骤 703 , 将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

以上流程是对发送端而言的，对于接收端，相应的执行以下操作：对于同步字段不参与编码的，接收端可以进行如下处理：接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装，从接收端本地获取预先存储的同步字段或者从接收到的信息中直接获取同步字段；将所有码字送入解码器进行解码处理，获得解码后的数据信息。其中，对第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理。

对于同步字段参与编码的，接收端可以进行如下处理：接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装，从接收端本地获取预先存储的同步字段；应用所述从本地获取的同步字段替换接收到的第一个码字内的同步字段，将替换后的第一码字及其余码字送入解码器进行解码处理，获得解码后的数据信息。其中，对第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理。

在图 7所示实施例中，所述系统为 XG-PON系统，所述定长帧为 XGTC 下行帧，所述 XGTC下行帧的速率为 V为 9.95328Gbps; 每个 XGTC下行帧的长度为 125us , 根据所述 XG-PON的速率 V确定每个 XGTC下行帧包含的字节数 M为 155520。

在图 7所示实施例中，所采用的编码类型及码型为 RS ( 252, 220 )。当然，根据实际需要也可以采用其他码型进行编解码处理，如 RS ( 255 , 223 )、 RS ( 248, 216 )等等。

应用图 7所示实施例所提供的在光网络中发送下行帧的方法，通过将短码字用在下行帧的第一个码字上，使得下行帧中重要的控制信息 PCBd得到了更为有效的保护，优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。

参见图 8, 其是根据本发明实施例的另一种在光网络中发送下行帧的方法流程图，实施例中主要针对下一代 GPON, 且最后一个码字为短码字，具体包括：

步骤 801 , 确定网络条件，具体包括：

确系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

步骤 802, 若 M除以 n的余数不为零，则根据同步字段在定长帧中的位置，将包含在第一码字内的同步字段中信息设置为约定值，将包含指定数据的第一码字按标准的长度 n进行编码处理，将最后一个码字按短码进行编码处理，将其余码字按标准的长度 n进行编码处理；步骤 803 , 将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

以上流程是对发送端而言的，对于接收端，相应的执行以下操作：接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装，对每帧的第一个码字，将所述同步字段中的内容替换为所述约定值，再对所述第一码字进行解码处理，并且，对其余码字依次进行解码处理，获得解码后的数据信息。

在图 8所示实施例中，所述系统为 XG-PON系统，所述定长帧为 XGTC 下行帧，所述 XGTC下行帧的速率为 V为 9.95328Gbps; 每个 XGTC下行帧的长度为 125us , 根据所述 XG-PON的速率 V确定每个 XGTC下行帧包含的字节数 M为 155520。

在图 8所示实施例中，下行帧所采用的编码类型及码型为 RS ( 252, 220 )。当然,根据实际需要也可以采用其他码型进行编解码处理，如 RS ( 255 , 223 )、 RS ( 248, 216 )等等。

应用图 8所示实施例所提供的在光网络中发送下行帧的方法，将包含在第一码字内的同步字段中信息设置为约定值，将包含指定数据的第一码字按标准的长度 n进行编码处理，接收端应用预设的约定值即 Psync值代替实际接收到的 Psync值进行解码计算，由于第一个码字中的同步字段的值实际为已知的，因而增加了同步字段所在码字的其他字段的纠错机会，优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。该方法不影响现有的下行同步机制，不需修改 GPON标准的 GTC下行同步状态机，与现有技术有很好的兼容性。

下面结合具体实施例对本发明再做详细说明。

以下所有实施例中，以下一代 GPON即 XG-PON系统为例进行说明，其中， XG-PON系统中的下行帧被称为 XGTC下行帧（以下也称为下行 GTC帧或 GTC 帧），以下所有实施例中下一代 GPON 的下行速率为 V_GPON为 9.95328Gbps, 每个下行 GTC帧的长度为 125us, 根据所述下一代 GPON的下行速率 V_GPON确定每个下行 GTC帧包含的字节数 M为 155520, 下行 GTC帧所采用的编码类型及码型为 RS ( 225 , 220 )。因此，下行帧长 155520并不是码长 252的整数倍，下行帧长包括了 617个 RS(252,220)码字，还剩余 36字节的短码字。下行帧的第一码字为短码字，且同步字段不参与编码的实施例：本实施例中，由于下行同步字段为 4字节且不参与 FEC编码，因此短码字的长度为 32字节，对于 32字节的短码可以有多种码型选择方案，具体为：方案一：选择码型为 RS(32,24)

参见图 9, 其是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段不参与编码的一个帧结构实例示意图；本实施例选择的码型为 RS(32,24), 因而实际的码字信息为 24字节，该短码字中校验 ( Parity )字段占 32-24=8字节，通常可纠正 8/2=4字节错误。

本方案中，短码字保护 GTC帧内 PCBd字段中的识别字段、净荷字段和比特交织校验字段，具体参见图 9。

方案二：选择码型为 RS(32,20)

参见图 10, 其是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段不参与编码的另一个帧结构实例示意图；本实施例选择的码型为 RS(32,20), 因而实际的码字信息为 20字节，该短码字中校验 ( Parity )字段占 32-20=12字节，通常可纠正 12/2=6字节错误。

本方案中短码字保护 GTC帧内 PCBd字段中的识别字段和净荷字段，具体参见图 10。

方案三：选择码型为 RS(32,4)

参见图 11 , 其是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段不参与编码的再一个帧结构实例示意图；本实施例选择的码型为 RS(32,4), 因而实际的码字信息为 4字节，该短码字中校验 ( Parity )字段占 32-4=28字节，通常可纠正 28/2=14字节错误。由于可纠错字节数大大超过了需要保护的 4字节码字信息，因此，该方案不是较优方案。

本方案中短码字保护 GTC帧内 PCBd字段中的识别字段，具体参见图 11。对于下行帧的第一码字为短码字，同步字段不参与编码的实施例而言，接收端可以进行如下处理：接收端收到所述已封装的信息后，对所述信息进行解封装，从接收端本地获取预先存储的同步字段或者从接收到的信息中直接获取同步字段；将所有码字送入解码器进行解码处理，获得解码后的数据信息。其中，对第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理。应用上述实施例，通过将短码字用在下行帧的第一个码字上，使得下行帧中重要的控制信息 PCBd得到了更为有效的保护，优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。下行帧的第一码字为短码字，同步字段参与编码的实施例：

本实施例中，由于下行同步字段的 4字节参与 FEC编码，因此短码字的长度为 36字节，对于 36字节的短码可以有多种码型选择方案，具体为：方案一：选择码型为 RS(36,28)

参见图 12, 其是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的一个帧结构实例示意图；本实施例选择的码型为 RS(36,28), 因而实际的码字信息为 28字节，该短码字中校验 ( Parity )字段占 36-28=8字节，通常可纠正 8/2=4字节错误。

本方案中短码字保护 GTC帧内 PCBd字段中的同步字段、识别字段、净荷字段和比特交织校验字段，具体参见图 12。

方案二：选择码型为 RS(36,24)

参见图 13 , 其是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的另一个帧结构实例示意图；本实施例选择的码型为 RS(36,24), 因而实际的码字信息为 24字节，该短码字中校验（Parity ) 字段占 36-24=12字节，通常可纠正 12/2=6字节错误。

本方案中短码字保护 GTC帧内 PCBd字段中的同步字段、识别字段和净荷字段，具体参见图 13。

方案三：选择码型为 RS(36,8)

参见图 14, 其是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的再一个帧结构实例示意图；本实施例选择的码型为 RS(36,8), 因而实际的码字信息为 8字节，该短码字中校验（Parity )字段占 36-8=28字节，通常可纠正 28/2=14字节错误。由于可纠错字节数大大超过了需要保护的 8字节码字信息，因此，该方案不是较优方案。

本方案中短码字保护 GTC帧内 PCBd字段中的同步字段和识别字段，具体参见图 14。

方案四：选择码型为 RS(³6,⁴)

参见图 15 , 其是根据本发明实施例的第一码字为短码且同步字段参与编码的又一个帧结构实例示意图；本实施例选择的码型为 RS(36,4), 因而实际的码字信息为 4字节，该短码字中校验（Parity )字段占 36-4=32字节，通常可纠正 32/2=16字节错误。由于可纠错字节数大大超过了需要保护的 4字节码字信息，因此，该方案不是较优方案。

本方案中短码字保护 GTC帧内 PCBd字段中的同步字段，具体参见图 15。再有，由于同步字段的内容为接收端已知的数据，接收端在获得帧同步的情况下不用纠错也知道真实的 Psync值，因此第一个码字 32字节校验位，仅起到帧数据填充的作用，因而，该方案的第一个码字的 Parity域也可以不用计算，而直接填充固定值，可见，该方案并不是较优方案。

对于下行帧的第一码字为短码字，同步字段参与编码的实施例而言，接收端可以进行如下处理：接收端收到所述已封装的信息后，对所述信息进行解封装；从接收端本地获取预先存储的同步字段，应用所述从本地获取的同步字段替换接收到的第一个码字内的同步字段，将替换后的第一码字及除去第一码字后的所有码字送入解码器进行解码处理，获得解码后的数据信息。其中，对第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理。

应用上述实施例，通过将短码字用在下行帧的第一个码字上，使得下行帧中重要的控制信息 PCBd得到了更为有效的保护，优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。下行帧的最后一个码字为短码字，同步字段参与编码的实施例：

本实施例中， XGPON的 FEC帧结构沿用现有 GPON的方式，按短码字仍放在下行 GTC帧的最后一个码字处理。下行同步字段 4字节仍包含在第一个 FEC码字长度内，该同步字段在发送的 GTC帧结构位置不变；修改第一个码字的编码方式，即前四个字节的同步字段位置内填充约定值参与计算。每 125us第一个码字的编码或解码的 4字节填充约定值，该约定值可以为 0或其他约定数据。参见图 16, 以标准码长为 RS ( 255 , 223 )为例，其是才艮据本发明实施例的短码字在最后的发送端处理流程示意图。发送端对每 125us的第一个码字的实际待编码的 223字节中前 4字节（即同步字段的位置）填充为 0, 将填充为 0的 4个字节和其后的 223-4=219字节一起送入 RS ( 255 , 223 )编码器得到 32字节的校验字节。在发送时，参与编码的 4个约定填充字节不发送，先发送 4字节的同步字段，再发送其后的 219字节和 32字节的校验字段。

参见图 17 , 其是根据本发明实施例的短码字在最后的接收端处理流程示意图。接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装，对每帧的第一个码字，将同步字段位置中的内容替换为约定值如 0, 之后，将替换后的 4字节 0和第一码字中的同步字段后的 219字节一起进行解码处理，获得解码后的数据信息。

应用上述实施例，接收端应用预设的约定值即 Psync值代替实际接收到的 Psync值进行解码计算，由于第一个码字中的同步字段的值实际为已知的，因而增加了同步字段所在码字的其他字段的纠错机会,优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。该方法不影响现有的下行同步机制，不需修改 GPON标准的 GTC下行同步状态机，与现有技术有很好的兼容性。下行帧的同步字段不参与编码，最后一个码字不用做短码字，而是填充无效数据的实施例：

本实施例中， XGPON的下行 FEC帧结构参看图 18 , 发送端下行同步字段为 4字节不参与 FEC编码，从同步字段后的数据开始编码，按标准码长 252 字节，帧尾剩余 32字节不承载有效数据，固定填充无效数据。

接收端检测到同步字段后，按标准码长 252字节，从同步字段后的数据开始解码，对帧尾剩余的 32字节直接丟弃。

应用上述实施例，由于同步字节不参与编码计算，腾出相应的同步字段长度空间给其他有效数据进行编码保护，同时对帧尾的剩余字节直接填充，进一步筒化实现方案，优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。下行帧的同步字段参与编码，最后一个码字不用做短码字，而是填充无效数据的实施例：

本实施例中， XGPON的下行 FEC帧结构参看图 19 , 发送端下行从同步字段开始进行 FEC编码，按标准码长 252字节，帧尾剩余 36字节不承载有效数据，固定填充无效数据。

接收端检测到同步字段后，按标准码长 252字节，从同步字段开始解码，对帧尾剩余的 36字节直接丟弃。

应用上述实施例，对帧尾的剩余字节直接填充，进一步筒化系统实现方案，优化了 RS码的纠错性能，提高了在光网络中传输下行帧的准确性。本发明实施例还提供了一种在光网络中发送下行帧的装置，参见图 20, 包括：

条件确定单元 1801 , 用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

第一编码单元 1802, 用于 M除以 n的余数不为零时，将所述定长帧的第一个码字按短码字编码处理，将所述定长帧的其余码字按标准的长度 n编码处理；

发送单元 1803 , 用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

当同步字段不参与编码时，上述第一编码单元 1802包括：

同步字段字节获取单元，用于获取所述定长帧的同步字段的字节数 I 同步；短码字节获取单元，用于获取所述短码字的字节数 p 编码,

其中， p编码 = ( M mod N ) -I 同步

其中， M mod N表示 M除以 n的余数值， I 为定长帧的同步字段的字节数；

编码操作单元，用于对所述短码字按照 RS ( P编码， q )进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。

当同步字段参与编码时，上述第一编码单元 1802包括：

短码字节获取单元，获取所述短码字的字节数 P编码，其中， P编码 =MmodN

其中， M mod N表示 M除以 n的余数值；

编码操作单元，对所述短码字按照 RS (P编码, q)进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。

上述系统为 XG-PON系统，所述定长帧为 XGTC下行帧，所述 XG-PON 的速率为 V为 9.95328Gbps;

每个 XGTC下行帧的长度为 125us, 根据所述 XG-PON的速率 V确定每个 XGTC下行帧包含的字节数 M为 155520;

所述 XGTC下行帧所采用的编码类型及码型为 RS ( 252, 220 )。本发明实施例还提供了一种在光网络中发送下行帧的装置，参见图 21, 具体包括：

条件确定单元 1901, 用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS (n, k), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧包含的字节数 M;

第二编码单元 1902, 用于若 M除以 n的余数不为零，则根据同步字段在 GTC 帧中的位置，将包含在第一码字内的同步字段中信息设置为约定值，将包含指定数据的第一码字按标准的长度 n进行编码处理，将最后一个码字按短码进行编码处理，将其余码字按标准的长度 n进行编码处理；

发送单元 1903, 用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

本发明实施例还提供了一种接收装置，参见图 22, 具体包括：

接收单元 2001, 用于在接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装；

同步字段获取单元 2002, 用于从接收端本地获取预先存储的同步字段，应用所述从本地获取的同步字段替换接收到的第一个码字内的同步字段；第一解码单元 2003, 用于将替换后的第一码字及除去第一码字后的所有码字进行解码处理，其中，对第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理。

本发明实施例还提供了一种接收装置，参见图 23, 包括：接收单元 2101 , 接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装；第二解码单元 2102, 用于对每帧的第一个码字，将所述同步字段中的内容替换为所述约定值，再对第一码字中的其余字节进行解码处理，并且，对除第一码字外的其余所有码字进行解码处理，获得解码后的数据信息。本发明实施例还提供了一种在光网络中发送下行帧的装置，参见图 24, 具体包括：

条件确定单元 2201 , 用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧包含的字节数 M;

第三编码单元 2202, 用于若 M除以 n的余数 P不为零时，从同步字段开始按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾剩余 P字节（M除以 N的余数值）进行填充处理；

发送单元 2203 , 用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。本发明实施例还提供了一种在光网络中发送下行帧的装置，参见图 25 , 具体包括：

条件确定单元 2301 , 用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧包含的字节数 M;

第四编码单元 2302, 用于若 (M - I)除以 n的余数 P不为零，其中， I为同步字段的字节数，则从同步字段后的数据开始按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾的 P个字节进行填充固定数据；

发送单元 2303 , 用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较筒单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语"包括"、 "包含"或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句 "包括一个…… "限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是 CD-ROM, U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求

1、一种在光网络中发送下行帧的方法，其特征在于，包括以下步骤：确定系统发送的定长帧速率为 V,所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

若 M除以 n的余数不为零，则将所述定长帧的第一个码字按短码字编码处理，将所述定长帧的其余码字按标准的长度 n编码处理；

将编码、封装后的所述定长帧发送出去。
2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，若 M除以 n的余数不为零，则将所述定长帧的第一个码字按短码字处理的步骤包括：

获取所述定长帧的同步字段的字节数 I 同步；

获取所述短码字的字节数 P 编码，

P 编码 = ( M mod N ) -I 同步

其中， M mod N表示 M除以 n的余数值， I 为下行 GTC帧的同步字段的字节数；

对所述短码字按照 RS ( P 编码， q )进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。
3、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述 q的取值根据实际需要确定；

根据所述 q的取值不同，所述短码字保护定长帧内 PCBd字段中的识别字段、物理层操作管理和维护消息字段和比特交织校验字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的识别字段和物理层操作管理和维护消息字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的识别字段。
4、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，若 M除以 n的余数不为零，则将所述定长帧的第一个码字按短码字处理的步骤包括：

获取所述短码字的字节数 P 编码，

P 编码 =M mod N

其中， M mod N表示 M除以 n的余数值；

对所述短码字按照 RS ( P 编码， q )进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。
5、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述 q的取值根据实际需要确定；

根据所述 q的取值不同，所述短码字保护定长帧内 PCBd字段中的同步字段、识别字段、物理层操作管理和维护消息字段和比特交织校验字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的同步字段、识别字段和物理层操作管理和维护消息字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的同步字段和识别字段，或者，保护定长帧内 PCBd字段中的同步字段。
6、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装；

从接收端本地获取预先存储的同步字段，应用所述从本地获取的同步字段替换接收到的第一个码字内的同步字段；

将替换后的第一码字及除去第一码字后的所有码字进行解码处理，其中，对第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理。
7、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，

所述系统为 XG-PON系统，所述定长帧为 XGTC下行帧，所述 XGTC下行帧的速率为 V为 9.95328Gbps;

每个 XGTC下行帧的长度为 125us, 根据所述 XG-PON的速率 V确定每个 XGTC下行帧包含的字节数 M为 155520。

8、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述 XGTC下行帧所采用的编码类型及码型为 RS ( 252, 220 )。
9、一种在光网络中发送下行帧的方法，其特征在于，包括以下步骤：发送方：

确定系统发送的定长帧速率为 V,所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

若 M除以 n的余数不为零，则根据同步字段在定长帧中的位置，将包含在第一码字内的同步字段中信息设置为约定值，和同步字段后的指定数据组成 k个待编码字节进行编码处理，将最后一个码字按短码进行编码处理，将其余码字按标准的长度 n进行编码处理；

将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

接收方：

接收端收到已封装的信息后，对所述信息进行解封装，对每帧的第一个码字，将同步字段中的内容替换为约定值，将替换后的同步字段和同步字段后的其余字节组成 n个字节进行解码处理，并且，对除第一码字外的其余所有码字进行解码处理，获得解码后的数据信息。
10、根据权利要求 9所述的方法，其特征在于，

所述系统为 XG-PON系统，所述定长帧为 XGTC下行帧，所述 XG-PON 的速率为 V为 9.95328Gbps;

每个 XGTC下行帧的长度为 125us, 根据所述 XG-PON的速率 V确定每个 XGTC下行帧包含的字节数 M为 155520;

所述 XGTC下行帧所采用的编码类型及码型为 RS ( 252, 220 )。 11、一种在光网络中发送下行帧的方法，其特征在于，包括以下步骤：确定系统发送的定长帧速率为 V,所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

若 M除以 n的余数 P不为零，则从同步字段按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾剩余 P字节进行填充处理；

将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

12、一种在光网络中发送下行帧的方法，其特征在于，包括以下步骤：确定系统发送的定长帧速率为 V,所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

若 (M - I)除以 n的余数 P不为零，其中， I为同步字段的字节数，则从同步字段后的数据开始按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾的 P个字节进行填充固定数据；将编码、封装后的所述定长帧发送出去。
13、一种在光网络中发送下行帧的装置，其特征在于，包括：

条件确定单元，用于确定系统发送的定长帧速率为 V , 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧长包含的字节数 M;

第一编码单元，用于 M除以 n的余数不为零时，将所述定长帧的第一个码字按短码字编码处理，将所述定长帧的其余码字按标准的长度 n编码处理；发送单元，用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。

14、根据权利要求 13所述的装置，其特征在于，所述第一编码单元包括：同步字段字节获取单元，用于获取所述定长帧的同步字段的字节数 I 同步；短码字节获取单元，用于获取所述短码字的字节数 p 编码,

其中， p 编码 = ( M mod N ) -I 同步

其中， M mod N表示 M除以 n的余数值， I 为定长帧的同步字段的字节数；

编码操作单元，用于对所述短码字按照 RS ( P 编码， q )进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。
15、根据权利要求 13所述的装置，其特征在于，所述第一编码单元包括：短码字节获取单元，获取所述短码字的字节数 P 编码，

其中， P 编码 =M mod N

其中， M mod N表示 M除以 n的余数值；

编码操作单元，对所述短码字按照 RS ( P 编码, q )进行编码，其中， q表示在短码字中待编码的长度。
16、根据权利要求 13所述的装置，其特征在于，

所述系统为 XG-PON系统，所述定长帧为 XGTC下行帧，所述 XG-PON 的速率为 V为 9.95328Gbps ;

每个 XGTC下行帧的长度为 125us , 根据所述 XG-PON的速率 V确定每个 XGTC下行帧包含的字节数 M为 155520;

所述 XGTC下行帧所采用的编码类型及码型为 RS ( 252 , 220 )。 17、一种接收装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于在接收端收到所述已封装的信息后，对所述信息进行解封同步字段获取单元，用于从接收到的信息中直接获取同步字段或从接收端本地获取预先存储的同步字段；

第一解码单元，用于对接收到的第一个码字按短码处理，对其余码字按标准的长度 n处理，获得解码后的数据信息。
18、一种接收装置，其特征在于，包括：

接收单元，接收端收到所述已封装的信息后，对所述信息进行解封装；第二解码单元，用于对每帧的第一个码字，将所述同步字段中的内容替换为所述约定值，再对所述第一码字进行解码处理，并且，对其余码字依次进行解码处理，获得解码后的数据信息。
19、一种在光网络中发送下行帧的装置，其特征在于，包括：

条件确定单元，用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧包含的字节数 M;

第三编码单元，用于若 M除以 n的余数 P不为零时，从同步字段按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾剩余 P字节进行填充处理；

发送单元，用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。
20、一种在光网络中发送下行帧的装置，其特征在于，包括：

条件确定单元，用于确定系统发送的定长帧速率为 V, 所采用的编码类型及码型为 RS ( n, k ), 其中， n为编码后的长度， k为待编码的长度；根据所述速率 V确定每个帧包含的字节数 M;

第四编码单元，用于若 (M - I)除以 n的余数 P不为零，其中， I为同步字段的字节数，则从同步字段后的数据开始按标准的长度 n进行编码处理，将帧尾的 P个字节进行填充固定数据；

发送单元，用于将编码、封装后的所述定长帧发送出去。