CN113347510A - 通信设备、mac芯片、光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种通信设备、MAC芯片、光模块，涉及光通信领域，用于使光模块获知为ONU分配的时隙。第一通信设备包括：媒体访问控制MAC芯片和光模块，MAC芯片，用于向光模块发送第一控制信息或第二控制信息，其中，第一控制信息用于指示光模块对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，第二控制信息用于指示光模块对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围；光模块，用于根据第一控制信息对第一光信号进行译码，或者，根据第二控制信息对第二光信号进行编码。

Description

通信设备、MAC芯片、光模块

技术领域

本申请涉及光通信领域，尤其涉及一种通信设备、MAC芯片、光模块。

背景技术

如图1所示，为无源光纤网络(passive optical network，PON)通信系统的架构，包括：光线路终端(optical line terminal，OLT)11、分光器(splitter)12和光网络单元(optical network unit，ONU)13。分光器(splitter)12位于光配线网(opticaldistribution network，ODN)中。

OLT 11和ONU 13均包括MAC芯片和光模块，在下行方向上，OLT的MAC芯片通过光模块将电信号变成光信号，光信号通过分光器12广播发送到各个ONU 13，ONU 13再将光信号转换为电信号。在上行方向上，ONU 13通过光模块将电信号转换为光信号，在分配的时隙通过分光器12向OLT 11发送光信号，OLT 11的光模块按照对应时隙分别接收来自不同ONU 13的光信号，实现点对多点的通讯。

现有技术中，由于在上行方向，分配给各个ONU 13的时隙是不同的，因此，对于OLT来说，对上行光信号进行前向纠错(forward error correction，FEC)译码时，需要知道为各个ONU分配的时隙，即需要知道对来自各个ONU的光信号进行FEC译码的起止范围，从而对接收的光信号进行FEC。对于ONU来说，对上行光信号进行FEC编码时，需要知道为本ONU分配的时隙，即需要知道对将发送的光信号进行FEC编码的起止范围。

之前FEC功能是放在MAC芯片中的，随着光通信技术演进，开始要求光模块具有FEC功能，即将FEC功能下移至光模块中，此时，光模块无法获知FEC译码的起止范围。

发明内容

本申请实施例提供一种通信设备、MAC芯片、光模块，用于使光模块获知为ONU分配的时隙。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种第一通信设备，包括：媒体访问控制MAC芯片和光模块，MAC芯片，用于向光模块发送第一控制信息或第二控制信息，其中，第一控制信息用于指示光模块对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，第二控制信息用于指示光模块对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围；光模块，用于根据第一控制信息对第一光信号进行译码，或者，根据第二控制信息对第二光信号进行编码。

本申请实施例提供的通信设备，无论是应用于OLT，还是ONU，都可以由第一通信设备中的MAC芯片向光模块发送第一控制信息或第二控制信息，第一控制信息用于指示光模块对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，此时第一通信设备为OLT，第二通信设备为ONU；第二控制信息用于指示光模块对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围，此时第一通信设备为ONU，第二通信设备为OLT。上述编码的起止范围或译码的起止范围即为ONU分配的时隙，从而使光模块获知为ONU分配的时隙。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息包括：第一连续接收指示信息、第二通信设备的标识信息、为第二通信设备分配的第一时隙的时间信息、第一时隙的类型、第二通信设备的类型；其中，第一时隙用于第二通信设备发送光信号，第一连续接收指示信息用于光模块确定是否连续接收第一控制信息，第一时隙的类型用于指示第一时隙传输的数据类型。该实施方式介绍了第一控制信息的一种可能的帧格式。

在一种可能的实施方式中，第二控制信息包括：第二连续接收指示信息、第一通信设备的标识信息、为第一通信设备分配的第二时隙的时间信息、第二时隙的类型、第一通信设备的类型；其中，第二时隙用于第一通信设备发送光信号，第二连续接收指示信息用于光模块确定是否连续接收第二控制信息，第二时隙的类型用于指示第二时隙传输的数据类型。该实施方式介绍了第二控制信息的一种可能的帧格式。

在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间和时隙的长度。

在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间和结束时间。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息或第二控制信息还包括第一校验位，第一校验位用于对控制信息中的有效数据进行校验。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息或第二控制信息承载在MAC芯片向光模块发送的数据帧的前向纠错FEC校验域中。

在一种可能的实施方式中，光模块包括数据处理器DSP，DSP包括均衡器，第一控制信息或第二控制信息承载在MAC芯片向均衡器发送的数据帧的FEC校验域中。

在一种可能的实施方式中，数据帧包括同步帧头域、M个有效数据域以及M个FEC校验域，每个FEC校验域对应一个有效数据域，每个FEC校验域包括第二校验位，以及，第一控制信息或第二控制信息，第二校验位用于对对应的有效数据域中的有效数据进行FEC校验，M为正整数。

在一种可能的实施方式中，数据帧的长度为FEC码字的整数倍。否则尾片不为FEC校验域的长度，会提高解析的复杂度。

在一种可能的实施方式中，光模块还用于对有效数据域中的有效数据进行编码，并生成第三校验位；用第三校验位替换对应的FEC校验域中的数据；发送数据帧对应的光信号。也就是说，不会影响正常数据传输。

在一种可能的实施方式中，在MAC芯片向光模块发送的数据帧中，按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，预设间隔小于同步帧头域的长度。

在一种可能的实施方式中，光模块还用于：对数据帧搜索同步帧头域，并确定插入同步帧头域中的至少一个比特位的位置；从位置开始按照预设间隔提取至少一比特位，组合得到第一控制信息或第二控制信息。该实施方式对光模块如何解析得到第一控制信息或第二控制信息进行了说明。

在一种可能的实施方式中，MAC芯片与光模块之间为N路传输，N为大于等于2的整数，在MAC芯片向光模块发送的每一路数据帧中，从相同位置开始按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，预设间隔小于同步帧头域的长度/N。

在一种可能的实施方式中，光模块还用于：对N路数据帧合并搜索一个同步帧头域，并确定在每路数据帧中插入同步帧头域的至少一个比特位的位置，从每路数据帧中的位置开始按照预设间隔提取至少一比特位，组合得到第一控制信息或第二控制信息。该实施方式对光模块如何解析得到第一控制信息或第二控制信息进行了说明。

第二方面，提供了一种媒体访问控制MAC芯片，用于向光模块发送第一控制信息或第二控制信息，其中，第一控制信息用于指示光模块对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，第二控制信息用于指示光模块对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息包括：第一连续接收指示信息、第二通信设备的标识信息、为第二通信设备分配的第一时隙的时间信息、第一时隙的类型、第二通信设备的类型；其中，第一时隙用于第二通信设备发送光信号，第一连续接收指示信息用于光模块确定是否连续接收第一控制信息，第一时隙的类型用于指示第一时隙传输的数据类型。

在一种可能的实施方式中，第二控制信息包括：第二连续接收指示信息、第一通信设备的标识信息、为第一通信设备分配的第二时隙的时间信息、第二时隙的类型、第一通信设备的类型；其中，第二时隙用于第一通信设备发送光信号，第二连续接收指示信息用于光模块确定是否连续接收第二控制信息，第二时隙的类型用于指示第二时隙传输的数据类型。

在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间和时隙的长度。

在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间和结束时间。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息或第二控制信息还包括第一校验位，第一校验位用于对控制信息中的有效数据进行校验。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息或第二控制信息承载在MAC芯片向光模块发送的数据帧的前向纠错FEC校验域中。

在一种可能的实施方式中，光模块包括数据处理器DSP，DSP包括均衡器，第一控制信息或第二控制信息承载在MAC芯片向均衡器发送的数据帧的FEC校验域中。

在一种可能的实施方式中，数据帧包括同步帧头域、M个有效数据域以及M个FEC校验域，每个FEC校验域对应一个有效数据域，每个FEC校验域包括第二校验位，以及，第一控制信息或第二控制信息，第二校验位用于对对应的有效数据域中的有效数据进行FEC校验，M为正整数。

在一种可能的实施方式中，数据帧的长度为FEC码字的整数倍。

在一种可能的实施方式中，在MAC芯片向光模块发送的数据帧中，按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，预设间隔小于同步帧头域的长度。

在一种可能的实施方式中，MAC芯片与光模块之间为N路传输，N为大于等于2的整数，在MAC芯片向光模块发送的每一路数据帧中，从相同位置开始按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，预设间隔小于同步帧头域的长度/N。

第三方面，提供了一种光模块，用于根据来自媒体访问控制MAC芯片的第一控制信息对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码，或者，根据来自MAC芯片的第二控制信息对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码，其中，第一控制信息用于指示光模块对第一光信号进行译码的起止范围，第二控制信息用于指示光模块对第二光信号进行编码的起止范围。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息包括：第一连续接收指示信息、第二通信设备的标识信息、为第二通信设备分配的第一时隙的时间信息、第一时隙的类型、第二通信设备的类型；其中，第一时隙用于第二通信设备发送光信号，第一连续接收指示信息用于光模块确定是否连续接收第一控制信息，第一时隙的类型用于指示第一时隙传输的数据类型。

在一种可能的实施方式中，第二控制信息包括：第二连续接收指示信息、第一通信设备的标识信息、为第一通信设备分配的第二时隙的时间信息、第二时隙的类型、第一通信设备的类型；其中，第二时隙用于第一通信设备发送光信号，第二连续接收指示信息用于光模块确定是否连续接收第二控制信息，第二时隙的类型用于指示第二时隙传输的数据类型。

在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间和时隙的长度。

在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间和结束时间。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息或第二控制信息还包括第一校验位，第一校验位用于对控制信息中的有效数据进行校验。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息或第二控制信息承载在MAC芯片向光模块发送的数据帧的前向纠错FEC校验域中。

在一种可能的实施方式中，光模块包括数据处理器DSP，DSP包括均衡器，第一控制信息或第二控制信息承载在MAC芯片向均衡器发送的数据帧的FEC校验域中。

在一种可能的实施方式中，数据帧包括同步帧头域、M个有效数据域以及M个FEC校验域，每个FEC校验域对应一个有效数据域，每个FEC校验域包括第二校验位，以及，第一控制信息或第二控制信息，第二校验位用于对对应的有效数据域中的有效数据进行FEC校验，M为正整数。

在一种可能的实施方式中，数据帧的长度为FEC码字的整数倍。

在一种可能的实施方式中，光模块还用于对有效数据域中的有效数据进行编码，并生成第三校验位；用第三校验位替换对应的FEC校验域中的数据；发送数据帧对应的光信号。

在一种可能的实施方式中，在MAC芯片向光模块发送的数据帧中，按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，预设间隔小于同步帧头域的长度。

在一种可能的实施方式中，光模块还用于：对数据帧搜索同步帧头域，并确定插入同步帧头域中的至少一个比特位的位置；从位置开始按照预设间隔提取至少一比特位，组合得到第一控制信息或第二控制信息。

在一种可能的实施方式中，MAC芯片与光模块之间为N路传输，N为大于等于2的整数，在MAC芯片向光模块发送的每一路数据帧中，从相同位置开始按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，预设间隔小于同步帧头域的长度/N。

在一种可能的实施方式中，光模块还用于：对N路数据帧合并搜索一个同步帧头域，并确定在每路数据帧中插入同步帧头域的至少一个比特位的位置，从每路数据帧中的位置开始按照预设间隔提取至少一比特位，组合得到第一控制信息或第二控制信息。

第二方面及其任一实施方式、第三方面及其任一实施方式的技术效果参照第一方面及其任一实施方式内容，在此不再重复。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种无源光通信系统的架构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种OLT和ONU的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种MAC芯片和光模块的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种数据帧的帧结构示意图；

图5为本申请实施例提供的另一种MAC芯片和光模块的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种第一控制信息和第二控制信息的发送方式的示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种MAC芯片和光模块的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种第一控制信息和第二控制信息的发送方式的示意图。

具体实施方式

如图1所示，为无源光纤网络(passive optical network，PON)通信系统的架构，包括：光线路终端(optical line terminal，OLT)11、分光器(splitter)12、光网络单元(optical network unit，ONU)13。

OLT 11是光电一体的设备，用于与前端(汇聚层)交换机通过网线相连，实现电信号与光信号之间的转换。还用于通过分光器12与ONU 13相连，实现对ONU 13的管理和控制。

分光器(splitter)12位于光配线网(optical distribution network，ODN)中。

ONU 13是PON中的用户侧设备，与OLT 11一样也是光电一体的设备，根据应用场景的不同，包括单家庭单元(single family unit，SFU)、多用户居住单元(multipledwelling unit，MDU)、单商户单元(single business unit，SBU)、蜂窝回程单元(cellularbackhaul unit，CBU)等。SFU可以与电话、机顶盒、个人计算机(personal computer，PC)相连，MDU可以与客户前置设备(customer premise equipment，CPE)相连，SBU可以与PC和电话相连，CBU可以与基站相连。

如图2所示，OLT 11和ONU 13均包括MAC芯片和光模块，OLT 11包括第一MAC芯片111和第一光模块112，ONU 13包括第二MAC芯片131和第二光模块132。OLT 11由于是一对多通信，所以OLT 11的第一光模块112不限于一个。

如前文所述的，在上行方向，分配给各个ONU 13的时隙是不同的，因此，对于OLT来说，对上行光信号进行前向纠错(forward error correction，FEC)译码时，需要知道为各个ONU分配的时隙，即需要知道对来自各个ONU的光信号进行FEC译码的起止范围，从而对接收的光信号进行FEC。对于ONU来说，对上行光信号进行FEC编码时，需要知道为本ONU分配的时隙，即需要知道对将发送的光信号进行FEC编码的起止范围。

之前FEC功能是放在MAC芯片中的，随着光通信技术演进，光通信的速度越来越高，开始在光模块中设置数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，由光模块进行软判决，并将FEC功能下移至光模块中。此时，光模块无法获知FEC译码的起止范围，即光模块无法获知为各个ONU分配的时隙。

在本申请实施例中，一方面，OLT的MAC芯片可以向OLT的光模块发送第一控制信息，第一控制信息指示光模块对从ONU接收的光信号进行译码的起止范围，另一方面，ONU的MAC芯片可以向ONU的光模块发送第二控制信息，第二控制信息指示光模块对由该ONU发送的光信号进行编码的起止范围，从而使光模块获知为ONU分配的时隙。

本申请实施例提供了一种第一通信设备和第二通信设备，第一通信设备为所述OLT，第二通信设备为所述ONU，或者，第一通信设备为所述ONU，第二通信设备为所述OLT。下面以第一通信设备为例，对其包含的MAC芯片和光模块的结构进行说明。

如图3所示，MAC芯片31包括MAC模块311和串行器解串器(serializer/deserializer，SERDES)312，光模块32包括DSP 321、FEC模块322、激光二极管驱动器(laserdiode driver LDD)323、突发跨阻放大器(burst mode trans-impedance amplifier，BITA)324和单纤双向光组件(bidirectional optical subassembly，BOSA)325。

其中，MAC模块311用于实现MAC的功能，例如根据协议转发上层网络传输的码率到目的地ONU或OLT。

SERDES 312用于恢复线路速率时钟并将一路高速信号转换为并行的多路低速信号。SESRDES 312包括时钟数据恢复(clock data recovery，CDR)电路，CDR用于恢复线路速率时钟。

DSP 321用于对采样信号做数字域处理。DSP 321包括CDR和均衡器，均衡器用于补偿信号传输过程中引入的码间干扰。

FEC模块322用于纠正信号传输过程中由于码间干扰引入的错误。

LDD 323用于将数字信号转发为模拟电压信号加载到激光器上，使激光器发射光信号。

BOSA 325用于将电信号转化为光信号，或者，光信号转化为电信号(例如突发光电流信号)。

BITA324用于将BOSA325输出的突发光电流信号转化为电压信号。

MAC芯片31，用于向光模块32发送第一控制信息或第二控制信息。其中，第一控制信息用于指示光模块32对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，第二控制信息用于指示光模块32对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围。

光模块32，用于根据第一控制信息对第一光信号进行译码，或者，根据第二控制信息对第二光信号进行编码。

也就是说，第一通信设备为所述OLT，第二通信设备为所述ONU时，MAC芯片31用于向光模块32发送第一控制信息，光模块32用于根据第一控制信息对第一光信号进行译码。

第一通信设备为所述ONU，第二通信设备为所述OLT时，MAC芯片31用于向光模块32发送第二控制信息，光模块32用于根据第二控制信息对第二光信号进行编码。

本申请实施例中的编码可以为FEC编码，译码可以为FEC编码。

首先对第一通信设备为所述OLT，第二通信设备为所述ONU时，第一控制信息进行说明。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息占64比特(8字节)，第一控制信息包括：

第一连续接收指示信息(Vale)，用于光模块确定是否连续接收第一控制信息。例如，第一个第一控制信息中第一连续接收指示信息为0，第二个第一控制信息中第一连续接收指示信息为1，第三个第一控制信息中第一连续接收指示信息为2，如果光模块接收到的第一连续接收指示信息为0、2，则表明光模块未连续接收第一控制信息。第一连续接收指示信息可以占用3比特，取值0-7。

第二通信设备的标识信息(ONU ID)，用于标识第二通信设备(ONU)。第二通信设备的标识信息可以占用8比特，取值0-255。其中，取值0-254，用于针对已注册ONU配置控制信息，即接收并译码该ONU ID对应的ONU发送的光信号。取值255，用于新上线ONU进行注册，即在对应时隙内已经被OLT分配ONU ID的ONU不向OLT发送光信号，而是用于新上线ONU向OLT进行注册，以请求分配ONU ID。

为第二通信设备分配的第一时隙(burst)的时间信息。其中，第一时隙用于第二通信设备发送光信号。在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间(BURST_START_TIME)和时隙的长度(BURST_LENGTH)。在另一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间(BURST_START_TIME)和结束时间(BURST_END_TIME)。时隙的起始时间(BURST_START_TIME)加上时隙的长度(BURST_LENGTH)即为时隙的结束时间(BURST_END_TIME)。本申请以第一种实施方式为例，但并不意在限定于此，只要能根据该时间信息确定对接收的第一光信号进行译码的起止范围即可。

其中，时隙的起始时间(BURST_START_TIME)可以占16比特，其中的低2比特位超帧计数器(super frame counter，SFC)指该第一时隙位于第几帧数据帧，高14比特位帧内计数器(intra-frame counter，IFC)指该第一时隙位于该帧数据帧的第几个时隙(burst)。

其中，时隙的长度(BURST_LENGTH)，指以时隙的起始时间(BURST_START_TIME)为起始，经过几个时间单位(例如16ns)即为该时隙的结束时间。时隙的长度(BURST_LENGTH)可以占用14比特。

时隙配置(BURST_PROFILE)，包括前导(preamble)长度或定界符(delimiter)长度，其中，前导用于SERDES中的CDR恢复线路速率时钟，定界符用于指示从该位置开始，后面的为正式信息。时隙配置(BURST_PROFILE)可以占用2比特。

第一时隙的类型(BURST_TYPE)，用于指示第一时隙传输的数据类型。第一时隙的类型(BURST_TYPE)可以占2比特。取值01表示该时隙用于新上线ONU进行注册，还用于测距窗寄存前向反馈均衡(feed forward equalization，FFE)系数等；取值10表示该时隙用于ONU下线；取值11表示该时隙用于已注册ONU发送光信号；取值00表示该时隙用于保留功能，例如，可以用于流氓检测，此时正常注册的ONU禁止发送光信号，非正常注册的ONU如果发送光信号就能被ONU检测到。

第二通信设备的类型(ONU_TYPE)。第二通信设备的类型(ONU_TYPE)可以占3比特。示例性的，取值00表示该通信设备为GPON，取值01表示该通信设备为XGPON，取值10表示该通信设备为25G PON，取值11表示该通信设备为50G PON。

预留位，可以占用3比特。

第一校验位，用于对第一控制信息中的有效数据进行校验。例如第一校验位可以为BCH(Bose、Ray-Chaudhuri、Hocquenghem)校验位。第一校验位可以占用13比特。

上述各信息如表1所示。

表1

假设第一控制信息不超过64比特，每个数据帧携带针对64个ONU的第一控制信息，每个数据帧向每个ONU发送两个第一控制信息，每秒8000帧数据帧，则第一控制信息的传输速度为64*64*2*8000＝65.636M bps

下面对第一通信设备为所述ONU，第二通信设备为所述OLT时，第二控制信息进行说明。

在一种可能的实施方式中，第二控制信息占64比特(8字节)，第二控制信息包括：

第二连续接收指示信息(Vale)，用于光模块确定是否连续接收第一控制信息。第二连续接收指示信息可以占用3比特，取值0-7。具体见前面对第一连续接收指示信息的描述。

第一通信设备的标识信息(ONU ID)，用于标识第二通信设备(ONU)。第一通信设备的标识信息可以占用8比特，取值0-255。具体见前面对第二通信设备的标识信息的描述。

为第一通信设备分配的第一时隙(burst)的时间信息。其中，第二时隙用于第一通信设备发送光信号。在一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间(BURST_START_TIME)和时隙的长度(BURST_LENGTH)。在另一种可能的实施方式中，时间信息包括时隙的起始时间(BURST_START_TIME)和结束时间(BURST_END_TIME)。具体见前面对为第二通信设备分配的第一时隙(burst)的时间信息的描述。

时隙配置(BURST_PROFILE)，包括前导长度或定界符长度，时隙配置(BURST_PROFILE)可以占用2比特。具体见前面对时隙配置(BURST_PROFILE)的描述。

第二时隙的类型(BURST_TYPE)，用于指示第二时隙传输的数据类型。第一时隙的类型(BURST_TYPE)可以占2比特。具体见前面对第二时隙的类型(BURST_TYPE)的描述。

第一通信设备的类型(ONU_TYPE)。第一通信设备的类型(ONU_TYPE)可以占3比特。具体见前面对第二通信设备的类型(ONU_TYPE)的描述。

预留位，可以占用3比特。

第二校验位，用于对第二控制信息中的有效数据进行校验。例如第二校验位可以为BCH(Bose、Ray-Chaudhuri、Hocquenghem)校验位。第二校验位可以占用13比特。

上述各信息如表2所示。

表2

对于光模块中的DSP和FEC模块，上述信息中主要有以下几个信息有特别的作用。

对于DSP来说：

时隙的起始时间(BURST_START_TIME)，从该时间开始DSP(CDR和均衡器)才进行处理，在该时间以前至上一个时隙的结束时间为保护时间(guard time)，在保护时间内传输的是噪声，如果对保护时间中的噪声进行处理，则会影响均衡器的抽头系数，均衡器通过调节抽头系数达到收敛来实现数据帧的均衡。

时隙的结束时间(BURST_END_TIME)，此时要及时寄存与该ONU对应的均衡器的抽头系数。

对于FEC模块来说：

定界符(delimiter)，以便提前启动FEC译码器或FEC编码器。

时隙的长度(BURST_LENGTH)：用于计算时隙的尾片长度。由于上行突发数据帧的长度是随机的，不一定是整数个FEC码块，时隙的长度除以FEC码块长度的余数即为尾片。

下面对第一控制信息或第二控制信息的具体传输方式进行描述。

在一种可能的实施方式中，第一控制信息或第二控制信息可以承载在MAC芯片向光模块发送的数据帧的FEC校验域中。具体的，第一控制信息或第二控制信息可以承载在MAC芯片向光模块的DSP的均衡器发送的数据帧的FEC校验域中。

如图4所示，数据帧包括同步帧头域、M个有效数据域以及M个FEC校验域，M为正整数。

同步帧头域可以为下行帧定界帧头(downstream physical synchronizationblock，PSBd)，占24字节。

每个FEC校验域对应一个有效数据域，每个FEC校验域包括第二校验位，以及，第一控制信息或第二控制信息，第二校验位用于对对应的有效数据域中的有效数据进行FEC校验，例如FEC校验域1中的第二校验位用于对有效数据域1中的有效数据进行FEC校验。

第二校验位占8字节，一个FEC校验域中包括n个第一控制信息或第二控制信息，n为正整数，每个第一控制信息或第二控制信息占8字节，因此一个FEC校验域占(1+n)*8字节，如果一个有效数据域占K字节，则FEC校验域的码率为(1+n)*8/(K+(1+n)*8)，即可以按照该码率预留FEC校验域。

有效数据域的长度加上FEC校验域的长度即为FEC码块的长度。数据帧的长度为FEC码字的整数倍，否则尾片不为FEC校验域的长度，会提高解析的复杂度。

光模块对数据帧的解析及发送光信号过程如下：

首先，光模块对来自MAC芯片的数据流搜索同步帧头域(例如PSBD帧头0xC5E51840 FD59 BB49，该同步帧头域0xC5E5 1840 FD59 BB49由相邻的两个32比特位组成)。按照上述码率确定数据帧的FEC校验域，在FEC校验域的第二校验位之后，按照8字节解析第一控制信息或第二控制信息。

然后，光模块对该数据帧的有效数据域中的有效数据进行编码(例如FEC编码)，并生成第三校验位；用第三校验位替换对应的FEC校验域中的数据，此时该数据帧中的FEC校验域中的数据为真实的FEC校验位；发送该数据帧对应的光信号。

由于MAC芯片与光模块之间的通信属于通信设备内部短距离通信，光模块发送光信号属于通信设备外部远距离通信，内部短通信可靠性高于外部远距离通信可靠性，所以第三校验位的长度长于第二校验位的长度也可以满足可靠性要求。此时FEC校验域的码率为r2/(K+r2)，其中，r2>(1+n)*8。

假设光通信速率50G，有效数据域长度14592比特，FEC校验域长度128比特(包括8字节*8＝64比特的第二校验位，一个第一控制信息或第二控制信息64比特)，每个FEC码字的长度为14592+128比特，一个第一控制信息或第二控制信息占64比特，所以第一控制信息或第二控制信息的传输速率至少为；50*(64/(14592+128))＝217.4M。

在另一种可能的实施方式中，如图5所示，MAC芯片31还包括变速箱(gearbox)313，用于调节MAC芯片向光模块发送的数据帧的速率。

如图6所示，MAC芯片与光模块之间为单路传输，可以在MAC芯片向光模块发送的数据帧中，按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位。预设间隔小于同步帧头域的长度，也就是说，总能保证在同步帧头域中插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位。

示例性的，该预设间隔可以为32比特，即MAC芯片向光模块发送的数据帧每32比特插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位。以至少一比特位为1比特位为例，此时，假设时钟频率776MHz，MAC芯片与光模块之间的通信速率为32比特*776MHz＝24.8G比特每秒，为了不影响原数据帧的传输速率，可以由变速箱313将MAC芯片与光模块之间的通信速率提升至33比特*801.9MHz＝25.6G。这样保证MAC芯片与光模块之间实际传输的数据帧的通信速率仍为24.8G比特每秒。

光模块对数据帧的解析及发送光信号过程如下：

对来自MAC芯片的数据帧搜索同步帧头域(例如PSBD帧头0xC5E5 1840 FD59BB49)，由于预设间隔小于同步帧头域的长度，使得总能保证在同步帧头域中插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，并且由于同步帧头域是固定值，所以很容易确定插入同步帧头域中的至少一个比特位(即第一控制信息或第二控制信息的至少一个比特位)的位置。从插入同步帧头域中的至少一个比特位的位置开始，按照预设间隔提到至少一个比特，即可以组合(例如组合64比特位)得到第一控制信息或第二控制信息。并且，将去掉第一控制信息或第二控制信息后剩余的数据帧转换为光信号发送出去。

在又一种可能的实施方式中，如图7所示，MAC芯片与光模块之间不是单路传输，而是N路传输，N为大于等于2的整数。

此时，一个同步帧头域(例如PSBD帧头0xC5E5 1840 FD59 BB49)以一比特为单位依次在N路数据帧中传输，每一路传输同步帧头域中的M/N比特，其中，M为同步帧头域的长度，即对N路数据帧进行合并解析才能得到一个同步帧头域。例如，以N＝2为例，同步帧头域的第1比特位在第1路数据帧中传输，同步帧头域的第2比特位在第2路数据帧中传输，同步帧头域的第3比特位在第1路数据帧中传输，同步帧头域的第4比特位在第2路数据帧中传输，依此类推。

在MAC芯片向光模块发送的每一路数据帧中，从相同位置开始按照预设间隔插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位。预设间隔小于同步帧头域的长度/N，也就是说，总能保证在同步帧头域中，在每一路数据帧的相同位置插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位。

示例性的，如图8所示，以N＝2为例，第一控制信息或第二控制信息的奇比特位按照预设间隔，插入MAC芯片向光模块发送的第一数据帧中。第一控制信息或第二控制信息的偶比特位按照预设间隔，插入MAC芯片向光模块发送的第二数据帧中。第一数据帧和第二数据帧指不同路传输的数据帧。

光模块对数据帧的解析及发送光信号过程如下：

对N路数据帧合并搜索一个同步帧头域，由于总能保证在同步帧头域中，在每一路数据帧的相同位置插入第一控制信息或第二控制信息的至少一比特位，并且由于同步帧头域是固定值，所以很容易确定在每路数据帧中插入同步帧头域的至少一个比特位(即第一控制信息或第二控制信息的至少一个比特位)的位置。从每路数据帧中该位置开始按照预设间隔提取至少一比特位，组合得到第一控制信息或第二控制信息。并且，将去掉第一控制信息或第二控制信息后剩余的数据帧转换为光信号发送出去。

需要说明的是，对于N路传输，各路传输的时延可能不同，在对N路数据帧合并搜索一个同步帧头域的过程中，即可以确定各路传输的时延，从而在对各路数据帧解析第一控制信息或第二控制信息的至少一个比特位时，按照该路固定时延进行解析。例如，图8中在对两路数据帧合并搜索一个同步帧头域的过程中，可以确定第二路比第一路延迟一比特，则第二路中第一控制信息或第二控制信息的至少一个比特位相应地比第一路中第一控制信息或第二控制信息的至少一个比特位延迟一比特位。

本申请实施例提供的通信设备、MAC芯片、光模块，无论是应用于OLT，还是ONU，都可以由第一通信设备中的MAC芯片向光模块发送第一控制信息或第二控制信息，第一控制信息用于指示光模块对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，此时第一通信设备为OLT，第二通信设备为ONU；第二控制信息用于指示光模块对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围，此时第一通信设备为ONU，第二通信设备为OLT。上述编码的起止范围或译码的起止范围即为ONU分配的时隙，从而使光模块获知为ONU分配的时隙。

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，上述描述的系统、装置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，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，例如多个单元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，设备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单元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，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (42)

1.一种第一通信设备，其特征在于，包括：媒体访问控制MAC芯片和光模块，

所述MAC芯片，用于向所述光模块发送第一控制信息或第二控制信息，其中，所述第一控制信息用于指示所述光模块对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，所述第二控制信息用于指示光模块对由所述第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围；

所述光模块，用于根据所述第一控制信息对所述第一光信号进行译码，或者，根据所述第二控制信息对所述第二光信号进行编码。

2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述第一控制信息包括：第一连续接收指示信息、所述第二通信设备的标识信息、为所述第二通信设备分配的第一时隙的时间信息、所述第一时隙的类型、所述第二通信设备的类型；其中，所述第一时隙用于所述第二通信设备发送光信号，所述第一连续接收指示信息用于所述光模块确定是否连续接收所述第一控制信息，所述第一时隙的类型用于指示所述第一时隙传输的数据类型。

3.根据权利要求1-2任一项所述的通信设备，其特征在于，所述第二控制信息包括：第二连续接收指示信息、所述第一通信设备的标识信息、为所述第一通信设备分配的第二时隙的时间信息、所述第二时隙的类型、所述第一通信设备的类型；其中，所述第二时隙用于所述第一通信设备发送光信号，所述第二连续接收指示信息用于所述光模块确定是否连续接收所述第二控制信息，所述第二时隙的类型用于指示所述第二时隙传输的数据类型。

4.根据权利要求2-3任一项所述的通信设备，其特征在于，所述时间信息包括时隙的起始时间和时隙的长度。

5.根据权利要求2-3任一项所述的通信设备，其特征在于，所述时间信息包括时隙的起始时间和结束时间。

6.根据权利要求2-5任一项所述的通信设备，其特征在于，所述第一控制信息或所述第二控制信息还包括第一校验位，所述第一校验位用于对控制信息中的有效数据进行校验。

7.根据权利要求1-6任一项所述的通信设备，其特征在于，所述第一控制信息或所述第二控制信息承载在所述MAC芯片向所述光模块发送的数据帧的前向纠错FEC校验域中。

8.根据权利要求7所述的通信设备，其特征在于，所述光模块包括数据处理器DSP，所述DSP包括均衡器，所述第一控制信息或所述第二控制信息承载在所述MAC芯片向所述均衡器发送的数据帧的FEC校验域中。

9.根据权利要求7-8任一项所述的通信设备，其特征在于，所述数据帧包括同步帧头域、M个有效数据域以及M个FEC校验域，每个FEC校验域对应一个有效数据域，每个FEC校验域包括第二校验位，以及，所述第一控制信息或所述第二控制信息，所述第二校验位用于对对应的有效数据域中的有效数据进行FEC校验，M为正整数。

10.根据权利要求7-9任一项所述的通信设备，其特征在于，所述数据帧的长度为FEC码字的整数倍。

11.根据权利要求9所述的通信设备，其特征在于，所述光模块还用于对所述有效数据域中的有效数据进行编码，并生成第三校验位；用所述第三校验位替换对应的FEC校验域中的数据；发送所述数据帧对应的光信号。

12.根据权利要求1-6任一项所述的通信设备，其特征在于，在所述MAC芯片向所述光模块发送的数据帧中，按照预设间隔插入所述第一控制信息或所述第二控制信息的至少一比特位，所述预设间隔小于同步帧头域的长度。

13.根据权利要求12所述的通信设备，其特征在于，所述光模块还用于：对所述数据帧搜索同步帧头域，并确定插入所述同步帧头域中的至少一个比特位的位置；从所述位置开始按照所述预设间隔提取至少一比特位，组合得到所述第一控制信息或所述第二控制信息。

14.根据权利要求1-6任一项所述的通信设备，其特征在于，所述MAC芯片与所述光模块之间为N路传输，N为大于等于2的整数，在所述MAC芯片向所述光模块发送的每一路数据帧中，从相同位置开始按照预设间隔插入所述第一控制信息或所述第二控制信息的至少一比特位，所述预设间隔小于同步帧头域的长度/N。

15.根据权利要求14所述的通信设备，其特征在于，所述光模块还用于：对N路数据帧合并搜索一个同步帧头域，并确定在每路数据帧中插入所述同步帧头域的至少一个比特位的位置，从每路数据帧中的所述位置开始按照所述预设间隔提取至少一比特位，组合得到所述第一控制信息或所述第二控制信息。

16.一种媒体访问控制MAC芯片，其特征在于，用于向光模块发送第一控制信息或第二控制信息，其中，所述第一控制信息用于指示所述光模块对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码的起止范围，所述第二控制信息用于指示光模块对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码的起止范围。

17.根据权利要求16所述的MAC芯片，其特征在于，所述第一控制信息包括：第一连续接收指示信息、所述第二通信设备的标识信息、为所述第二通信设备分配的第一时隙的时间信息、所述第一时隙的类型、所述第二通信设备的类型；其中，所述第一时隙用于所述第二通信设备发送光信号，所述第一连续接收指示信息用于所述光模块确定是否连续接收所述第一控制信息，所述第一时隙的类型用于指示所述第一时隙传输的数据类型。

18.根据权利要求16-17任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述第二控制信息包括：第二连续接收指示信息、所述第一通信设备的标识信息、为所述第一通信设备分配的第二时隙的时间信息、所述第二时隙的类型、所述第一通信设备的类型；其中，所述第二时隙用于所述第一通信设备发送光信号，所述第二连续接收指示信息用于所述光模块确定是否连续接收所述第二控制信息，所述第二时隙的类型用于指示所述第二时隙传输的数据类型。

19.根据权利要求17-18任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述时间信息包括时隙的起始时间和时隙的长度。

20.根据权利要求17-18任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述时间信息包括时隙的起始时间和结束时间。

21.根据权利要求17-20任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述第一控制信息或所述第二控制信息还包括第一校验位，所述第一校验位用于对控制信息中的有效数据进行校验。

22.根据权利要求16-21任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述第一控制信息或所述第二控制信息承载在所述MAC芯片向所述光模块发送的数据帧的前向纠错FEC校验域中。

23.根据权利要求22所述的MAC芯片，其特征在于，所述光模块包括数据处理器DSP，所述DSP包括均衡器，所述第一控制信息或所述第二控制信息承载在所述MAC芯片向所述均衡器发送的数据帧的FEC校验域中。

24.根据权利要求22-23任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述数据帧包括同步帧头域、M个有效数据域以及M个FEC校验域，每个FEC校验域对应一个有效数据域，每个FEC校验域包括第二校验位，以及，所述第一控制信息或所述第二控制信息，所述第二校验位用于对对应的有效数据域中的有效数据进行FEC校验，M为正整数。

25.根据权利要求22-24任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述数据帧的长度为FEC码字的整数倍。

26.根据权利要求16-21任一项所述的MAC芯片，其特征在于，在所述MAC芯片向所述光模块发送的数据帧中，按照预设间隔插入所述第一控制信息或所述第二控制信息的至少一比特位，所述预设间隔小于同步帧头域的长度。

27.根据权利要求16-21任一项所述的MAC芯片，其特征在于，所述MAC芯片与所述光模块之间为N路传输，N为大于等于2的整数，在所述MAC芯片向所述光模块发送的每一路数据帧中，从相同位置开始按照预设间隔插入所述第一控制信息或所述第二控制信息的至少一比特位，所述预设间隔小于同步帧头域的长度/N。

28.一种光模块，其特征在于，用于根据来自媒体访问控制MAC芯片的第一控制信息对从第二通信设备接收的第一光信号进行译码，或者，根据来自所述MAC芯片的第二控制信息对由第一通信设备发送的第二光信号进行编码，其中，所述第一控制信息用于指示所述光模块对所述第一光信号进行译码的起止范围，所述第二控制信息用于指示光模块对所述第二光信号进行编码的起止范围。

29.根据权利要求28所述的光模块，其特征在于，所述第一控制信息包括：第一连续接收指示信息、所述第二通信设备的标识信息、为所述第二通信设备分配的第一时隙的时间信息、所述第一时隙的类型、所述第二通信设备的类型；其中，所述第一时隙用于所述第二通信设备发送光信号，所述第一连续接收指示信息用于所述光模块确定是否连续接收所述第一控制信息，所述第一时隙的类型用于指示所述第一时隙传输的数据类型。

30.根据权利要求28-29任一项所述的光模块，其特征在于，所述第二控制信息包括：第二连续接收指示信息、所述第一通信设备的标识信息、为所述第一通信设备分配的第二时隙的时间信息、所述第二时隙的类型、所述第一通信设备的类型；其中，所述第二时隙用于所述第一通信设备发送光信号，所述第二连续接收指示信息用于所述光模块确定是否连续接收所述第二控制信息，所述第二时隙的类型用于指示所述第二时隙传输的数据类型。

31.根据权利要求29-30任一项所述的光模块，其特征在于，所述时间信息包括时隙的起始时间和时隙的长度。

32.根据权利要求29-30任一项所述的光模块，其特征在于，所述时间信息包括时隙的起始时间和结束时间。

33.根据权利要求29-32任一项所述的光模块，其特征在于，所述第一控制信息或所述第二控制信息还包括第一校验位，所述第一校验位用于对控制信息中的有效数据进行校验。

34.根据权利要求28-33任一项所述的光模块，其特征在于，所述第一控制信息或所述第二控制信息承载在所述MAC芯片向所述光模块发送的数据帧的前向纠错FEC校验域中。

35.根据权利要求34所述光模块，其特征在于，所述光模块包括数据处理器DSP，所述DSP包括均衡器，所述第一控制信息或所述第二控制信息承载在所述MAC芯片向所述均衡器发送的数据帧的FEC校验域中。

36.根据权利要求34-35任一项所述的光模块，其特征在于，所述数据帧包括同步帧头域、M个有效数据域以及M个FEC校验域，每个FEC校验域对应一个有效数据域，每个FEC校验域包括第二校验位，以及，所述第一控制信息或所述第二控制信息，所述第二校验位用于对对应的有效数据域中的有效数据进行FEC校验，M为正整数。

37.根据权利要求34-36任一项所述的光模块，其特征在于，所述数据帧的长度为FEC码字的整数倍。

38.根据权利要求36所述的光模块，其特征在于，所述光模块还用于对所述有效数据域中的有效数据进行编码，并生成第三校验位；用所述第三校验位替换对应的FEC校验域中的数据；发送所述数据帧对应的光信号。

39.根据权利要求28-33任一项所述的光模块，其特征在于，在所述MAC芯片向所述光模块发送的数据帧中，按照预设间隔插入所述第一控制信息或所述第二控制信息的至少一比特位，所述预设间隔小于同步帧头域的长度。

40.根据权利要求39所述的光模块，其特征在于，所述光模块还用于：对所述数据帧搜索同步帧头域，并确定插入所述同步帧头域中的至少一个比特位的位置；从所述位置开始按照所述预设间隔提取至少一比特位，组合得到所述第一控制信息或所述第二控制信息。

41.根据权利要求28-33任一项所述的光模块，其特征在于，所述MAC芯片与所述光模块之间为N路传输，N为大于等于2的整数，在所述MAC芯片向所述光模块发送的每一路数据帧中，从相同位置开始按照预设间隔插入所述第一控制信息或所述第二控制信息的至少一比特位，所述预设间隔小于同步帧头域的长度/N。

42.根据权利要求41所述的光模块，其特征在于，所述光模块还用于：对N路数据帧合并搜索一个同步帧头域，并确定在每路数据帧中插入所述同步帧头域的至少一个比特位的位置，从每路数据帧中的所述位置开始按照所述预设间隔提取至少一比特位，组合得到所述第一控制信息或所述第二控制信息。

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