CN104811278A - 一种用于otn设备的向前纠错技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及向前纠错技术的技术领域，尤其是一种用于OTN设备的向前纠错技术，具有位于第1帧的路径追踪标识TTI、位于第2帧的比特校验BIP-8以及具有八个子帧的第3帧，八个子帧分别为第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧、第5子帧、第6子帧、第7子帧和第8子帧，第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧中具有向前错误指示FEI，第5子帧中具有向前缺陷指示FDI，第6子帧、第7子帧和第8子帧中具有状态信号STAT。该向前纠错技术可灵活分配译码资源，大大降低运营商成本，有助于推动建设OTN设备。

Description

一种用于OTN设备的向前纠错技术

技术领域

本发明涉及向前纠错技术的技术领域，尤其是一种用于OTN设备的向前纠错技术。

背景技术

OTN设备的向前纠错是一种通过在传输数据中加入冗余信息来进行纠错的技术。发送端按照一定算法生成冗余码插入到传输数据流，接收端则按同样算法对接收到的数据流进行译码，然后找到误码并进行纠错。评价向前纠错性能的指标是编码增益，定义为在满足相同误码率的条件下，所需接收光功率在编码前和编码后的变化。举例而言，在10-8误码率下，如果接收光功率在加入向前纠错前后所需光功率分别是-27dB和-34dB，那么编码增益则为7dB。由此可见，引入FEC编码后可以明显提高系统的误码性能。

FEC编码具有三代技术，具体内容如下：

一、第一代向前纠错技术——标准FEC

ITU-T于1996年在G.975标准中为海底光缆系统定义了基于RS(255，239)码的向前纠错编码，随后ITU-T决定以此为基础，在光传送网G.709标准中对2.5Gbit/s和10Gbit/s的向前纠错编码进行标准化，以保证互通性。RS码是一种纠错能力较强的线性分组循环码，而且编解码相对简单。RS(255，239)指的是编码器输入239信息码元、输出255码元、开销16个码元，因此冗余度为6.7％。标准FEC的编码增益是6.2dB(误码率10-15)。

二、第二代向前纠错技术——增强型FEC

标准FEC推出后不久，业界就发现使用更强的向前纠错技术是提高自己的10Gbit/s系统余量最便宜的方法，因此许多“第二代”增强型向前纠错编码应运而生。它们和ITU-T G.709标准FEC的冗余度一样为6.7％，但是在编码方式上采用了更为强大的码型，如级联码、Turbo乘积码和低密度校验码(LDPC)。其中最为有效的是级联强大的分量码，如BCH码和RS码，并进行2～3次的迭代译码。级联码不仅具有很强的纠正突发错误和随机错误的能力，提供更大的编码增益，而且更重要的是可以利用其构造方法，达到信道编码定理所给出的香农极限。在第二代FEC中，业界最为广泛使用的是ITU-T G.975.1标准I.4定义的RS/BCH级联编码和I.7定义的BCH/BCH正交级联编码。第二代FEC编码比G.709标准FEC编码大约提高了2dB的净增益，可以达到8dB。现在，尽管第二代FEC并没有在ITU-T G.709中标准化，存在互通性问题，但是2dB增益提升所带来的性能成本优势足以让众多运营商采用第二代FEC作为10Gbit/sDWDM网络设备的基准配置，反而G.709标准FEC应用并不多。

三、第三代向前纠错技术——Swizzle FEC

数据流量爆炸增长推动运营商升级其10Gbit/s为基础的城域网向40Gbit/s和100Gbit/s演进。在现有网络基础架构上支持如此高的速率需要有高符号率和复杂的调制方案，使得光网络设备对光损更为敏感。例如，信号带宽提高4倍(从10Gbit/s到40Gbit/s)要求接收过滤器的带宽也增大4倍，因此噪声增大4倍，从而导致信噪比有6dB的退化。由于在一个放大系统中每1dB的降低会导致25％传输距离的减少，这样一个原本可以传输400km的系统降低到仅仅传输72km。使用更强的FEC技术是最经济的方法，这样能够尽可能地夺回一些失去的增益，当然重新获得的增益必须在香农极限的程度内。恢复剩余的增益只能使用更昂贵的光学技术，如色散补偿光纤及模块。基于此，PMC-Sierra公司创新研发了第三代向前纠错编码技术Swizzle FEC。Swizzle FEC的冗余度仍然为6.7％，但是编码构造方式有了全面的创新。受到了LDPC编码的启发，SwizzleFEC采取一种与第二代FEC简单的二维级联编码完全不同的构造方式——螺旋方式交织编码。螺旋交织使得每一个码字被几乎所有邻近的码字所保护。这种方法基本消除了错误平层，并且延迟只有正交二维级联码的一半以下。Swizzle编码与现有的二维级联码相比有三大优点：采用了更好的交织构造，因此提高了性能并减少了延迟；允许更加并行的实现机制，因此在同样延迟的条件下具有更好的性能；采用最大似然译码(Maximum Likelihood Decoder)方式取代了简单的“最后一个解码的码字决定一切”的译码方式，因此对错误译码有极强的抵抗力。PMC的第三代Swizzle FEC在10-15误码率的条件下达到了9.45dB的增益，比第二代FEC又提高了宝贵的1.35dB的净增益。增加的增益可以用来提升传输距离，在较差的光纤上传输，或者纠正非线性损伤，从而大大降低运营商的建网成本。第三代FEC与第二代FEC编码技术及性能的比较，第二代FEC采用的是二维级联码。一个通用的二维级联码构造，每一行被所有列保护，每一列被所有行保护。设计码型的一个关键选择是每一组行列配对需要共享多少个比特。如果每一组行列配对共享了许多比特，并且误码正好发生在这些共享的比特中，那么再多次的迭代译码也无法进行纠错。这种情况被称之为陷阱集合，从而造成错误平层，大大降低了这种码型的性能。另一个选择是使行列正交，这样一组行列配对共享的比特数只有一个或很少的几个，但是这种方法带来的问题是极大的延迟，解决办法只有采用相对弱小的分量码，并大量减少迭代次数。Swizzle FEC采用了螺旋式交织的方式构造码字，使得每一对码字最大重叠只有两比特。每一个BCH分量码可以纠正两倍多的比特。这将使陷阱集合出现足够少，从而不会对码字的性能有本质影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种用于OTN设备的向前纠错技术。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于OTN设备的向前纠错技术，具有位于第1帧的路径追踪标识TTI、位于第2帧的比特校验BIP-8以及具有八个子帧的第3帧，所述八个子帧分别为第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧、第5子帧、第6子帧、第7子帧和第8子帧，所述第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧中具有向前错误指示FEI，所述第5子帧中具有向前缺陷指示FDI，所述第6子帧、第7子帧和第8子帧中具有状态信号STAT。

进一步限定，上述技术方案中所述路径追踪标识TTI用于识别不同的帧，防止用户错连信号；所述比特校验BIP-8用于对OPUK区域进行奇偶校验，第n帧的BIP校验结果放在第n+2帧的BIP-8字节处；所述向前错误指示FEI用于向业务下游方向传递，对应的业务宿端SM段BIP-8开销检测到的错误块数目；所述向前缺陷指示FDI用于通知下游节点已经检测到信号失效；所述状态信号STAT用于指示当前的维护信号。

进一步限定，上述技术方案中所述OPUK区域包括PSI净荷结构标识、JC映射专用开销。

进一步限定，上述技术方案中所述每个OPUK区域提供1字节的PSI，一个复帧中的256个PSI字节组成一个完整的PSI信息结构。

本发明的有益效果是：本发明的一种用于OTN设备的向前纠错技术，在同样延时的条件下可以多处理两倍以上的迭代译码，灵活分配译码资源，使得在误码最严重的码字上增加处理能力以保证在规定延时内正确译码。帮助减少昂贵的光再生器件，大大降低运营商成本，有助于推动建设OTN设备。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的本发明一种用于OTN设备的向前纠错技术，具有位于第1帧的路径追踪标识TTI、位于第2帧的比特校验BIP-8以及具有八个子帧的第3帧，所述八个子帧分别为第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧、第5子帧、第6子帧、第7子帧和第8子帧，所述第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧中具有向前错误指示FEI，所述第5子帧中具有向前缺陷指示FDI，所述第6子帧、第7子帧和第8子帧中具有状态信号STAT。所述路径追踪标识TTI用于识别不同的帧，防止用户错连信号；所述比特校验BIP-8用于对OPUK区域进行奇偶校验，第n帧的BIP校验结果放在第n+2帧的BIP-8字节处；所述向前错误指示FEI用于向业务下游方向传递，对应的业务宿端SM段BIP-8开销检测到的错误块数目；所述向前缺陷指示FDI用于通知下游节点已经检测到信号失效，FDI＝1表示检测到信号失效，否则FDI＝0；所述状态信号STAT用于指示当前的维护信号，当业务不正常时，维护信号通过某些开销取特殊值或者发送特殊码型通知下游的接收设备当前本节点的状态。所述OPUK区域包括PSI净荷结构标识、JC映射专用开销。所述每个OPUK区域提供1字节的PSI，一个复帧中的256个PSI字节组成一个完整的PSI信息结构。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种用于OTN设备的向前纠错技术，其特征在于：具有位于第1帧的路径追踪标识TTI、位于第2帧的比特校验BIP-8以及具有八个子帧的第3帧，所述八个子帧分别为第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧、第5子帧、第6子帧、第7子帧和第8子帧，所述第1子帧、第2子帧、第3子帧、第4子帧中具有向前错误指示FEI，所述第5子帧中具有向前缺陷指示FDI，所述第6子帧、第7子帧和第8子帧中具有状态信号STAT。

2.根据权利要求1所述的一种用于OTN设备的向前纠错技术，其特征在于：所述路径追踪标识TTI用于识别不同的帧，防止用户错连信号；所述比特校验BIP-8用于对OPUK区域进行奇偶校验，第n帧的BIP校验结果放在第n+2帧的BIP-8字节处；所述向前错误指示FEI用于向业务下游方向传递，对应的业务宿端SM段BIP-8开销检测到的错误块数目；所述向前缺陷指示FDI用于通知下游节点已经检测到信号失效；所述状态信号STAT用于指示当前的维护信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于OTN设备的向前纠错技术，其特征在于：所述OPUK区域包括PSI净荷结构标识、JC映射专用开销。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于OTN设备的向前纠错技术，其特征在于：所述每个OPUK区域提供1字节的PSI，一个复帧中的256个PSI字节组成一个完整的PSI信息结构。