CN114374472A - 前向纠错控制 - Google Patents

Abstract

本公开涉及前向纠错控制。呈现了用于在通信系统中支持前向纠错(FEC)的各种示例实施例。用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括针对从发送器到接收器的通信信道的FEC设置的选择，例如，针对通信信道的FEC设置的选择，针对通过通信信道发送的数据突发的FEC设置的选择，针对通过通信信道发送的数据突发的一部分的FEC设置的选择，在针对通过通信信道的数据突发的不同部分的FEC设置之间切换等，以及其各种组合。

Description

前向纠错控制

对相关申请的交叉引用

本申请基于并且要求于2021年9月9日提交的题为前向纠错控制的美国专利申请序列号17/470,293的权益，该美国申请要求于2020年10月15日提交的美国临时申请序列号63/092,473的权益，上述每个申请均通过引用方式整体并入本文。

技术领域

各种示例实施例总体上涉及通信系统，并且更具体地但非排他地涉及在通信系统中支持前向纠错(FEC)。

背景技术

前向纠错(FEC)可以被用于各种通信环境，以支持改善的通过通信网络的通信。

发明内容

在至少一些示例实施例中，一种装置包括至少一个处理器和至少一个包括计算机程序代码的存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起，使装置至少支持消息的通信，该消息被配置为使数据突发的发送器使用第一前向纠错设置用于对数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二前向纠错设置用于对数据突发的第二部分进行编码，其中第二前向纠错设置不同于第一前向纠错设置。在至少一些示例实施例中，一种非瞬态计算机可读介质包括计算机程序代码，该计算机程序代码被配置为使装置至少支持消息的通信，该消息被配置为使数据突发的发送器使用第一前向纠错设置用于对数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二前向纠错设置对数据突发的第二部分进行编码，其中第二前向纠错设置不同于第一前向纠错设置。在至少一些示例实施例中，一种方法包括支持消息的通信，该消息被配置为使数据突发的发送器使用第一前向纠错设置用于对数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二前向纠错设置用于对数据突发的第二部分进行编码，其中第二前向纠错设置不同于第一前向纠错设置。在至少一些示例实施例中，一种装置包括用于支持消息的通信的部件，该消息被配置为使数据突发的发送器使用第一前向纠错设置用于对数据突发的第一部分进行编码并且使用第二前向纠错用于对数据突发的第二部分进行编码，其中第二前向纠错设置不同于第一前向纠错设置。在至少一些示例实施例中，该消息包括第一前向纠错设置的指示或第二前向纠错设置的指示中的至少一个指示。在至少一些示例实施例中，该消息包括以下一个或多个：数据突发的第一部分的位置或数据突发的第二部分的位置的指示中的至少一个指示、数据突发的第一部分的长度或数据突发的第二部分的长度的指示中的至少一个指示、或数据突发的第一部分的码字的数目或数据突发的第二部分的码字的数目的指示中的至少一个指示。在至少一些示例实施例中，该消息被配置为使得发送器能够计算指示数据突发的第一部分的位置或数据突发的第二部分的位置中的至少一个位置的信息。在至少一些示例实施例中，该消息包括前向纠错设置控制信息。在至少一些示例实施例中，前向纠错设置控制信息指示第一前向纠错设置要被用于数据突发的第一部分并且第二前向纠错设置要被用于数据突发的第二部分。在至少一些示例实施例中，前向纠错设置控制信息被配置为使发送器从使用第一前向纠错设置切换到使用第二前向纠错设置，并且该消息包括数据突发内的位置指示，在该位置处发送器从使用第一前向纠错设置切换到使用第二前向纠错设置。在至少一些示例实施例中，该消息被包括在成帧子层(FS)帧中。在至少一些示例实施例中，该消息是突发配置文件消息。在至少一些示例实施例中，该消息是物理层操作和管理(PLOAM)消息或光网络单元(ONU)管理和控制接口(OMCI)消息。在至少一些示例实施例中，突发配置文件消息是Burst_Profile物理层操作和管理(PLOAM)消息或光网络单元(ONU)管理和控制接口(OMCI)消息。在至少一些示例实施例中，第一前向纠错设置指示第一码率并且第二前向纠错设置指示第二码率。在至少一些示例实施例中，第一前向纠错设置和第二前向纠错设置基于针对前向纠错母码的前向纠错参数。在至少一些示例实施例中，针对前向纠错母码的前向纠错参数包括针对前向纠错母码的打孔量或针对前向纠错母码的缩短量中的至少一个量。在至少一些示例实施例中，第一前向纠错设置或第二前向纠错设置中的至少一个设置包括确定新的前向纠错码的信息。在至少一些示例实施例中，该消息被配置为使发送器使用第三前向纠错设置用于对数据突发的第三部分进行编码。在至少一些示例实施例中，支持基于第一前向纠错设置编码的数据突发的第一部分的通信，并且支持基于第二前向纠错设置编码的数据突发的第二部分的通信。在至少一些示例实施例中，对消息的通信的支持可以包括由数据突发的发送器从数据突发的接收器或控制器接收消息，或者由数据突发的接收器向数据突发的发送器发送消息。在至少一些示例实施例中，发送器包括光网络单元(ONU)并且关联的接收器包括光线路终端(OLT)，并且ONU和OLT与无源光网络(PON)相关联。

附图说明

通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解本文的教导，其中：

图1描绘了被配置为支持针对通信信道的前向纠错(FEC)的无源光网络(PON)的示例实施例；

图2描绘了被配置为支持针对通信信道的FEC的PON的示例实施例；

图3描绘了低密度奇偶校验(LDPC)码的奇偶校验矩阵的示例；

图4描绘了准循环(QC)QC LDPC码的奇偶校验矩阵的紧凑表示的示例；

图5描绘了可以在PON系统中使用的数据突发结构的示例；

图6描绘了可以在PON系统中使用的数据突发结构的示例；

图7描绘了可以被修改或增强以支持内部突发FEC切换的突发配置文件消息的示例；

图8描绘了下行成帧子层(FS)帧格式和报头字段以及带宽映射(BWmap)分区和分配结构的格式；

图9描绘了具有0.733的速率的长度是11520和8448个信息比特的LDPC(11520,8448)码的硬判决性能，以及具有0.889的速率的LDPC(11520,10240)码的硬判决性能；

图10描绘了作为相对于默认值的总电编码增益(ECG)的函数的码率；以及

图11描绘了适合用于执行本文中所呈现的各种功能的计算机的示例实施例。

为促进理解，本文中尽可能的使用了相同的附图标记，以指定各种图之间公共的相同元素。

具体实施方式

呈现了用于在通信系统中支持前向纠错(FEC)的各种示例实施例。

用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括针对从发送器到接收器的通信信道的FEC设置的选择，例如，针对通信信道的FEC设置的选择、针对通过通信信道发送的数据突发的FEC设置的选择、针对通过通信信道发送的数据突发的一部分的FEC设置的选择、在针对通过通信信道的数据突发的不同部分的FEC设置之间切换等，以及其各种组合。

用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括针对从发送器到接收器的通信信道的FEC设置的选择，所述选择基于从发送器到接收器的通信信道的信道特性信息。FEC设置的选择可以包括确定针对当前正被用于通过通信信道进行通信的当前FEC码的设置，例如，应用所选择的FEC码的打孔量、所选择的FEC码的缩短量等，以及它们的各种组合，如此指定要被用于通过通信信道的通信的FEC码等，以及它们的各种组合。可以被用于针对通信信道的FEC设置的选择的通信信道的信道特性信息可以包括以下一个或多个：传递函数信息、信道损耗信息、噪声特性信息、误差信息(例如，误码率(BER))、误差建模信息(例如，指示接收到的误差簇分布的信息、指示无误差运行分布的信息等)等，以及它们的各种组合)等，以及它们的各种组合。

用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括针对通信信道上的数据突发选择至少一个FEC设置，例如，针对通信信道上的数据突发的FEC设置的选择，针对通信信道上的数据突发的一部分的FEC设置的选择，在针对通信信道上的数据突发的不同部分的FEC设置之间切换等，以及其各种组合。用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括支持针对通信信道上的通信的内部突发FEC切换。用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括：通过支持使用不同的FEC码用于在通信信道上发送数据突发的不同部分，来支持针对通信信道上的通信的内部突发FEC切换。用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括：基于使用通信信道的端点之间的消息传递用于控制通信信道上的端点之间的数据突发内的FEC代码之间的切换，通过支持使用不同的FEC代码用于在通信信道上发送数据突发的不同部分，来支持针对通信信道上通信的内部突发FEC切换。用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以包括：基于使用通信信道的端点之间的消息传递用于控制通信信道上的端点之间的数据突发内的FEC设置之间的切换，通过以下方式来支持针对通信信道上的通信的内部突发FEC切换：(1)由数据突发的发送器从数据突发的接收器或控制器接收消息，该消息被配置为使数据突发的发送器使用第一FEC设置用于对数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二FEC设置用于对数据突发的第二部分进行编码，或者(2)由数据突发的接收器向数据突发的发送器发送消息，该消息被配置为使数据突发的发送器使用第一FEC设置用于对数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二FEC设置用于对数据突发的第二部分进行编码。

基于针对通信信道的FEC设置的选择，用于在通信系统中支持FEC的各种示例实施例可以被应用于各种类型的通信系统内，包括各种类型的有线通信系统(例如，光纤网络(例如，无源光网络(PON)、点对点(P2P)光纤网络等)、以太网、数字订户线(DSL)网络、电缆网络(例如DOCSIS 3.1、DOCSIS 3.1FDX等)、电力线通信网络(例如，G.hn等)等，以及它们的各种组合)，或者各种类型的无线通信系统(例如，蜂窝网络(例如，第四代(4G)、4G长期演进(LTE)、第五代(5G)等)、WiFi网络、WiMAX网络、卫星网络等，以及它们的各种组合)；然而，为了清楚起见，本文主要在PON的上下文中呈现用于支持通信系统中的FEC的各种示例实施例，更具体地，在支持光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间的FEC的上下文内经由PON的光分配网络(ODN)中的通信信道(例如，从OLT到ONU的下行或从ONU到OLT的上行)。用于支持PON中的OLT和ONU之间的FEC的各种示例实施例可以被配置为支持针对连接到OLT的ONU的ONU特定的FEC，使得不同的FEC设置可以由连接到相同OLT的不同ONU使用。

应当理解，通过参考以下进一步讨论的各种附图，可以进一步理解这些和各种其他示例实施例以及支持选择从发送器到接收器的通信信道的FEC设置的优点或潜在优点。

图1描绘了被配置为支持针对通信信道的FEC的PON的示例实施例。

PON 100可以是用于向客户集提供网络接入的系统。例如，PON 100可以在“最后一英里”(例如，向客户提供通信并且支持客户通信的电信网络的最后部分)提供网络接入。例如，PON 100可以作为点对多点(P2MP)数据分发系统操作。应当理解，PON 100可以是各种类型的PON中的一个或多个，诸如时分复用PON(例如，具有千兆位能力的PON(GPON)、以太网PON(EPON)等)、波分复用(WDM)PON、时分和波分复用(TWDM)PON(例如，下一代无源光网络(NG-PON)、下一代无源光网络2(NG-PON2)等)、正交频分复用(OFDM)PON等，以及其各种组合。

PON 100包括光线路终端(OLT)110和经由光分配网络(ODN)130连接的光网络单元(ONU)集120-1-120-N(统称为ONU 120)。PON 100可以被配置为支持从OLT 110经由ODN 130到ONU 120的下行(DS)通信，以及经由ODN 130从ONU 120到OLT 110的上行(US)通信。应当理解，PON 100可以包括为清楚起见已经被省略的各种其他元件。

OLT 110被配置为支持ONU 120和一个或多个上行网络之间的通信(为了清楚的目的而省略)。OLT 110可以位于中心位置，诸如中心局(CO)或其他适当的位置。例如，一个或多个上行网络可以包括一个或多个核心通信网络，该核心通信网络被配置为支持OLT 110并且因此支持ONU 120的通信。例如，OLT 110可以被配置为将从一个或多个上行网络接收到的数据经由ODN 130下行向ONU 120转发，并且经由ODN 130上行向一个或多个上行网络转发从ONU 120接收的数据。OLT 110可以包括一个或多个通信元件111，该通信元件被配置为支持OLT 110和ONU 120之间的通信，包括针对到ONU 120的DS通信的一个或多个传输元件(例如，编码器、发送器等)以及针对来自ONU 120的US通信的一个或多个接收元件(例如，接收器、解码器等)。OLT 110可以包括一个或多个控制元件115，该控制元件被配置为控制OLT 110和ONU 120之间的通信的各个方面,包括一个或多个传输控制器(例如，编码器控制器或其他控制器)、一个或多个接收控制器(例如，解码器控制器等)等，以及其各种组合。包括OLT 110的各种组件(例如，通信元件111、控制元件115等)的OLT 110可以被配置为支持用于支持PON 100内的FEC的各种功能。应当理解，OLT 110可以包括用于支持与ONU 120的通信、用于支持针对OLT 110和ONU 120之间的通信的FEC等的各种其他元件，以及其各种组合。

每个ONU 120被配置为支持OLT 110和一个或多个下行网络或设备之间的通信(为了清楚的目的而省略)。ONU 120可以位于相应的用户驻地或其他适当的位置。例如，针对ONU 120的一个或多个下行网络或设备可以包括客户的一个或多个局域网(LAN)、客户的一个或多个通信设备(例如，调制解调器、路由器、交换机、机顶盒、智能电视、游戏系统、计算机、智能手机等，以及其各种组合)。例如，ONU 120可以被配置为经由ODN 130向一个或多个下行网络或设备下行转发从OLT 110接收的数据，并且经由ODN 130向OLT 110上行转发从一个或多个下行网络或设备接收到的数据。每个ONU 120可以包括一个或多个通信元件121(分别被描述为ONU 120-1到120-N的通信元件121-1到121-N(统称为通信元件121))，一个或多个通信元件121被配置为支持ONU 120和OLT 110之间的通信，包括针对到OLT 110的US通信的一个或多个传输元件(例如，编码器、发送器等)和针对来自OLT 110的DS通信的一个或多个接收元件(例如，接收器、解码器)等)。每个ONU 120可以包括一个或多个控制元件125(对应地被描绘为ONU 120-1到120-N的控制元件125-1到125-N(统称为控制元件125))，一个或多个控制元件125被配置为控制ONU 120和OLT 110之间通信的各个方面，包括一个或多个传输控制器(例如，编码器控制器或其他控制器)、一个或多个接收控制器(例如，解码器控制器等)等，以及它们的各种组合。ONU 120包括ONU 120的各种组件(例如，通信元件121、控制元件125等)，ONU 120可以被配置为支持用于支持PON 100内的FEC的各种功能。应当理解，每个ONU 120可以包括用于支持与OLT 110的通信、用于支持针对ONU 120和OLT之间的通信的FEC等的各种其他元件，及其各种组合。

ODN 130可以是被配置为支持OLT 110和ONU 120之间的通信的数据分发系统。ODN130被描绘为被布置在分支配置中；然而，应当理解，可以使用各种其他P2MP配置。ODN 130可以包括不需要功率来在OLT 110和ONU 120之间分配数据信号的各种无源光学部件(例如，光纤、耦合器、分路器等)；然而，应当理解，ODN 130还可以包括有源部件(例如，光放大器等)。应当理解，ODN 130可以包括用于支持OLT 110和ONU 120之间的通信的各种其他元件。

PON 100被配置为支持用于OLT 110和ONU 120之间的通信的FEC。PON 100可以被配置为支持基于OLT 110和ONU 120之间的通信信道的信道特征信息来选择针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置。通信信道可以是从OLT 110到ONU 120的DS信道或从ONU 120到OLT 110的US信道。

针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择可以针对各种类型的FEC代码被执行。例如，针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择可以针对低密度奇偶校验(LDPC)码、里德-所罗门码、二进制卷积码、汉明码等，以及它们的各种组合被执行。应当理解，尽管本文中主要关于其中FEC码是LDPC码的示例实施例提出，但是本文中所呈现的各种示例实施例可以使用或适用于使用各种其他类型的FEC码。

如上所指示的针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择可以针对LDPC码被执行。通常，LDPC码是取K个信息比特并且将它们编码成N比特的码字的块码。通常地，K个信息比特在码字中不改变，并且N-K个奇偶校验比特被添加；在这种情况下，该码也是系统化的。LDPC码的码率是R＝K/N，并且它的特性完全通过(NK)×N奇偶校验矩阵H来描述。H的N列对应于LDPC码字的比特，具有对应于信息(数据)比特d_i的前K个比特和对应于奇偶校验比特p_i的最后(N-K)个比特。N-K行对应于LDPC码的任何有效码字应当满足的校验约束：即行中所指示的全部比特的XOR和必须是0。这可以形式上表示为(后跟以2为模的运算，相当于于XOR和)：mod(H.c,2)＝0，其中c是数据比特d和奇偶校验比特p的列向量。现代LDPC码通常是准循环(QC)码。这种代码的奇偶校验矩阵可以被细分为Z×Z个子矩阵，其中每个子矩阵要么是旋转的单位矩阵，要么是全零矩阵。在这里，Z通常被称为提升因子。QC码的奇偶校验矩阵可以使用紧凑矩阵H_compact来表示，其中-1指示全零Z×Z子矩阵，并且任何其他元素m指示单位子矩阵，其行已被循环右移m个位置。QC LDPC码的优点是它们可以使用非常紧凑的矩阵表示来指定，并且它们固有地允许并行化，这由以下事实指示：H_compact行中的每个Z校验约束是相同的约束，但是应用于不同的(独立)比特集。再次，应当理解，尽管本文主要关于其中FEC码是LDPC码的示例实施例呈现，但是本文中所呈现的各种示例实施例可以使用或适用于使用各种其他类型的FEC码。

可以以各种方式执行用于OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择。在至少一些示例实施例中，例如，针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择可以包括确定针对当前被用于OLT 110和ONU 120(例如，当前FEC码的打孔量、当前FEC码的缩短量等，以及其各种组合)之间的通信信道上的通信的当前FEC码的设置。应当理解，针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择可以考虑用户比特率(FEC开销)和链路条件之间的权衡，其中应当理解的是，打孔的增加可以导致吞吐量增加但是码的纠错能力降低，然而缩短的增加可以导致吞吐量降低但是纠错能力增加。在至少一些示例实施例中，例如，针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择可以包括确定要被用于通信信道上的通信的新FEC码(例如，新的LDPC矩阵)等，以及其各种组合。例如，第一FEC设置或第二FEC设置中的至少一个可以包括确定新FEC码的信息。应当理解，针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的确定可以取决于被使用的FEC码的类型或其他因素。

基于OLT 110和ONU 120之间的通信信道的信道特征信息针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择可以基于可以以各种方式被收集的各种类型的信道特征信息。例如，OLT 110和ONU 120之间的通信信道的信道特性信息可以被用作用于选择OLT110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的基础，可以包括以下一个或多个信息：传递函数信息、信道损耗信息、噪声特性信息、误差信息(例如，误码率(BER)、误差建模信息(例如，指示接收到的误差簇分布(ECD)的信息、指示无误差运行分布的信息(EFRD)等)等，以及它们的各种组合)等，以及其各种组合。应当理解，OLT 110和ONU 120之间的通信信道的各种其他类型的信道特性信息可以被用作选择针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的基础。

针对OLT 110和ONU 120之间的通信信道的FEC设置的选择还(例如，除了信道特性之外)或备选地(例如，代替信道特性)可以基于以下一个或多个：一个或多个边界条件，一个或多个通信元件能力(例如，OLT 110和ONU 120之间的通信信道的发送器的发送器能力，OLT 110和ONU 120之间的通信信道的接收器的接收器能力，等，以及其各种组合)等，以及其各种组合。

针对通信信道的FEC设置的选择可以由OLT 110(例如，所选择的FEC设置，或至少其指示，可以由OLT 110传达到ONU 120)，由ONU 120(例如，所选择的FEC设置，或至少其指示，可以由ONU120传达到OLT 110)，由代表OLT 110和ONU 120的实体(例如，以及所选择的FEC设置，或者至少其指示，可以被传达到OLT 110和ONU 120)等，以及其各种组合来执行。

针对通信信道所选择的FEC设置的指示可以以各种方式被提供至OLT 110和ONU120。针对通信信道所选择的FEC设置的指示可以被提供至OLT 110和ONU 120，该ONU 120使用各种类型的信号传递或消息传递(例如，使用带内(IB)信号传递或消息传递、使用带外(OOB)信号传递或消息传递、使用各种消息类型、使用各种类型的指示符或信息等，以及其各种组合)。FEC设置的指示(其中针对通信信道的FEC设置的选择由OLT 110执行)可以被认为是通过OLT 110已经选择了FEC设置的现实的虚拟被提供至OLT 110，可以被认为是经由OLT 110的组件之间的一些内部消息传递被提供至OLT 110，可以经由IB或OOB消息传递等以及其各种组合被提供至ONU 120。FEC设置的指示(其中针对通信信道的FEC设置的选择由ONU 120执行)可以被认为是通过ONU 120已经选择了FEC设置的现实的虚拟被提供至ONU120，可以被认为是经由ONU 120的组件之间的一些内部消息传递被提供至ONU 120，可以经由IB或OOB消息传递等以及其各种组合被提供至ONU 110。FEC设置的指示(其中针对通信信道的FEC设置的选择由除了OLT 110或ONU 120的元件执行)可以经由从元件至OLT 110的消息传递被提供至OLT 110，可以经由从元件至ONU 120的消息传递被提供至ONU 120，可以经由从元件至ONU120的消息传递，随后从OLT 110至ONU 120传递信号被提供至ONU 120等以及其各种组合。FEC设置的指示可以使用各种消息类型来传达，诸如物理层操作管理和维护(PLOAM)消息、ONU管理和控制接口(OMCI)消息等，以及其各种组合。

应当理解，通过进一步考虑如下文进一步所讨论的PON 100内的DS传输方向以及PON 100内的US传输方向，可以进一步理解上面讨论的与PON 100的配置相关的各种示例实施例，以支持针对OLT 110和ONU 120之间的通信的FEC。

PON 100可以被配置为支持针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DS FEC。应当理解，如下进一步所讨论的，支持针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DS FEC可以由OLT 110(或包括在OLT 110内或与OLT 110通信的元件)控制，可以由ONU 120(或包括在ONU 120内或与ONU 120通信的元件)控制，可以由代表OLT 110和ONU 120等的一个或多个元件控制，以及其各种组合。

在一个示例中，OLT 110可以被配置为控制针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DS FEC的支持。在一个示例中，OLT 110可以获得针对从OLT 110到ONU 120(例如，从ONU120，其中ONU 120确定信道特征信息并且将信道特征信息提供至OLT 110)的信道的信道特性信息、针对从OLT 110到ONU 120的信道选择FEC设置，其中FEC设置是基于信道特性信息所选择的、并且提供从OLT 110至ONU 120的FEC设置的指示，以用于支持针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DS FEC。

在一个示例中，ONU 120可以被配置为控制针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DS FEC的支持。在一个示例中，ONU 120可以获得针对从OLT 110到ONU 120(例如，在ONU120本地，其中ONU 120基于来自OLT 110的DS通信确定信道特性信息)的信道的信道特性信息、针对从OLT 110到ONU 120的信道选择FEC设置，其中FEC设置基于信道特性信息选择FEC设置、并且提供从ONU 120到OLT 110的FEC设置的指示，以用于支持针对从OLT 110到ONU120的DS通信的DS FEC。

在一个示例中，控制器可以被配置为控制针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DSFEC的支持。在一个示例中，控制器可以获得针对从OLT 110到ONU 120(例如，从ONU 120，其中ONU 120确定信道特征信息并且将其提供给控制器，从OLT 110，其中ONU 120确定信道特征信息并且将其提供给OLT 110，后者转而将其提供给控制器等)的信道的信道特性、针对从OLT 110到ONU 120的信道选择FEC设置，其中基于信道特性信息选择FEC设置、并且提供从控制器到OLT 110和ONU 120的FEC设置的指示，由OLT 110和ONU 120支持针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DS FEC时使用。

应当理解，PON 100可以以各种其他方式被配置，以支持针对从OLT 110到ONU 120的DS通信的DS FEC。

PON 100可以被配置为支持针对从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC。应当理解，如下文进一步所讨论的，支持针对从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC可以由OLT110(或包含在OLT 110内或与OLT 110通信的元件)控制，可以由ONU 120(或包含在ONU 120内或与ONU 120通信的元件)控制，可以由代表OLT 110和ONU 120等的一个或多个元件控制，以及它们的各种组合。

在一个示例中，OLT 110可以被配置为控制针对从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC的支持。在一个示例中，OLT 110可以获得针对从ONU 120到OLT 110(例如，在OLT110本地，其中OLT 110基于来自ONU 120的US通信确定信道特征信息)的信道的信道特性信息、针对从ONU 120到OLT 110的信道选择FEC设置，其中FEC设置基于信道特性信息选择FEC设置、并且提供从OLT 110到ONU 120的FEC设置的指示，用于支持针对从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC。

在一个示例中，ONU 120可以被配置为控制针对从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC的支持。在一个示例中，ONU 120可以获得针对从ONU 120到OLT 110(例如，从OLT110，其中OLT 110确定信道特性信息并将信道特性信息提供给ONU 120)的信道的信道特性信息、针对从ONU 120到OLT 110的信道选择FEC设置，其中FEC设置是基于信道特性信息选择的、并且提供从ONU 120到OLT 110的FEC设置的指示，以用于在支持从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC时使用。

在一个示例中，控制器可以被配置为控制针对从ONU 120到OLT 110的US通信的USFEC的支持。在一个示例中，控制器可以获得针对从ONU 120到OLT 110(例如，从OLT 110，其中OLT 110确定信道特性信息并且将其提供至控制器，从ONU 120，其中OLT 110确定信道特性信息并将其提供至ONU 120，ONU 120转而将其提供至控制器等)的信道的信道特性信息、针对从ONU 120到OLT 110的信道选择FEC设置，其中FEC设置是基于信道特性信息被选择的、并且提供从控制器至OLT 110和ONU 120的FEC设置的指示用于由OLT 110和ONU 120在支持针对从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC时使用。

应当理解，PON 100可以以各种其他方式被配置以支持针对从ONU 120到OLT 110的US通信的US FEC。

通过支持针对OLT 110与ONU 120之间的通信信道选择FEC设置，PON 100可以被配置为通过连接到相同OLT 110的不同ONU 120来支持不同的FEC设置的使用，诸如针对连接到相同OLT 110的ONU 120的逐个ONU基础上的ONU特定FEC设置，针对连接到相同OLT 110的ONU 120组的组特定FEC设置(例如，两组ONU 120，四组ONU 120等)等，以及其各种组合。例如，在ONU特定设置被用于ONU 120的情况下，OLT 110与ONU 120之间的通信信道的信道特性信息可以被用于确定要被用于ONU 120的ONU特定设置(例如，如上文针对连接至OLT 110的单个ONU 120所讨论的)。例如，在组特定FEC设置被用于连接至OLT 110的ONU 120组的情况下，OLT 110和ONU 120之间的通信信道的信道特性信息可以被用于标识ONU 120到不同的ONU 120组的分配，并且随后相应地可以被用于ONU 120的组内以针对确定不同ONU 120组(要被应用于ONU 120组中的ONU 120)的FEC设置。例如，在P2MP网络中，信道特性信息可以被用于将接收器分成组，并且相应地用于将FEC设置应用于接收器组中的接收器。

PON 100被配置为通过支持针对OLT 110和ONU 120之间的通信的内部突发FEC切换，以支持针对OLT 110和ONU 120之间的通信的FEC。PON 100可以通过支持使用用于在OLT110与ONU 120之间发送数据突发的不同部分的不同的FEC码，来支持针对OLT 110和ONU120之间的通信的内部突发FEC切换。通过支持使用用于在OLT 110和ONU 120之间发送数据突发的不同部分的不同的FEC码，基于使用OLT 110和ONU 120之间的消息传递用于控制在OLT 110与ONU 120之间数据突发内的FEC码之间的切换，PON 100可以支持针对OLT 110和ONU 120之间通信的突发内部FEC切换。通过支持使用不同的FEC码用于发送OLT 110和ONU120之间的数据突发的不同部分，基于FEC设置控制信息的使用，该FEC设置控制信息指示第一FEC设置要被用于数据突发的第一部分并且第二FEC设置要被用于数据突发的第二部分，PON 100可以支持针对OLT 110和ONU 120之间通信的突发内部FEC切换。基于FEC设置控制信息的使用，PON 100可以支持针对OLT 110和ONU 120之间的通信的突发内FEC切换，该FEC设置控制信息指示第一FEC设置要被用于数据突发的第一部分并且第二FEC设置要被用于数据突发的第二部分，其中FEC设置控制信息可以被配置为使发送器从使用第一FEC设置切换到使用第二FEC设置，并且其中该消息可以包括数据突发内的位置指示，在该位置处发送器将从使用第一FEC设置切换到使用第二FEC设置。例如，ONU 120可以使用第一FEC码(针对数据突发的第一部分使用第一FEC码)开始向OLT 110传输数据突发，并且随后可以切换到数据突发内(针对数据突发的第二部分使用第二FEC代码)使用第二FEC码。例如，ONU 120可以使用针对数据突发的第一码字或数据突发的前几个码字的第一FEC码开始向OLT 110传输数据突发，并且随后可以切换到使用针对数据突发的剩余部分第二FEC码。例如，ONU 120可以使用用于大部分数据突发的第一FEC码开始向OLT 110传输数据突发，并且随后可以切换到使用针对数据突发的最后几个码字的第二FEC码。例如，ONU 120可以使用第一FEC码(针对数据突发的第一部分使用第一FEC码)开始向OLT 110传输数据突发，随后可以切换到使用数据突发内第二FEC码(针对数据突发的第二部分使用第二FEC码)，并且随后可以切换到数据突发内使用第三FEC码(针对数据突发的第三部分使用第三FEC码)。应当理解，尽管主要呈现了关于在数据突发的特定数目的部分上应用特定数目的FEC代码的使用(例如，数据突发内的两个FEC码被应用于数据突发的两个部分，数据突发内的三个FEC码被应用于数据突发的三个部分，等等)，任何适当数目的FEC码可以在数据突发的任何适当数目的部分上在数据突发内使用，相应地用于支持数据突发的相应部分的传输。OLT 110可以基于对从ONU 120到OLT 110的通信信道的监测、从ONU 120到OLT 110的通信信道的评估等以及它们的各种组合，来控制针对ONU 120的数据突发的FEC码之间的切换。OLT 110可以基于与从ONU 120到OLT 110的通信信道相关联的一个或多个条件的检测来控制针对ONU 120的数据突发的FEC码之间的切换。OLT 110可以通过向ONU 120发送一个或多个指令(例如，发送具有针对数据突发的每一部分的相应FEC码的指令，当数据突发的相邻部分之间的FEC代码之间的切换要被执行时发送切换指令，发送具有针对数据突发的相应部分的对应FEC码的分离指令等，以及其各种组合)，来控制在针对ONU 120的数据突发的FEC码之间的切换。ONU120可以基于从OLT 110接收到的一个或多个指令(例如，接收具有针对数据突发的每一部分的对应FEC代码的指令，当数据突发的相邻部分之间的FEC码之间的切换要被执行时接收切换指令，接收具有针对数据突发的相应部分的相应FEC代码的分离指令等，以及其各种组合)，来执行ONU 120的数据突发内的FEC码之间的切换。用于执行内部突发FEC切换的(多个)指令可以是通用消息、突发配置文件消息(其可以被配置为针对要在突发内使用的每个FEC代码指定数据突发内的相应位置，在该位置或在该位置上FEC代码将被应用)等，以及其各种组合。例如，突发配置文件消息可以是Burst_Profile物理层操作和管理(PLOAM)消息或光网络单元(ONU)管理和控制接口(OMCI)消息。应当理解，尽管主要关于针对从ONU 120到OLT 110的数据突发执行内部突发FEC切换进行了描述，但是也可以或备选地针对从OLT110到OLT 110的数据突发执行内部突发FEC切换。

应当理解，被讨论为由PON 100的特定元件所执行的各种功能可以由PON 100的各种其他元件执行。例如，描述为由OLT 110执行的各种功能可以由OLT 110的一个或多个组件(例如，解码器、解码器控制器、编码器、编码器控制器、OLT控制器等，以及其各种组合)、与OLT 110通信的一个或多个元件等，以及其各种组合执行。类似地，例如，描述为由ONU120执行的各种功能可以由ONU 120的一个或多个组件(例如，解码器、解码器控制器、编码器、编码器控制器、ONU控制器等，以及其各种组合)、与ONU 120通信的一个或多个元件等，以及它们的各种组合执行。应当理解，这种功能可以以各种方式组合、以各种方式分布等，以及其各种组合。

应当理解，尽管本文中所呈现的各种示例实施例主要是相对于OLT和ONU的角度来描述的，但是本文中所呈现的各种示例实施例还可以相对于发送器和接收器的角度(例如，本文中所呈现用于支持从OLT到ONU的DS FEC的各种示例实施例可以被认为是用于支持从发送器到接收器的FEC的实施例，其中FEC的控制可以在发送器侧或接收器侧被提供，本文中所呈现的用于支持从ONU到OLT的US FEC的各种示例实施例可以被认为是用于支持从发送器到接收器的FEC的实施例，其中FEC的控制可以在发送器侧或发送器侧被提供，等等)、编码器和解码器的角度(例如，本文中所呈现的用于支持从OLT到ONU的DS FEC的各种示例实施例可以被认为是用于支持从编码器到解码器的FEC的实施例，其中FEC的控制可以在编码器侧或解码器侧被提供，本文中所呈现的用于支持从ONU到OLT的US FEC的各种示例实施例可以被认为是用于支持从编码器到解码器的FEC的实施例，其中FEC的控制可以在编码器侧或解码器侧被提供，等等)等，以及其各种组合来描述的。换言之，ONU可以是发送器或接收器并且OLT可以是发送器或接收器，ONU可以是编码器或解码器并且OLT可以是编码器或解码器等。应当理解，通过参考用于支持从发送器到接收器的通信信道的FEC设置的选择以及针对到发送器和接收器的通信信道的FEC设置的通信示例实施例用于由发送器和接收器在通信信道上应用FEC用于通信，可以进一步理解本文中所呈现的各种示例实施例。

应当理解，通过考虑如本文进一步讨论的此类示例实施例的各个方面，可以进一步理解此类示例实施例。

各种示例实施例与用于例如递送宽带接入的下一代无源光网络(PON)有关。PON系统具有点对多点(P2MP)拓扑，其中网络侧的一个光线路终端(OLT)借助于包含光纤和分路器的光分配网络(ODN)或光纤设备被用于连接到用户侧(参见图2的无源光网络200)的多个(例如，多达64个)光网络单元(ONU)。大多数PON技术(诸如G-PON、E-PON和XGS-PON)是时分复用(TDM)PON技术，其中光纤介质在不同的ONU之间在时间上共享。还存在时分和波分复用(TWDM)PON技术(诸如NG-PON2)，其中不同波长的多个TDM系统堆叠在同一PON系统上。此外，还存在其他实验性PON技术，诸如采用正交频分复用(OFDM)的那些技术。本文中所呈现的各种示例实施例可以被应用于TDM PON系统、TWDM PON系统两者或其他适当类型的PON系统。

对于上行(US)传输，此类PON系统通常依赖于突发模式操作，其中每个ONU被分配时间窗口，在该时间窗口内它可以发送数据突发。在给定的时间只有单个ONU可以发送。突发通常由前导码、分隔符和数据组成。

前导码对应于已知的比特模式。在前导码的接收期间，接收器可以调整自身以适应传入的突发。例如，在前导期间，接收器将调整模拟前端，(即，将模拟增益调整为突发的信号强度，还设置正确的DC偏移以补偿传入突发中的偏移)，锁定传入突发的时钟(通过应用时钟和数据恢复(CDR))，并且可能训练均衡器用于补偿由光纤色散或由于发送器或接收器组件的带宽受限引起的可能的符号间干扰。

分隔符是短的、已知的比特模式，分隔符被用于指示前导码的结束和数据的开始。

数据是突发的一部分，包括实际的数据比特，以及可能要被发送的控制信号。数据通常由前向纠错(FEC)保护，并且以FEC码字组织。

最近，ITU Q2已经开始在G.hsp项目中针对50G下行和10G/12.5G/25G/50G上行的下一代TDM-PON标准进行工作。

对于下一代25G/50G技术，PON技术将使用低密度奇偶校验(LDPC)码用于前向纠错(FEC)。LDPC码是一种先进且流行的FEC类型，LDPC码被用于纠正通过物理介质传输数据期间发生的误码。LDPC码用于许多现代标准，诸如DSL(G.mgfast)、WiFi(Wimax)、无线(5GNR)、同轴电缆(DOCSIS 3.1和DOCSIS 3.1 FDX)、电力线通信(G.hn)等等。

LDPC码是块码，它采取K个信息比特，并且将这K比特编码成N比特的码字，一般除了N-K个奇偶校验比特外，还包括K个信息比特(意味着它是系统码)。LDPC码的码率是R＝K/N，并且其特性由(N-K)×N奇偶校验矩阵H充分描述。图3示出了奇偶校验矩阵300的示例。H的N＝9列对应于LDPC码字的比特，其中前K＝5比特对应于信息(数据)比特di，并且最后(NK)＝4比特对应于奇偶校验比特pi。N-K＝4行对应于LDPC码的任何有效码字应当满足的校验约束，即该行中所指示的全部比特的XOR和必须是0。这可以被形式上表示为(后跟以2为模的运算的和，相当于XOR和和)：mod(H.c,2)＝0，其中c是数据比特d和奇偶校验比特p的列向量。

现代LDPC码通常是准循环(QC)LDPC码。此类码的奇偶校验矩阵可以被细分为Z×Z个子矩阵，其中每个子矩阵要么是旋转的单位矩阵，要么是全零矩阵。这里Z通常被称为提升因子。QC码的奇偶校验矩阵可以使用紧凑矩阵H_compact来表示，如图4的示例奇偶校验矩阵400中所示。本文中-1指示全零子矩阵，并且任何其他元素m指示已经循环右移m的单位子矩阵。QC LDPC码的优点在于它们固有地允许并行化，例如这可以通过以下事实看出：H_compact行中的每个Z校验约束都是同一约束，但是被应用于不同的(独立)比特集。在G.hsp标准内，LDPC码被用于将误码率从LDPC解码前的最坏情况1e-2(输入BER)降低到LDPC解码后的1e-12(输出BER)。

如上所述，LDPC码以码率R＝K/N为特征，其由其奇偶校验矩阵(即，由其结构)所定义。然而，存在两种简单的技术可以被用于从所谓的LPDC母码得到附加的LDPC子码：缩短和打孔。

在缩短时，可以通过将信息比特设置为固定值(0)并且不发送该比特来修改LDPC码。缩短N_s比特将信息速率降低至R＝(K-N_s)/(N-N_s)，并且允许在所增加的BER值下实现同一输出BER。

在打孔时，可以通过不发送特定比特(信息或奇偶校验位)来修改LDPC。这些比特随后在接收器处被视为擦除(即具有未知值的比特)，并且必须由LDPC解码器获取。打孔Np将信息速率增加至R＝K/(N-N_p)，但是需要较低的输入BER以实现同一输出BER。

通过联合打孔和缩短，LDPC码的速率R＝(K-N_s)/(N-N_p-N_s)可以在很宽的范围内被调整。例如，如果保持代码长度固定至N'，则代码长度可以从R_min＝(K-(N-N′))/N′变化到R_max＝K/N′。

需要注意的是，这些技术并非特定于LDPC码，而是可以总体上应用于FEC码。

对于T(W)DM PON系统中的特定上行波长，上行方向的突发模式传输涉及在任何给定时间的一个ONU发送。在先前的PON系统中，诸如XGS PON和IEEE 802.3ca，针对上行传输的FEC码的选择是由对应的标准决定的。全部ONU都被预期基于所选择的FEC码进行发送。此外，来自ONU的上行突发中的全部码字采用同一FEC码，除了可能是突发的最后码字，其中附加的缩短可以被采用以提供更细粒度的突发持续时间。

通常，针对上行传输的FEC是静态的，并且没有考虑针对不同ONU的FEC解码器输入误码率(BER)的变化。它还没有考虑来自给定ONU的突发内的FEC解码器输入BER变化。

由于与激光激活和接收器稳定相关联的瞬变，或者由于接收器均衡器的不足收敛，上行突发的第一码字或前几个码字与突发的其余部分相比可以经历更高的BER。当接收器均衡被使用时，必须平衡前导码的长度与均衡器的收敛水平。一方面，由于较大的前导码以较低的效率为代价，较长的前导码将导致更好的收敛均衡器；另一方面，由于不足的收敛均衡器以在突发的开始处较高的BER为代价，较短的前导码提高了效率。

此外，多个码字上的比特交织可以被用于减轻相关误差与二进制LDPC FEC的影响，尤其是对于具有接收器均衡的50G上行。虽然比特交织不会改变LDPC解码器输入的平均BER，但是它打破了码字中误差之间的相关性，从而减少了针对二进制FEC码的相关误差惩罚。然而，在突发结束时采用比特交织可能效率非常低，因为它需要发送多个码字的块(与交织长度一样多)；如果在突发结束时不使用比特交织，由于相关误差的负面影响，对应的码字可能会受较差性能的影响。

图5描绘了可以在PON系统中使用的数据突发结构的示例。在图5的数据突发结构500中，除了最后的码字外，同一FEC码由整个突发使用。通常，最后的码字将被缩短以适应所分配的突发长度。类似地，最后的码字可以基于上行授权大小的预定义规则被打孔和缩短。附加的打孔被应用于减少在最后的码字中发送的奇偶校验量。打孔和缩短的量基于预期由全部ONU始终应用的预定义规则。除了授权大小外，不存在由OLT向ONU所提供的指示。

各种示例实施例可以被配置为在突发的不同部分中使用不同的FEC码以增强上行传输的吞吐量和性能。

各种示例实施例可以被配置为基于码字在突发中的位置来改变打孔和/或缩短。

各种示例实施例可以被配置为提供对稳定瞬变和不充分均衡器收敛的容限。由于与激光激活和接收器稳定相关联的瞬变，或者由于接收器均衡器的不足收敛，与突发的其余部分相比，上行突发的第一码字或前几个码字可能经历更高的误码率。在这种情况下，OLT可以配置上行突发的第一码字或前几个码字，以利用较低速率的码进行操作来为这些瞬变提供附加的余量。对于突发的剩余部分，操作可以切换到更高的速率。

各种示例实施例可以被配置为在缺少比特交织的情况下提供性能保证：比特交织可以被用于减轻相关误差的影响，尤其是对于50G上行。假使比特交织没有由上游采用或(部分地)未在突发中使用(例如用于减少延迟或用于缩短突发长度)，则较低速率的代码可以在突发结束处代替使用以提供对于相关误差所增加的余量。

各种示例实施例可以被配置为在突发结束处提供更好的效率。用于提高突发效率的考虑通常仅专注在修改突发的最后的码字；然而，这种突发是不平衡的。利用此类方案，可以具有后跟小码字的全长码字。然而，在这种情况下，具有两个长度大致相等的较短码字的更平衡的突发是优选的。OLT可以引导ONU应用适当的FEC码用于突发的结尾，包括多于突发的最后码字。

各种示例实施例可以被配置为实现灵活的US FEC方案，其中OLT可以在每个ONU的基础上控制所使用的FEC码率，并且对于给定的ONU，在内部突发的基础上使用两个或多个FEC设置用于ONU的给定数据突发的两个或多个部分。各种示例实施例可以被配置为支持FEC设置的使用，其中第一FEC设置指示第一码率并且第二FEC设置指示第二码率。例如，上行操作可以从使用具有更高纠错能力的低速率码的ONU的传输开始，以适应最坏的情况。基于对上行信道的评估，OLT可以选择性地将ONU切换至更高的速率。此外，突发配置文件消息可以被用于在每个突发的基础上传达码的选择，或者甚至被用于信号中间突发码切换，以提供保护以防止例如稳定瞬变和不足的均衡器收敛、比特交织打开/关闭，或用于提高最后的码字的效率。各种示例实施例可以被配置为增强或补充来自OLT的突发文件配置消息以向每个ONU发信号通知要在每个突发内使用的一个或多个FEC码的选择。这还可以包括在突发中当如果需要FEC码必须改变时的确切位置的指示。

图6描绘了可以在PON系统中所使用的数据突发结构的示例。在图6的数据突发结构600中，前导码和分隔符后跟数据。数据由不同的部分组成，并且在每个部分中应用不同的FEC码。例如，在图示中，FEC 1的码字被用于数据突发(第一部分)的头部，FEC 2的码字被用于数据突发(第二部分)的主体期间，以及FEC 3的码字被用于在数据突发的尾部(第三部分)。通常，突发可由少于三个部分(例如，两个部分或甚至单个部分)或多于三个部分组成，其中不同的FEC码可以被应用。

为了使ONU以上述方式对突发进行编码，多个示例实施例可以被应用。在至少一些示例实施例中，OLT可以传达指示所选择的码或码设置以及每个部分(或至少一个部分)的码字数目的期望突发结构。在至少一些示例实施例中，码字的数目被指示，而所使用的码设置是预定的。在至少一些示例实施例中，FEC设置被指示用于一个部分，而其他部分具有预定的FEC设置。在至少一些示例实施例中，(多个)FEC设置的(多个)位置被指示。应当理解，更少或更多以及不同类型的信息可以被指示。

在至少一些示例实施例中，OLT使用Burst_Profile物理层操作和管理(PLOAM)消息向ONU传达突发结构的细节。每个突发描述都被分配了唯一的索引。附加的八位字节可以被添加至图7中所描绘的Burst_Profile消息70以捕获突发部分中的FEC设置。例如，假设存在多达16种可能的FEC设置可供选择，并且可以使用4比特索引选择FEC设置(可以理解，更少或更多的码字可以被支持，并且更小或更大的比特索引可以被使用)。该示例专注于3个部分的突发结构(尽管可以理解，更少或更多的数据突发部分可以被支持)。在该示例中，突发配置文件可以包括以下字段中的至少一个字段：(1)指示主体的FEC设置(图6中的第二部分，FEC 2)的4比特字段，其中该FEC设置在除了可能在突发的头部(第一部分)或突发的尾部(第三部分)外被使用。(2)针对突发头部的FEC设置(图6中的第一部分，FEC 1)的4比特字段，(3)指示要被发送的FEC 1的FEC码字的数目(0-15)的4比特字段，(4)针对突发串尾部的FEC设置(图6中的第三部分，FEC 3)的4比特字段，以及(5)指示要被发送的FEC 3的FEC码字的数目(0-15)的4比特字段，其中该FEC码字的数目可以从突发的后端被计数。

在至少一些示例实施例中，OLT可以指示所选择的突发文件配置在下行FS帧的成帧子层(FS)报头部分的BWmap分区中的索引。通常，对于给定的ONU，突发配置文件的选择将取决于针对包括授权大小(GrantSize)字段的ONU的BWmap中的其他参数。该下行FS帧格式800在图8中被描绘。通过使用上述增强型突发配置文件PLOAM消息以在ONU中配置多个独特的突发配置文件(即，具有独特的索引)，OLT随后可以使用BWmap中的突发配置文件针对ONU适当地选择未来任何时间的FEC设置和相应的持续时间所需的组合。此外，这种方法还允许OLT精确地控制针对来自ONU的每个突发的FEC设置和对应持续时间的所需组合。

需要注意的是，每个部分中所使用的码字数目将通常取决于突发大小(授权大小)。对于非常短的突发(短于指派至第一部分的码字的数目)，它可能仅包含单个部分(仅包含具有减少的码字数目的突发的头部，或具有最高/最低码率的部分)。备选地，这些短脉冲串可以包含两个部分(头部和尾部，都可能具有减少的码字数目)。通常，每个部分中的码字的数目可以根据预定义的规则基于授权大小来调整。备选地，不同的配置文件可以被建立以便处理较短的突发，并且这些可以涉及仅在两种类型的FEC设置之间切换，或仅在突发中使用一种FEC设置。

应当理解，上文所讨论的各种示例实施例也可以结合针对突发终止的规则来使用。

应当理解，还可以采用各种其他技术。例如，OLT可以指定从Burst_Profile PLOAM消息中的母码构造每个码所需的缩短和打孔量，而不是从索引的码集或FEC设置中进行选择。此外，BWmap分区中的Burst Profile字段的大小可以被增加到超过当前所供应的2比特(见图7)。也可以使用不同的PLOAM消息(控制消息)来用信号传递FEC设置，而不是使用突发配置文件消息。

应当理解，使用BW映射的信令可以涉及向针对每个突发的每个ONU指示信道质量等级。使用信道质量等级和实际突发长度，随后可以在OLT和ONU两者处自动计算数据如何被分组为码字以及哪些LDPC码被使用。

在至少一些示例实施例中，不同的FEC码是LDPC码，其通过对单个母码进行打孔和缩短而获得。传送的FEC设置可以是打孔和/或缩短的量，或者指示打孔和缩短的预定量的索引值。

在至少一些示例实施例中，在突发配置文件中所使用的FEC码以及如何将ONU指派至突发配置文件可以由FEC控制器修改。例如，FEC控制器可以修改ONU的突发误差性能并且因此修改FEC设置。这可以是基于误差统计(比特误差或码字误差)的一次尝试，也可以是更渐进的(一次一个步骤)，或甚至是试错法(如果显著误差，则迅速返回)。该FEC控制器可以在OLT内部，也可以在OLT外部(并且更慢)。FEC设置可以基于观察到的误差统计数据被选择，也可以基于针对该ONU或业务容器所定义的服务质量(QoS)要求被选择。

在至少一些示例实施例中，一些FEC设置(或突发配置文件)可以被指派到每个ONU，而其他FEC设置(突发配置文件)可以是广播设置，即全部ONU都可以使用它们。例如，可以存在以广播方式传达的默认FEC配置文件。一个用例是恢复配置文件(最低码率贯穿始终)，如果最后几个突发是显著误差的，OLT可以将其应用于ONU。另一用例是初始配置文件在激活期间或之后立即被使用。这也可以始终使用最低码率。在至少一些示例实施例中，FEC设置可以被配置为指示ONU以做计算(例如，对于分段过程和针对每个段的码字长度的选择)。

在至少一些示例实施例中，动态内部突发FEC切换可以包括确定段的长度及其相对于突发的总长度的FEC设置。这可以是基于规则的方法。还存在应用具有不等误差保护的码的可能性，特别是其中在码字的开头比相同代码字的“尾部”被更好保护的情况下。通过对突发进行分段，通过监测每段传输误差的数目以确定信道质量也是可能的。随后这还涉及相对于突发的整体大小的每组段的大小。例如，如果数据突发的第一部分更容易出错，则一个选择可以是使用更高性能的FEC码和/或更长的FEC码以减轻误差的影响。还可以支持多个FEC码族，例如，针对短段的代数码和针对其他段的迭代码(例如，针对可以支持ReedSolomon和LDPC码两者的收发器)。如果突发太短而不能具有三个段，则默认可以根据第一段和第三段对其进行编码并且跟踪关联的误差测量。如果突发更短，则默认可以根据第一段对其进行编码。应当理解，通过允许段组中的一个段组具有零长度，还可以提供至少一些这种能力。

在至少一些示例实施例中，FEC设置和将突发分段成特定长度的码字的过程可以是相关的。需要注意的是，这些对于每组段可以是不同的。利用针对突发的长度和误差配置文件，提供使用这些输入来确定段组(第一、第二、第三)中每个段的长度及其FEC参数的算法是可能的。这可以涉及超出基本码的附加缩短和打孔(例如，速率33/45、40/45等等)。在至少一些示例实施例中，FEC设置可以包括针对数据突发的每个段(组)的长度的规则。

在至少一些示例实施例中，内部突发FEC设置的控制可以基于导致特定配置文件的设置或改变的一个或多个消息，添加将被使用的方案的具有每个突发规范的控制字段、针对每个突发的每组段发送设置等，以及其各种组合。在至少一些示例实施例中，被用于控制内部突发FEC设置的消息可以包括数据突发内的位置的指示，在该位置发送器将从使用第一前向纠错设置切换到使用第二纠错设置(例如，其中该位置可以是比特位置、码字边界等)。

应当理解，尽管主要呈现了相对于数据突发的段的数目与FEC配置文件中所指定的FEC设置的数目相匹配的实施例，但是在至少一些示例实施例中，数据突发的段数目和FEC配置文件中所指定的FEC设置数目可以不同。例如，FEC配置文件可以被定义用于以将第一FEC设置应用于第一段，将第二FEC设置应用于第二段并且将第三FEC设置应用于第三段，并且FEC配置文件仍然可以被应用于数据突发，该数据突发包括三个段以及仅包括两个段甚至单个段的数据分段(例如，对于仅包括单个分段的较短数据突发，FEC配置文件的第一FEC设置可以被应用并且其他两个FEC设置将不被应用，因为第二段和第三段基本上是空的)。应当理解，各种其他类型的FEC配置文件(包括针对各种数据突发段所指定的各种其他数目的FEC设置)可以被用以支持具有各种数目的段的数据突发的FEC。

如上所指示，LDPC(17280，14592)码已经被同意用于在G.hsp下行使用。该码基于具有384比特打孔且无缩短的IEEE 802.3ca母码。基于同一母码矩阵，已经考虑了几个缩短和打孔方案以提高针对短突发的上行传输效率。一个这种提议专注于提高突发中最后的码字的传输效率，同时保持与(17280,14592)码相同或更好的性能。基于对802.3ca母码的不同缩短和打孔的码性能的评估，本文中所呈现的各种示例实施例可以被配置为在上行方向中提供更一般的吞吐量与性能的灵活性。

注意，用于选择17280的长度针对下行传输的主要动机是确保在具有125μs的持续时间的连续模式帧中的整数个LDPC码字。由于突发模式操作，这种限制不在上行中应用。11520＝45*256＝2*17280/3的码长已经被选择用于分析，因为它在具有0.844速率的下行LDPC(17280、14592)码的任一侧提供了良好的码率灵活性。对于长度11520，当没有奇偶校验列被打孔时，达到最低码率；这给出了具有速率＝33/45＝0.733的(11520,8448)码，并且为方便起见，此代码被称为C1。为达到最高码率，打孔限制到7列的最大值；这给出了具有速率＝40/45＝0.889的(11520，10240)码，并且为方便起见，此代码被称为C2。

图9描绘了具有0.733的速率的长度为11520和8448个信息比特的LDPC(11520,8448)码的硬判决性能，以及具有0.889的速率的LDPC(11520,10240)码的硬判决性能。图9的性能信息900示出了G.hsp下行码以及码C1和C2的硬输入BSC性能。表1提供了码参数及其BER性能和电编码增益(ECG)。

表1

C1(速率0.733)码在1.85E-2处达到1E-12，并且可以容忍比默认低0.84dB的电SNR，并且导致与默认速率0.844的码相比低13％的吞吐量。

C2(速率0.889)码在1.76E-3处达到1E-12，并且需要与默认值相比多2.08dB的电SNR，具有更好的BER性能并且比速率0.871的RS(248，216)更高的速率(吞吐量)，并且提供比默认速率0.844码高5％的吞吐量。

这些代码共同适应接近3dB的电SNR变化；这通常对应于2dB至3dB的光功率。作为相对于默认的总ECG的函数的码率在图10中被示出。

本文中所呈现的各种示例实施例可以被配置为提供用于上行数据突发的灵活的FEC方案。各种示例实施例可以被配置为提供灵活的FEC方案，其中FEC码可以被适配于权衡针对上行中的吞吐量的性能。

各种示例实施例可以被配置为提供对稳定瞬变的容限。由于与激光激活和接收器稳定相关联的瞬变，或者由于接收器均衡器的不足收敛，与突发的其余部分相比，上行突发的第一码字或前几个码字可以经历更高的误码率。在这种情况下，OLT可以将上行突发的第一码字或前几个码字配置为以0.73的较低速率操作，以为这些瞬变提供附加余量。对于突发的剩余部分，操作可以切换至更高的速率。

各种示例实施例可以被配置为在缺少比特交织的情况下提供性能保证。比特交织可以是必要的以减轻相关误差的影响，尤其是对于50G上行链路。如果上行不采用比特交织或(部分地)不在突发中使用比特交织，则速率0.73码可以提供对于相关误差所增加的余量。

各种示例实施例可以被配置为针对突发中的最后的码字提供更好的效率。过度缩短突发的最后码字导致低效率传输。对于特定的码率，因为奇偶校验部分随长度缩放，对于更长的码长度，这种低效率更高。速率0.889码由于仅具有5列奇偶校验，已经提供了良好的效率并且避免了转换到特定短码字或中码字的需要。对于以0.733的速率操作，特定方案可以使用不同的短码和中码长度，在1.85E-2或更高的输入BER处保证1E-12的输出BER，。

各种示例实施例可以被配置为提供对ONU发送器光学器件的所增加的容限。ONU发送器上的低成本光学器件可以表现出发射功率的高可变性。速率0.733码提供了附加的余量，以适应针对接近预算限制运行的ONU的这种变化。

各种示例实施例可以被配置为针对许多ONU提供所提高的US吞吐量。PON中的许多ONU很可能以相对于损耗预算的显著余量操作。在所考虑的FEC码示例中，此类ONU可以利用由速率0.889码所提供的5％更高的吞吐量。

各种示例实施例可以被配置为提供减少的老化余量。通常，相当大的老化余量必须被供应，以考虑由于例如光纤修复等造成的过剩损耗。通过使用针对所降级的ONU速率0.733的码，老化余量可以被减少。

各种示例实施例可以被配置为实现灵活的US FEC方案，其中OLT可以在每个ONU的基础上控制所使用的FEC码率。上行操作可以从使用速率0.73的码的ONU传输开始，以适应最坏的情况。基于对上行信道的评估，OLT可以选择性地将ONU切换到更高的速率。此外，突发配置文件消息可以被用于在每个突发的基础上传达码的选择，或者甚至用信号传递中间突发码切换以提供保护以防止例如稳定瞬变、比特交织打开/关闭或提高最后的码字的效率。

各种示例实施例可以被配置为基于对基于802.3ca母码的11520长度的代码的性能的评估来实现灵活的FEC方案。0.733和0.889速率的性能跨越3dB电SNR范围，并且在吞吐量和性能之间提供灵活性。由这些代码所提供的灵活性可以以多种方式被利用以提高上游传输的稳健性或吞吐量。

应当理解，尽管本文中主要关于示例实施例呈现的，其中在通过物理介质(即，PON)的特定类型的数据的通信的上下文内提供了针对FEC的支持，或在通过各种其他类型的物理介质的数据的通信的上下文内适配于使用。例如，本文中所呈现的各种示例实施例可以在通过各种其他类型的有线介质(诸如其他类型的光纤网络(例如，点对点光纤等)、以太网、DSL、电缆(例如，DOCSIS 3.1、DOCSIS 3.1FDX等)、电力线通信(例如，G.hn等)等，以及其各种组合)的数据的通信的上下文中适配于使用。例如，本文中所呈现的各种示例实施例可以在通过各种其他类型的无线媒体，诸如蜂窝(例如，4G、4G LTE、5G等)、WiFi、WiMAX、卫星等，以及其各种组合的数据通信的上下文内使用或适配用于使用。应当理解，本文中所呈现的各种示例实施例可以在通过各种其他类型的物理介质、接口、网络等及其各种组合的数据通信的上下文中使用或适配用于使用。

通过控制针对通信信道的FEC的FEC设置，用于在通信信道上支持FEC的各种示例实施例可以提供各种优点或潜在优点。例如，用于在通信信道上支持FEC的各种示例实施例可以被配置为提高来自能够支持中间突发CW切换的每个ONU的上行传输的吞吐量。例如，用于在通信信道上支持FEC的各种示例实施例可以被配置为即使当PON具有支持中间突发FEC切换和不支持中间突发切换的ONU的混合时(这可以被称为作为“传统”ONU)，由支持中间突发切换的ONU所经历的所提高的吞吐量可以通过由允许传统ONU更多的传输时间来提高整体吞吐量。用于在通信信道上支持FEC的各种示例实施例可以提供各种其他优点或潜在优点。

图11描绘了适合于执行本文中所呈现的各种功能的计算机的示例实施例。

计算机1100包括处理器1102(例如，中央处理单元(CPU)、处理器、具有处理器核心集的处理器、处理器的处理器核等)和存储器1104(例如、随机存取存储器、只读存储器等)。处理器1102和存储器1104可以通信地连接。在至少一些示例实施例中，计算机1100可以包括至少一个处理器和至少一个包括计算机程序代码的存储器，其中至少一个存储器和计算机程序代码被配置为利用至少一个处理器使计算机来执行本文中所呈现的各种功能。

计算机1100还可以包括协作元件1105。协作元件1105可以是硬件设备。协作元件1105可以是可以被加载到存储器1104中并且由处理器1102执行以实施本文中所呈现的各种功能的过程(在这种情况下，例如，协作元件1105(包括关联的数据结构)可以被存储在非瞬态计算机可读存储介质，诸如存储设备或其他适当类型的存储元件(例如，磁驱动器、光驱动器等))。

计算机1100还可以包括一个或多个输入/输出设备1106。输入/输出设备1106可以包括一个或多个用户输入设备(例如，键盘、小键盘、鼠标、麦克风、相机等)、用户输出设备(例如，显示器、扬声器等)、一个或多个网络通信设备或元件(例如，输入端口、输出端口、接收器、发送器、收发器等)、一个或多个存储设备(例如，磁带驱动器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器等)等，以及其各种组合。

应当理解，计算机1100可以表示适合于实现这里描述的功能元件、这里描述的功能元件的部分等，以及它们的各种组合的通用架构和功能。例如，计算机1100可以提供适合于实施本文中所呈现的一个或多个元件的通用结构和功能，诸如OLT 110或其一部分(例如，通信元件111、控制元件115等，以及其各种组合)、ONU 120或其一部分(例如，通信元件121、控制元件125等，以及其各种组合)，发送器或其一部分(例如，LDPC编码器、SERDES发送器、编码器控制器等，以及其各种组合)、接收器或其一部分(例如，SERDES接收器、LDPC解码器、信道估计器、解码器控制器等，以及其各种组合)等，以及其各种组合。

应当理解，本文中所呈现的至少一些功能可以用软件实施(例如，经由在一个或多个处理器上实施软件，用于在通用计算机上执行(例如，经由通过一个或多个处理器执行)处理器)以提供专用计算机等)和/或可以在硬件中实现(例如，使用通用计算机、一个或多个专用集成电路和/或任何其他硬件等效物)。

应当理解，本文中所呈现的至少一些功能可以在硬件内被实施，例如，作为与处理器协作以执行各种功能的电路。本文中所描述的功能/元件的部分可以被实施为计算机程序产品，其中计算机指令在由计算机处理时调整计算机的操作使得本文中所描述的方法和/或技术被调用或以其他方式被提供。用于调用各种方法的指令可以被存储在固定或可移动介质(例如，非瞬态计算机可读介质)中，经由广播或其他信号承载介质中的数据流发送，和/或存储在根据指令操作的计算设备内的存储器中。

应当理解，除非另有指示(例如，使用“或否则”或“或备选”)，本文中所使用的术语“或”指代非排他性的“或”。

应当理解，尽管本文中已经详细地示出和描述了结合本文中所呈现的教导的各种实施例，但是那些本领域技术人员可以容易地设计出仍然结合这些教导的许多其他变化的实施例。

Claims (15)

1.一种用于通信系统的装置，包括：

至少一个处理器；以及

至少一个存储器，包括计算机程序代码；

其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述装置至少：

支持消息的通信，所述消息被配置为使数据突发的发送器使用第一前向纠错设置用于对所述数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二前向纠错设置用于对所述数据突发的第二部分进行编码，其中所述第二前向纠错设置不同于所述第一前向纠错设置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述消息包括所述第一前向纠错设置的指示或所述第二前向纠错设置的指示中的至少一个指示。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述消息包括以下一个或多个：

所述数据突发的所述第一部分的位置或所述数据突发的所述第二部分的位置的指示中的至少一个指示；

所述数据突发的所述第一部分的长度或所述数据突发的所述第二部分的长度的指示中的至少一个指示；或者

所述数据突发的所述第一部分的码字的数目或所述数据突发的所述第二部分的码字的数目的指示中的至少一个指示。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述消息被配置为使得所述发送器能够计算指示所述数据突发的所述第一部分的位置或所述数据突发的所述第二部分的位置中的至少一个位置的信息。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述消息包括前向纠错设置控制信息。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述消息被包括在成帧子层(FS)帧中。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述消息是物理层操作和管理(PLOAM)消息或光网络单元(ONU)管理和控制接口(OMCI)消息。

8.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述第一前向纠错设置和所述第二前向纠错设置基于针对前向纠错母码的前向纠错参数。

9.根据权利要求8所述的装置，其中针对所述前向纠错母码的所述前向纠错参数包括针对所述前向纠错母码的打孔量或针对所述前向纠错母码的缩短量中的至少一个量。

10.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述第一前向纠错设置或所述第二前向纠错设置中的至少一个设置包括用以确定新的前向纠错码的信息。

11.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述消息被配置为使所述发送器使用第三前向纠错设置用于对所述数据突发的第三部分进行编码。

12.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起，使所述装置至少：

支持基于所述第一前向纠错设置编码的所述数据突发的所述第一部分的通信；以及

支持基于所述第二前向纠错设置编码的所述数据突发的所述第二部分的通信。

13.根据权利要求1至2中任一项所述的装置，其中所述发送器包括光网络单元(ONU)并且关联的接收器包括光线路终端(OLT)，其中所述ONU和所述OLT与无源光网络(PON)相关联。

14.一种非瞬态计算机可读介质，包括计算机程序代码，所述计算机程序代码被配置为使装置至少：

支持消息的通信，所述消息被配置为使数据突发的发送器使用第一前向纠错设置用于对所述数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二前向纠错设置用于对所述数据突发的第二部分进行编码，其中所述第二前向纠错设置不同于所述第一前向纠错设置。

15.一种用于通信系统的方法，包括：

支持消息的通信，所述消息被配置为使数据突发的发送器使用第一前向纠错设置用于对所述数据突发的第一部分进行编码，并且使用第二前向纠错设置用于对所述数据突发的第二部分进行编码，其中所述第二前向纠错设置不同于所述第一前向纠错设置。

Images