CN116248230A - 用于下游传输的方法和装置 - Google Patents

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CN116248230A CN202211580918.9A CN202211580918A CN116248230A CN 116248230 A CN116248230 A CN 116248230A CN 202211580918 A CN202211580918 A CN 202211580918A CN 116248230 A CN116248230 A CN 116248230A
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Abstract

本发明公开了一种由通信连接到ONU的OLT使用的装置，该装置包括用于执行以下操作的部件：根据预定交织方案对第一数目N个码字进行交织，以获取交织比特流，其中N是偶数；根据预定映射方案将交织比特流映射为4电平脉冲幅度调制PAM4标签序列，其中相应PAM4标签包括分别与交织比特流中的比特相对应的最低有效位LSB和最高有效位MSB；向ONU传输基于PAM4标签序列而生成的PAM4符号序列；其中来自N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB，其中第一标签子集和第二标签子集是基于预定交织方案和预定映射方案来确定的、并且分别包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。

Description

用于下游传输的方法和装置
技术领域
各种示例实施例涉及光网络、特别是无源光网络中的下游通信。
背景技术
新的50G PON G.9804标准已经被国际电信联盟(ITU)接受。该新标准在G.9804.2标准中描述了一种用于高速PON系统的通用传输汇聚(TC)层，该层旨在用于未来的PON技术。在G.9804.3标准中，描述了50G PON系统的物理介质相关(PMD)层，其中下游(DS)线路速率为50G，上游(US)线路速率12.5G或25G。它依赖于使用开关键控不归零(OOK-NRZ)作为调制格式，该格式包括以大约50G的波特率在线路上每个符号传输一个比特。
通过使用相同的50G波特率，但使用4电平脉冲幅度调制(PAM-4)代替OOK-NRZ符号，可以将数据速率进一步提高到100G。PAM4符号在线路上每个符号编码2个比特。这可以通过缩放G.9804.2标准的TC层使得其以100G线路速率生成比特来实现。
由于例如色散和带宽受限的接收，预计50G及以上的更高速率PON信道将遭受符号间干扰(ISI)。ISI可以使用均衡来减轻，例如前馈均衡器(FFE)或判决反馈均衡器(DFE)。这种均衡器的应用以及ISI本身可能导致50G信道的噪声被着色(即，频率选择性)。这可能导致后续或附近接收的调制符号所经历的噪声的相关性，从而也导致使用后续或附近符号传输的比特上的相关噪声/误差。这些相关误差导致误差突发，这导致与理想的不相关信道的情况相比误差更集中在特定前向纠错(FEC)码字中。这种误差集中导致前向纠错(FEC)码性能的下降，并且导致灵敏度损失。对于50G PON，FEC码是低密度奇偶校验(LDPC)码。
为了减轻在使用OOK-NRZ符号时50G PON信道中误差突发的影响，G.hsp TC层(G.9804.2)包括4个FEC码字的逐位块交织。
在50G波特率的基于PAM4符号的100G模式的情况下，相同的逐位交织具有不期望的影响，诸如误差突发的全部惩罚补偿不足。
发明内容
本公开的实施例的其中一个目的是，当使用多电平PAM代替OOK-NRZ调制格式时，提供对误差突发的影响的充分缓解，并且保持良好的FEC码性能。
根据本发明的第一方面，提供了一种供通信连接到光网络单元ONU的光线路终端OLT使用的装置，该装置包括用于执行以下操作的部件：根据预定交织方案对第一数目N个码字进行交织，以获取交织比特流，其中N是偶数；根据预定映射方案将交织比特流映射为4电平脉冲幅度调制PAM4标签序列，其中相应PAM4标签包括分别与交织比特流中的比特相对应的最低有效位LSB和最高有效位MSB；向ONU传输基于PAM4标签序列而生成的PAM4符号序列；其中，来自N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB，其中第一标签子集和第二标签子集基于预定交织方案和预定映射方案而被确定、并且分别包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。
在一个实施例中，第二标签子集包括第一子集的标签。
在一个实施例中，预定交织方案指示两个比特的交织步长。
在另一实施例中，第二标签子集包括与第一子集的标签相隔N/2个标签的标签。
在另一实施例中，预定交织方案指示一个比特的交织步长；并且指示：在交织比特流中，来自N个码字中的相应码字的比特其间交替间隔有来自其他码字的N个和N-2个比特。
在另一实施例中，其中预定交织方案指示一个比特的交织步长；并且其中，预定映射方案包括每隔N/2个PAM4标签反转交织比特流到PAM4标签的映射。
在一个实施例中，该部件还被配置用于：向ONU中的相应ONU发送指示由OLT使用的预定映射方案或由OLT使用的预定交织方案中的至少一项的消息。
根据本发明的第二方面，提供了一种供通信连接到光线路终端OLT的光网络单元ONU使用的装置，该装置包括用于执行以下操作的部件：从OLT接收4电平脉冲幅度调制PAM4符号序列；对于要处理的码字，从所接收的PAM4符号序列中导出比特指示符对序列，对中的相应对对应于符号中的相应符号并且包括最低有效位LSB指示符和最高有效位MSB指示符，对序列包括第一子集对和第二子集对，第一子集和第二子集基于预定解映射方案和预定解交织方案而被确定、并且分别包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对；基于第一子集对的LSB指示符和第二子集对的MSB指示符来确定上述码字；其中，预定解映射方案指示相应对的比特指示符与对应PAM4符号之间的关系，并且预定解交织方案指示在OLT处交织的k个比特指示符和第一数目N个码字的解交织步长，其中N是偶数。
在一个实施例中，上述码字的确定通过以下方式实现：根据预定解映射方案将比特指示符对序列解映射为比特指示符流；根据预定解交织方案从比特指示符流中提取与上述码字相关的比特指示符集合；基于与上述码字相关的比特指示符集合来确定上述码字。
在一个实施例中，第二子集对包括第一子集的对。
在另一实施例中，与第二子集的对相对应的符号与第一子集的对所对应的符号相隔N/2个符号。
在一个实施例中，在ONU中预先配置预定解交织方案和/或预定解映射方案。
在一个实施例中，该部件还被配置用于通过以下方式确定预定解交织方案和/或预定解映射方案：尝试在ONU中预先配置的多个解交织方案和/或多个解映射方案；和/或从OLT接收指示由OLT使用的预定映射方案或由OLT使用的预定交织方案中的至少一项的消息。
根据本发明的第三方面，提供了一种供通信连接到光网络单元ONU的光线路终端OLT使用的方法，该方法包括：根据预定交织方案对第一数目N个码字进行交织，以获取交织比特流，其中N是偶数；根据预定映射方案将交织比特流映射为4电平脉冲幅度调制PAM4标签序列，其中相应PAM4标签包括分别与交织比特流中的比特相对应的最低有效位LSB和最高有效位MSB；向ONU传输基于PAM4标签序列而生成的PAM4符号序列；其中来自N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB，其中第一标签子集和第二标签子集基于预定交织方案和预定映射方案而被确定、并且分别包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。
根据本发明的第四方面，提供了一种供通信连接到光线路终端OLT的光网络单元ONU使用的方法，该方法包括：从OLT接收4电平脉冲幅度调制PAM4符号序列；对于要处理的码字，从所接收的PAM4符号序列中导出比特指示符对序列，对中的相应对对应于符号中的相应符号、并且包括最低有效位LSB指示符和最高有效位MSB指示符，对序列包括第一子集对和第二子集对，第一子集和第二子集基于预定解映射方案和预定解交织方案而被确定、并且分别包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对；基于第一子集对的LSB指示符和第二子集对的MSB指示符来确定上述码字；其中预定解映射方案指示相应对的比特指示符与对应PAM4符号之间的关系，并且预定解交织方案指示在OLT处交织的k个比特指示符和第一数目N个码字的解交织步长，其中N是偶数。
根据示例实施例，PAM4标签(其LSB/MSB对应于来自同一FEC码字的比特)之间的距离与被交织的码字的数目相同，这提供了对误差突发的最大缓解。同时，来自同一码字的比特被分配给相同或不同标签的MSB和LSB两者，这确保了良好的FEC码性能。
附图说明
为了更完整地理解本发明的示例性实施例，现在参考结合附图进行的以下描述，在附图中：
图1示出了可以在其中应用所公开的实施例的示例的示例性通信网络的一部分；
图2示出了根据现有技术的帧的示例结构；
图3示出了在图2的示例中采用PAM4时帧的示例结构；
图4示出了根据示例实施例的帧的示例结构；
图5示出了根据另一示例实施例的帧的示例结构；
图6示出了根据另一示例实施例的帧的示例结构；
图7示出了在各种实施例中用于执行一个或若干步骤的合适的计算系统的示例实施例；
图8示出了结合示例实施例的方面的示例方法800；以及
图9示出了结合示例实施例的方面的另一示例方法900。
相同或相似的附图标记表示相同或相似部件或组件。
具体实施方式
本申请的示例实施例在本文中详细描述，并且在附图中以示例的方式示出。应当理解，尽管本文中讨论了具体实施例，但并不打算将本发明的范围限于这样的实施例。相反，应当理解，本文中讨论的实施例是为了说明目的，并且可以在不脱离权利要求书中定义的本发明的范围的情况下实现修改的和替代的实施例。方法步骤的顺序不限于特定实施例，方法步骤可以以其他可能的顺序执行。类似地，本文中公开的具体结构和功能细节仅用于描述实施例的目的。然而，本文中描述的本发明可以以很多替代形式来实施，而不应当被解释为仅限于本文中阐述的实施例。
图1示出了可以在其中应用所公开的实施例的示例的示例性通信网络的一部分。
如图1所示，在无源光网络PON 100中，网络侧的OLT 110用于通过光纤分配网络(ODN)或光纤设备120连接到用户侧的多个ONU131、132、……、133，该ODN或光纤设备120包括光纤和分路器，但没有有源组件。本领域技术人员应当理解，ONU的数目不限于给定示例。OLT 110可以连接到例如多达64个ONU。
大多数PON技术(诸如G-PON、E-PON和XG(S)-PON)是时分复用(TDM)PON技术，其中光纤介质在不同ONU之间在时间上被共享。此外，存在时分和波分复用(TWDM)PON技术，诸如下一代NG-PON2，其中不同波长的多个TDM系统堆叠在同一PON系统上。示例实施例适用于TDM和TWDM PON系统两者。
图2示出了根据现有技术的帧的示例结构。
如图2所示，在FEC编码之后，FEC码字包括FEC数据和奇偶校验。FEC编码可以根据标准中描述的方式来执行，这里将不再详细说明。在一些示例场景中，FEC码字可以被进一步加扰(例如，与已知序列进行异或)成加扰码字，并且由此形成加扰PHY帧。
在图2所示的示例中，4个FEC码字被逐位交织为交织比特流。然后，交织比特流中的比特在被传输之前被映射为NRZ符号序列。该块交织器确保由同一码字编码的比特相隔4个符号进行传输。因此，多达4个误差的任何突发将分布在4个不同FEC码字之上，导致LDPC码性能接近不相关误差情况下的解码性能。这里，需要在4个码字之上进行交织以补偿全误差突发惩罚，因为在更少的码字(例如，2个码字)之上进行交织并且从而将相同FEC码字的比特放置成间隔2个符号对于典型的50G PON信道来说是不够的。
图3示出了在图2的示例中采用PAM4时帧的示例结构。
如图3所示，交织比特流在传输之前被映射为PAM4标签序列，该PAM4标签序列用于生成符号。
由于每个PAM4标签包括两个比特(一个LSB和一个MSB)，所以来自交织比特流的比特优选地以两个比特的块被映射为PAM4标签。换言之，交织比特流的第一两个比特被映射为第一标签，第二两个比特被映射为第二标签，以此类推。在一个示例中，考虑先映射LSB，然后映射MSB(尽管这可以是逆的，而不失一般性)。4个码字的逐位块交织现在产生具有以下两个特性的传输符号序列：
-一个码字的比特仅相隔2个符号而不是4个符号进行传输。换言之，与NRZ相同的交织导致误差突发的影响减少。因此，相同交织将不足以补偿误差突发的全部惩罚。
-每个码字包括仅MSB或仅LSB。例如，标记有点图案的码字的比特仅分配给LSB，而标记有对角条纹的码字仅分配给MSB。通常，LSB比MSB受到的保护更少，并且经历更大的误码率(BER)。因此，与包括MSB和LSB的混合的码字相比，仅具有LSB的码字将具有更高的码字误差率。尽管仅MSB码字的码字误差率会更好，但平均而言，与MSB和LSB在码字中混合时相比，这将导致码字误差率的降级，从而导致灵敏度降级。
图4示出了根据示例实施例的帧的示例结构。
根据图4所示的示例，根据预定交织方案对4个码字进行交织，以获取交织比特流。在下文中，标记有点图案的第一码字可以称为码字1，标记有对角条纹的第二码字可以称为码字2，标记有水平条纹的第三码字可以称为码字3，标记有交替垂直线的第四码字可以称为码字4。本领域技术人员应当理解，这里给出的码字的数目仅仅是一个示例，在其他实施例中，根据预定交织方案对第一数目的N个码字进行交织，其中N是偶数。交织码字可以是FEC码字或加扰码字，如图2所述。这里不再重复详细说明。
交织比特流根据预定映射方案被映射为PAM4标签序列。每个PAM4标签包括LSB和MSB。LSB和MSB分别对应于交织比特流中的比特。
来自N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB。基于预定交织方案和预定映射方案为N个码字中的相应码字确定第一标签子集和第二标签子集。第一标签子集包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。第二标签子集包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。
具体地，在图4所示的示例中，对于码字1，第一子集包括PAM4标签序列中的第1标签、第5标签、第9标签、第13标签和第17标签，第二子集也包括PAM4标签序列中的第1标签、第5标签、第9标签、第13标签和第17标签。在图4所示的示例中，第二标签子集包括第一子集的标签。存在配置预定交织方案和预定映射方案的不同方式，使得第二标签子集可以包括第一子集的标签。
更具体地，在图4所示的实施例中，预定交织方案指示两个比特的交织步长。例如，块交织器可以被实现为以两个比特的步长对4个码字进行交织。换言之，从序列1-1-2-2-3-3-4-4-1-1……中的码字中获取比特以形成交织比特流。
仍然参考图4所示的示例，预定映射方案可以指示两个比特的块的映射方案，类似于关于图3所述。具体地，在图4所示的示例中，通过将来自交织比特流的每两个连续比特顺序映射为一个PAM4标签，可以将交织比特流映射为PAM4标签序列，其中在交织比特流中具有较前比特位置的比特被分配给PAM4标签的LSB，而在交织比特流中具有较后比特位置的比特被分配给PAM4标签的MSB。例如，交织比特流中的第一比特被映射为第一PAM4标签的LSB。交织比特流中的第二比特被映射为第一PAM4标签的MSB。
在其他实现中，映射可以反转。例如，在映射为同一PAM4标签的两个连续比特中，交织比特流中具有较早比特位置的比特可以被分配给PAM4标签的MSB，并且交织比特流中具有较晚比特位置的比特可以被分配给PAM4标签的LSB。
随后，在传输到ONU(例如，图1中的ONU 131、132、133)之前，基于PAM4标签序列生成PAM4符号序列。
在一个示例中，标签Bb(其中B是MSB，b是LSB)可以以下述方式转换为PAM4信号：标签00被转换为信号电平0，标签01被转换为信号电平1，标签11被转换为信号电平2，标签10被转换为信号电平3。
通过这种方法，相同码字的2个连续比特总是被映射为相同的PAM4符号(即，相同PAM4符号的MSB和LSB来自相同FEC码字)，并且包括来自相同FEC码字的比特的PAM4符号间隔4个符号。以这种方式，保持与NRZ相同的交织性能(即，交织N个码字消除了长达N个符号的误差/噪声相关性的影响)。
当从OLT 110接收到PAM4符号序列时，针对要处理的码字，ONU(例如，图1中的ONU131、132、133中的任何一个)从所接收的PAM4符号序列中导出比特指示符对(pair)序列。对(pair)中的相应对对应于符号中的相应符号，并且包括LSB指示符和MSB指示符。比特指示符可以是与传输比特的可能性相关的值，或者是与传输比特相关的二进制值。对序列包括第一子集对和第二子集对。第一子集和第二子集基于预定解映射方案和预定解交织方案来确定。第一子集对包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对，并且第二子集对包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对。
具体地，在一个示例中，ONU可以执行硬解映射，即，PAM4符号被解映射为比特值。在该示例中，比特指示符对可以被视为PAM4标签，如上文关于OLT所述。在另一实施例中，ONU可以执行软解映射，即，PAM4符号被解映射为传输比特的对数似然比(llr)。
在一个示例中，ONU可以执行PAM4符号序列的完整处理。ONU可以将所有PAM4符号转换为比特指示符对。
在另一示例中，ONU可以仅处理部分码字。针对要处理的码字中的相应码字，ONU可以基于预定解映射方案和预定解交织方案确定比特指示符第一子集对和第二子集对。针对要处理的每个码字，ONU可以将PAM4符号的一部分转换为比特指示符对，以获取包括针对该码字而确定的第一子集对和第二子集对的对序列。
在获取包括第一子集对和第二子集对的对序列之后，ONU基于第一子集对中的LSB指示符和第二子集对中的MSB指示符来确定要处理的码字。
预定解映射方案指示相应对的比特指示符与对应PAM4符号之间的关系，并且预定解交织方案指示在OLT处交织的k个比特指示符和第一数目N个码字的解交织步长，其中N是偶数。换言之，预定解映射方案指示如何从所接收的PAM4符号中的相应PAM4符号中恢复两个比特指示符。在硬解映射的情况下，可以直接基于PAM4电平和PAM4标签的关系来确定比特，例如，如前所述。在软解映射的情况下，PAM4电平和PAM4标签的关系可以用于计算相关比特的似然性。
第一子集对和第二子集对分别包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对。因此，与LSB指示符相对应的符号之间的距离、同样地与MSB指示符相对应的符号之间的距离(用于恢复要处理的码字)，与被交织的码字的数目相同，这提供了对误差突发的最大缓解。同时，码字从MSB指示符和LSB指示符中被恢复，这确保了良好的前向纠错码性能。
具体地，在一个实施例中，要处理的码字的确定可以通过以下方式实现：根据预定解映射方案将比特指示符对序列解映射为比特指示符流；根据预定解交织方案从比特指示符流中提取与上述码字相关的比特指示符集合；基于与上述码字相关的比特指示符集合来确定上述码字。本领域技术人员应当理解，与上述码字相关的所提取的比特指示符集合可以包括第一子集对的LSB指示符和第二子集对的MSB指示符。
在一个示例中，ONU可以获取比特指示符流，该比特指示符流包括第一子集或第二子集的对中包括的比特指示符、以及第一子集或第二子集中的对中不包括的比特指示符的占位符值。替代地，ONU可以获取比特指示符流，该比特指示符流仅包括第一子集或第二子集的对中包括的比特指示符，而不包括其他比特指示符的值。在又一实施例中，ONU可以获取比特指示符流，该比特指示符流包括所有对的比特指示符。
在一个实施例中，预定解映射方案和预定解交织方案可以在ONU中预先配置。例如，预定解映射方案和预定解交织方案可以在标准中定义并且由OLT和ONU两者支持。在另一实施例中，预定解交织方案或预定解映射方案可以通过尝试在ONU中预先配置的多个解交织方案和/或多个解映射方案来确定。例如，多个不同解映射方案和/或解交织方案可以在标准中定义并且根据设计通过制造而在ONU中预先配置。在操作期间，ONU可以尝试不同解映射方案和/或解交织方案，以检测帧中的已知同步模式，诸如G.8904.2中针对50G而定义的帧开头处的PSync模式，从而确定针对解映射和解交织应当使用的解映射和/或解交织方案。在又一实施例中，OLT可以向ONU发送消息，该消息指示以下中的至少一项：由OLT使用的预定映射方案、或由OLT使用的预定交织方案。因此，ONU可以基于从OLT接收的消息来确定预定解交织方案和/或预定解映射方案。
在下文中，在考虑使用硬解映射的情况下，将描述具体示例。“PAM4标签”可以用作“比特指示符对”的示例。
具体地，在图4所示的示例中，预定解交织方案可以指示两个比特的解交织步长。预定解映射方案可以指示到两个比特的解映射，例如使用先LSB(LSB-first)解映射。基于预定解映射方案和预定解交织方案，ONU可以将码字1的第一子集和第二子集确定为均包括PAM4标签序列中的第1标签、第5标签、第9标签、第13标签和第17标签。本领域技术人员应当理解，还存在预定解映射方案和预定解交织方案的其他可能配置，该配置可能导致第二标签子集包括第一子集的标签。例如，在一个示例中，预定解映射方案可以指示到两个比特的解映射使用先MSB(LSB-first)解映射。
在ONU需要执行完全解交织的情况下，交织比特流可以解交织为N个码字。
在ONU不需要执行完全解交织的情况下，ONU可以从第一标签子集中检索LSB并且从第二标签子集中检索MSB，并且由此形成至少一个码字，例如，用于ONU自身的码字。
在上述实施例中，第一标签子集和第二标签子集是相同的。然而，在其他示例中，第一子集可以不同于第二子集。本领域技术人员应当理解，与相同码字相对应的第一子集的标签与第二子集的标签之间的最短位置距离可以从0到N/2个标签变化。在下文中，将描述其中第二标签子集包括与第一子集的标签相隔N/2个标签的标签的实施例。
图5示出了根据另一示例实施例的帧的示例结构。
在图5中，将不再重复与先前图中描述的特征相似的特征。具体地，在图5所示的示例中，第二标签子集包括与第一子集的标签相隔2个标签的标签。例如，对于码字1，来自码字1的比特被分配给其LSB的第一子集包括PAM4标签序列中的第1标签、第5标签、第9标签、第13标签和第17标签，而来自码字1的比特被分配给其MSB的第二子集包括PAM4标签序列中的第3标签、第7标签、第11标签、第15标签和第19标签。
在图5所示的实施例中，预定交织方案指示，第一数目N个码字以一个比特的步长进行交织，并且指示在交织比特流中，来自N个码字中的相应码字的比特其间交替地间隔有来自其他码字的N个和N-2个比特。
例如，在图5中，来自码字1的比特被交织到交织比特流中的比特位置1、6、9、14、17……。来自码字1的第一比特和第二比特在其间间隔有来自其他码字的4个比特(即，来自码字2、3、4和2的比特)。来自码字1的第二比特和第三比特在其间间隔有来自其他码字的2个比特(即，来自码字3和4的比特)。来自码字1的第三比特和第四比特在其间再次间隔有来自其他码字的4个比特，以此类推。
本领域技术人员应当理解，存在配置预定解映射方案和预定解交织方案的不同方式，可以导致N个码字中的相应码字的比特被交替间隔N个和N-2个来自其他码字的比特。
具体地，例如，第一数目N个码字可以被分组为两个相邻码字的N/2组。每个组被交织为块的序列，每个块包括交织比特流中的两个连续比特。来自相应组的第一码字和第二码字的比特序列可以在交织比特流中的其对应比特块的每个第二比特块中被切换。
例如，在图5中，第一组可以包括码字1和码字2，并且第二组可以包括码字3和码字4。与第一组相对应的比特块可以包括交织比特流中的比特位置1、2、5、6、9、10……中的比特。与第二组相对应的比特块可以包括交织比特流中的比特位置3、4、7、8、11、12……中的比特。
具体地，交织器可以实现为块交织器，对于前四个比特，该块交织器等效于关于图2和图3所述的逐位交织器。然而，比特5和6被切换，其中比特5来自码字2，比特6来自码字1。同样，比特7和8也被切换，其中比特7来自码字4，比特8来自码字3。换言之，比特是从以下序列中的码字中获取的：1-2-3-4-2-1-4-3-1-2-……。
在图5所示的示例中，预定映射方案可以指示类似于关于图3和图4所述的映射方案。因此，与相应组相对应的比特块被映射为相应PAM4标签。例如，与第一组相对应的比特块可以被映射为PAM4标签序列中的第1标签、第3标签、第5标签……，与第二组相对应的比特块可以被映射为PAM4标签序列中的第2标签、第4标签、第6标签……。
通过这种修改后的交织器、以及所描述的到PAM4符号的映射，单个码字的比特被映射为相隔4个符号的符号中的LSB、以及同样相隔4个符号的符号中的MSB。来自同一码字的MSB和LSB相隔2个符号。换言之，该实现具有与图4的前一实现类似的特性，但现在LSB和MSB不在相同PAM4符号中，而是在尽可能分开的PAM4符号中(即，码字的每个MSB位于包括该码字的LSB的2个PAM4符号之间的中间符号中)。因此，由于码字中的MSB与LSB之间的相关性较小，这种交织有望进一步提高性能。
与上文关于图4所述类似，PAM4标签序列被转换为PAM符号序列并且传输到ONU。
在从OLT 110接收到PAM4符号序列时，ONU执行与关于图4所述的类似的操作，以恢复至少一个码字。
具体地，在图5所示的实施例中，与第二子集的对相对应的符号与与第一子集的对相对应的符号间隔N/2个符号。
更具体地，预定解交织方案可以指示一个比特的交织步长，并且指示在交织比特流中，其间交替地间隔N个和N-2个比特的比特被解交织为N个码字中的相应码字。在图5所示的示例中，预定解映射方案可以指示到两个比特的先LSB(LSB-first)解映射。在另一示例中，预定解映射方案可以指示到两个比特的先MSB(MSB-first)解映射。
在图5所示的示例中，基于预定解映射方案和预定解交织方案，针对码字1，ONU(例如，图1中的ONU 131、132、133中的任何一个)将第一子集确定为包括PAM4标签序列中的第1标签、第5标签、第9标签、第13标签、第17标签……，并且将第二子集确定为包括PAM4标签序列中的第3标签、第7标签、第11标签、第15标签、第19标签……。在一个示例中，预定解映射可以指示到两个比特的LSB第一解映射。然后，第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB被解映射为交织比特流中的第1比特位置、第6比特位置、第9比特位置、第14比特位置、第17比特位置……。
这里，在图5的示例中，交织比特流中的第1比特位置、第6比特位置、第9比特位置、第14比特位置、第17比特位置……中的比特被解交织为码字1。另外地或替代地，交织比特流中的第2比特位置、第5比特位置、第10比特位置、第13比特位置、第18比特位置……中的比特被解交织为码字2，以此类推。
图6示出了根据另一示例实施例的帧的示例结构。
在图6中，将不再重复与先前图中描述的特征相似的特征。在该实施例中，第二标签子集还包括与第一子集的标签相隔2个标签的标签，类似于图5所示的实施例。
具体地，在图6所示的示例中，预定交织方案指示第一数目N个码字以一个比特的步长进行交织，并且指示该预定映射方案包括每隔N/2个PAM4标签反转交织比特流到PAM4标签的映射。
更具体地，可以实现如关于图2和图3所述的逐位块交织器。虽然从交织比特流到PAM4标签序列的映射不同于先前图中描述的映射。如图6所示，LSB首先映射为前两个PAM4标签，而MSB首先映射为后面的第三PAM4标签和第四PAM4标签。对于第五PAM4标签和第六PAM4标签，再次首先映射LSB。较粗的箭头用于指示反转映射为第三PAM4标签和第四PAM4标签。映射每2个PAM4标签反转一次。
这种交织和修改后的映射导致与图5中相同的PAM4符号，并且因此具有相同的优点。
与上文关于图4所述类似，PAM4标签序列被转换为PAM符号序列并且传输到ONU。
在从OLT 110接收到PAM4符号序列时，ONU(例如，图1中的ONU 131、132、133中的任何一个)执行与关于图4和图5所述的类似的操作，以恢复至少一个码字。
具体地，与关于图5所述的类似，基于预定解映射方案和预定解交织方案，针对码字1，ONU可以将第一子集确定为包括PAM4标签序列中的第1标签、第5标签、第9标签、第13标签、第17标签……，并且将第二子集确定为包括PAM4标签序列中的第3标签、第7标签、第11标签、第15标签、第19标签……。
具体地，对于关于图6所述的实施例，预定解映射方案可以指示PAM4标签到交织比特流的解映射每2个PAM4标签反转一次。
例如，在图6中，前两个PAM4标签被解映射，其中LSB首先被解映射。第三PAM4标签和第四PAM4标签被解映射，其中MSB首先被解映射。第五PAM4标签和第六PAM4标签被解映射，其中再次，LSB首先被解映射，以此类推。
进一步参考关于图6所述的实施例，预定解交织方案指示一个比特的解交织步长。例如，块解交织器可以在ONU处实现。在根据预定解映射方案将PAM4标签序列解映射为交织比特流之后，对交织比特流进行逐位解交织。与上文关于图4和图5所述类似，在其中ONU需要执行完全解交织的情况下，交织比特流可以解交织为N个码字。在其中ONU不需要执行完全解交织的情况下，ONU可以从第一标签子集中检索LSB并且从第二标签子集中检索MSB并且由此形成至少一个码字，例如，用于ONU自身的码字。
尽管权利要求中未要求保护，但本领域技术人员还可以调节交织和映射方案，以用于其中使用多电平PAM符号(例如，PAM8符号)代替PAM4符号的场景，使得来自相同码字的比特被分配给PAM-M标签的log2M子集，其中对于相应子集，比特被分配给在标签中具有相同有效位(significance)的比特位置，并且其中相应子集的标签是在PAM-M序列中相隔N个标签，其中N与被交织的码字的数目相同。
各种实施例可以应用于时分复用TDM PON技术，诸如千兆PON、G-PON、以太网PON、E-PON、10千兆对称PON、XGS-PON和更高速PON。此外，所提出的技术也可以应用于时分和波分复用TWDM PON技术，其中不同波长的TDM系统堆叠在同一PON系统上。然后，TWDM PON系统中的一个或多个波长根据本公开来操作。
图7示出了计算系统700，计算系统700包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，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引起该装置的操作。计算系统700通常可以被形成为合适的通用计算机，并且包括总线710、处理器702、本地存储器704、一个或多个可选输入接口714、一个或多个可选输出接口716、通信接口712、存储元件接口706和一个或多个存储元件708。总线710可以包括允许计算系统700的组件之间的通信的一个或多个导体。处理器702可以包括解释和执行编程指令的任何类型的常规处理器或微处理器。本地存储器704可以包括存储供处理器702执行的信息和指令的随机存取存储器RAM或另一类型的动态存储设备、和/或存储供处理器702使用的静态信息和指令的只读存储器ROM或另一类型的静态存储设备。输入接口714可以包括允许操作者或用户向计算设备700输入信息的一个或多个常规机制，诸如键盘720、鼠标730、笔、语音识别和/或生物识别机制、相机等。输出接口716可以包括向操作者或用户输出信息的一个或多个常规机制，诸如显示器740等。通信接口712可以包括任何类似收发器的机制，例如一个或多个以太网接口，该接口使得计算系统700能够与其他设备和/或系统通信，例如与其他计算设备750、760、770通信。计算系统700的通信接口712可以通过局域网LAN或广域网WAN(例如，互联网)连接到这样的另一计算系统。存储元件接口706可以包括存储接口，例如串行高级技术附件SATA接口或小型计算机系统接口SCSI，该接口用于将总线710连接到一个或多个存储元件708，诸如一个或多个本地盘，例如SATA磁盘驱动器，并且控制从和/或向这些存储元件706的数据读取和写入。尽管上面的(多个)存储元件708被描述为本地盘，但通常可以使用任何其他合适的计算机可读介质，诸如可移动磁盘、光学存储介质(诸如CD或DVD)、ROM盘、固态驱动器、闪存卡等。计算系统700可以具体化为或可以包括专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、现场可编程门阵列(FPGA)、基于数字信号处理器(DSP)的系统或其组合。
根据本公开的各种实施例，这样的计算系统700适合于执行由光网络中的OLT执行的各种步骤。根据本公开，通信接口712允许根据本公开的各个实施例的OLT与PON中的ONU交换控制信息和数据。根据示例实施例，处理器可以运行允许OLT控制帧的构造的计算机程序代码。更具体地，程序代码执行以下步骤：根据预定交织方案对第一数目N个码字进行交织，以获取交织比特流，其中N是偶数；根据预定映射方案将交织比特流映射为4电平脉冲幅度调制PAM4标签序列，其中相应PAM4标签包括分别与交织比特流中的比特相对应的最低有效位LSB和最高有效位MSB；向ONU传输基于PAM4标签序列而生成的PAM4符号序列；其中来自N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB，其中第一标签子集和第二标签子集是基于预定交织方案和预定映射方案来确定的并且分别包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。
此外，根据本公开的各个实施例，计算系统700还适合于执行由光网络中的ONU执行的各个步骤。根据本公开，通信接口712允许根据本公开的各个实施例的ONU接收控制信息并且与PON中的OLT交换数据。根据示例实施例，处理器可以运行允许ONU控制接收帧的解码的计算机程序代码。更具体地，程序代码执行以下步骤：从OLT接收4电平脉冲幅度调制PAM4符号序列；对于要处理的码字，从所接收的PAM4符号序列中导出比特指示符对序列，对中的相应对对应于符号中的相应符号并且包括最低有效位LSB指示符和最高有效位MSB指示符，对序列包括第一子集对和第二子集对，第一子集和所述第二子集是基于预定解映射方案和预定解交织方案而确定的并且分别包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对；基于第一子集对的LSB指示符和第二子集对的MSB指示符来确定上述码字；其中预定解映射方案指示相应对的比特指示符与对应PAM4符号之间的关系，并且预定解交织方案指示在OLT处交织的k个比特指示符和第一数目N个码字的解交织步长，其中N是偶数。
图8示出了结合示例实施例的方面的示例方法800。
在步骤S810中，实现示例实施例的各方面的OLT根据预定交织方案对第一数目N个码字进行交织，以获取交织比特流，其中N是偶数。
在步骤S820中，OLT根据预定映射方案将交织比特流映射为PAM4标签序列，其中相应PAM4标签包括LSB和MSB。LSB和MSB分别对应于交织比特流中的比特。
在步骤S810中的交织和步骤S820中的映射的协作下，来自N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB，其中第一标签子集和第二标签子集是基于预定交织方案和预定映射方案来确定的。第一标签子集包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签，并且第二标签子集包括PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。
在步骤S830中，OLT向ONU传输基于PAM4标签序列而生成的PAM4符号序列。
图9示出了结合示例实施例的方面的另一示例方法900。
在步骤S910中，实现示例实施例的各方面的ONU(例如，图1中的ONU 131、132或133中的任何一个)从OLT(例如，图1的OLT 110)接收PAM4符号序列。
在步骤S920中，对于要处理的码字，ONU从所接收的PAM4符号序列中导出比特指示符对序列。对中的相应对对应于符号中的相应符号，并且包括LSB指示符和MSB指示符。对序列包括第一子集对和第二子集对。第一子集和第二子集是基于预定解映射方案和预定解交织方案来确定的。第一子集对包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对。第二子集对包括与PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对。
在步骤S930中，ONU基于第一子集对的LSB指示符和第二子集对的MSB指示符来确定上述码字。
预定解映射方案指示相应对的比特指示符与对应PAM4符号之间的关系，并且预定解交织方案指示在OLT处交织的k个比特指示符和第一数目N个码字的解交织步长，其中N是偶数。
本实施例在所有方面都应当被认为是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书而非前述描述来指示，因此，落入权利要求书范围内的所有变化都应包括在其中。
如果需要，本文中讨论的不同功能可以以不同顺序和/或彼此同时执行。此外，如果需要，上述功能中的一个或多个可以是可选的或可以组合。
对于本领域技术人员来说，很清楚的是，随着技术的进步，本发明构思可以以各种方式实现。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。
此外，本专利申请的读者将理解，词语“包括(comprising)”或“包括(comprise)”不排除其他元素或步骤，词语“一个(a)”或“一个(an)”不排除多个元素，并且单个元素(诸如计算机系统、处理器或另一集成单元)可以实现权利要求中所述的若干装置的功能。权利要求书中的任何附图标记均不得解释为对相关权利要求书的限制。当在说明书或权利要求书中使用时，术语“第一”、“第二”、“第三”等被引入以区分相似的元素或步骤，而不一定描述顺序或时间顺序。类似地，术语“顶部”、“底部”、“之上”、“下方”等是出于描述目的而引入的，并不一定表示相对位置。应当理解，在适当的情况下，所使用的术语是可互换的，并且本发明的实施例能够根据本发明以不同于以上描述或说明的其他顺序或方向进行操作。

Claims (15)

1.一种供通信连接到光网络单元ONU(131，132，133)的光线路终端OLT(110)使用的装置，包括用于执行以下操作的部件：
-根据预定交织方案对第一数目N个码字进行交织，以获取交织比特流，其中N是偶数；
-根据预定映射方案将所述交织比特流映射为4电平脉冲幅度调制PAM4标签序列，其中相应PAM4标签包括分别与所述交织比特流中的比特相对应的最低有效位LSB和最高有效位MSB；
-向所述ONU传输基于所述PAM4标签序列而生成的PAM4符号序列；
其中，来自所述N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB，其中所述第一标签子集和所述第二标签子集基于所述预定交织方案和所述预定映射方案而被确定、并且分别包括所述PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二标签子集包括所述第一子集的所述标签。
3.根据权利要求2所述的装置，所述预定交织方案指示两个比特的交织步长。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二标签子集包括与所述第一子集的标签相隔N/2个标签的标签。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述预定交织方案指示一个比特的交织步长；
并且指示：在所述交织比特流中，来自所述N个码字中的相应码字的比特其间交替地间隔有来自其他码字的N个和N-2个比特。
6.根据权利要求4所述的装置，其中所述预定交织方案指示一个比特的交织步长；
并且其中，所述预定映射方案包括每隔N/2个PAM4标签而反转所述交织比特流到PAM4标签的所述映射。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述部件还被配置用于：
-向所述ONU中的相应ONU发送指示以下中的至少一项的消息：
由所述OLT使用的所述预定映射方案，或者
由所述OLT使用的所述预定交织方案。
8.一种供通信连接到光线路终端OLT(110)的光网络单元ONU(131，132，133)使用的装置，包括用于执行以下操作的部件：
-从所述OLT(110)接收4电平脉冲幅度调制PAM4符号序列；
-对于要处理的码字，从所接收的PAM4符号序列中导出比特指示符对序列，所述对中的相应对对应于所述符号中的相应符号，并且包括最低有效位LSB指示符和最高有效位MSB指示符，所述对序列包括第一子集对和第二子集对，所述第一子集和所述第二子集基于预定解映射方案和预定解交织方案而被确定、并且分别包括与所述PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对；
-基于所述第一子集对的LSB指示符和所述第二子集对的MSB指示符来确定所述码字；
其中，所述预定解映射方案指示相应对的比特指示符与所述对应PAM4符号之间的关系，并且所述预定解交织方案指示在所述OLT处交织的k个比特指示符和第一数目N个码字的解交织步长，其中N是偶数。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述码字的所述确定通过以下方式实现：
-根据所述预定解映射方案将所述比特指示符对序列解映射为比特指示符流；
-根据所述预定解交织方案从所述比特指示符流中提取与所述码字相关的比特指示符集合；
-基于与所述码字相关的所述比特指示符集合来确定所述码字。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述第二子集对包括所述第一子集的所述对。
11.根据权利要求8或9所述的装置，其中，与所述第二子集的所述对相对应的所述符号与所述第一子集的所述对所对应的符号间隔N/2个符号。
12.根据权利要求8或9所述的装置，其中在所述ONU中预先配置所述预定解交织方案和/或所述预定解映射方案。
13.根据权利要求8或9所述的装置，其中所述部件还被配置用于：
-通过以下方式确定所述预定解交织方案和/或所述预定解映射方案：
-尝试在所述ONU中预先配置的多个解交织方案和/或多个解映射方案；和/或
-从所述OLT接收指示以下至少一项的消息：由所述OLT使用的所述预定映射方案，或由所述OLT使用的所述预定交织方案。
14.一种供通信连接到光网络单元ONU(131，132，133)的光线路终端OLT(110)使用的方法，包括：
-根据预定交织方案对第一数目N个码字进行交织，以获取交织比特流，其中N是偶数；
-根据预定映射方案将所述交织比特流映射为4电平脉冲幅度调制PAM4标签序列，其中相应PAM4标签包括分别与所述交织比特流中的比特相对应的最低有效位LSB和最高有效位MSB；
-向所述ONU传输基于所述PAM4标签序列而生成的PAM4符号序列；
其中，来自所述N个码字中的相应码字的比特被分配给第一标签子集的LSB和第二标签子集的MSB，其中所述第一标签子集和所述第二标签子集基于所述预定交织方案和所述预定映射方案而被确定、并且分别包括所述PAM4标签序列中相隔N个标签的标签。
15.一种供通信连接到光线路终端OLT(110)的光网络单元ONU(131，132，133)使用的方法，包括：
-从所述OLT(110)接收4电平脉冲幅度调制PAM4符号序列；
-对于要处理的码字，从所接收的PAM4符号序列中导出比特指示符对序列，所述对中的相应对对应于所述符号中的相应符号，并且包括最低有效位LSB指示符和最高有效位MSB指示符，所述对序列包括第一子集对和第二子集对，所述第一子集和所述第二子集基于预定解映射方案和预定解交织方案而被确定、并且分别包括与所述PAM4符号序列中相隔N个符号的PAM4符号相对应的对；
-基于所述第一子集对的LSB指示符和所述第二子集对的MSB指示符来确定所述码字；
其中，所述预定解映射方案指示相应对的比特指示符与所述对应PAM4符号之间的关系，并且所述预定解交织方案指示在所述OLT处交织的k个比特指示符和第一数目N个码字的解交织步长，其中N是偶数。
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