CN116961825A - 编码方法、解码方法和光通信系统 - Google Patents

编码方法、解码方法和光通信系统 Download PDF

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CN116961825A CN202210417237.4A CN202210417237A CN116961825A CN 116961825 A CN116961825 A CN 116961825A CN 202210417237 A CN202210417237 A CN 202210417237A CN 116961825 A CN116961825 A CN 116961825A
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Abstract

本申请提供了一种编码方法，应用于光通信领域。方法包括：获取第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。N个码本和N个标识一一对应。向解码端传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括N个第二符号数据中的目标符号数据、第一幅度数据和N个标识中的第一标识。目标符号数据是根据第一标识对应的码本得到的。第一标识用于解码端根据第一标识对应的码本和目标符号数据得到第一符号数据。在本申请中，通过对待传输数据中的符号数据进行扰码，可以降低光纤的非线性效应。

Description

编码方法、解码方法和光通信系统
技术领域
本申请涉及光通信领域，尤其涉及编码方法、解码方法和光通信系统。
背景技术
在光通信领域中，编码端和解码端可以通过光纤传输数据。但是，光纤内部存在非线性效应。非线性效应会降低光通信质量。为了降低非线性效率带来的影响，可以在解码端采用数字反向传输算法进行非线性补偿。具体地，在多载波系统中，通过数字反向传输算法可以补偿载波间的交叉相位调制(cross phase modulation,XPM)干扰，进而降低非线性效应的影响。在具体实现的过程中，数字反向传输算法需要获取相邻波长的载波信息，导致运算复杂度较高。
综上，如何降低光通信系统中的非线性效应，是当前亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种编码方法、解码方法和光通信系统，通过对待传输数据中的符号数据进行扰码，可以降低光纤的非线性效应。
本申请第一方面提供了一种编码方法。编码方法可以应用于编码端。编码方法包括以下步骤：编码端获取第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。编码端根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。N个第二符号数据和N个码本一一对应。N个码本和N个标识一一对应。N为大于0的整数。编码端向解码端传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括N个第二符号数据中的目标符号数据、第一幅度数据和N个标识中的第一标识。目标符号数据是根据第一标识对应的码本得到的。第一标识用于解码端根据第一标识对应的码本和目标符号数据得到第一符号数据。
在本申请中，第一传输数据的非线性代价小于第一待传输数据的非线性代价。通过传输第一传输数据，可以降低光纤的非线性效应。当第一传输数据的非线性代价大于或等于第一待传输数据的非线性代价时，则编码端可以向解码端传输第一待传输数据。
在第一方面的一种可选方式中，编码端将第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第一前向纠错编码(forward error correction，FEC)开销。编码端将第一符号数据、第一幅度数据、和第一FEC开销进行组合，得到第一路数据。第三路数据还包括第一FEC开销。其中，为了在N个第二符号数据中选择非线性代价较小的目标符号数据，需要准确的计算第三路数据当前帧的非线性代价。准确的计算非线性代价需要包含FEC开销比特的所有第三路数据比特。模糊的计算非线性代价可以不需要FEC开销。计算当前帧的FEC开销需要第一标识。因此，获取FEC开销和第一标识存在矛盾。在本申请中，当前帧的数据携带上一帧的数据的第一FEC开销，从而避免上述矛盾。通过包含第一FEC开销的所有第三路数据比特，编码端可以得到更为准确的非线性代价，从而降低了编码端传输非线性代价较大的数据的可能性。例如，第一待传输数据的非线性代价小于第一传输数据的非线性代价。编码端选择向解码端传输第一传输数据。因此，本申请将降低光纤的非线性效应。
在第一方面的一种可选方式中，N为大于1的整数。N个第二符号数据和N个标识一一对应。N个传输数据中的每个传输数据包括N个标识中的一个标识、一个标识对应的第二符号数据、第一幅度数据、第一FEC开销和第二路数据。编码方法还包括以下步骤：编码端获取N个传输数据的N个非线性代价。N个非线性代价和N个传输数据一一对应。编码端根据N个非线性代价向解码端传输N个传输数据中的第一传输数据。例如，编码端传输N个非线性代价中非线性代价最小的传输数据。在本申请中，N为大于1的整数。通过在多个传输数据中选择传输某个非线性代价较小传输数据，可以进一步降低非线性效应。
在第一方面的一种可选方式中，编码方法还包括以下步骤：编码端将第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第二FEC开销。第三路数据还包括第二FEC开销。其中，通过将第二路数据中的FEC开销携带在第一路数据中，可以提高第二路数据中符号数据的数据量，降低第一路数据中符号数据的数据量。此时，在扰码过程中，可变的符号位的数量是增加的。可变的符号位的数量越大，得到非线性代价更小的传输数据的概率越大。因此，本申请可以进一步降低非线性效应。
在第一方面的一种可选方式中，编码方法还包括以下步骤：编码端对第一待传输数据进行星座映射，得到映射数据。编码端根据N个码本分别对映射数据中的第一符号数据进行N次扰码。其中，在星座映射后，编码端才能准确计算非线性代价。星座映射可以是标准M阶正交调幅(quadrature amplitude modulation，QAM)映射信号或幅度相位调制(amplitude and phase-shift keying,APSK)映射等等。若在扰码后再进行星座映射，则编码端需要进行N次星座映射。N次星座映射和N个第二符号数据一一对应。在本申请中，编码端先进行星座映射，再进行扰码。编码端只需要进行一次星座映射。因此，本申请可以节约处理资源。
在第一方面的一种可选方式中，编码方法还包括以下步骤：编码端获取第四路数据。第四路数据包括第三符号数据和第二幅度数据。编码端根据N个码本分别对第三符号数据进行N次扰码，得到N个第四符号数据。第二路数据包括N个第四符号数据中的一个第四符号数据和第二幅度数据。其中，为了进一步降低非线性效应，编码端也可以对第四路数据中的符号数据进行扰码。在本申请中，第一路数据和第四路数据使用相同的码本集合。因此，本申请可以节约存储资源。
在第一方面的一种可选方式中，一个第四符号数据是根据第一标识对应的码本和第三符号数据得到的。第一标识还用于解码端根据第一标识对应的码本和一个第四符号数据得到第三符号数据。在本申请中，第一路数据和第二路数据使用相同的码本。此时，第二路数据中可以不携带第一标识，从而节约传输资源。
在第一方面的一种可选方式中，第一幅度数据为恒定成分分布匹配器(constantcomposition distribution matcher，CCDM)编码数据。第三路数据包括符号位和幅度位。幅度位用于承载第一幅度数据。符号位用于承载第一标识。其中，当第一标识位于幅度位时，第一标识会影响CCDM编码的性能，从而提高线性代价。因此，本申请可以降低线性代价。
在第一方面的一种可选方式中，编码方法还包括以下步骤：编码端通过数模转换器(digital to analog converter，DAC)和放大器得到第一待传输数据和第二待传输数据。编码端根据N个码本分别对第二待传输数据中的符号数据进行N次扰码，得到第二传输数据。第二传输数据是根据N个标识中的第二标识对应的码本得到的。第一传输数据还包括第二标识。第二标识还用于解码端根据第二标识对应的码本和第二传输数据得到第二待传输数据。编码端通过第一波长通道向解码端传输第二传输数据。第一波长通道的波长为第一波长。编码端通过第二波长通道向解码端传输第一传输数据。第二波长通道的波长为第二波长。第二波长与DAC或放大器的滤波带的中心波长的差值小于第一波长与中心波长的差值。其中，由于边带效应的存在，在远离中心波长的通道上引入开销会较大的提升线性代价。在本申请中，第二标识携带在靠近中心波长的通道上。因此，本申请可以降低线性代价。
在第一方面的一种可选方式中，N的值在8至16之间。N的值可以为8或16。其中，N的值过大时，编码端需要进行较长时间的扰码处理和非线性代价判断，进而提高了数据延迟。并且，N个标识中每个标识的大小和N的大小相关。N越大，每个标识的大小越大。开销过大会引入较大的线性代价。N的值过小时，编码端可能无法获取较小的非线性代价的传输数据。因此，本申请可以在降低非线性效应的基础上，满足数据传输的延迟要求。
本申请第二方面提供了一种解码方法。解码方法可以应用于解码端。解码方法包括以下步骤：解码端获取第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括目标符号数据、第一幅度数据和第一标识。解码端使用第一标识对应的码本对目标符号数据进行解码，得到第一符号数据。解码端对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。
在第二方面的一种可选方式中，第三路数据还包括第一FEC开销。解码方法还包括以下步骤：解码端使用第一FEC开销对第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
在第二方面的一种可选方式中，第三路数据还包括第二FEC开销，解码方法还包括以下步骤：解码端使用第二FEC开销对第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
在第二方面的一种可选方式中，第二路数据包括第二幅度数据和一个第四符号数据。解码方法还包括以下步骤：解码端使用第一标识对应的码本对一个第四符号数据进行解码，得到第三符号数据。
在第二方面的一种可选方式中，第一幅度数据为CCDM编码数据。第三路数据包括符号位和幅度位。幅度位用于承载第一幅度数据。符号位用于承载第一标识。
本申请第三方面提供了一种光通信系统。光通信系统包括编码端和解码端。编码端用于获取第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。编码端还用于根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。N个码本和N个标识一一对应。N为大于0的整数。编码端还用于向解码端传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括N个第二符号数据中的目标符号数据、第一幅度数据和N个标识中的第一标识。目标符号数据是根据第一标识对应的码本得到的。解码端用于获取第一传输数据，根据第一标识对应的码本和目标符号数据得到第一符号数据。解码端还用于对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。
在第三方面的一种可选方式中，编码端还用于将第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第一FEC开销。编码端用于将第一符号数据、第一幅度数据、和第一FEC开销进行组合，得到第一路数据。第三路数据还包括第一FEC开销。解码端还用于使用第一FEC开销对第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
在第三方面的一种可选方式中，N为大于1的整数。N个第二符号数据和N个标识一一对应。N个传输数据中的每个传输数据包括N个标识中的一个标识、一个标识对应的第二符号数据、第一幅度数据、第一FEC开销和第二路数据。编码端还用于获取N个传输数据的N个非线性代价。N个非线性代价和N个传输数据一一对应。编码端用于根据N个非线性代价向解码端传输N个传输数据中的第一传输数据。
在第三方面的一种可选方式中，编码端还用于将第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第二FEC开销。第三路数据还包括第二FEC开销。解码端还用于使用第二FEC开销对第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
在第三方面的一种可选方式中，编码端还用于对第一待传输数据进行星座映射，得到映射数据。编码端用于根据N个码本分别对映射数据中的第一符号数据进行N次扰码。
在第三方面的一种可选方式中，编码端还用于获取第四路数据。第四路数据包括第三符号数据和第二幅度数据。编码端用于根据N个码本分别对第三符号数据进行N次扰码，得到N个第四符号数据。第二路数据包括N个第四符号数据中的一个第四符号数据和第二幅度数据。
在第三方面的一种可选方式中，一个第四符号数据是根据第一标识对应的码本和第三符号数据得到的。解码端还用于使用第一标识对应的码本对一个第四符号数据进行解码，得到第三符号数据。
在第三方面的一种可选方式中，第一幅度数据为CCDM编码数据。第三路数据包括符号位和幅度位。幅度位用于承载第一幅度数据。符号位用于承载第一标识。
在第三方面的一种可选方式中，解码端还用于通过DAC和放大器得到第一待传输数据和第二待传输数据。解码端还用于根据N个码本分别对第二待传输数据中的符号数据进行N次扰码，得到第二传输数据。第二传输数据是根据N个标识中的第二标识对应的码本得到的。第一传输数据还包括第二标识。解码端还用于通过第一波长通道向解码端传输第二传输数据。第一波长通道的波长为第一波长。解码端用于通过第二波长通道向解码端传输第一传输数据。第二波长通道的波长为第二波长。第二波长与DAC或放大器的滤波带的中心波长的差值小于第一波长与中心波长的差值。解码端还用于根据第二标识对应的码本对第二传输数据进行解码，得到第二待传输数据。
在第三方面的一种可选方式中，N的值在8至16之间。
本申请第四方面提供了一种编码端。编码端包括获取模块、扰码模块和传输模块。获取模块用于获取第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。扰码模块用于根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。N个码本和N个标识一一对应。N为大于0的整数。传输模块用于向解码端传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括N个第二符号数据中的目标符号数据、第一幅度数据和N个标识中的第一标识。目标符号数据是根据第一标识对应的码本得到的。第一标识用于解码端根据第一标识对应的码本和目标符号数据得到第一符号数据。
在第四方面的一种可选方式中，编码端还包括FEC编码模块。FEC编码模块用于将第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第一FEC开销。获取模块用于将第一符号数据、第一幅度数据、和第一FEC开销进行组合，得到第一路数据。第三路数据还包括第一FEC开销。
在第四方面的一种可选方式中，N为大于1的整数。N个第二符号数据和N个标识一一对应。N个传输数据中的每个传输数据包括N个标识中的一个标识、一个标识对应的第二符号数据、第一幅度数据、第一FEC开销和第二路数据。扰码模块包括扰码器、计算单元和选择单元。扰码器用于根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。计算单元用于获取N个传输数据的N个非线性代价。N个非线性代价和N个传输数据一一对应。选择单元用于根据N个非线性代价在N个传输数据中的选择第一传输数据。传输模块用于向解码端传输选择模块选择的第一传输数据。
在第四方面的一种可选方式中，FEC编码模块还用于将第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第二FEC开销。第三路数据还包括第二FEC开销。
在第四方面的一种可选方式中，编码端还包括映射模块。映射模块用于对第一待传输数据进行星座映射，得到映射数据。扰码模块用于根据N个码本分别对映射数据中的第一符号数据进行N次扰码。
在第四方面的一种可选方式中，获取模块还用于获取第四路数据。第四路数据包括第三符号数据和第二幅度数据。扰码模块还用于根据N个码本分别对第三符号数据进行N次扰码，得到N个第四符号数据。第二路数据包括N个第四符号数据中的第二幅度数据和一个第四符号数据。
在第四方面的一种可选方式中，一个第四符号数据是根据第一标识对应的码本和第三符号数据得到的。第一标识还用于解码端根据第一标识对应的码本和一个第四符号数据得到第三符号数据。
在第四方面的一种可选方式中，第一幅度数据为CCDM编码数据。第三路数据包括符号位和幅度位。幅度位用于承载第一幅度数据。符号位用于承载第一标识。
在第四方面的一种可选方式中，编码端还包括DAC和放大器。DAC和放大器用于根据电信号得到第一待传输数据和第二待传输数据。扰码模块还用于根据N个码本分别对第二待传输数据中的符号数据进行N次扰码，得到第二传输数据。第二传输数据是根据N个标识中的第二标识对应的码本得到的。第一传输数据还包括第二标识。第二标识还用于解码端根据第二标识对应的码本和第二传输数据得到第二待传输数据。传输模块还用于通过第一波长通道向解码端传输第二传输数据。第一波长通道的波长为第一波长。传输模块用于通过第二波长通道向解码端传输第一传输数据。第二波长通道的波长为第二波长。第二波长与DAC或放大器的滤波带的中心波长的差值小于第一波长与中心波长的差值。
在第四方面的一种可选方式中，N的值在8至16之间。
本申请第五方面提供了一种解码端。解码端包括获取模块、解码模块和组合模块。获取模块用于获取第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括目标符号数据、第一幅度数据和第一标识。解码模块用于使用第一标识对应的码本对目标符号数据进行解码，得到第一符号数据。组合模块用于对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。
在第五方面的一种可选方式中，第三路数据还包括第一FEC开销。解码端还包括FEC解码模块。FEC解码模块用于使用第一FEC开销对第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
在第五方面的一种可选方式中，第三路数据还包括第二FEC开销。FEC解码模块还用于使用第二FEC开销对第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
在第五方面的一种可选方式中，第二路数据包括第二幅度数据和一个第四符号数据。解码模块还用于使用第一标识对应的码本对一个第四符号数据进行解码，得到第三符号数据。
在第五方面的一种可选方式中，第一幅度数据为CCDM编码数据。第三路数据包括符号位和幅度位。幅度位用于承载第一幅度数据。符号位用于承载第一标识。
本申请第六方面提供了一种编码器，编码器包括电路和一个或多个接口，编码器用于通过电路和/或所述第一或多个接口连接的存储器中的程序来执行前述第一方面或第一方面中任意一种可选方式所述的方法。
本申请第七方面提供了一种编码端。编码端包括调制器和第六方面所述的编码器。编码器用于根据第一待传输数据得到第一传输数据。调制器用于根据第一传输数据调制激光，得到光信号，输出光信号。
本申请第八方面提供了一种解码器，解码器包括电路和一个或多个接口，解码器用于通过电路和/或所述第一或多个接口连接的存储器中的程序来执行前述第二方面或第二方面中任意一种可选方式所述的方法。
本申请第九方面提供了一种解码端。编码端包括解调器和第八方面所述的解码器。解调器用于解调光信号，得到第一传输数据。解码器用于对第一传输数据进行解码，得到第一待传输数据。
本申请第十方面提供了一种数字信号处理芯片，其特征在于，数字信号处理芯片包括电路和一个或多个接口，数字信号处理芯片用于通过电路和/或所述第一或多个接口连接的存储器中的程序来执行前述第一方面或第一方面中任意一种可选方式所述的方法，或，数字信号处理芯片用于通过电路和/或所述第一或多个接口连接的存储器中的程序来执行前述第二方面或第二方面中任意一种可选方式所述的方法。
本申请第十一方面提供了一种编码端。编码端包括处理器和存储器。存储器和处理器通过线路互联。存储器中存储有指令，处理器用于根据指令来执行前述第一方面或第一方面中任意一种可选方式所述的方法。
本申请第十二方面提供了一种编码端。编码端包括处理器和存储器。存储器和处理器通过线路互联。存储器中存储有指令，处理器用于根据指令来执行前述第二方面或第二方面中任意一种可选方式所述的方法。
本申请第十三方面提供了一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有指令，所述指令在计算机上执行时，使得所述计算机执行如第一方面或第一方面任意一种实施方式所述的方法；或使得所述计算机执行如第二方面或第二方面任意一种实施方式所述的方法。
本申请第十四方面提供了一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品在计算机上执行时，使得所述计算机执行如第一方面或第一方面任意一种实施方式所述的方法；或使得所述计算机执行如第二方面或第二方面任意一种实施方式所述的方法。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的光通信系统的第一个结构示意图；
图2为本申请实施例中提供的编码方法的流程示意图；
图3为本申请实施例中提供的第一路数据的第一个结构示意图；
图4为本申请实施例中提供的第一路数据的第二个结构示意图；
图5为本申请实施例中提供的第一路数据的第三个结构示意图；
图6为本申请实施例中提供的N个码本的结构示意图；
图7为本申请实施例中提供的新的第一路数据的结构示意图；
图8为本申请实施例中提供的传输数据的第一个结构示意图；
图9为本申请实施例中提供的第二路数据的结构示意图；
图10为本申请实施例中提供的传输数据的第二个结构示意图；
图11为本申请实施例中提供的多载波信号的结构示意图；
图12为本申请实施例中提供的第三路数据和第五路数据的结构示意图；
图13为本申请实施例中提供的编码方法的流程示意图；
图14为本申请实施例中提供的编码端的第一个结构示意图；
图15为本申请实施例中提供的编码端的第二个结构示意图；
图16为本申请实施例中提供的扰码模块的结构示意图；
图17为本申请实施例中提供的解码端的第一个结构示意图；
图18为本申请实施例中提供的解码端的第二个结构示意图；
图19为本申请实施例中提供的光通信系统的第二个结构示意图。
具体实施方式
本申请提供了一种编码方法、解码方法和光通信系统，通过对待传输数据中的符号数据进行扰码，可以降低光纤的非线性效应。应理解，本申请中使用的“第一”、“第二”、“目标”等仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。另外，为了简明和清楚，本申请多个附图中重复参考编号和/或字母。重复并不表明各种实施例和/或配置之间存在严格的限定关系。
本申请提供的编码方法可以应用于光通信领域。在光通信领域中，编码端和解码端可以通过光纤传输数据。但是，光纤内部存在非线性效应。非线性效应会降低光通信质量。通过数字反向传输算法可以补偿载波间的交叉相位调制(cross phase modulation,XPM)干扰，进而降低非线性效应的影响。但是，在具体实现的过程中，数字反向传输算法需要获取相邻波长的载波信息，导致运算复杂度较高。
为此，本申请提供了一种编码方法。编码方法可以应用于光通信系统中的编码端。图1为本申请实施例中提供的光通信系统的第一个结构示意图。如图1所示，光通信系统包括编码端101和解码端102。编码端101和解码端102通过光纤111相连。
编码端101包括编码器103、数字信号处理(digital signal processor，DSP)芯片104、激光器105和调制器106。编码器103用于对电信号进行非线性处理、星座映射和FEC编码等。DSP芯片104也称为发端DSP芯片。DSP芯片104用于接收编码器103输出的输出数据。DSP芯片104用于对输出数据进行成帧、映射以及预均衡等处理，输出待调制信号。前述电信号和待调制信号可以包括I路电信号和Q路电信号。激光器105用于生成激光。调制器106用于通过待调制信号调制激光，得到光信号。编码端101通过光纤111向解码端102传输光信号。
解码端102包括本振激光器107、解码器108、解调器109和DSP芯片110。本振激光器107用于生成本振激光。解调器109根据本振激光解调光信号，得到电信号。DSP芯片110也称为收端DSP芯片。DSP芯片110用于完成对电信号的恢复处理。例如信道均衡、时钟恢复和载波恢复等。解码器108完成对电信号的解码。例如FEC解码、非线性解码等。
应理解，图1所提供的光通信系统只是一个示例。例如，在实际应用中，编码端101还可以包括数模转换器(digital-to-analog converter，DAC)、放大器、偏振合束器或波分复用器等。又例如，解码端102还可以包括混频器、偏振分束器或波分解复用器等。又例如，在功能模块的划分上，编码器103属于DSP芯片104的一部分，解码器108属于DSP芯片110的一部分。在后续的示例中，将以图1所示的编码端101和解码端102为例，对本申请实施例中的编码方法进行描述。
图1所示的编码端101可以用于执行本申请中提供的编码方法。例如，编码端101可以通过编码器103执行编码方法。编码器103上的功能模块可以基于硬件实现，也可以基于软件实现，还可以结合硬件和软件实现。例如，编码器103可以通过专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、数字逻辑电路来实现。又例如，编码器103上可以包括处理器和存储器，处理器通过运行保存在存储器上的程序代码，实现上述一个或多个功能模块的功能。图2为本申请实施例中提供的编码方法的流程示意图。如图2所示，编码方法包括以下步骤。
在步骤201中，编码端获取第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。
编码端101可以是传输路径中的一个节点。此时，编码端101可以接收上游节点发送的数据，将该数据作为第一待传输数据。或者，当需要将本地数据传输至解码端102时，编码端101可以将本地数据作为第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据可以是I路电信号，第二路数据可以是Q路电信号。或者，第一路数据可以是Q路电信号，第二路数据可以是I路电信号。编码端101可以通过编码方法对第一路数据和第二路数据进行类似的处理。因此，下面将以第一路数据为例，对编码方法进行描述。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。编码端101还可以对第一路数据进行预处理。预处理包括拆分、CCDM编码或组合等。下面对此进行分别描述。
编码端101可以通过预设规则将第一路数据拆分为第一符号数据和第一幅度数据。本申请实施例不对预设规则进行限定。为了方便描述，下面以具体的第一待传输数据为例进行描述。图3为本申请实施例中提供的第一路数据的第一个结构示意图。如图3所示，第一待传输数据301的大小为26比特。每个比特的内容可以为0或1。图4为本申请实施例中提供的第一路数据的第二个结构示意图。如图4所示，经过拆分后，第一待传输数据包括幅度位401和符号位402。幅度位401包括16比特的第一幅度数据。符号位402包括10比特的第一符号数据。
编码端101可以通过CCDM编码调整第一幅度数据中0和1的比例，进而调整第一待传输数据的线性度。例如，在图4中，第一幅度数据的大小为16比特。在16比特中，0和1的比例为9:7。编码端101可以通过CCDM编码修改0和1的比例。例如，经过CCDM编码后，0和1的比例为15:4。通过CCDM编码，编码端101可以调整第一待传输数据的平均功率，从而降低传输第一待传输数据的线性代价。为了方面描述，在后续的示例中，将以图4中未进行CCDM编码的第一待传输数据为例进行描述。
编码端101可以对第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第一FEC开销。第三路数据是根据第一路数据得到的。关于第三路数据的描述，可以参考后续对第三路数据的描述。关于编码端101得到第一FEC开销的描述，可以参考后续编码端101对第三路数据中当前帧的数据进行编码得到FEC开销的描述。编码端101将第一FEC开销、第一幅度数据和第一符号数据进行组合，得到第一路数据。图5为本申请实施例中提供的第一路数据的第三个结构示意图。如图5所示，组合后的第一路数据包括幅度位501和符号位502。幅度位501包括16比特的第一幅度数据。符号位502包括10比特的第一符号数据和4比特的第一FEC开销。应理解，在本申请实施例中，所有数据的大小、摆放位置、数据内容等只是为了方便描述而提供的示例，不能作为限定本申请保护范围的条件。
在步骤202中，编码端根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。
N为大于0的整数。图6为本申请实施例中提供的N个码本的结构示意图。如图4所示，N等于4。4个码本分别为码本601、码本602、码本603和码本604。4个码本中的每个码本的大小和前述图5中第一符号数据的大小相同。N个码本对应N个标识。例如，在图6中，码本601对应标识605。码本602对应标识606。码本603对应标识607。码本604对应标识608。标识605为00。标识606为01。标识607为10。标识608为11。
编码端101根据N个码本对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。下面以编码端101对图5中第一符号数据进行扰码为例进行描述。扰码可以是指编码端101对码本和第一符号数据中对应位置的比特进行异或、与、或处理等。编码端101将图5中的第一符号数据和码本602对应位置进行异或处理，得到一个第二符号数据。其中，图5中的第一符号数据为1100011100。码本602为1001110010。第二符号数据为0101101110。编码端101将得到的第二符号数据替代图5中的第一符号数据，并添加码本602对应的标识602，得到新的第一路数据。图7为本申请实施例中提供的新的第一路数据的结构示意图。如图7所示，新的第一路数据包括幅度位701和符号位702。幅度位701包括第一幅度数据。符号位702包括标识、第二符号数据和第一FEC开销。
通过类似的扰码操作，编码端101可以根据其它的3个码本得到3个新的第一路数据。因此，编码端101可以得到4个新的第一路数据。每个新的第一路数据和第二路数据组合，可以得到一个传输数据。因此，编码端101可以得到N个传输数据。
在步骤203中，编码端向解码端传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括N个第二符号数据中的目标符号数据、第一幅度数据和N个标识中的第一标识。
根据前述步骤202的描述可知，编码端101可以得到N个传输数据。编码端101可以在N个传输数据中选择一个传输数据作为第一传输数据。例如，编码端101可以根据N个传输数据得到N个非线性代价。N个非线性代价和N个传输数据一一对应。编码端101根据N个非线性代价在N个传输数据中选择一个传输数据作为第一传输数据。下面以一种计算方式为例，对计算一个非线性代价的过程进行描述。
图8为本申请实施例中提供的传输数据的第一个结构示意图。传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括幅度位701和符号位702。幅度位701和符号位702的描述可以参考前述图7中的相关描述。第二路数据包括幅度位801和符号位802。为了方便描述，假设幅度位801和幅度位701相同，符号位802和符号位702相同。编码端101将第一路数据和第二路数据对齐。对齐后，编码端101将传输数据分为F个数据块。F为大于1的整数。在图8中，F的值为4。编码端101根据以下公式计算传输数据的非线性代价。
其中，Metric表示非线性代价或非线性噪声。X(i+k)为表示第i+k时刻的输入的第一路数据。order代表非线性微扰项的阶数。X*(i+k－order)表示共轭。在本申请实施例中，考虑到模型精确性和运算复杂度，order可以取值范围可以在1至5之间。Order等于0时表示计算第一路数据的瞬时功率。由于对符号数据进行扰码不会影响0阶项，本申请实施例可以忽略order等于0的情况。C(k)为非线性微扰项的系数。C(k)与传输链路中的光纤跨段数、信号波特率以及光纤的各项物理参数(色散、衰减、非线性系数等)相关。计算第一路数据的非线性噪声大小时，需要考虑到传输信号的波特率，即传输每个数据块的时间。传输每个数据块的时间粒度不宜过大，即公式中的k值不宜过大。k值表示数据块内计算的metric的记忆效应长度。若时间粒度过大，计算出来的非线性代价与实际的非线性模型差距较大，导致性能劣化。因此，在申请实施例中，传输每个数据块的时间长度可以在0.5纳秒至1纳秒之间。
通过类似的计算操作，编码端101可以计算其它N－1个传输数据的非线性代价。因此，编码端101可以得到N个非线性代价。编码端101根据N个非线性代价在N个传输数据中选择一个传输数据作为第一传输数据。例如，编码端101在N个非线性代价中选择最小的一个非线性代价。编码端101将最小的一个非线性代价对应的传输数据作为第一传输数据。又例如，编码端101按照时间顺序，对N个传输数据进行一个个的计算非线性代价。在得到某个非线性代价小于阈值时，编码端101将某个非线性代价对应的传输数据作为第一传输数据。
在N个传输数据中确定第一传输数据后，编码端101向解码端102传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路传输。第三路数据为前述新的N个第一路数据中的一个第一路数据。第三路数据包括符号位和幅度位。幅度位包括第一幅度数据。符号位包括第一标识、目标符号数据和第一FEC开销。第一标识是N个标识的一个标识。目标符号数据是N个第二符号数据中的一个第二符号数据。目标符号数据是根据第一标识对应的码本和第一符号数据得到的。
在实际应用中，编码端101也可以计算第一待传输数据的非线性代价。在第一待传输数据中，第一符号数据未被第二符号数据替换。若第一待传输数据的非线性代价小于或等于第一传输数据的非线性代价，则编码端101可以向解码端102传输第一待传输数据。若第一待传输数据的非线性代价大于第一传输数据的非线性代价，则编码端101可以向解码端102传输第一传输数据。因此，在本申请实施例中，通过对待传输数据中的符号数据进行扰码，可以降低光纤的非线性效应。应理解，即使编码端101不计算第一待传输数据的非线性代价，编码端101在N个传输数据中选择较小非线性代价对应的传输数据，也可以得到较小非线性代价的传输数据的概率。
应理解，前述编码方法只是本申请实施例中提供的一个或多个示例。在实际应用中，本领域技术人员可以根据需求对编码方法进行适应性的改变。适应性的改变可以包括以下一项或多项内容。
第一，第一传输数据包括第二路数据和第三路数据。第三路数据是编码端101对第一路数据中的第一符号数据进行扰码得到的。在实际应用中，第二路数据也可以是编码端101对第四路数据中的符号数据进行扰码得到的。其中，第四路数据包括第三符号数据和第二幅度数据。编码端101根据一个或多个码本对第三符号数据进行扰码，得到一个或多个第四符号数据。编码端101利用一个第四符号数据替换第三符号数据，并添加码本对应的标识，得到第二路数据。关于编码端101对第四路数据的处理流程，可以参考前述编码端101对第一路数据的处理流程。
第二，为了降低编码端101对码本集合的存储空间的需求，编码端101可以使用相同的码本集合对第一路数据和第四路数据进行扰码。此时，编码端101根据N个码本对第三符号数据进行扰码，得到N个第四符号数据。第二路数据包括N个第四符号数据中的一个第四符号数据。
第三，为了降低标识的开销，编码端101可以用相同的码本对第一路数据和第四路数据进行扰码处理。例如，编码端101使用码本602分别对第一符号数据和第三符号数据进行扰码，得到一个第二符号数据和一个第四符号数据。一个第二符号数据用于得到一个传输数据。类似地，一个第四符号数据也可以用于得到一个传输数据。这两个传输数据作为一个传输数据集合。这两个传输数据可以计算得到2个非线性代价。2个非线性代价相加可以得到一个总的非线性代价。类似地，通过其它的码本，编码端101可以得到N个总的非线性代价。N个总的非线性代价对应N个传输数据集合。编码端101可以根据N个总的非线性代价在N个传输数据集合中选择一个传输数据集合。编码端101向解码端102发送传输数据集合中的2个传输数据。此时，由于编码端101使用相同的码本对第一路数据和第四路数据进行扰码，编码端101可以不在第二路数据中携带第一标识。例如，图9为本申请实施例中提供的第二路数据的结构示意图。假设第二路数据的符号数据、幅度数据和FEC开销和第一路数据中的相同。如图9所示，第二路数据包括幅度位901和符号位902。幅度位901包括第二幅度数据。符号位902包括标识位、第四符号数据和第二FEC开销。编码端101可以对第二路数据的当前帧的上一帧数据进行编码，得到第二FEC开销。相比于第一路数据，第二路数据中的标识位可以不包括第一标识。解码端102可以根据第三路数据中的第一标识和第四符号数据得到第三符号数据。此时，标识位可以用于传输其它开销或数据。因此，本申请实施例可以提高传输效率或节约传输资源。
第四，编码端101可以将第二路数据中的第二FEC开销放置到第三路数据中。例如，图10为本申请实施例中提供的传输数据的结构示意图。如图10所示，传输数据包括第三路数据和第二路数据。第二路数据包括幅度位1001和符号位1002。幅度位1001包括第一幅度数据。符号位1002包括第一标识、目标符号数据、第二FEC开销和第一FEC开销。第三路数据包括幅度位1003和符号位1004。幅度位1003包括第二幅度数据。符号位1004包括第一标识和第四符号数据。和图8中的传输数据相比，图10中传输数据携带了相同的数据量。但是，在图8中，可变的符号位是10比特(第二路数据和第三路数据中位置相同的比特位只算1比特)。在图10中，可变的符号位是14比特。在扰码过程中，可变的符号位的数量越大，得到非线性代价更小的传输数据的概率越大。因此，本申请可以进一步降低非线性效应。
第五，在前述步骤203中，编码端101在N个传输数据中确定了第一传输数据。第一传输数据包括第二路数据和第三路数据。第三路数据包括第一幅度数据、目标符号数据、第一标识和第一FEC开销。编码端101可以在第三路数据中去除第一FEC开销。编码端101对去除第一FEC开销后的第三路数据进行FEC编码，得到FEC开销。编码端101将FEC开销携带在第三路数据或第一路数据中当前帧的下一帧的数据中。
第六，编码端101和解码端102之间可以传输多载波信号。每个子载波信号的波长不同。此时，前述第一待传输数据为一个子载波信号。编码端101还可以向解码端102传输第二待传输数据。第二待传输数据为另一个子载波信号。在前述图2中，编码端101通过对第一待传输数据进行扰码得到第一传输数据。编码端101也可以通过对第二待传输数据进行扰码得到第二传输数据。编码端101通过第一波长通道向解码端102传输第二传输数据。第一波长通道的波长为第一波长。编码端101通过第二波长通道向解码端102传输第一传输数据。第二波长通道的波长为第二波长。编码端101中可以包括DAC和放大器。编码端101可以通过DAC和放大器得到第一待传输数据和第二待传输数据。DAC或放大器存在滤波带。越远离滤波带的中心波长的子载波的线性代价越大。在本申请实施例中，编码端101需要在扰码后引入标识。标识也可以称为非线性星座整形技术(nonlinear constellation coding，NCS)开销。标识作为开销会增加线性代价。图11为本申请实施例中提供的多载波信号的结构示意图。如图11所示，在图11的左图中，每个子载波信号携带相同的净荷和NCS开销。净荷可以包括前述的符号数据和幅度数据。每个子载波信号的波长不同。因此，存在某些子载波信号的波长远离滤波带1101的中心波长。因此，为了降低增加标识引入的线性代价，编码端101可以通过开销注水将一个子载波信号的标识携带在另一个子载波信号中。另一个子载波信号的波长与滤波带中心波长的差值小于一个子载波信号的波长与滤波带中心波长的差值，即第二波长与中心波长的差值小于第一波长与中心波长的差值。在图11的右图中，通过开销注水，另一个子载波信号可以携带更多的NCS开销。一个子载波信号可以不携带NCS开销。
例如，图12为本申请实施例中提供的第三路数据和第五路数据的结构示意图。第二传输数据包括第五路数据和第六路数据。第一传输数据包括第二路数据和第三路数据。如图12所示，第三路数据包括幅度位1201和符号位1202。幅度位1201包括第一幅度数据。符号位1202包括第一标识、第二标识、目标符号数据和第一FEC开销。第五路数据包括幅度位1203和符号位1204。幅度位1203包括幅度数据。符号位1204包括符号数据和FEC开销。符号位1204中的符号数据是根据N个标识中第二标识对应码本得到的。关于第二路数据的描述，可以参考第三路数据的描述。关于第六路数据的描述，可以参考第五路数据的描述。
第七，在前述示例中，N等于4。在实际应用中，N的值过大时，编码端101需要进行较长时间的扰码处理和非线性代价判断，进而提高了数据延迟。N的值过小时，编码端101可能无法获取较小的非线性代价的传输数据。因此，本申请实施例可以限定N在8至16之间。
第八，在编码端101对第一待传输数据中的第一符号数据进行扰码前，编码端101可以对第一待传输数据星座映射，得到映射数据。星座映射可以正交调幅(quadratureamplitude modulation，QAM)映射、幅度相位调制(amplitude and phase-shift keying,APSK)映射等。编码端101根据N个码本分别对映射数据中的第一符号数据进行N次扰码。
第九，在前述的示例中，第三路数据携带当前帧的上一帧的数据的第一FEC开销。在实际应用中，第三路数据可以携带本帧的数据的FEC开销。在计算传输数据的非线性代价时，编码端101可以忽略传输数据中未确定的FEC开销，得到模糊的非线性代价。通过N个模糊的非线性代价确定N个传输数据中的第一传输数据。在确定第一传输数据后，编码端101根据第一幅度数据、目标符号数据和第一标识得到当前帧的数据的FEC开销。编码端101在第三路数据中携带当前帧的数据的FEC开销。
第十，在图10中，目标符号数据和第四符号数据的长度不同。当第一路数据和第四路数据使用不同的码本集合时，第一路数据使用的码本的长度可以更短。当第一路数据和第四路数据使用相同的码本集合时，码本的大小可以等于第三符号数据的大小。编码端101将码本的一部分作为第一路数据的码本。例如，第四路数据的码本的大小为14比特。编码端101将14比特的前6比特作为第一路数据的码本。
第十一，在图6和图5的示例中，码本的大小和第一符号数据的大小相同。在实际应用中，码本的大小可以和第一符号数据的大小不同。例如，码本包括5比特。编码端101使用5比特的码本分别为第一符号数据的前5比特和后5比特进行扰码。
第十二，在图7中，标识位于传输数据的符号位。在实际应用中，标识可以位于传输数据的幅度位。
前面对编码方法进行描述。下面对本申请中提供的解码方法进行描述。图1所示的解码102可以用于执行本申请中提供的解码方法。例如，解码端102可以通过解码器108执行解码方法。解码器108上的功能模块可以基于硬件实现，也可以基于软件实现，还可以结合硬件和软件实现。例如，解码器108可以通过专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、数字逻辑电路来实现。又例如，解码器108上可以包括处理器和存储器，处理器通过运行保存在存储器上的程序代码，实现上述一个或多个功能模块的功能。图13为本申请实施例中提供的编码方法的流程示意图。如图13所示，解码方法包括以下步骤。
在步骤1301中，解码端获取第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括目标符号数据、第一幅度数据和第一标识。关于第一传输数据的描述，可以参考前述对编码方法的相关描述。
在步骤1302中，解码端使用第一标识对应的码本对目标符号数据进行解码，得到第一符号数据。解码端102中存储有N个码本和N个标识之间的对应关系。关于N个码本和N个标识的描述，可以参考前述编码方法中的相关描述。在得到第一传输数据后，解码端102根据第一传输数据中的第一标识确定第一标识对应的码本。解码端102使用第一标识对应的码本对目标符号数据进行解码，得到第一符号数据。解码是扰码的逆操作。关于扰码的描述，可以参考前述编码方法中的相关描述。
在步骤1303中，解码端对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。在前述步骤201中，编码端101通过预设规则将第一路数据拆分为第一符号数据和第一幅度数据。组合是拆分的逆操作。解码端102对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。若编码端101是通过拆分第一待传输数据得到的第一路数据和第二路数据，则在得到第一路数据后，解码端102可以对第一路数据和第二路数据进行合并。
解码端102也可以对第一路数据进行存储、应用层处理或发送给传输链路中的下一个节点。
应理解，编码方法和解码方法之间存在许多关联关系。因此，关于解码方法的描述，可以参考前述编码方法的相关描述。相关描述可以包括以下一项或多项内容。
例如，在前述图7中，传输数据包括当前帧的前一帧的数据的第一FEC开销。因此，解码端102需要使用第一FEC开销为前一帧的数据进行解码。类似地，解码端102也需要使用下一帧的传输数据携带的FEC开销为当前帧的数据进行解码。
例如，在前述图10中，第三路数据携带第二路数据的第二FEC开销。因此，解码端102需要使用第二FEC开销对第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
例如，在前述编码方法中，第二路数据中的第四符号数据可以是编码端101通过第一标识对应的码本对第三符号数据进行扰码得到的。因此，解码端102可以通过第一标识对应的码本对第二路数据中的第四符号数据进行解码，得到第三符号数据。解码端102对第三符号数据和第二幅度数据进行组合，得到第四路数据。
前面对本申请实施例中提供的解码方法进行描述。下面对本申请实施例中提供的编码端进行描述。图14为本申请实施例中提供的编码端的第一个结构示意图。如图14所示，编码端1400包括获取模块1401、扰码模块1402和传输模块1403。获取模块1401用于获取第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。扰码模块1402用于根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。N个码本和N个标识一一对应。N为大于0的整数。传输模块1403用于向解码端传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括N个第二符号数据中的目标符号数据、第一幅度数据和N个标识中的第一标识。目标符号数据是根据第一标识对应的码本得到的。第一标识用于解码端根据第一标识对应的码本和目标符号数据得到第一符号数据。编码端1400可以用于实现前述编码方法中的步骤。因此，关于编码端1400的描述，可以参考前述编码方法的描述。
图15为本申请实施例中提供的编码端的第二个结构示意图。如图15所示，编码端1400包括编码器103、DAC 1501、放大器1502和传输模块1403。编码器103包括拆分器1503、获取模块1401、交织器1504、星座映射模块1505、扰码模块1402、反交织器1506和FEC编码模块1507。拆分器1503用于将第一待传输数据拆分为第一符号数据和第一幅度数据。关于拆分的描述，可以参考前述图3和图4的描述。获取模块1401用于对第一FEC开销、第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一待传输数据。关于组合的描述，可以参考前述图5的描述。交织器1504用于对第一待传输数据进行交织。星座映射模块1505用于对第一待传输数据进行星座映射，得到映射数据。扰码模块1402用于通过N个码本分别对映射数据中的第一符号进行N次扰码，得到N个传输数据。关于扰码的描述，可以参考前述图5至图7中的描述。扰码模块1402用于输出N个传输数据中的第一传输数据。反交织器1506用于对第一传输数据进行反交织。FEC编码模块1507用于对去除第一FEC开销的第一传输数据进行FEC编码，得到FEC开销。FEC开销携带在下一帧的数据中。DAC 1501用于将数字电信号的第一传输数据转换为模拟电信号的第一传输数据。放大器1502用于放大模拟电信号的第一传输数据。传输模块1403用于输出第一传输数据。关于传输模块1403的描述，可以参考前述图1中对DSP芯片104和/或调制器106的描述。
图16为本申请实施例中提供的扰码模块的结构示意图。如图16所示，扰码模块1402包括扰码器1601、计算单元1602、选择单元1603和存储器1604。存储器1604中存储有N个码本。扰码器1601用于根据N个码本对第一待传输数据中的第一符号数据进行扰码，输出N个输出数据。计算单元1602用于计算N个输出数据的N个非线性代价。N个非线性代价和N个输出数据一一对应。选择单元1603用于根据N个非线性代价选择输出N个输出数据中的第一输出数据。
前面对本申请实施例中提供的编码端进行描述。下面对本申请实施例中提供的解码端进行描述。图17为本申请实施例中提供的解码端的第一个结构示意图。如图17所示，解码端1700包括获取模块1701、解码模块1702和组合模块1703。获取模块1701用于获取第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括目标符号数据、第一幅度数据和第一标识。解码模块1702用于使用第一标识对应的码本对目标符号数据进行解码，得到第一符号数据。组合模块1703用于对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。解码端1700可以用于实现前述解码方法中的步骤。因此，关于解码端1700的描述，可以参考前述解码方法的描述。
图18为本申请实施例中提供的解码端的第二个结构示意图。如图18所示，解码端1700包括获取模块1701、拆分器1803、寄存器1804、FEC解码器1805、CCDM解码器1806、解码模块1702和组合模块1703。获取模块1701包括星座解映射器1801和反交织器1802。星座解映射器1801用于对第一传输数据进行星座解映射。反交织器1802用于对第一传输数据进行反交织。拆分器1803用于将第一传输数据拆分为两部分数据。一部分数据包括第一FEC开销。另一部分数据包括第一标识和净荷。净荷包括第一幅度数据和目标符号数据。寄存器1804用于存储另一部分数据。另一部分数据等待下一帧的数据携带的FEC开销。FEC解码器1805用于根据当前帧携带的第一FEC开销对上一帧的数据进行解码。FEC解码器1805还用于根据当前帧的前一帧的数据携带的FEC开销对当前帧的数据(标识和净荷)进行解码，得到幅度位中的数据和符号位中的数据。幅度位中的数据包括第一幅度数据。符号位中的数据包括第一标识和第一符号数据。CCDM解码器1806用于对幅度位中的幅度数据进行解码。当在编码端未对幅度数据进行CCDM编码时，解码端1700可以不包括CCDM解码器1806。解码模块1702用于使用第一标识对应的码本对目标符号数据进行解码，得到第一符号数据。组合模块1703用于对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。
下面对本申请实施例中提供的光通信系统进行描述。图19为本申请实施例中提供的光通信系统的第二个结构示意图。如图19所示，光通信系统通信1900包括编码端1400和解码端1700。编码端1400用于获取第一待传输数据。第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据。第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据。编码端1400还用于根据N个码本分别对第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据。N个码本和N个标识一一对应。N为大于0的整数。编码端1400还用于向解码端传输第一传输数据。第一传输数据包括第三路数据和第二路数据。第三路数据包括N个第二符号数据中的目标符号数据、第一幅度数据和N个标识中的第一标识。目标符号数据是根据第一标识对应的码本得到的。解码端1700用于获取第一传输数据，根据第一标识对应的码本和目标符号数据得到第一符号数据。解码端1700还用于对第一符号数据和第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。应理解，关于编码端1400的描述可以参考前述图14至图16的描述。关于解码端1700的描述可以参考前述图17和图18的描述。
本申请实施例还提供一种数字处理芯片。数字处理芯片中集成了用于实现上述编码方法或解码方法中的功能的电路和一个或者多个接口。当数字处理芯片中集成了存储器时，数字处理芯片可以完成前述图2至13对应实施例中的任一个或多个实施例的方法步骤。当数字处理芯片中未集成存储器时，可以通过接口与外置的存储器连接。编码芯片根据外置的存储器中存储的程序代码来实现上述实施例中编码端执行的动作。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件或程序来指令相关的硬件完成。程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，随机接入存储器等。具体地，例如：上述处理单元或处理器可以是中央处理器，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。上述的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申请的范围。
当使用软件实现时，上述实施例描述的方法步骤可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。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的流程或功能。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。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，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(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。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用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。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)、或者半导体介质等。
以上，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。

Claims (31)

1.一种编码方法，其特征在于，包括：
获取第一待传输数据，所述第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据，所述第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据；
根据N个码本分别对所述第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据，所述N个码本和N个标识一一对应，N为大于0的整数；
向解码端传输第一传输数据，所述第一传输数据包括第三路数据和所述第二路数据，所述第三路数据包括所述N个第二符号数据中的目标符号数据、所述第一幅度数据和所述N个标识中的第一标识，所述目标符号数据是根据所述第一标识对应的码本得到的，所述第一标识用于所述解码端根据所述第一标识对应的码本和所述目标符号数据得到所述第一符号数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第一前向纠错编码FEC开销；
所述获取第一待传输数据包括：将所述第一符号数据、所述第一幅度数据、和所述第一FEC开销进行组合，得到所述第一路数据，所述第三路数据还包括所述第一FEC开销。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述N为大于1的整数，所述N个第二符号数据和所述N个标识一一对应，N个传输数据中的每个传输数据包括所述N个标识中的一个标识、所述一个标识对应的第二符号数据、所述第一幅度数据、所述第一FEC开销和所述第二路数据；
所述方法还包括：
获取所述N个传输数据的N个非线性代价，所述N个非线性代价和所述N个传输数据一一对应；
所述向解码端传输第一传输数据包括：根据所述N个非线性代价向所述解码端传输所述N个传输数据中的所述第一传输数据。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第二FEC开销，所述第三路数据还包括所述第二FEC开销。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述第一待传输数据进行星座映射，得到映射数据；
所述根据N个码本分别对所述第一符号数据进行N次扰码包括：根据所述N个码本分别对所述映射数据中的所述第一符号数据进行N次扰码。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第四路数据，所述第四路数据包括第三符号数据和第二幅度数据；
所述获取第一待传输数据包括：根据所述N个码本分别对所述第三符号数据进行N次扰码，得到N个第四符号数据，所述第二路数据包括所述N个第四符号数据中的一个第四符号数据和所述第二幅度数据。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述一个第四符号数据是根据所述第一标识对应的码本和所述第三符号数据得到的，所述第一标识还用于所述解码端根据所述第一标识对应的码本和所述一个第四符号数据得到所述第三符号数据。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一幅度数据为恒定成分分布匹配器CCDM编码数据，所述第三路数据包括符号位和幅度位，所述幅度位用于承载所述第一幅度数据，所述符号位用于承载所述第一标识。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过数模转换器DAC和放大器得到所述第一待传输数据和第二待传输数据；
根据所述N个码本分别对所述第二待传输数据中的符号数据进行N次扰码，得到第二传输数据，所述第二传输数据是根据所述N个标识中的第二标识对应的码本得到的，所述第一传输数据还包括所述第二标识，所述第二标识还用于所述解码端根据所述第二标识对应的码本和所述第二传输数据得到所述第二待传输数据；
通过第一波长通道向所述解码端传输所述第二传输数据，所述第一波长通道的波长为第一波长；
所述向解码端传输第一传输数据包括：通过第二波长通道向所述解码端传输所述第一传输数据，所述第二波长通道的波长为第二波长，所述第二波长与所述DAC或所述放大器的滤波带的中心波长的差值小于所述第一波长与所述中心波长的差值。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的方法，其特征在于，所述N的值在8至16之间。
11.一种解码方法，其特征在于，包括：
获取第一传输数据，所述第一传输数据包括第三路数据和第二路数据，所述第三路数据包括目标符号数据、第一幅度数据和第一标识；
使用所述第一标识对应的码本对所述目标符号数据进行解码，得到第一符号数据；
对所述第一符号数据和所述第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第三路数据还包括第一前向纠错编码FEC开销，所述方法还包括：
使用所述第一FEC开销对所述第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第三路数据还包括第二FEC开销，所述方法还包括：
使用所述第二FEC开销对所述第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
14.根据权利要求11至13中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第二路数据包括第二幅度数据和一个第四符号数据；
所述方法还包括：
使用所述第一标识对应的码本对所述一个第四符号数据进行解码，得到第三符号数据。
15.根据权利要求11至14中任意一项所述的方法，其特征在于，所述第一幅度数据为恒定成分分布匹配器CCDM编码数据，所述第三路数据包括符号位和幅度位，所述幅度位用于承载所述第一幅度数据，所述符号位用于承载所述第一标识。
16.一种光通信系统，其特征在于，包括编码端和解码端，其中：
所述编码端用于获取第一待传输数据，所述第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据，所述第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据，根据N个码本分别对所述第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据，所述N个码本和N个标识一一对应，N为大于0的整数；
所述编码端还用于向所述解码端传输第一传输数据，所述第一传输数据包括第三路数据和所述第二路数据，所述第三路数据包括所述N个第二符号数据中的目标符号数据、所述第一幅度数据和所述N个标识中的第一标识，所述目标符号数据是根据所述第一标识对应的码本得到的；
所述解码端用于获取所述第一传输数据，根据所述第一标识对应的码本和所述目标符号数据得到所述第一符号数据，对所述第一符号数据和所述第一幅度数据进行组合，得到所述第一路数据。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，
所述编码端还用于将所述第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第一前向纠错编码FEC开销；
所述编码端用于获取第一待传输数据包括：所述编码端用于将所述第一符号数据、所述第一幅度数据、和所述第一FEC开销进行组合，得到所述第一路数据，所述第三路数据还包括所述第一FEC开销；
所述解码端还用于使用所述第一FEC开销对所述第三路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述N为大于1的整数，所述N个第二符号数据和所述N个标识一一对应，N个传输数据中的每个传输数据包括所述N个标识中的一个标识、所述一个标识对应的第二符号数据、所述第一幅度数据、所述第一FEC开销和所述第二路数据；
所述编码端还用于获取所述N个传输数据的N个非线性代价，所述N个非线性代价和所述N个传输数据一一对应；
所述编码端用于向所述解码端传输第一传输数据包括：所述编码端用于根据所述N个非线性代价向所述解码端传输所述N个传输数据中的所述第一传输数据。
19.根据权利要求17或18所述的系统，其特征在于，
所述编码端还用于将所述第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行编码，得到第二FEC开销，所述第三路数据还包括所述第二FEC开销；
所述解码端还用于使用所述第二FEC开销对所述第二路数据中当前帧的上一帧的数据进行解码。
20.根据权利要求16至19中任意一项所述的系统，其特征在于，
所述编码端还用于对所述第一待传输数据进行星座映射，得到映射数据；
所述编码端用于根据N个码本分别对所述第一符号数据进行N次扰码包括：所述编码端用于根据所述N个码本分别对所述映射数据中的所述第一符号数据进行N次扰码。
21.根据权利要求16至20中任意一项所述的系统，其特征在于，
所述编码端还用于获取第四路数据，所述第四路数据包括第三符号数据和第二幅度数据；
所述编码端用于获取第一待传输数据包括：所述编码端用于根据所述N个码本分别对所述第三符号数据进行N次扰码，得到N个第四符号数据，所述第二路数据包括所述N个第四符号数据中的一个第四符号数据和所述第二幅度数据。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，所述一个第四符号数据是根据所述第一标识对应的码本和所述第三符号数据得到的；
所述解码端还用于使用所述第一标识对应的码本对所述一个第四符号数据进行解码，得到所述第三符号数据。
23.根据权利要求16至22中任意一项所述的系统，其特征在于，所述第一幅度数据为恒定成分分布匹配器CCDM编码数据，所述第三路数据包括符号位和幅度位，所述幅度位用于承载所述第一幅度数据，所述符号位用于承载所述第一标识。
24.根据权利要求16至23中任意一项所述的系统，其特征在于，
所述编码端还用于通过数模转换器DAC和放大器得到所述第一待传输数据和第二待传输数据，根据所述N个码本分别对所述第二待传输数据中的符号数据进行N次扰码，得到第二传输数据，所述第二传输数据是根据所述N个标识中的第二标识对应的码本得到的，所述第一传输数据还包括所述第二标识，通过第一波长通道向所述解码端传输所述第二传输数据，所述第一波长通道的波长为第一波长；
所述编码端用于向所述解码端传输第一传输数据包括：所述编码端用于通过第二波长通道向所述解码端传输所述第一传输数据，所述第二波长通道的波长为第二波长，所述第二波长与所述DAC或所述放大器的滤波带的中心波长的差值小于所述第一波长与所述中心波长的差值；
所述解码端还用于根据所述第二标识对应的码本对所述第二传输数据进行解码，得到所述第二待传输数据。
25.根据权利要求16至24中任意一项所述的系统，其特征在于，所述N的值在8至16之间。
26.一种编码端，其特征在于，包括获取模块、扰码模块和传输模块，其中：
所述获取模块用于获取第一待传输数据，所述第一待传输数据包括第一路数据和第二路数据，所述第一路数据包括第一符号数据和第一幅度数据；
所述扰码模块用于根据N个码本分别对所述第一符号数据进行N次扰码，得到N个第二符号数据，所述N个码本和N个标识一一对应，N为大于0的整数；
所述传输模块用于向解码端传输第一传输数据，所述第一传输数据包括第三路数据和所述第二路数据，所述第三路数据包括所述N个第二符号数据中的目标符号数据、所述第一幅度数据和所述N个标识中的第一标识，所述目标符号数据是根据所述第一标识对应的码本得到的，所述第一标识用于所述解码端根据所述第一标识对应的码本和所述目标符号数据得到所述第一符号数据。
27.根据权利要求26所述的编码端，其特征在于，所述编码端还用于执行前述权利要求2至10中任意一项所述的方法。
28.一种解码端，其特征在于，包括获取模块、解码模块和组合模块，其中：
所述获取模块用于获取第一传输数据，所述第一传输数据包括第三路数据和第二路数据，所述第三路数据包括目标符号数据、第一幅度数据和第一标识；
所述解码模块用于使用所述第一标识对应的码本对所述目标符号数据进行解码，得到第一符号数据；
所述组合模块用于对所述第一符号数据和所述第一幅度数据进行组合，得到第一路数据。
29.根据权利要求28所述的解码端，其特征在于，所述解码端还用于执行前述权利要求12至15中任意一项所述的方法。
30.一种编码器，其特征在于，所述编码器包括电路和一个或多个接口，所述编码器用于通过电路和/或所述第一或多个接口连接的存储器中的程序来执行前述权利要求1至10中任意一项所述的方法。
31.一种解码器，其特征在于，所述解码器包括电路和一个或多个接口，所述解码器用于通过电路和/或所述第一或多个接口连接的存储器中的程序来执行前述权利要求11至15中任意一项所述的方法。
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