CN103797742A - 以太网中处理数据的方法、物理层芯片和以太网设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了以太网中处理数据的方法，以太网物理层芯片和以太网设备。该方法应用在发送端对数据进行处理，包括：对源自媒体接入控制层的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；对所述串行的数据码块进行前向纠错FEC编码，得到FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的校验比特；以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，a和N均为正整数，且a小于一个FEC帧包含的比特的数量。本发明实施例提供的方法、以太网物理层芯片和以太网设备可以针对不同的需求提供不同的FEC编码增益，并且因FEC处理引入的延时很小。

Description

以太网中处理数据的方法、物理层芯片和以太网设备
技术领域
本发明涉及网络传输领域，尤其涉及以太网数据的处理方法和装置。
背景技术
以太网随着技术发展已经从10M以太网、100M以太网、1G以太网，10G以太网发展到现在的40G以太网和100G以太网，它们的速率也相应地从10Mbit/s、100Mbit/s、1Gbit/s、10Gbit/s发展到了现在的40Gbit/s和100Gbit/s，当前40G以太网和100G以太网已经得到广泛应用。但随着IP视频、云计算等新兴业务的快速涌现，业务流量按照每年50～60%的速度增长，未来10年，大概会增加100倍，高带宽成为迫切需求，这驱动着以太网向更高速率演进。下一代以太网（在本申请中将其统称为超100G以太网）的速率很可能为400Gbit/s、1Tbit/s、1.6Tbit/s。将这种具有超100Gbit/s速率的以太网接口，用于骨干路由器之间、或者核心交换机之间、或者骨干路由器和传送设备之间，或者运营商的云网络数据中心互连，可以有效降低成本。
随着以太网速率的提升，很难通过提高单通道的传输速率来提供超100Gbit/s的通信带宽。为了实现超100Gbit/s的以太网速率，高阶调制方式和多通道成为可选的技术。采用高阶调制方式，可以尽可能提高单通道的传输速率，加之采用多通道化并行传输，从而提高整体的传输速率。单通道的传输速率的提升及高阶调制方式的引入，会存在传输损耗大、接收灵敏度下降现象，从而导致在线路传输时出现误码。因此，对于超100G以太网而言，为了实现无误码传输，需要引入FEC（Forward ErrorCorrection，前向误码纠错）功能，且需要引入的FEC功能可以提供高的编码增益和具有低延时的特点。
现有的40G以太网和100G以太网通过在物理层架构中增加FEC子层以引入FEC功能，其中，40G以太网和100G以太网的物理层架构参见标准IEEE802.3ba，其包含如下子层：PCS（Physical Coding Sublayer，物理编码子层）、FEC子层、PMA（PhysicalMedium Attachment，物理媒介连接）子层、PMD（Physical Medium Dependent，物理媒介相关）子层。下面100G以太网为例，简要描述FEC处理相关的过程。在发送方向，PCS层提供64B/66B编码功能，并且将编码得到的66B码块分发到20路虚通道，FEC子层基于虚通道分别进行FEC处理，对分发到每路虚通道的码块分别进行FEC编码，具体采用Fire码（2112，2080）进行FEC编码，通过压缩每个66B码块的同步头，每32个66B码块节省出32bit空间，节省出的32bit空间作为校验区，用于填充FEC编码过程中产生的校验信息。PCS层和FEC层的在接受方向的处理，与发送方向的处理互逆，具体可参见标准IEEE802.3ba。标准802.3ba中还给出了基于目前物理层架构的FEC处理方案能提供的最大编码增益仅为2dB，且延时为430ns。
然而，对于未来出现的超100G以太网而言，基于现有物理层架构的FEC处理方案受其所能提供的最大编码增益的限制，而无法针对不同的需求提供不同的编码增益，并且其所引入的延时太大无法满足超100G以太网对延时的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供以太网中处理数据的方法、物理层芯片和以太网设备。
本发明的第一方面提供一种以太网中处理数据的方法，该方法应用在发送端对数据进行处理，包括：
对源自媒体接入控制层的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；
对所述串行的数据码块进行前向纠错FEC编码，得到FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，其中，Y和X均为正整数；
以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，a和N均为正整数，且a小于每个所述FEC帧包含的比特的数量。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量，n为以太网物理层中光通道的数量。。
结合第一方面或者第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，每个所述FEC帧还包括至少一个用于指示FEC帧中校验比特的位置的FEC帧标示字段。
结合第一方面或者第一方面的第一种可能实现方式或者第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道具体包括：
以a个比特为分发粒度将每Q个FEC帧轮流分发到N路虚通道上；
在每路虚通道中每隔(Q×(X+Y))/(N×a)个所述分发粒度插入至少一个对齐字，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据被平均地分发到N路虚通道，所述对齐字被接收端用于确定FEC帧的边界。
结合第一方面或者第一方面的第一种到第三种可能实现方式中的任意一种，在第一方面的第四种可能实现方式中，a具体与所述数据码块包含的比特的数量的正整数倍相同，或者a具体与所述FEC编码的编码符号所包含的比特的数量的正整数倍相同。
结合第一方面或者第一方面的第一种到第四种可能实现方式中的任意一种，在第一方面的地第五种可能实现方式中，以太网中处理数据的方法还可以进一步包括：在以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道之前，先对所述FEC帧进行加扰处理。
结合第一方面的第一种到第五种可能实现方式中的任意一种，在第一方面的第六种可能实现方式中，以太网中处理数据的方法还可以进一步包括：将来自所述N路虚通道的数据转换成m路数据，通过m路所述电通道传输所述m路数据。
结合第一方面的第六种可能实现方式，在第一方面的第七种可能实现方式中，将来自所述N路虚通道的数据转换成m路数据具体包括：
如果N不等于m，则通过比特复用或者码块复用将来自每N/m路虚通道的数据复用成一路数据。结合第一方面的第六种或者第七种可能实现方式，在第一方面的第八种可能实现方式中，以太网中处理数据的方法还可以进一步包括：
将来自所述m路电通道的所述m路数据轮循分发成n路数据。
结合第一方面的第八种可能实现方式，在第一方面的第九种可能实现方式中，将来自所述m路电通道的所述m路数据轮循分发成n路数据具体包括：
将所述m路数据以比特为单位轮循分发成n路数据；或者，
将所述m路数据以码块为单位轮循分发成n路数据。
结合第一方面的第八种或者第九种可能实现方式中，在第一方面的第十种可能实现方式中，以太网中处理数据的方法还可以进一步包括：
将所述n路数据分别调制到n个光载波上，得到n个光信号，通过所述n个光通道将所述n个光信号传送到接收端。
本发明的第二方面提供一种以太网中处理数据的方法，该方法应用在接收端对数据进行处理，包括：
将源自物理媒介相关子层的n路数据适配到N路虚通道，其中，n和N为正整数，适配到每路虚通道的数据均包含同一个前向纠错FEC帧的一部分；
从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧，其中，每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，X和Y均为正整数；
对所述FEC帧进行FEC译码，删除FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块。
结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量。
结合第二方面或者第二方面的第一种可能实现方式中，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧具体包括：
对适配到所述N路虚通道中的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据；
锁定包含在每路块同步的数据中的对齐字；
基于锁定的对齐字，对所述N路块同步的数据进行对齐和重排处理；
基于锁定的对齐字，确定每个FEC帧的边界，然后从经过对齐和重排处理的N路块同步的数据中逐个提取出FEC帧。
结合第二方面，或者第二方面的第一种可能实现方式，或者第二方面的第二种可能实现方式，在第二方面的第三种可能实现方式中，在所述将源自物理媒介相关子层的数据适配到N路虚通道之前，以太网中处理数据的方法还进一步包括：
对来自n个光通道的光信号分别进行解调，得到所述n路数据。
本发明的第三方面提供一种以太网物理层芯片，包括：
编码器，用于对源自媒体接入控制层的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；
FEC编码器，用于对所述串行的数据块进行FEC编码，得到FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；每个FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，其中，X和Y均为正整数；
分发模块，用于以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，a和N均为正整数，且a小于一个FEC帧包含的比特的数量。
结合第三方面，在第三方面的第一种可能实现方式中，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量，n为以太网物理层中光通道的数量。
结合第三方面或者第三方面的第一种可能实现方式，在第三方面的第二种可能实现方式中，所述FEC帧还进一步包括至少一个用于指示FEC帧中校验比特的位置的FEC帧标示字段。
结合第三方面，或者第三方面的第一种可能实现方式，或者第三方面的第二种可能实现方式，在第三方面的地三种可能实现方式中，所述分发模块具体用于：
以a个比特为分发粒度将Q个FEC帧轮流分发到N路虚通道；
在每路虚通道中每隔((Q×(X+Y))/(N×a)个所述分发粒度插入至少一个对齐字，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据被平均地分发到N路虚通道，所述对齐字被接收端用于确定FEC帧的边界。
结合第三方面或者第三方面的第一种到第三种可能实现方式中的任意一种，在第三方面的第四种可能实现方式中，a具体与所述数据码块包含的比特的数量的正整数倍相同，或者a具体与所述FEC编码的编码符号所包含的比特的数量的正整数倍相同。
结合第三方面或者第三方面的第一种到第四种可能实现方式中的任意一种，在第三方面的第五种可能实现方式中，以太网物理层芯片还进一步包括：
扰码器，用于在所述分发模块将FEC帧轮流分发到N路虚通道之前先对所述FEC帧进行加扰处理；相应地，所述分发模块具体用于以a个比特为分发粒度将经过加扰处理后的FEC帧轮流分发到N路虚通道。
结合第三方面或者第三方面的第一种到第五种可能实现方式中的任意一种，在第三方面的第六种可能实现方式中，以太网物理层芯片还进一步包括：
接口适配模块，用于将来自所述N路虚通道的数据转换成m路数据。
结合第三方面的第六种可能实现方式，在第三方面的第七种可能实现方式中，所述接口适配模块，当N不等于m时，具体用于通过比特复用或者码块复用将来自每N/m路虚通道的数据复用成一路数据。
本发明的第四方面提供一种以太网物理层芯片，包括：
接口适配模块，用于将源自物理层媒介相关子层的n路数据适配到N路虚通道；n和N为正整数，适配到每路虚通道的数据均包含同一个前向纠错FEC帧的一部分；
FEC帧恢复模块，用于从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，X和Y均为正整数；
FEC译码器，用于对所述FEC帧进行FEC译码，然后删除FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块。
结合第四方面，在第四方面的第一种可能实现方式中，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量。
结合第四方面或者第四方面的第一种可能实现方式，在第四方面的第二种可能实现方式中，所述FEC帧恢复模块包括：
块同步子模块，用于对适配到所述N路虚通道的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据；
对齐字锁定子模块，用于锁定包含在每路块同步的数据中的对齐字；
对齐和重排子模块，用于基于锁定的对齐字，对所述N路块同步的数据进行对齐和重排处理；
帧提取子模块，用于基于锁定的对齐字，确定所述FEC帧的边界，然后从经过对齐和重排处理的的N路块同步的数据中逐个提取出所述FEC帧。
结合第四方面，或者第四方面的第一种可能实现方式，或者第四方面的第二种可能实现方式，在第四方面的第三种可能实现方式中，所述FEC帧恢复模块还进一步包括：
解扰器，用于在帧恢复子模块之前，先对从经过对齐和重排处理的N路块同步的数据进行解扰处理；相应地，所述帧提取子模块具体用于从解扰器输出的数据中逐个提取出所述FEC帧。
结合第四方面，或者第四方面的第一种到第三种可能实现方式中的任意一种，在第四方面的第四种可能实现方式中，以太网物理层芯片还进一步包括：
解码器，用于对FEC译码器输出的串行的数据码块进行线路解码。
本发明的第五方面提供一种以太网设备，包括：
媒体接入控制层芯片、光模块、本发明的第三方面或者其任意一种可能实现方式所提供的以太网物理层芯片，以及连接所述以太网物理层芯片和所述光模块的m个电通道；
所述物理层芯片，用于将来自所述媒体接入控制层芯片的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；对所述串行的数据码块进行FEC编码，得到形成FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；以a个比特为分发粒度将FEC帧轮流分发到N路虚通道；将来自所述N路虚通道的数据适配到所述m个电通道；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的校验比特；a、N、X和Y均为正整数，且a小于一个FEC帧包含的比特数量；
所述光模块，用于将通过所述m个电通道输入的数据转换成n路数据，将所述n路数据分别调制到n个光载波上，得到n路光信号，将所述n路光信号分别发送到n路光通道，其中，m和n均为正整数。
本发明的第六方面提供一种以太网设备，包括：
媒体接入控制层芯片、光模块、本发明的第四方面或者其任意一种可能实现方式所提供的以太网物理层芯片，以及连接所述以太网物理层芯片和所述光模块的m个电通道；
所述光模块，用于接收通过n路光通道传输过来的n路光信号，从所述n路光信号中解调出n路数据，将n路数据转换成m路数据，将所述m路数据通过所述m个电通道发送给所述以太网物理层芯片，其中，m和n均为正整数；
所述以太网物理层芯片，用于接收从所述m个电通道传输过来的m路数据，将其适配到N路虚通道，从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧，对所述FEC帧进行FEC解码，然后删除每个FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块，将所述串行的数据码块进行线路解码后发送给所述媒体接入控制层芯片；适配到每路虚通道的数据中均包含同一个FEC帧的一部分；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对该X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；N、X和Y均为正整数。
在本发明实施例中，由于在FEC编码时是每X个连续的数据比特插入Y个校验比特，Y的取值可以根据不同的需求进行设置，因此，本发明实施例中的FEC编码能够根据不同的需求提供不同的FEC编码增益。另外，本发明实施例中，由于是先进行FEC编码，然后再以a个比特为分发粒度将编码得到的FEC帧轮流分发到各路虚通道，其中，a小于一个FEC帧包含的比特数量，因此，就可以使得接收端在FEC译码时引入的延时很小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的以太网参考模型示意图。
图2为本发明一实施例提供的以太网中处理数据的方法的流程图。
图3为本发明一实施例中轮流分发的示意图。
图4为本发明一实施例中物理媒介连接子层的结构示意图。
图5为本发明又一实施例提供的以太网中处理数据的方法的流程图。
图6为本发明一实施例提供的以太网中处理数据的方法的流程图。
图7为本发明又一实施例提供的以太网中处理数据的方法的流程图。
图8为本发明一实施例中FEC编码和轮流分发的示意图。
图9为本发明又一实施例提供的以太网中处理数据的方法的流程图。
图10为本发明一实施例提供的以太网设备的结构示意图。
图11为本发明又一实施例提供的以太网设备的结构示意图。
图12为本发明又一实施例提供的以太网物理层芯片的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行描述。
从10M以太网到现今的100G以太网，它们的架构模型都是相似的，如图1所示，按照层次划分均包括：LLC（Logic Link Control，逻辑连接控制）层，MAC（MediaAccess Control，媒体接入控制）层，协调子层（Reconciliation Sublayer）和PHY（PhysicalLayer Entity，物理层实体），其中，PHY包括：PCS、PMA子层和PMD子层。LLC层和MAC层位于OSI（Open System Interconnection，开放系统互联）参考模型中的数据链路层，协调子层和PHY位于OSI参考模型的物理层。在其它的实施例中，LLC层与MAC层之间还可以还有MAC控制（MAC Control）层。LLC层、MAC层、以及MAC控制层的功能参见标准IEEE802.3中的相关规范，本申请不再赘述。本发明实施例所应用到的超100G以太网的架构同样采用图1所示的结构。
本发明的实施例提供一种以太网中处理数据的方法，主要在超100G以太网的PHY中实施，应用在发送端对数据进行处理，其处理流程参见图2，包括：
步骤S101：对源自MAC层的数据进行线路编码，得到串行的数据码块。
本步骤中的线路编码所起的作用与现有的40G以太网、100G以太网中PCS中的编码所起的作用相同或相似，均是可以改善信息的跨链路的传输特性。本实施例中，线路编码具体可以采用但不限于64B/66B编码，或者256B/257B编码，或者512B/513B，其中，“64B/66B编码”、“256B/257B编码”和“512B/513B编码”中的“B”是指比特（bit）。源自MAC层的数据经过线路编码后变成了串行的一个个数据码块，每个数据码块大小均相同，其大小取决于线路编码所采用的编码。例如，如果线路编码采用的是64B/66B编码，则编码后得到的数据码块的大小就是66bit，该数据码块也可称之为66B码块。
在本实施例中，协调子层把来自MAC层的串行数据转化为适合物理层传输的并行数据，并将并行数据通过MII（Media Independent Interface，媒介无关接口）发给PCS，然后在PCS中对通过MII传输过来的数据进行线路编码。MII是协调子层和PCS之间的逻辑接口，本发明实施例中的MII具体是超100G以太网的MII，例如，对于400G以太网，则MII具体为CDGMII（400Gigabit Media Independent Interface，400G媒介无关接口），其中，“CDGMII”中的“CD”是罗马数字中的“400”。
步骤S102：对串行的数据码块进行FEC编码，得到FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，其中，每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个比特的数据进行FEC编码所产生的校验比特，X和Y均为正整数。
码块是一个逻辑概念，它是可以作为整体处理的一串连续的比特。本发明实施例中的串行的数据码块实际上是一系列连续的数据比特，FEC编码器对串行的数据码块进行编码，也就是对该一系列连续的数据比特进行FEC编码，在输入的数据比特之间插入针对输入的数据比特进行FEC编码所产生的校验比特，具体为：每隔X个连续的数据比特插入针对该X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，每X个连续的数据比特和与针对该X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特组成一个FEC帧。
本发明实施例具体的FEC编码具体可以采用RS（Reed-Solomon，里德所罗门）码，例如，RS(255,239,t=8,m=8）编码，RS(528,514,t=7,m=10)等，也可以采用其它类型的编码，本申请对其不进行限制。以RS(528,514,t=7,m=10)为例对其做简要介绍，该编码将每514个大小为10比特的编码符号编码成一个由528个编码符号构成的帧，其中，“m＝10”表示编码符号的大小为10比特，“t＝7”表示该编码能够纠正的最大连续误码长度为7个编码符号大小（即70比特）。当本发明实施例的FEC编码采用RS(528,514,t=7,m=10)编码时，X为5140，Y为140.
步骤S103：以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，a和N为正整数，且a小于每个FEC帧所包含的比特的数量。
以a个比特为分发粒度将FEC帧轮流分发到N个虚通道的过程，参见图3，具体可以理解为：将FEC帧看成是由一系列由a个比特大小的数据块组成，然后将这些数据块按照顺序逐个分发到N个虚通道，例如，将数据块1分发到虚通道1，将数据块2分发到虚通道2，依次类推，将数据块N分发到虚通道N，然后又将数据块N＋1分发到虚通道1，如此循环下去。
在一实施例中，优选地，a具体与步骤S101中数据码块包含的比特的数量的正整数倍相同，或者与步骤S102中FEC编码的编码符号包含的比特的数量的正整数倍相同。在本实施例中，由于a与数据码块包含的比特的数量的正整数倍相同，或者与FEC编码的编码符号包含的比特的数量的正整数倍相同，分发粒度就是一个或者复数个数据码块或者编码符号，采用该分发粒度分发数据时就保持了数据码块或者编码符号的完整性，使得当出现连续误码时，在FEC译码或者线路解码时不易出现误码扩散，降低了接收端误码纠错的难度，提高了误码纠错的能力。
FEC编码增益的大小取决于用于填充校验信息的空间大小，用于填充校验信息的空间越大则FEC编码增益越大，用于填充校验信息的空间越小则FEC的编码增益越小。
在现有100G以太网的FEC编码方案中，通过压缩码每个66B码块的同步头，每压缩32个66B码块可以节省出32bit的空间，利用节省出的32bit的空间来填充FEC编码所产生的校验信息。每个66B码块是由64bit的数据和2bit的同步头构成，同步头是接收端在进行块同步处理时的依据，每个66B码块的同步头至少要保留1比特，也就是说现有100G以太网的FEC编码方案每32个66B编码块最多能提供32个比特的空间来填充校验信息。因此，现有100G以太网的FEC编码方案所能提供的最大编码增益非常有限。
在本发明实施例中，并不是通过压缩数据码块的同步头节省空间的方式来提供用于填充校验信息的空间，而是通过直接插入校验比特的的方式以提供填充校验信息的空间，因此，只需要根据不同的需求对校验比特的个数进行不同的设置，本发明实施例中的FEC编码方案就可以提供不同的FEC编码增益以满足不同的应用需求。在实现超100G以太网时，需要采用多通道技术，而在实现同一种速率的超100G以太网时，可能会才采用多种多通道方案，每种多通道方案对FEC编码增益的需求也不相同，而本发明实施例则通过调整校验比特的个数就可以提供不同的编码增益从而可以灵活地满足各种多通道技术实现方案对编码增益的要求。
在现有100G以太网中，在PCS中编码得到的66B码块需先分发到20个虚通道中，然后再对分发到每路虚通道的66B码块分别进行FEC编码，也就意味着接收端的20个虚通道中每个虚通道只有缓存一个完整FEC帧的数据，才能进行FEC译码，而20个虚通道是并行的，也就是说接收端要恢复出一个FEC帧至少需要缓存20个FEC帧的数据，因此，具有极大的延时。而在本发明实施例中，则是先将经线路编码得到的串行的数据码块进行FEC编码，然后将FEC编码得到的FEC帧轮流分发到N个虚通道中，此种方式使得接收端的N个虚通道共同缓存的数据刚好是一个FEC帧的数据时，就可以进行FEC译码，而无需每个虚通道都缓存一个完整FEC帧的数据，因此，大大降低了延时。
在一实施例中，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量，n为以太网物理层中光通道的数量。
如图4所示，PMA子层位于PCS和PMD子层之间，其功能是在PCS和PMD子层之间提供适配功能，将来自PCS中各个虚通道的数据适配到PMD子层中的通道，将来自PMD子层中各个通道的数据适配到PCS中各个虚通道，一般情况下，是由一对相互匹配的PMA子层来提供上述适配功能，该一对PMA子层之间则是通过AUI（Attachment Unit Interface,连接单元接口）连接。本发明实施例中的连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道即为组成AUI的通道，所述电通道的数量即为组成AUI的通道的数量。以太网物理层中光通道即为用于传输PMD子层在发送方向输出的信号的通道，以太网物理层中光通道的数量即为用于传输PMD子层在发送方向输出的信号的通道数量。
在一实施例中，FEC编码处理形成的FEC帧中还可以进一步包括至少一个用于指示FEC帧中校验比特位置的FEC帧标示字段，以便接收端可以根据此FEC帧标示字段确定FEC帧中校验比特的位置。
在另一实施例中，步骤S103具体包括：
以a个比特为分发粒度将每Q个FEC帧轮流分发到N路虚通道，并在每路虚通道中每隔((Q×(X+Y))/(N×a)个所述分发粒度插入至少一个所述对齐字，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据被平均地分发到N路虚通道。
在本发明实施例中，插入到每路虚通道的对齐字可以包含用于指示虚通道号的字段，也可以是填充图案，每种图案对应一个虚通道号。在接收端，基于对齐字，识别虚通道号以及消除N路虚通道间的延时偏差，除此之外，在本发明实施例中，接收端可以根据插入到各路虚通道中的对齐字确定FEC帧的边界。由于每Q个FEC帧的数据均被平均地分发到N路虚通道，在每路虚通道中，又是每隔((Q×(X+Y))/(N×a)个所述分发粒度插入至少一个所述对齐字，必然有一个FEC帧的第一个分发粒度是紧邻其中一个虚通道的对齐字，因此，在接收端就可以据此规律确定FEC帧的边界。
在另一实施例中，如图5所示，在步骤S103之前，以太网中处理数据的方法还进一步包括：
步骤S104：对FEC帧进行加扰处理；相应地，步骤S103中被轮流分发的FEC帧就具体为经过加扰处理后的FEC帧。
在本实施例中，扰码处理所采用的扰码多项式具体可以为但不限于1＋b38＋b47，其中，b表示输入到扰码器进行加扰处理的数据。
在本实施例中，通过加扰处理可以使得接收端更容易从接收数据中恢复出时钟信号。
在本实施例中，如图5所示，以太网中处理数据的方法还可以进一步包括：
步骤S105：将来自N路虚通道的数据转换成m路数据，通过m路所述电通道传输所述m路数据。
在一具体实施例中，步骤S105具体可以为：
如果N不等于m，则通过比特复用或者码块复用将每N/m路虚通道的数据复用成一路数据，通过m路所述电通道传输所述m路数据m路数据；
如果N等于m，则通过m路所述电通道传输所述m路数据。
在本实施例中，码块复用和比特复用类似，区别仅在于：在码块复用时，是以码块为单位进行复用的，而比特复用时，则是以比特为单位进行复用的。如果是码块复用，优选地，码块的大小和FEC编码的编码符号的大小相同，或者与分发粒度的大小相同。
在本实施例中，如图5所示，以太网中处理数据的方法还可以进一步包括：
步骤S106：将所述m路数据轮循分发成n路数据。
在一具体实施例中，步骤S106具体包括：
将所述m路数据以比特或者码块为单位轮循分发成n路数据。
以比特为单位轮循分发是现有技术，可以参考现有100G以太网中的相关处理。
在本实施例中，如图5所示，以太网中处理数据的方法还可以进一步包括：
步骤S107：将所述n路数据分别调制到n个光载波上，得到n个光信号，通过所述n路所述光通道将所述n个光信号传送到接收端。
相应于上述实施例提供的在以太网发送端实施的处理数据的方法，本发明实施例还提供一种以太网中处理数据的方法，主要在超100G以太网的PHY中实施，应用在接收端对数据进行处理，其处理流程参见图6，包括：
步骤S201：将源自PMD子层的n路数据适配到N路虚通道。
在本实施例中，N为正整数。由前文的实施例可知，在发送端一个个FEC帧被轮流分发到N路虚通道，因此，本步骤中适配到每路虚通道的数据均包含有同一个FEC帧的一部分。
本实施例中，接收端接收通过n路光通道传送过来的n路光信号，在接收端的PMD子层中，对该n路光信号分别进行解调，得到n路数据，然后将该n路数据发送到PMA子层。在PMA子层中，将该n路数据适配到N路虚通道的过程为：将该n路数据转换成m路数据，然后将该m路数据解复用到N路虚通道。将n路数据转换成m路数据，以及将m路数据解复用到N路虚通道具体过程可以参考现有40G以太网和100G以太网中的相关处理。
步骤S202：从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧。
由于在发送端每一个FEC帧均是被轮流分发到各路虚通道，因此，在本步骤中提取FEC帧时，均是将适配到N路虚通道的数据当作一个整体看待，也即在N路虚通道共同缓存的数据刚好是一个完整FEC帧的数据时，就可以从N路虚通道共同缓存的数据中提取出该FEC帧。现有的40G以太网和100G以太网中，在发送端，则每路虚通道缓存的数据均是一个完整FEC帧的数据时，才能恢复出FEC帧，而不是共同缓存的数据有一个FEC帧时进行FEC帧的恢复。
步骤S203：对所述FEC帧进行FEC译码，删除FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块。
由前文实施例可知，FEC帧是由X个数据比特和针对所述X个数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特构成。
在本步骤中，FEC译码是发送端FEC编码的逆过程，基于每个FEC帧中的Y个校验比特对X个数据比特进行校验，待校验完成后，删除该Y个校验比特，从而恢复出串行的数据码块。可以将恢复出的串行的数据码块发送给协调子层做进一步的处理。
在本实施例中，可以看出在恢复FEC帧时，只需要N路虚通道共同缓存一个完整FEC帧的数据就可以提取出一个FEC帧，延时小，除此之外，由于用于填充校验信息的空间不是通过压缩码块得到的，而是通过直接插入校验比特以提供填充校验信息的空间，校验比特的个数可以根据不同的场景需求进行相应的调整，从而可以满足不同场景对FEC编码增益的不同需求，灵活性高。
在另一实施例中，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量，n为以太网物理层中光通道的数量。
在另一实施例中，步骤S202，具体包括：
对适配到所述N路虚通道中的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据；
锁定包含在每路块同步的的数据中的对齐字；
基于锁定的对齐字，对所述N路块同步的数据进行对齐和重排处理；
基于锁定的对齐字，确定每个FEC帧的边界，然后从经过对齐和重排处理的N路块同步的数据中逐个提取出FEC帧。
上述块同步处理、锁定对齐字、对齐和重排处理均是现有技术，可以参考现有40G以太网和100G以太网中的相关处理。
为了便于更好的理解本发明，下面以400G以太网（超100G以太网的一种）为例，分别从发送端和接收端两方面来对本发明进行详细的阐述，其中，400G以太网的架构依然可以参考图1。
一方面，在以太网发送端实施如下处理：
在协调子层，将来自MAC层的400Gbit/s的串行数据转化成与CDGMII匹配的并行数据流然后将并行数据通过CDGMII发送给PCS。
参见图7，在PCS层对通过CDGMII传输过来的数据进行如下处理：
步骤S401：采用64B/66B编码对通过MII传输过来的数据流进行编码，得到串行的66B码块。此处所采用的64B/66B编码可以替换成256B/257B编码，也可以为其它的编码。
步骤S402：对串行的66B码块进行FEC编码，参见如8，具体为：针对每X个连续的数据比特进行FEC编码，产生Y个校验比特由该X个连续的数据比特和该Y个校验比特构成一个FEC帧。在一具体的实现方案中，X为15774，Y为1056，也即针对每239个66B码块进行FEC编码，产生16个66B大小的校验码块，由该239个66B码块和16个校验码块构成一个FEC帧。串行的66B码块经过FEC编码后形成了一系列的FEC帧。
步骤S403：对FEC帧进行加扰处理。通过加扰处理，可以使得接收端更容易从接收到的数据中恢复出时钟信号。在本步骤中，可以采用扰码多项式1＋b38＋b47进行加扰处理，当然也可以采用其它的扰码多项式，本申请不对其进行限定。
步骤S404：将经过加扰处理后的FEC帧轮流分发到N路虚通道。
在本步骤中，可以以66B码块为分发粒度将经过扰码处理后的FEC帧轮流分发到N路虚通道。参见图8，轮流分发过程为：将经过扰码处理后的第一个FEC帧中的第一个66B码块被分发到虚通道1，第二个66B码块被分发到虚通道2，……第N个66B码块被分发到虚通道N，第N+1个66B码块被分发到虚通道1，依次类推，直到第一个FEC帧的最后一个66B码块被分发到相应的虚通道。后续的每一个FEC帧被分发到N路虚通道所采用的方法，与第一个FEC帧分发到到N路虚通道所采用的方法相同，只不过后续每个FEC帧的第一个66B码块被分的虚通道是其前一个FEC帧的最后一个66B码块所分发到的虚通道的下一个虚通道，其中，虚通道N的下一个虚通道是虚通道1。分发粒度除了可以为66B码块，还可以20bit，本申请对分发粒度并不进行限制。
为了适配400G以太网的构成AUI的电通道数和400G以太网物理层中的光通道数，将N的取值设为构成AUI的电通道的数量m和400G以太网物理层中的光通道的数量n的最小公倍数。
步骤S405：在每路虚通道中周期性地插入对齐字。
参见图8，在本步骤中，在每路虚通道中插入对齐字的对齐周期可以为(Q×(X+Y))/(N×66)个66B码块，本步骤也具体为：在每个虚通道中每隔(Q×(X+Y))/(N×66)个66B码块就插入一个对齐字，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据刚好可以被平均地分发到N路虚通道。由于是以66B码块为分发粒度将FEC帧轮流分发到N路虚通道，当任意一路虚通道被分发了(Q×(X+Y))/(N×66)个66B码块，那么其它的N-1路虚通道也均被分发了(Q×(X+Y))/(N×66)个66B码块，也就是说一个对齐周期内被分发到N路虚通道的66B码块的总数量为Q×(X+Y)/66个，也即一个对周期内有Q个FEC帧被轮流分发到N路虚通道，也就是说将每Q个FEC帧以66B码块为分发粒度轮流分发到N路虚通道后，刚好就可以在每路虚通道中均插入一个对齐字。优选的，对齐字的大小与分发粒度的大小相同，即为66bit。
在本步骤中，通过在每路虚通道中插入对齐字，可以使得接收端在根据各路虚通道中的对齐字来消除N路虚通道间的延时偏差，另外，还可以使得接收端可以根据各路虚通道中的对齐字来确定FEC帧的边界。
如果在步骤S404中，分发粒度是大小为20bit的数据块，则在此步骤中，则是每隔(Q×(X+Y))/(N×20)个分发粒度插入至少一个对齐字。
在第一PMA子层中，将N路虚通道的数据转换成m路数据。
对于N等于m的情况，直接将来自N路虚通道的数据分别通过构成AUI的m个电通道传送到第二PMA子层。
对于N不等于m的情况，可以通过比特复用或者码块复用将来自每N/m路虚通道的数据复用成一路数据，得到m路数据，然后将该m路数据分别通过构成AUI的m个电通道传输到第二PMA子层。码块复用和比特复用相似，只不过比特复用是比特为单位进行复用的，而码块复用则是以码块为单位进行复用的。
在第二PMA子层中，可以采用如下的两种方式中的一种将通过AUI的m个电通道传输过来的m路数据转化成n路数据：
方式一，将m路数据以比特为单位轮循分发成n路数据；
方式二，将m路数据以码块为单位轮循分发成n路数据。
方式一可以参考现有100G以太网中的相关处理，方式二与方式一的区别仅在于轮循分发的单位是码块，此处不再赘述。
在PMD子层中，将来自第二PMA层的n路数据分别调制到n路光载波上，得到n路光信号。将该n路光信号通过n路光通道传送到400G以太网的接收端。
另一方面，在以太网接收端实施如下处理：
在PMD子层中，对通过n路光通道传送过来的n路光信号进行解调，得到n路数据，然后将该n路数据发送给第二PMA子层。
在第二PMA子层中，将来自PMD子层的n路数据转换成m路数据，将m路数据通过构成AUI的m个电通道传送到第一PMA子层。
在第一PMA子层中，将通过构成AUI的m个电通道传送过来的m路数据解复用到N路虚通道。从前文实施例的描述可以知道，在发送端，FEC帧均被轮流分发到N路虚通道，也就是说分发到每路虚通道的数据中均包含有同一个FEC帧的一部分，相应地，在接收端将其解复用到N路虚通道，在每路虚通道中的数据也必然包含同一个FEC帧的一部分。
在接收端的第一PMA子层和第二PMA子层中所实施的处理分别是在接收端的第一PMA子层和第二PMA子层中所实施的处理的逆处理。
参见图9，在PCS中对来自第一PMA子层的N路虚通道的数据进行如下处理：
步骤S501：对适配到N路虚通道中的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据。
步骤S502：锁定包含在每路块同步的数据中的对齐字。
步骤S503：基于锁定的对齐字，对N路块同步的数据进行对齐和重排处理。
步骤S504：基于锁定的对齐字，确定每个FEC帧的边界，然后从经过对齐和重排处理的N路块同步的数据中逐个提取出FEC帧。在本实施例中，由于在每路虚通道中的数据均包含同一个FEC帧的一部分，在提取FEC帧时，将适配到N路虚通道的数据看成一个整体，当N路虚通道共同缓存的数据刚好是一个完整的FEC帧时，则将该FEC帧提取出来，因此，在本发明实施例中，FEC帧是被逐个提取出来的。
步骤S505：对提取出的FEC帧进行解扰处理。
步骤S506：对经过解扰后的FEC帧进行FEC译码，然后删除每个FEC帧中的校验比特，得到串行的66B码块。
步骤S507：对串行的66B码块进行64B/66B解码，然后将解码后得到的数据通过CDGMII发送给协调子层。
其中，步骤S501－S503的具体过程均可以参考现有100G以太网中的相关处理，步骤S505、S506、S507分别是步骤S403、S402、S401的逆处理，此处不在赘述。
本发明实施例还提供一种以太网设备，其结构如图10所示，包括：MAC芯片10、以太网物理层芯片30、光模块50和连接以太网物理层芯片30和光模块50的由m个电通道构成的AUI。
以太网物理层芯片30，用于将来自MAC芯片10的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；对该串行的数据码块进行FEC编码，得到FEC帧；以a个比特为分发粒度将FEC帧轮流分发到N路虚通道，将来自所述N路虚通道的数据通过构成连接以太网物理层芯片30和光模块50的AUI的m个电通道传送到光模块50。
光模块50，用于将通过上述m个电通道输入的数据转化成n路数据，然后将所述n路数据分别调制到n个光载波上，得到n个光调制信号，将n个调制光信号发送到n路光通道。
其中，N、m、n和a均为正整数，且a小于一个FEC帧所包含的比特的数量。优选地，N具体为m和n的最小公倍数；a具体与数据码块的包含的比特的数量相同，或者与FEC编码的编码符号包含的比特的数量相同。
本发明实施例还提供了一种以太网物理层芯片30，其结构如图10所示，包括：PCS编码器301、FEC编码器302和多通道分发模块304。
PCS编码器301，用于对源自媒体接入控制层的数据进行线路编码，得到串行的数据码块。PCS编码器301具体可以为64B/66B编码器，也可以为256B/257B编码器，或者为512B/513B编码器，还可以为其它的编码器，本发明不限定。
FEC编码器302，用于对PCS编码器301得到的串行的数据码块进行FEC编码，得到FEC帧。每个FEC帧由X个连续的数据比特和针对该X个连续的数据比特进行FEC编码得到的Y个校验比特组成，其中，X和Y均为正整数。
多通道分发模块304，用于以a个比特为分发粒度将FEC帧轮流分发到N路虚通道。多通道分发模块304以a个比特为分发粒度将FEC帧轮流分发到N路虚通道的过程可以参见前文方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。
其中，a小于一个FEC帧所包含的比特的数量。优选的，a具体可以与数据码块的包含的比特的数量相同，或者与FEC编码的编码符号包含的比特的数量相同。
在本实施例中，由于FEC编码器302进行FEC编码时是通过直接插入校验比特以提供用于填充FEC编码所产生的校验信息的空间，而非通过压缩数据码块的同步头来提供用于填充FEC编码所产生的校验信息的空间，因此，本发明实施例能提供较高的FEC编码增益，而且可以视不同的场景，通过改变校验比特的数量以提供不同的FEC编码增益来满足不同的增益需求。另外，本发明实施例是先用FEC编码器进行FEC编码，然后将编码得到的FEC帧轮流分发到N路虚通道，这样使得在接收端只要N路虚通道共同缓存的数据刚好是一个完整的FEC帧时，就可以进行FEC译码，从而极大的减小了延时。
在一实施例中，以太网物理层芯片30还可以进一步包括扰码器303，用于对FEC编码器输出的FEC帧进行加扰处理。相应地，多通道分发模块具体是将经过扰码处理的FEC帧轮流分发到N路虚通道。具体地，扰码器303可以采用扰码多项式1＋b38＋b47进行扰码处理，也可以采用其它的扰码多项式，本发明不进行限定。
在一具体实施例中，多通道分发模块以a个比特为分发粒度将每Q个FEC帧为单位轮流分发到N路虚通道，在每路虚通道中每隔((Q×(X+Y))/(N×a)个所述预设的分发粒度插入一个对齐字，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据被平均地分发到N路虚通道。
在由一实施例中，以太网物理层芯片30还可以进一步包括接口适配模块，用于将来自N路虚通道的数据转换成m路数据。当N不等于m时，接口适配模块具体用于通过比特复用或者码块将每N/m路虚通道的数据复用成一路数据。
相应于前文实施例提供的以太网设备，本发明实施例还提供另一种以太网设备，用于接收前文实施例提供的以太网设备发送的n个调制光信号并进行相应处理并恢复出发送端发送的MAC层数据，其结构如图11所示，包括MAC芯片20、以太网物理层芯片40，光模块60，以及连接以太网物理层芯片40和光模块60的由m个电通道构成的AUI。
光模块60，用于接收通过n路光通道传输过来的n路光信号，对n路光信号进行解调，得到n路数据，将该n路数据转换成m路数据，通过m个电通道传送给以太网物理层芯片。
以太网物理层芯片40，用于将从上述m个电通道传输过来的m路数据适配到N路虚通道，然后从适配到N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧，对FEC帧进行FEC译码，删除FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块，对串行的数据码块进行线路解码，将解码后的数据发送给MAC芯片20。其中，FEC帧包含X个数据比特和针对该X个数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，适配到每路虚通道的数据中均包含同一个FEC帧的一部分，X和Y为正整数。
在本实施例中，逐个提出FEC帧时是指将适配到N路虚通道中的数据看成一个整体，适配到N路虚通道中的数据刚好共同构成一个完整的FEC帧时，就将此FEC帧提取出来。而在现有技术中，则只有适配到每路虚通道的数据都有一个完整的FEC帧的数据时才能提取出FEC帧。
在本实施例中，m和n均为正整数，优选地，N为m和n的最小公倍数。
在本实施例中，在提取FEC帧时，只需要适配到N路虚通道的数据能共同构成一个FEC帧时就可以提取出该FEC帧，延时小，除此之外，由于用于填充校验信息的空间不是通过压缩码块得到的，而是通过直接插入校验比特以提供填充校验信息的空间，因此，本发明实施例能提供较高的FEC的编码增益，另外，校验码块的个数可以根据需求进行调整，从而可以满足不同场景对FEC编码增益的不同需求，灵活性高。
本发明实施例还提供一种以太网物理层芯片40，其结构如图11所示，包括解码器401、FEC译码器402、FEC帧恢复模块409和接口适配模块408。
接口适配模块408，用于将通过m个电通道传输过来的m路数适配到N路虚通道。适配到每路虚通道的数据中均包含同一个FEC帧的一部分，每个FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码的Y个校验比特。
FEC帧恢复模块409，用于从适配到N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧。
FEC译码器402，用于对提取出的FEC帧进行FEC译码，删除每个FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块。
在本发明实施例中，X、Y、N、m和n均为正整数。优选地，N为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量。
在本实施例中，可以看出在恢复FEC帧时，只需要N路虚通道共同缓存一个完整FEC帧的数据就可以提取出一个FEC帧，延时小，除此之外，由于用于填充校验信息的空间不是通过压缩码块得到的，而是通过直接插入校验比特以提供填充校验信息的空间，校验比特的个数可以根据不同的场景需求进行相应的调整，从而可以满足不同场景对FEC编码增益的不同需求，灵活性高。
在一实施例中，FEC帧恢复模块409具体包括：
块同步子模块407，用于对适配到N路虚通道的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据；
对齐字锁定子模块406，用于锁定包含在每路块同步的数据中的对齐字；
对齐和重排子模块405，用于基于锁定的对齐字对N路块同步的数据进行重排和对齐处理；
帧提取子模块404，用于基于锁定的对齐字，确定每个FEC帧的边界，从而经过重排和对齐处理的N路块同步的数据中逐个提取出FEC帧。
在一实施例中，FEC帧恢复模块409还可以进一步包括：解扰码器403，用于对提取出的FEC帧进行解扰处理。
在一实施例中，以太网物理层芯片40还可以进一步包括：
PCS解码器402，用于对恢复出的串行的数据码块进行线路解码，然后将线路解码后的数据发送给MAC芯片20。PCS解码器402所实施的线路解码是发送端的PCS编码器301所实施的线路编码的逆处理。
本发明实施例还提供了一种以太网物理层芯片，其结构如图12所示，包括第一输入输出接口801，处理器802，第二输入输出接口803和存储器804。
在发送方向：
第一输入输出接口801，用于接收源自以太网MAC层的数据，将其输入到处理器802；
处理器802，用于对源自MAC芯片的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；对串行的数据码块进行FEC编码，得到FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；以a个比特为分发粒度将FEC帧轮流分发到N路虚通道；其中，每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个比特的数据进行FEC编码所产生的校验比特，X和Y均为正整数，X和Y均为正整数，N为正整数，a为正整数且小于一个FEC帧所包含的比特的数量。
在一具体实施例中，优选地，N具体可以为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量，n为以太网物理层中光通道的数量。
第二输入输出接口803，用于将N路虚通道的数据发送给PMD子层。
在接收方向：
第二输入出接口803，用于接收源自PMD子层的数据，将其输入到处理器802；
处理器802，用于将第二输入输出接口803输入的数据适配到N路虚通道，从适配到N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧，对提取出的FEC帧进行FEC译码，删除每个FEC帧中的校验校验比特，得到串行的数据码块，对串行的数据码块进行线路解码。
第一输入输出接口801，用于将处理器802进行线路解码后的数据发送给MAC层。
存储器804，用于存储处理器804执行发送方向和接受方向的处理时所需要的程序，以及缓存处理器804在执行发送方向和接受方向的处理时需要缓存的数据。
在另一实施例中，在发送方向，处理器802还用于在将FEC帧轮流分发到N路虚通道之前，对FEC帧进行加扰处理。相应地，处理器具体用于以a个比特为分发粒度将加扰处理后的FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，a为正整数且小于每个FEC帧所包含的比特的数量。处理器802在将FEC帧无论是加扰的还是未加扰的轮流分发N路虚通道可以具体为：以a个比特为分发粒度将每Q个FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据被平均的分发到N路虚通道。处理器还可以用于在将来自N路虚通道的数据通过第二输入输出接口输出之前，在每路虚通道中每隔((Q×(X+Y))/(N×a)个分发粒度插入至少一个对齐字。
在接收方向，处理器802从适配到N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧具体包括：
对适配到N路虚通道的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据；
锁定包含在每路块同步的数据中的对齐字；
基于锁定的对齐字，对N路块同步的数据进行对齐和重排处理；
基于锁定的对齐字，确定FEC帧的边界，然后从经过对齐和重排处理后的N路块同步的数据中中识别出逐个提取出恢复FEC帧。
在本实施例中，由于处理器802进行FEC编码时是通过直接插入校验比特以提供用于填充FEC编码所产生的校验信息的空间，而非通过压缩数据码块的同步头来提供用于填充FEC编码所产生的校验信息的空间，因此，本发明实施例能提供较高的FEC编码增益，而且可以视不同的场景，通过改变校验比特的数量以提供不同的FEC编码增益来满足不同的增益需求。另外，本发明实施例是先进行FEC编码，然后将编码得到的FEC帧轮流分发到N路虚通道，这样使得在接收端只要N路虚通道共同缓存的数据刚好是一个完整的FEC帧时，就可以进行FEC译码，从而极大的减小了延时。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备，芯片和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备、芯片和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (30)

1.一种以太网中处理数据的方法，其特征在于，应用在发送端对数据进行处理，包括：
对源自媒体接入控制层的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；
对所述串行的数据码块进行前向纠错FEC编码，得到FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，其中，X和Y均为正整数；
以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，a和N均为正整数，且a小于每个所述FEC帧包含的比特的数量。
2.如权利要求1所述以太网中处理数据的方法，其特征在于，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量，n为以太网物理层中光通道的数量。
3.如权利要求1或2所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，每个所述FEC帧还包括至少一个用于指示FEC帧中校验比特的位置的FEC帧标示字段。
4.如权利要求1至3任一项所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道具体包括：
以a个比特为分发粒度将每Q个FEC帧轮流分发到N路虚通道上；
在每路虚通道中每隔(Q×(X+Y))/(N×a)个所述分发粒度插入至少一个对齐字，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据被平均地分发到N路虚通道，所述对齐字被接收端用于确定FEC帧的边界。
5.如权利要求1至4任一项所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，a具体与所述数据码块包含的比特的数量的正整数倍相同，或者a具体与所述FEC编码的编码符号所包含的比特的数量的正整数倍相同。
6.如权利要求1至5任一项所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，所述方法还进一步包括：
在以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道之前，先对所述FEC帧进行加扰处理。
7.如权利要求2至6任一项所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，进一步包括：将来自所述N路虚通道的数据转换成m路数据，通过m路所述电通道传输所述m路数据。
8.如权利要求7所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，所述将来自所述N路虚通道的数据转换成m路数据，具体包括：
如果N不等于m，则通过比特复用或者码块复用将来自每N/m路虚通道的数据复用成一路数据。
9.如权利要求7或8所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，进一步包括：
将来自所述m路电通道的所述m路数据轮循分发成n路数据。
10.如权利要求9所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，所述将来自所述m路电通道的所述m路数据轮循分发成n路数据，具体包括：
将所述m路数据以比特为单位轮循分发成n路数据；或者，
将所述m路数据以码块为单位轮循分发成n路数据。
11.如权利要求9或10所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，进一步包括：
将所述n路数据分别调制到n个光载波上，得到n个光信号，通过所述n个光通道将所述n个光信号传送到接收端。
12.一种以太网中处理数据的方法，其特征在于，所述方法应用在接收端对数据进行处理，包括：
将源自物理媒介相关子层的n路数据适配到N路虚通道，其中，n和N为正整数，适配到每路虚通道的数据均包含同一个前向纠错FEC帧的一部分；
从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧，其中，每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，X和Y均为正整数；
对所述FEC帧进行FEC译码，删除FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量。
14.如权利要求12或13所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，所述从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧，具体包括:
对适配到所述N路虚通道中的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据；
锁定包含在每路块同步的数据中的对齐字；
基于锁定的对齐字，对所述N路块同步的数据进行对齐和重排处理；
基于锁定的对齐字，确定每个FEC帧的边界，然后从经过对齐和重排处理的N路块同步的数据中逐个提取出FEC帧。
15.如权利要求12到14任一项所述的以太网中处理数据的方法，其特征在于，在所述将源自物理媒介相关子层的n路数据适配到N路虚通道之前，还进一步包括：
对来自n个光通道的光信号分别进行解调，得到所述n路数据。
16.一种以太网物理层芯片，其特征在于，包括：
编码器，用于对源自媒体接入控制层的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；
FEC编码器，用于对所述串行的数据块进行FEC编码，得到FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；每个FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，其中，X和Y均为正整数；
分发模块，用于以a个比特为分发粒度将所述FEC帧轮流分发到N路虚通道，其中，a和N均为正整数，且a小于一个FEC帧包含的比特的数量。
17.如权利要求16所述的以太网物理层芯片，其特征在于，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量，n为以太网物理层中光通道的数量。
18.如权利要求16或17所述的以太网物理层芯片，其特征在于，所述FEC帧还进一步包括至少一个用于指示FEC帧中校验比特的位置的FEC帧标示字段。
19.如权利要求16到18任一项所述的以太网物理层芯片，其特征在于，所述分发模块具体用于：
以a个比特为分发粒度将Q个FEC帧轮流分发到N路虚通道；
在每路虚通道中每隔((Q×(X+Y))/(N×a)个所述分发粒度插入至少一个对齐字，其中，Q的取值使得每Q个FEC帧的数据被平均地分发到N路虚通道，所述对齐字被接收端用于确定FEC帧的边界。
20.如权利要求16至19任一项所述的以太网物理层芯片，其特征在于，a具体与所述数据码块包含的比特的数量的正整数倍相同，或者a具体与所述FEC编码的编码符号所包含的比特的数量的正整数倍相同。
21.如权利要求16至20任一项所述的以太网物理层芯片，其特征在于，还进一步包括：
扰码器，用于在所述分发模块将FEC帧轮流分发到N路虚通道之前先对所述FEC帧进行加扰处理；相应地，
所述分发模块具体用于以a个比特为分发粒度将经过加扰处理后的FEC帧轮流分发到N路虚通道。
22.如权利要求17至21任一项所述的以太网物理层芯片，其特征在于，还进一步包括：
接口适配模块，用于将来自所述N路虚通道的数据转换成m路数据。
23.如权利要求22所述的以太网物理层芯片，其特征在于，所述接口适配模块，当N不等于m时，具体用于通过比特复用或者码块复用将来自每N/m路虚通道的数据复用成一路数据。
24.一种以太网物理层芯片，其特征在于，包括：
接口适配模块，用于将源自物理层媒介相关子层的n路数据适配到N路虚通道；n和N为正整数，适配到每路虚通道的数据均包含同一个前向纠错FEC帧的一部分；
FEC帧恢复模块，用于从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特，X和Y均为正整数；
FEC译码器，用于对所述FEC帧进行FEC译码，然后删除FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块。
25.如权利要求24所述的以太网物理层芯片，其特征在于，N具体为m和n的最小公倍数，m为以太网物理层中连接相邻的两个物理媒介附加子层的电通道的数量。
26.如权利要求24或25所述的以太网物理层芯片，其特征在于，所述FEC帧恢复模块包括：
块同步子模块，用于对适配到所述N路虚通道的数据进行块同步处理，得到N路块同步的数据；
对齐字锁定子模块，用于锁定包含在每路块同步的数据中的对齐字；
对齐和重排子模块，用于基于锁定的对齐字，对所述N路块同步的数据进行对齐和重排处理；
帧提取子模块，用于基于锁定的对齐字，确定所述FEC帧的边界，然后从经过对齐和重排处理的的N路块同步的数据中逐个提取出所述FEC帧。
27.如权利要求24至26任一项所述的以太网物理层芯片，其特征在于，所述FEC帧恢复模块还进一步包括：
解扰器，用于在帧恢复子模块之前，先对从经过对齐和重排处理的N路块同步的数据进行解扰处理；相应地，
所述帧提取子模块具体用于从解扰器输出的数据中逐个提取出所述FEC帧。
28.如权利要求24至27任一项所述的以太网物理层芯片，其特征在于，还进一步包括：
解码器，用于对FEC译码器输出的串行的数据码块进行线路解码。
29.一种以太网设备，其特征在于，包括媒体接入控制层芯片、光模块、如权利要求16至23任一项所述的以太网物理层芯片，以及连接所述以太网物理层芯片和所述光模块的m个电通道；
所述物理层芯片，用于将来自所述媒体接入控制层芯片的数据进行线路编码，得到串行的数据码块；对所述串行的数据码块进行FEC编码，得到形成FEC帧，具体包括：每隔X个连续的数据比特插入针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；以a个比特为分发粒度将FEC帧轮流分发到N路虚通道；将来自所述N路虚通道的数据适配到所述m个电通道；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对所述X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的校验比特；a、N、X和Y均为正整数，且a小于一个FEC帧包含的比特数量；
所述光模块，用于将通过所述m个电通道输入的数据转换成n路数据，将所述n路数据分别调制到n个光载波上，得到n路光信号，将所述n路光信号分别发送到n路光通道，其中，m和n均为正整数。
30.一种以太网设备，其特征在于，包括媒体接入控制层芯片、光模块、如权利要求24至28任一项所述的以太网物理层芯片，以及连接所述以太网物理层芯片和所述光模块的m个电通道；
所述光模块，用于接收通过n路光通道传输过来的n路光信号，从所述n路光信号中解调出n路数据，将n路数据转换成m路数据，将所述m路数据通过所述m个电通道发送给所述以太网物理层芯片，其中，m和n均为正整数；
所述以太网物理层芯片，用于接收从所述m个电通道传输过来的m路数据，将其适配到N路虚通道，从适配到所述N路虚通道的数据中逐个提取出FEC帧，对所述FEC帧进行FEC解码，然后删除每个FEC帧中的校验比特，恢复出串行的数据码块，将所述串行的数据码块进行线路解码后发送给所述媒体接入控制层芯片；适配到每路虚通道的数据中均包含同一个FEC帧的一部分；每个所述FEC帧包含X个连续的数据比特和针对该X个连续的数据比特进行FEC编码所产生的Y个校验比特；N、X和Y均为正整数。
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