CN117439700A - 一种信号处理方法、相关设备与网络 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种信号处理方法、相关设备与网络，用于降低FEC设计与实现的复杂度。本申请实施例提供的信号处理方法包括：生成数据帧，数据帧包括净荷区和开销区，开销区内的前向纠错冗码用于对净荷区内的净荷区数据进行前向纠错，净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列，开销区与净荷区的比特长度的比值为恒定值。调制数据帧，得到光信号。

Description

一种信号处理方法、相关设备与网络

技术领域

本申请实施例涉及光通信领域，尤其涉及一种信道处理方法、相关设备与网络。

背景技术

在光通信中，光信号的物理层帧格式一般包括净荷、前向纠错(forward errorcorrection，FEC)冗码、物理层训练序列。其中，物理层训练序列用于减小信道畸变对数据传输的影响。接收端根据物理层训练序列，可以将畸变后的信号还原为畸变前的信号。FEC冗码用于降低信号的误码率。

不同的信道、载波可能有不同的畸变程度，因此不同信道、载波所适用的物理层训练序列比例不同。具体的，畸变程度大的信道、载波，信号中的物理层训练序列与数据净荷的比特长度之间的比值较大，反之则较小。

若信道、载波发生变化，则可能改变训练序列比例。为了保证帧格式的比特长度不变，则需要改变FEC冗码与数据净荷的比特长度之间的比值。从而需要改变收发端的FEC编译码器，造成FEC设计与实现的复杂度增加。

发明内容

本申请实施例提供了一种信号处理方法、相关设备与网络，用于将物理层训练序列编码在净荷区中，从而实现物理层训练序列的比特程度变化的情况下，不需要改变FEC冗码与净荷区的比特长度之间的比值，从而降低FEC涉及与实现的复杂度。

第一方面，本申请实施例提供了一种信号处理方法。该方法应用于信号的发送端，该方法包括：生成数据帧，该数据帧包括净荷区和开销区。其中，开销区内的前向纠错冗码(冗余码字)用于对净荷区内的净荷区数据进行前向纠错。净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列。净荷区与开销区的比特长度的比值为恒定值(即，前向纠错冗码与净荷区数据的比特长度的比值为恒定值)。生成数据帧后，就可以调制该数据帧，得到光信号。

在本申请实施例中，数据净荷和物理层训练序列都位于净荷区内。若信道、载波发生变化，通过改变净荷区内部的数据组成(改变净荷区内物理层训练序列与数据净荷的比特长度之间的比值)，即可实现对物理层训练序列的比特长度的调整。从而在调整物理层训练序列的情况下，可以使开销区与净荷区的比特长度之间的比值恒定，不需要改变FEC开销(即前向纠错冗码与净荷区数据的比特长度之间的比值)，也就不需要改变收发端的FEC编译码器，降低了FEC设计与实现的复杂度。

在本申请实施例中，FEC开销是指，FEC编码器对输入的数据进行前向纠错编码得到前向纠错冗码，(输入的)数据与(输出的)前向纠错冗码的比特长度之间的比值。

在一种可选的实现方式中，生成数据帧的过程，具体可以包括：获取数据净荷。在数据净荷中插入物理层训练序列，得到净荷区数据。对净荷区数据进行前向纠错编码，得到净荷区数据的前向纠错冗码。根据净荷区数据和前向纠错冗码，生成数据帧。

在本申请实施例中，先在数据净荷中插入物理层训练序列得到净荷区数据，再对净荷区数据进行前向纠错编码。在进行前向纠错编码前，就可以灵活调配数据净荷与物理层训练序列的比特长度之间的比值，从而降低数据帧生成的复杂度(前向纠错编码的过程中不需要考虑上述比特长度比值的变化)。并且，由于净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列，因此对净荷区数据进行前向纠错译码时，可以利用已知的物理层训练序列帮助数据净荷更准确的译码，从而在接收端降低数据净荷的误码率。

其中，在数据净荷中插入物理层训练序列，包括在数据净荷前面、后面和中间的任意位置插入，本申请对此不做限定。

在一种可选的实现方式中，生成数据帧的过程，具体可以包括：将数据流分为n个数据净荷。在n个数据净荷中的每个数据净荷中，插入物理层训练序列，得到n个净荷区数据。对n个净荷区数据分别进行前向纠错编码，得到n个前向纠错冗码。根据n个净荷区数据和n个前向纠错冗码，生成n个数据帧。发送数据帧的过程，具体可以包括：向n个子通道(subchannel)发送n个数据帧。其中，该n个子通道与n个数据帧一一对应。

其中，子通道(subchannel)可以包括子载波通道、光纤通道、无线频段等，本申请对此不做限定。

在本申请实施例中，在获取n个净荷区数据的过程中，就可以实现对前向纠错编码与数据净荷的比特长度比值的调整。然后就可以根据前向纠错编码与净荷区数据的比特长度之间的恒定的比值(恒定的FEC开销)，对n个净荷区数据进行前向纠错。对n个净荷区数据，以相同的FEC开销进行FEC编码，可以降低n个数据帧生成的复杂度。

在一种可选的实现方式中，可以获取比特长度不同的n个数据净荷。然后，在该n个数据净荷中的每个数据净荷中，插入物理层训练序列，得到n个净荷区数据。使得得到的该n个净荷区数据的比特长度相同。

在本申请实施例中，n个数据净荷的比特长度不同，插入物理层训练序列后获得的n个净荷区数据的比特长度相同。也就是说，n个净荷区数据中的不同的净荷区数据，物理层训练序列与数据净荷的比特长度之间的比值不同。可以针对不同子通道的特征，获取不同比特长度比值的净荷区数据，以实现对不同子通道的匹配。

在一种可选的实现方式中，n个子通道包括第一子通道和第二子通道。其中，第一子通道的裂化程度大于第二子通道的裂化程度。n个数据帧中包括第一数据帧和第二数据帧。其中，第一数据帧的物理层训练序列的比特长度，大于第二数据帧的物理层训练序列的比特长度。在向n个子通道发送n个数据帧的过程中，可以包括：向第一子通道发送第一数据帧，向第二子通道发送第二数据帧。

在本申请实施例中，向裂化程度高的第一子通道发送物理层训练序列更长的第一数据帧。通过更长的物理层训练序列，一方面，可以实现更高的畸变校正准确率；另一方面，由于开销区与净荷区的比特长度之间的比值恒定，净荷区中物理层训练序列与数据净荷的波特长度之间的比值更大，使得FEC冗码与数据净荷的比特长度之间的比值更大，可以使得误码率更低。综合多方面，都可以使第一数据帧中的数据净荷正确传输的能力更好。也就是说，本申请实施例可以通过向裂化程度高的子通道发送物理层训练序列更长的数据帧，增强该子通道上数据正确传输的能力，实现对不同裂化程度的子通道的匹配。

在一种可选的实现方式中，净荷区包括多段物理层训练序列。该多段物理层训练序列之间包括数据净荷。

在本申请实施例中，通过在数据净荷中插入多段物理层训练序列，可以实现对不同部分的数据净荷的畸变校正程度的均衡，从而实现对数据帧的更好的畸变校正效果。

在一种可选的实现方式中，数据帧中的多段物理层训练序列中，每段物理层训练序列的比特长度大于或等于2。

在本申请实施例中，通过加长物理层训练序列的长度，提升每段物理层训练序列的畸变校正能力。多段物理层训练序列的畸变矫正能力加成，即可提升接收端对整个数据帧的畸变校正能力。

在一种可选的实现方式中，数据帧的物理层训练序列包括目标物理层训练序列。光信号用于被接收端根据目标软值解析。其中，目标软值与目标物理层训练序列相对应。

在本申请实施例中，通过(接收端的)目标软值与(发送端的)目标物理层训练的匹配，可以提升接收端进行畸变校正的效率与准确率。

第二方面，本申请实施例提供了一种信号处理方法。该方法应用于信号的接收端，该方法包括：接收光信号，并解调该光信号得到数据帧。其中，数据帧包括净荷区和开销区。开销区内的前向纠错冗码用于对净荷区内的净荷区数据进行前向纠错。净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列。开销区与净荷区的比特长度之间的比值为恒定值。得到数据帧后，就可以通过数据帧中的前向纠错冗码，对数据帧中的净荷区数据进行前向纠错，得到目标数据。

在一种可选的实现方式中，数据帧的物理层训练序列包括目标物理层训练序列。上述得到目标数据的步骤，具体可以包括：在净荷区数据中，将目标物理层训练序列的数据替换为目标软值，得到第一数据。然后，通过数据帧中的前向纠错冗码，对第一数据进行前向纠错，得到第二数据。然后，删除第二数据中目标物理层训练序列的数据，得到目标数据。

在一种可选的实现方式中，净荷区包括多段物理层训练序列。该多段物理层训练序列之间包括数据净荷。

在一种可选的实现方式中，数据帧中的多段物理层训练序列中，每段物理层训练序列的比特长度大于或等于2。

在一种可选的实现方式中，前述得到目标数据的步骤，具体可以包括：通过数据帧中的前向纠错冗码，对数据帧中的净荷区数据进行多次均衡与多次前向纠错，得到第三数据。然后，删除第三数据中物理层训练序列的数据，得到目标数据。

在本申请实施例中，在对净荷区数据进行多次均衡与多次前向纠错的过程中，将物理层训练序列作为净荷区数据的一部分，也进行了多次均衡与多次前向纠错。因此在多次均衡与多次前向纠错的过程中，不需要反复的去除和插入物理层训练序列，可以简化多次均衡与多次前向纠错的过程，降低操作复杂度，减小对设备的运算、存储等资源的占用，并且提升了效率。

第三方面，本申请实施例提供了一种光发射模块。该光发射模块包括数字信号处理器和调制器。该数字信号处理器用于实现第一方面所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种光接收模块。该光接收模块包括解调器和数字信号处理器。该数字信号处理器用于实现第二方面所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种光传输网络。该光传输网络包括第三方面所述的光发射模块和第四方面所述的光接收模块。

第六方面，本申请实施例提供了一种芯片。该芯片包括至少一个处理器和接口。接口用于为至少一个处理器提供程序指令或者数据。至少一个处理器用于执行程序指令，以实现第一方面或第二方面所述的方法。

第七方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第二方面所述的方法。

第八方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括：计算机程序代码。当该计算机程序代码被运行时，实现第一方面或第二方面所述的方法。

附图说明

图1为本申请的光传输网络示意图；

图2为本申请的帧结构示意图；

图3为本申请实施例提供的信号处理方法的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的数据帧的帧结构示意图；

图5为本申请实施例提供的信号处理方法的另一流程示意图；

图6为本申请实施例提供的插入物理层训练序列的不同位置的示意图；

图7为本申请实施例提供的turbo译码的示意图；

图8为本申请实施例提供的信号处理方法对等效开销的提升效果示意图；

图9为本申请实施例提供的多通道的信号处理方法的示意图；

图10为本申请实施例提供的不同通道的数据帧的示意图；

图11为本申请实施例提供的光发射模块的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的光接收模块的结构示意图；

图13为本申请实施例提供的芯片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。本领域普通技术人员可知，随着技术的发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，其目的在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。另外，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

首先对本申请中出现的专有名词进行解释：

前向纠错(FEC)冗码：在发送数据之前，FEC编码器对数据进行FEC编码，生成的带有信号本身特征的冗码称为FEC冗码(又可以称为FEC冗余码字、FEC冗余比特或FEC编码开销等)。FEC冗码用于在数据接收端对数据进行前向纠错。

FEC开销：对数据进行FEC编码得到FEC冗码，FEC冗码与数据的比特长度之间的比值称为FEC开销。其中，数据也称为FEC编码的编码对象。若编码对象的比特长度为K,生成的FEC冗码的比特长度为OH,则FEC开销为OH/K。

物理层训练序列比例：在数据帧中，物理层训练序列用于对数据净荷进行畸变校正。物理层训练序列比例，表示物理层训练序列与数据净荷的比特长度之间的比值。

接下来说明本申请实施例所适用的光传输网络。如图1所示，在光传输网络100中，包括光发射机110和光接收机120。光发射机110与光接收机120可以通过光纤连接，实现光信号的传输。其中，光发射机110可以包括光发射模块，光发射模块用于调制数据帧得到光信号。光信号经光纤传输至光接收机120。光接收机120可以包括光接收模块，光接收模块用于实现光信号的解调。在本申请实施例中，光发射机110也称为发射端，光接收机120也称为接收端。

可选的，在光发射机110与光接收机120之间(即光信号的传输路径上)，除了光纤，还可以包括光放大器、分波器、合波器、可重构光分插复用器(reconfigurable opticaladd-drop multiplexer，ROADM)等，本申请对此不做限定。

光发射机110中的光发射模块，用于对数据帧(frame)进行调制，得到光信号。光发射模块可以包括前向纠错(forward error correction，FEC)编码器，FEC编码器用于对数据帧中的数据净荷进行FEC编码，得到FEC冗码(FEC冗码为数据帧的一部分)。本申请的数据帧的帧结构如图2所示。一个数据帧包括一个或多个码字，例如图2所示的码字1至码字n。每个码字包括：物理层训练序列、数据净荷和FEC冗码。

光接收机120中的光接收模块，可以根据数据帧中的物理层训练序列，实现对数据净荷的畸变纠正，从而降低数据净荷在光接收机120处的畸变程度。光接收模块包括FEC译码器，FEC译码器可以根据数据帧中的FEC冗码，实现对数据净荷的前向纠错，从而降低数据净荷在光接收机120处的误码率。

不同的载波、信道，可能具有不同的畸变程度。或者同一信道、载波在不同时间段，也可能具有不同的畸变程度。因此，对于光发射模块来说，不同信道、载波、不同时间段所使用的物理层训练序列比例，都可能是不同的。在本申请实施例中，物理层训练序列比例，表示码字中的物理层训练序列与数据净荷的比特长度之间的比值。载波、信号等的畸变程度越大，对应的物理层训练比例越大。

也就是说，若信道、载波等发生变化(包括变换信道、变换载波或信道、载波本身发生变化等)，光发射机110可能改变训练序列比例。为了保证帧格式的比特长度不变(即码字的比特长度不变、也是帧的比特长度不变)，则需要改变FEC冗码与数据净荷的比特长度之间的比值(即，需要改变FEC开销)。于是，光发射机110需要改变FEC编码器，光接收机120对应地需要改变FEC译码器，导致FEC设计与实现的复杂度增加。

为了解决上述缺陷，本申请实施例提供了一种信号处理方法、相关设备与网络。本申请实施例提供的信号处理方法，通过固定FEC冗码与净荷区数据(包括数据净荷和物理层训练序列)的比特长度之间的比值，使得FEC冗码的比特长度恒定，从而降低FEC设计与实现的复杂度。

如图3所示，本申请实施例提供的信号处理方法包括：

301、光发射模块生成数据帧，数据帧包括净荷区和开销区，开销区内的前向纠错冗码用于对净荷区内的净荷区数据进行前向纠错，净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列，开销区与净荷区的比特长度的比值为恒定值。

光发射模块可以生成数据帧。该数据帧的帧结构如图4所示。该数据帧由一个或多个码字组成。若包括多个码字，则不同的码字之间，比特长度相同，内部构成(即码字内部不同部分的比特长度之间的比值)也相同。码字包括净荷区和开销区。开销区与净荷区的比特长度之间的比值为恒定值。净荷区内包括净荷区数据，开销区内包括前向纠错冗码(FEC冗码)。其中，FEC冗码用于对净荷区数据进行前向纠错。净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列。物理层训练序列用于对数据净荷进行畸变校正。

本申请实施例提出的数据帧结构(图4所示的帧结构)，可以是光信道传送单元(optical transport unit，OTU)帧、以太帧、物理层空口帧等帧结构，本申请对此不做限定。其中，OTU帧又叫作光传送网(optical transport network，OTN)中的帧，是通过数字封包技术向客户信号加入开销(overhead，OH)和FEC部分而形成的。在国际电联电信标准化部门(international telecommunication union-telecommunication standardizationsector,ITU-T)G.709中，定义了三种不同速率的OTU-k(k＝1，2，3)帧结构，速率依次为2.5Gb/s、10Gb/s和40Gb/s。

302、光发射模块调制数据帧，得到光信号。

生成了数据帧，光发射模块就可以调制数据帧，得到光信号。光信号经光纤的传输到达光接收模块

在本申请实施例中，数据帧中的FEC冗码用于对净荷区数据进行前向纠错，净荷区数据中不仅包括数据净荷还包括物理层训练序列。因此在信道、载波等发生变化，导致物理层训练序列比例(即物理层训练序列与数据净荷的比特长度之间的比值)发生变化的情况下，可以改变数据净荷内不同数据的比特长度的之间的比值，即改变物理层训练序列与数据净荷的比特长度之间的比值。由于FEC编码的对象为净荷区数据，净荷区数据的长度没有发生改变，则可以维持原来的FEC开销(FEC冗码与数据的比特长度之间的比值)与原来的FEC冗码比特长度，不需要改变光发射模块的FEC编码器，对应的也不需要改变光接收模块的FEC译码器，降低了FEC设计与实现的复杂度。

在本申请实施例中，光发射模块获取数据帧的过程，以及光接收模块解析数据帧的过程，可以如图5所示：

501、光发射模块获取数据净荷。

502、光发射模块在数据净荷中插入物理层训练序列，得到净荷区数据。

可选的，光发射模块可以在数据净荷的前面、后面或中间插入物理层训练序列，本申请对此不做限定。所得到的不同的净荷区数据的结构如图6所示。可选的，除了如图6所示的，在数据净荷中插入一段物理层训练序列，也可以在数据净荷中插入多段物理层训练序列。多段物理层训练序列，可以在数据净荷的前面、后面、中间的任意位置上，本申请对此不做限定。

本申请实施例不限定物理层训练序列的比特长度。物理层训练序列的比特长度可以是1，也可以大于或等于2。上述对比特长度的说明，不仅针对图6所示的物理层训练序列，也可以针对一个净荷区数据中的多段物理层训练序列中的任一段物理层训练序列，本申请对此不做限定。

503、光发射模块对净荷区数据进行前向纠错编码，得到净荷区数据的前向纠错冗码。

光发射模块将净荷区数据作为编码对象，对净荷区数据进行FEC编码，得到净荷区数据的FEC冗码。由于净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列，因此对净荷区数据进行前向纠错译码时，可以利用已知的物理层训练序列对数据净荷更准确地译码，从而降低数据净荷在光接收模块处的误码率。

504、光发射模块根据净荷区数据和前向纠错冗码生成数据帧，并调制数据帧得到光信号。

光发射模块将净荷区数据放入净荷区，将前向纠错冗码放入开销区，得到数据帧。然后，光发射模块调制数据帧，得到光信号。

可选的，在对数据帧进行调制的过程中，光发射模块还可以对bit调制生成的符号(也称为符号帧，是电信号)进行符号交织；再对交织后的符号进行电光转换(调制)，得到光信号，本申请对此不做限定。

可选的，在对数据帧进行调制之前，光发射模块还可以通过数字信号处理器(digital signal processor，DSP)对调制信号进行整型(例如进行数字信号相关处理)，再对整型后的调制信号进行调制，本申请对此不做限定。

505、光信号传输至光接收模块。

光发射模块生成光信号后，光信号通过光纤传输至光接收模块。若光传输网络中，在光发射机110与光接收机120之间，除了光纤还包括光放大器、分波器、合波器、ROADM等光器件，则光信号在传输的过程中可以经过一个或多个光器件，本申请对此不做限定。

506、光接收模块解调光信号得到数据帧。

光信号传输至光接收模块后，光接收模块可以解调光信号，得到数据帧。

可选的，若在步骤504中，光发射模块对符号进行了符号交织，则光接收模块可以对解调得到的电信号进行符号解交织，从而得到数据帧。

507、光接收模块将物理层训练序列的数据替换为目标值，得到第一数据。

可选的，光发射模块和光接收模块可以提前约定好目标物理层训练序列和对应的目标软值。在这种情况下，在光发射模块可以在步骤502中，在数据净荷中插入目标物理层训练序列，得到净荷区数据。在步骤507中，光接收模块就可以将物理层训练序列数据替换为目标软值，得到第一数据。

在本申请实施例中，通过(光接收模块的)目标软值与(光发射模块的)目标物理层训练的匹配，可以提升光接收模块进行畸变校正的效率与准确率。

508、光接收模块通过数据帧中的前向纠错冗码，对第一数据进行前向纠错，得到第二数据。

可选的，若光接收模块是turbo译码器，则译码流程如图7所示。在当前的turbo译码流程中，由于FEC冗码是针对数据净荷进行FEC编码所得，物理层训练序列会对FEC译码造成干扰，所以FEC译码之前，需要去除物理层训练序列。但是畸变校正又需要用到物理层训练序列，所以在畸变校正之前，又需要插入物理层训练序列。如此就导致在turbo译码的过程中，在每一次的畸变校正操作与FEC译码操作之间，都需要对物理层训练序列进行去除或插入的操作，占用光接收模块的运算、存储等资源。

由于在本申请实施例中，FEC开销是针对净荷区数据进行FEC编码所得，净荷区数据既包括数据净荷也包括物理层训练序列，因此物理层训练序列不会对FEC译码造成干扰。在FEC译码之前，不需要去除物理层训练序列。因此，在本申请实施例的turbo译码流程中，在每一次的畸变校正操作与FEC译码操作之间，都不需要对物理层训练序列进行去除或插入的操作，减小对光接收模块的运算、存储等资源的占用。

409、光接收模块删除第二数据中，物理层训练序列的数据，得到目标数据。

由于物理层训练序列对于数据净荷来说是额外插入的数据，因此在光接收模块完成FEC译码后，即可删除第二数据中的物理层训练序列的数据，得到目标数据。目标数据即为光信号中的数据净荷经传输改变后，被光接收模块所还原出的目标的数据净荷。在理想状态下，目标数据与数据净荷是相同的。

通过本申请实施例所述的信号处理方法，将FEC编码的对象，从原来的数据净荷，扩展为数据净荷加上物理层训练序列(即净荷区数据)。在FEC开销不变的情况下(即FEC冗码与编码对象的比特长度之间的比值不变)，使得FEC冗码与数据净荷的比特长度之间的比值变大，也就等效地提升了每个数据净荷比特位所分配到的FEC冗码的比特长度，从而提升光接收模块对数据净荷的还原能力，降低数据净荷的误码率。

在本申请实施例中，每个数据净荷比特位所分配到的FEC冗码的比特长度，也称为等效开销。

例如，如图8所示，假设FEC开销为4/60，即对60bit的编码对象进行FEC编码，所得的FEC冗码的比特长度为4bit。则在当前的FEC译码中，每个数据净荷比特位所分配到的FEC冗码的比特长度(等效开销)为4/60。在本申请实施例的FEC译码中，若物理层训练序列的比特长度为2bit，则数据净荷的比特长度为58bit，每个数据净荷比特位所分配到的FEC冗码的比特长度(等效开销)为4/58,相对于当前的FEC译码有较大的提升，可以降低数据净荷的误码率。

可选的，本申请实施例也可以应用在多通道的场景下。多通道的场景下，本申请实施例提供的光发射模块的信号处理流程如图9所示。在多通道场景下，光发射模块首先将数据流(信源比特流)分为n个数据净荷，得到数据净荷1至数据净荷n。然后，光发射模块在n个数据净荷中的每个数据净荷中插入物理层训练序列，得到n个净荷区数据(净荷区数据1至净荷区数据n)。接下来，光发射模块对n个净荷区数据分别进行前向纠错编码，得到n个前向纠错冗码，从而得到n个数据帧(数据帧1至数据帧n)。光发射模块再对n个数据帧分别进行bit调制，得到n个符号帧。光发射模块对n个符号帧进行符号交织，并进行电光转换，得到n个光信号，再向n个子通道(subchannel)分别发送一个光信号。

其中，子通道1至子通道n，可以是子载波通道、光纤通道、无线频段等，本申请对此不做限定。

光信号在不同的子通道上传输，所产生的畸变、误码都可能不同。因此本申请实施例还可以根据不同子通道的特征，生成对应于不同子通道的数据帧。例如，可以根据不同子通道的裂化程度，生成对应的数据帧。例如，如图10所示，若n个子通道为n个子载波。不同子载波位于不同的频谱上，对应的裂化程度也就随频谱变化。

对于裂化程度高的子载波，可以插入更多的物理层训练序列(在本申请实施例中，更多表示物理层训练序列的比特长度的总和更长)。例如图10中的子载波1，相较于子载波2裂化程度更高，则可以在生成子载波1的数据帧的过程中，插入更多的物理层训练序列(使插入的物理层训练序列的比特长度的总和更长)，以提升光接收模块对子载波1上传输的光信号中的数据净荷的还原能力。

例如，图10中子载波5的裂化程度高，因此在生成子载波5的数据帧的过程中，插入更多的物理层训练序列。值得注意的是，子载波5可以如图10所示的在边波位置上，也可以在其他位置上，只要子载波5的裂化程度高即可，本申请对此不做限定。

在本申请实施例中，向裂化程度高的子通道发送物理层训练序列更长的数据帧。通过更长的物理层训练序列，一方面，可以实现更高的畸变校正准确率；另一方面，由于开销区与净荷区的比特长度之间的比值恒定，净荷区中物理层训练序列与数据净荷的波特长度之间的比值更大，使得FEC冗码与数据净荷的比特长度之间的比值更大，可以使得误码率更低。综合多方面，都可以提升对数据净荷的还原能力。

可选的，在本申请实施例中，裂化程度的高低可以根据串扰、滤波、衰减等因素进行评判，本申请对此不做限定。

对于裂化程度相似的不同子载波，导致裂化程度的主因素可能不同，则可以根据不同的主因素生成对应的数据帧。从而针对性地对子载波上的信号畸变进行校正，实现更好的还原。

例如，图10中子载波1与子载波3的裂化程度相似，因此子载波1与子载波3的数据帧中的物理层训练序列的比特长度总和可以相同。若导致子载波1裂化程度高的主要因素是群延时效应损伤程度大，则在子载波1对应的数据帧中，所插入的物理层训练序列的分段数量较少，但是单段物理层训练序列的比特长度较长。每段物理层训练序列的比特长度较长，可以更好的计算信道的群延时，从而更好地对子载波1上传输的光信号中的数据净荷进行畸变校正，实现更好的还原。若导致子载波3裂化程度高的主要因素是相位噪声的快速变化，则在子载波3对应的数据帧中，所插入的物理层训练序列的分段数量较多(即更频繁的插入物理层训练序列)。物理层训练序列的出现频率高，可以快速计算数据初始相位，从而更好地对子载波3上传输的光信号中的数据净荷进行畸变校正，实现更好的还原。

上面说明了本申请实施例提供的信号处理方法，接下来说明本申请实施例所提供的相关设备与网络。

如图11所示，本申请实施例提供的光发射模块1100包括数字信号处理器1110和调制器1120。其中，数字信号处理器1110用于生成数据帧。调制器1120用于调制数据帧，生成光信号。光发射模块1100用于执行前述图3至图10中任一实施例中光发射模块执行的动作，从而实现对应的信号处理方法。

例如，数字信号处理器1110可以用于执行图3所示实施例的步骤301、图5所示实施例的步骤501至504，以及图4至图10所示实施例中其他的生成数据帧的动作。例如，调制器1120可以用于执行图3所示实施例的步骤302、图5所示实施例的步骤504，以及图4至图10所示实施例中其他的调制数据帧的动作。

如图12所示，本申请实施例提供的光接收模块1200包括解调器1210和数字信号处理器1220。其中，解调器1210用于解调光信号得到数据帧。数字信号处理器1220用于对数据帧进行译码，得到目标数据。光接收模块1200用于执行前述图3至图10中任一实施例中光接收模块执行的动作，从而实现对应的信号处理方法。

例如，解调器1210可以用于执行图5所示实施例的步骤506，以及图3至图10所示实施例中其他的解调光信号的动作。例如，数字信号处理器1220可以用于执行图5所示实施例的步骤507至509，以及图3至图10所示实施例中其他的对数据帧进行译码的动作。

将光发射模块1100和光接收模块1200应用在图1所示的光传输网络100中，即为本申请实施例提供的光传输网络。

如图13所示，本申请实施例还提供了一种芯片1300，该芯片1300包括至少一个处理器1310和通信接口1320，通信接口1320和至少一个处理器1310通过线路互联，至少一个处理器1310用于运行计算机程序或指令，以进行前述图3至图10的信号处理方法。

可选的，芯片1300可以是光发射模块1100上的芯片，也可以是光接收模块1200上的芯片，用于实现对应的信号处理方法，本申请对此不做限定。

其中，芯片中的通信接口1320可以为输入/输出接口、管脚或电路等。

在一种可能的实现中，本申请中上述描述的芯片1300还包括至少一个存储器1330，该至少一个存储器1330中存储有指令。该存储器1330可以为芯片内部的存储单元，例如，寄存器、缓存等，也可以是该芯片的存储单元(例如，只读存储器、随机存取存储器等)。

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，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置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，装置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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (19)

1.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

生成数据帧，所述数据帧包括净荷区和开销区，所述开销区内的前向纠错冗码用于对所述净荷区内的净荷区数据进行前向纠错，所述净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列，所述开销区与所述净荷区的比特长度的比值为恒定值；

调制所述数据帧，得到光信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成数据帧，包括：

获取所述数据净荷；

在所述数据净荷中插入所述物理层训练序列，得到所述净荷区数据；

对所述净荷区数据进行前向纠错编码，得到所述净荷区数据的所述前向纠错冗码；

根据所述净荷区数据和所述前向纠错冗码生成所述数据帧。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成数据帧，包括：

将数据流分为n个数据净荷；

在所述n个数据净荷中的每个数据净荷中插入物理层训练序列，得到n个净荷区数据；

对所述n个净荷区数据分别进行前向纠错编码，得到n个前向纠错冗码；

根据所述n个净荷区数据和所述n个前向纠错冗码，生成n个数据帧；

所述发送所述数据帧，包括：

向n个子通道发送所述n个数据帧，所述n个子通道与所述n个数据帧一一对应。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将数据流分为n个数据净荷，包括：

获取比特长度不同的n个数据净荷；

所述在所述n个数据净荷中的每个数据净荷中插入物理层训练序列，得到n个净荷区数据，包括：

在所述n个数据净荷中的每个数据净荷中插入物理层训练序列，得到所述n个净荷区数据，所述n个净荷区数据的比特长度相同。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述n个子通道包括第一子通道和第二子通道，所述第一子通道的裂化程度大于所述第二子通道的裂化程度；所述n个数据帧包括第一数据帧和第二数据帧，所述第一数据帧的物理层训练序列的比特长度大于所述第二数据帧的物理层训练序列的比特长度；

所述向n个子通道发送所述n个数据帧，包括：

向所述第一子通道发送所述第一数据帧，向所述第二子通道发送所述第二数据帧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述净荷区包括多段物理层训练序列，所述多段物理层训练序列之间包括所述数据净荷。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述数据帧中的多段物理层训练序列中，每段物理层训练序列的比特长度大于或等于2。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据帧的物理层训练序列包括目标物理层训练序列；

所述光信号用于被接收端根据目标软值解析；其中，所述目标软值与所述目标物理层训练序列相对应。

9.一种信号处理方法，其特征在于，包括：

接收光信号，解调所述光信号得到数据帧，所述数据帧包括净荷区和开销区，所述开销区内的前向纠错冗码用于对所述净荷区内的净荷区数据进行前向纠错，所述净荷区数据包括数据净荷和物理层训练序列，所述开销区与所述净荷区的比特长度的比值为恒定值；

通过所述数据帧中的所述前向纠错冗码，对所述数据帧中的所述净荷区数据进行前向纠错，得到目标数据。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述数据帧的物理层训练序列包括目标物理层训练序列；

所述通过所述数据帧中的所述前向纠错冗码，对所述数据帧中的所述净荷区数据进行前向纠错，得到目标数据，包括：

在所述净荷区数据中，将所述目标物理层训练序列的数据替换为目标软值，得到第一数据；

通过所述数据帧中的所述前向纠错冗码，对所述第一数据进行前向纠错，得到第二数据；

删除所述第二数据中所述目标物理层训练序列的数据，得到所述目标数据。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述净荷区包括多段物理层训练序列，所述多段物理层训练序列之间包括所述数据净荷。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据帧中的多段物理层训练序列中，每段物理层训练序列的比特长度大于或等于2。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述数据帧中的所述前向纠错冗码，对所述数据帧中的所述净荷区数据进行前向纠错，得到目标数据，包括：

通过所述数据帧中的所述前向纠错冗码，对所述数据帧中的所述净荷区数据进行多次均衡与多次前向纠错，得到第三数据；

删除所述第三数据中所述物理层训练序列的数据，得到所述目标数据。

14.一种光发射模块，其特征在于，包括数字信号处理器和调制器，所述数字信号处理器用于实现权利要求1至8中任一项所述的方法。

15.一种光接收模块，其特征在于，包括解调器和数字信号处理器，所述数字信号处理器用于实现权利要求9至13中任一项所述的方法。

16.一种光传输网络，其特征在于，包括权利要求14所述的光发射模块和权利要求15所述的光接收模块。

17.一种芯片，其特征在于，包括至少一个处理器和接口；

所述接口，用于为所述至少一个处理器提供程序指令或者数据；

所述至少一个处理器设置用于执行所述程序指令，以实现如权利要求1至8中任一项或9至13中任一项所述的方法。

18.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求1至8中任一项或9至13中任一项所述的方法。

19.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括：计算机程序代码；

当所述计算机程序代码被运行时，实现如权利要求1至8中任一项或9至13中任一项所述的方法。