CN1957532A - 用于转换fec编码以太网帧中数据的方法和设备 - Google Patents

用于转换fec编码以太网帧中数据的方法和设备 Download PDF

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Abstract

提供构建前向纠错(FEC)编码以太网帧的系统，在操作期间，其接收传统以太网帧。然后产生针对传统以太网帧的多个FEC奇偶校验位，并在传统以太网帧之前插入开始序列。随后，系统将偶或奇分隔符附加到传统以太网帧。当传统以太网帧最后一个符号处于奇数位置，用偶分隔符将传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开。如传统以太网帧的最后一个符号处于偶数位置，则用奇分隔符将传统以太网帧与FEC奇偶校验位分开。偶和奇分隔符的选择使得它们之间有足够大的汉明距离，由此当在偶分隔符或奇分隔符中产生误码时，降低将偶分隔符误认为奇分隔符或将奇分隔符误认为偶分隔符的概率。系统还将多个FEC奇偶校验位附加至偶或奇分隔符，并将第二分隔符附加至FEC奇偶校验位。

Description

用于转换FEC编码以太网帧中数据的方法和设备
技术领域
本发明涉及以太网的设计。具体来说，本发明涉及用来转换(Delineate)FEC编码以太网帧中的数据的方法和设备。
背景技术
为了跟随不断增长的因特网业务，已广泛布设了光纤以及相关的光传输设备，以从实质上提升骨干网络的容量。然而，骨干网络的容量提升与接入网络的相应容量提升不相匹配。即使利用诸如数字用户线(DSL)和缆线调制解调器(CM)之类的宽带解决方案，当前接入网络所提供的有限带宽也会在向终端用户传送高带宽方面产生严重的瓶颈。
当前处于研发的不同技术中，以太网无源光网络(EPON)是下一代接入网络中最好的候选方案之一。EPON将广泛存在的以太网技术同便宜的无源光学系统结合起来。从而，他们利用高性价比和高容量的无源光学系统提供以太网的简易性和扩展性。具体来说，由于光纤的高带宽，EPON能够同时容纳宽带语音、数据以及视频业务。利用DSL或CM技术很难提供这样的综合服务。而且，EPON更适合于网际互联协议(IP)业务，因为以太网帧可以直接对不同大小的本地IP分组进行封装，而ATM无源光网络(APON)利用固定大小的ATM信元并进而要求进行分组分段和重组。
通常，EPON用于网络的“第一英里”，其提供服务供应商的中心局同商业或住宅用户之间的连接。逻辑上，第一英里是点对多点的网络，其中中心局服务多个用户。可在EPON中采用树形拓补，其中一条光纤将中心局与无源光分路器耦合起来，该无源光分路器分割并分配下行光信号至用户，并对来自用户的上行光信号进行组合。
然而，在第一英里中采用EPON并非毫无限制。由于EPON采用不包括放大或再生的无源光传输技术，因此网络大小受制于功率预算和各种传输减损。进而，当网络增加其大小时，信噪比降低，导致更频繁的误码率。幸运的是，前向纠错(FEC)能够减少不期望的效果并能够帮助提升功率预算。
FEC是一种纠错技术，其中接收装置能够检测并校正任何包含少于预定数量误差符号的符号块。发送装置利用预定的纠错技术，通过在每个传输的符号块中附加比特来完成FEC。一种普遍使用的技术是采用里德索罗门(Reed-Solomon)编码。里德索罗门编码具体表示为具有s比特符号的RS(1，k)，这意味着编码器每s比特采用k个数据符号，并增加(1-k)个奇偶校验符号以形成1个符号的码字。里德索罗门解码器可以对在码字中包含误差的上至t个符号进行校正，其中2t＝1-k。例如，具有8比特符号的RS(255，239)意味着每个码字包含255个字节，其中239个字节是数据，而8个字节是奇偶校验。解码器能够自动地对码字中任何地方的上至8个字节中包含的误差进行校正。
由于FEC编码提供针对误码的鲁棒性，因此FEC编码以太网帧能够在传统以太网帧不能保留下来的苛刻传输环境中保留下来。然而，实现FEC编码以太帧的一点注意是他们应当向后兼容。也就是说，不具有FEC能力的设备应当能够识别FEC编码以太网帧。为此，如第一英里标准的当前IEEE802.3ah以太网(下文中为“IEEE802.3ah标准”)中所提出的，用于所有数据符号块的FEC奇偶校验位被积聚并附加到传统的以太网帧中。能够由不具有FEC能力的设备识别的分隔符根据奇偶校验位转换传统的以太网帧。
不幸的是，该分隔符不是FEC编码的一部分，因而不能防止产生误码。发生在分隔符中的误码会扰乱接收装置，这导致了以太网帧被截短或破坏。因此，需要一种方法和设备来转换对分隔符中的误码有鲁棒性的FEC编码以太网帧中的数据。
发明内容
本发明的一个实施方式提供一种便于构建前向纠错(FEC)编码以太网帧的系统，在操作期间，该系统接收传统以太网帧。然后该系统产生针对该传统以太网帧的多个FEC奇偶校验位，并在该传统以太网帧之前插入开始序列。接下来，该系统将偶分隔符或奇分隔符附加到该传统以太网帧。如果该传统以太网帧的最后一个符号处于奇数位置，则用该偶分隔符将该传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开。如果该传统以太网帧的最后一个符号处于偶数位置，则用该奇分隔符将该传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开。偶分隔符和奇分隔符的选择使得它们之间有足够大的汉明距离，由此当在偶分隔符或奇分隔符中产生误码时，降低将偶分隔符误认为奇分隔符或将奇分隔符误认为偶分隔符的概率。该系统还将该多个FEC奇偶校验位附加至偶分隔符或奇分隔符，并将第二分隔符附加至FEC奇偶校验位。
在该实施方式的变形中，偶分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/开始，并且该偶分隔符包括/T/R/代码群之后的第一多个代码群；奇分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/R/开始，并且该奇分隔符包括/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群；其中偶分隔符和奇分隔符之间的汉明距离大于可能发生在偶分隔符或奇分隔符中可允许的误码的最大数量。
在进一步的变形中，如果传统以太网帧结尾处的运行不一致(running disparity)是负的，则偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D29.5/，并且，奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
在进一步的变形中，如果传统以太网帧结尾处的运行不一致是正的，则偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D10.1/，并且奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
本发明的另一实施方式提供一种便于在前向纠错(FEC)编码以太网帧中进行数据转换的系统。在操作期间，该系统接收FEC编码以太网帧。然后该系统对接收到的FEC编码以太网帧的比特流进行扫描；并通过将所述比特流中的多个连续比特与偶分隔符或奇分隔符进行匹配来识别FEC编码以太网帧中传统以太网帧和FEC奇偶校验位之间的分隔符。选择偶分隔符和奇分隔符，使得它们之间有足够大的汉明距离，从而如果在偶分隔符或奇分隔符中产生误码，则降低将偶分隔符误认为奇分隔符或将奇分隔符误认为偶分隔符的概率。
在本实施方式的变形中，偶分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/开始，并且该偶分隔符包括/T/R/代码群之后的第一多个代码群。奇分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/R/开始，并且该奇分隔符包括/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群。偶分隔符和奇分隔符之间的汉明距离大于可能发生在偶分隔符或奇分隔符中允许的误码的最大数量。
在进一步的变形中，如果传统以太网帧结尾处的运行不一致是负的，则偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D29.5/，并且，奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
在进一步的变形中，如果传统以太网帧结尾处的运行不一致是正的，则偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D10.1/，并且，奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
本发明的又一实施方式提供一种便于在前向纠错(FEC)编码以太网帧中进行数据转换的系统。在操作期间，该系统接收FEC编码以太网帧，该FEC编码以太网帧包括开始序列、传统以太网帧、偶分隔符或奇分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符。如果该传统以太网帧的最后一个字节处于奇数位置，则用该偶分隔符将该传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开；如果该传统以太网帧的最后一个字节处于偶数位置，则用该奇分隔符将该传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开。在假设偶分隔符将传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开的基础上，该系统从接收到的FEC编码以太网帧中产生传统以太网帧的第一版本。而且，在假设奇分隔符将传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开的基础上，该系统从接收到的FEC编码以太网帧中产生传统以太网帧的第二版本。然后，该系统在两个版本之间选择那个能够更可靠地再现包含在接收到的FEC编码以太网帧中的原始传统以太网帧的版本。
在本实施方式的变形中，在两个版本之间选择那个能够更可靠地再现原始传统以太网帧的版本包括：针对FEC奇偶校验位，检验传统以太网帧的第一版本；针对FEC奇偶校验位，检验传统以太网帧的第二版本；以及选择当针对FEC奇偶校验位检验时产生最少误差量的版本。
本发明的另一实施方式提供一种便于进行FEC编码以太网帧构建的系统，其中该FEC编码以太网帧包括开始序列、传统以太网帧、第一分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符，其中该第一分隔符用于将该传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开。在操作期间，该系统在该传统以太网帧和第一分隔符的基础上计算FEC奇偶校验位，从而该FEC奇偶校验位可用于对发生在传统以太网帧和第一分隔符中的误码进行校正。
在该实施方式的变形中，计算FEC奇偶校验位包括：将传统以太网帧和第一分隔符划分为固定长度的比特块，其中最后的块可使用填充位来满足该固定长度；对于每个块，计算固定数量的FEC奇偶校验位；将用于所有块的所有FEC奇偶校验位放置在传统以太网帧和第一分隔符之后。
本发明的另一实施方式提供一种便于在FEC编码以太网帧中进行数据转换的系统，其中该FEC编码以太网帧包括开始序列、传统以太网帧、第一分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符；其中第一分隔符用于将传统以太网帧与FEC奇偶校验位分离开；并且，其中针对传统以太网帧和第一分隔符来计算FEC奇偶校验位。在操作期间，该系统确定整个FEC编码以太网帧的长度。该系统还在整个FEC编码以太网帧的长度的基础上确定FEC奇偶校验位的长度。然后，该系统在FEC奇偶校验位的长度的基础上根据传统以太网帧和第一分隔符来转换FEC奇偶校验位。
在该实施方式的变形中，系统针对FEC奇偶校验位来检验传统以太网帧和第一分隔符，以校正任何可能的误码。
在该实施方式的另一变形中，FEC奇偶校验位包括多个FEC奇偶校验位群，每个群长度相等并且对应于来自传统以太网帧和第一分隔符的固定长度的比特块。其中最后的块可使用填充位来满足所述的固定长度。基于下列计算确定FEC奇偶校验位的长度：
Figure A20058001682100171
其中
Z是FEC奇偶校验位的长度；
X是整个FEC编码以太网帧的长度；
m是来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块的长度，根据该长度计算FEC奇偶校验位群；以及
n是与来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块相对应的FEC奇偶校验位群的长度。
附图说明
图1示出了FEC编码以太网帧的格式；
图2示出了根据当前IEEE802.3ah标准的分隔符TFEC_E和TFEC_O的代码群序列；
图3示出了数据转换中可能在根据当前IEEE802.3ah标准所实现的FEC编码以太网帧中发生的潜在误差；
图4A示出了根据本发明实施方式的、当开始运行不一致为负的时候的改进的分隔符TFEC_E和TFEC_O的代码群序列；
图4B示出了根据本发明实施方式的、当开始运行不一致为正的时候的改进的分隔符TFEC_E和TFEC_O的代码群序列；
图5示出了根据本发明实施方式的两个并行FEC解码过程如何用于在FEC编码以太网帧中获取校正数据转换；
图6示出了根据本发明实施方式的当分隔符是FEC编码的一部分时如何计算FEC奇偶校验位的长度；以及
图7表示的流程图示出了根据本发明实施方式的计算FEC奇偶校验位和随后的数据转换的过程。
具体实施方式
提供以下描述使任何本领域技术人员能够制造和使用本发明，并在特定应用及其要求的上下文中提供了出来。对所公开的实施方式的各种修改将很容易地对本领域技术人员变得显而易见，并且，在不偏离本发明的实质和范围的情况下，这里所定义的一般原理可应用于其它实施方式和应用(例如通用的无源光网络(PON)体系结构)。因此，本发明不意于限制在所示的实施方式，而是意于符合与此处所公开的原理和特征相一致的最宽范围。
在细节描述中所描述的数据结构和程序通常存储在计算机可读存储介质中，其可以是任何能够存储计算机系统用代码和/或数据的装置或介质。这包括但不限于专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、半导体存储器、诸如盘驱动器、磁带、CD(光盘)和DVD(数字通用盘或数字视频盘)之类的磁性或光存储装置、以及实现在传输介质(具有或不具有信号被调制在其上的载波)中的计算机指令信号。
FEC编码以太网帧格式
图1示出了FEC编码以太网帧的格式。注意，在通常情况下，吉比特以太网链路上的数据通过8比特/10比特(8B/10B)的编码方案进行编码。数据的字节映射为两个10比特的序列(称作“代码群”)。具有两个10比特代码群的原因是保持均衡的运行不一致。通常，两个代码群其中之一具有六个“1”和四个“0”，这在运行不一致为负时使用。两个代码群中的另一个具有四个“1”和六个“0”，这在运行不一致为正时使用。可替换地，对于某些数据字节，两个相应的10比特代码群具有相等数量的“1”和“0”以保持运行不一致。
例如，八位字节十六进制值50(在二进制格式中为0101000)映射到代码群0110110101(与负的当前运行不一致一起使用)和代码群1001000101(与正的当前运行不一致一起使用)。这对代码群标示为“D16.2”。“D”表示该对代码群用于数据。“16”是八位字节中低五位(“10000”)的十进制值，“2”是八位字节中高三位(“010”)的十进制值。为方便起见，10比特码群可表示为三位十六进制数，其中该位表示最高两位、中间四位以及最低四位的值。因此，1001000101表示为“245”。
除了数据代码群之外，还具有特殊的代码群用于控制目的。例如，“K28.5”对应于代码群0011111010(对于负的运行不一致)和1100000101(对于正的运行不一致)。注意，“K”表示它是一个特殊的代码群，“28.5”表示相应的八位字节值BC(或在二进制格式中为10111100)。IEEE标准802.3-2002“Local and Metropolitan AreaNetwork”(以后称为IEEE802.3标准)包含完整的8B/10B代码群列表。
IEEE802.3标准还定义了特殊的控制序列(称为“排序组”)。例如，排序组/I1/(/K28.5/D5.6/)是IDLE排序组。该排序组/I1/被定义使得所传输的/I1/末尾的运行不一致与开始的运行不一致相反。IDLE排序组/I2/(/K28.5/D16.2)被定义使得所传输的/I2/末尾的运行不一致与开始的运行不一致相同。分组或控制序列之后的第一IDLE排序组将当前的正运行不一致或负运行不一致恢复为负值。所有随后的IDLE是/I2/以确保负的运行不一致。其它排序组包括/R/(载波扩展，/K23.7/)、/S/(分组的开始，/K27.8/)以及/T/(分组的末尾，K29.7)。
如图1所示，FEC编码以太网帧以开始代码序列210(称为“SFEC”)开始。SFEC根据IEEE802.3ah标准被定义为/K28.5/D6.4/K28.5/S/。注意，SFEC序列中的最后排序组为/S/排序组。这允许不具有FEC功能的接收装置识别跟随SFEC序列的传统以太网帧的开始。跟随SFEC之后是传统以太网帧，其包括前导码/帧开始分隔符(SFD)字段120、数据帧130以及帧检验序列(FCS)字段170。FCS字段170通常包括循环冗余检验(CRC)序列。
跟随FCS字段140之后是第一分隔符TFEC 150，其指示传统以太网帧的结束。TFEC 150的另一目的是根据随后的FEC奇偶校验位来转换传统以太网帧。根据IEEE802.3标准(对于非FEC编码以太网)，分组结束分隔符应当是/T/R/或/T/R/R/。具有两个分隔符的原因是为了确保跟随分隔符的代码群落入偶数位置。因此，当/T/处于偶数位置时使用/T/R/，而当/T/处于奇数位置时使用/T/R/R/。因此，如IEEE802.3ah标准所建议，TFEC 150具有两个序列：第一/T/处于奇数位置时使用的TFEC_E(/T/R/I/T/R/)，以及第一/T/处于偶数位置时使用的TFEC_O(/T/R/R/I/T/R)。注意，TFEC_E和TFEC_O包括传统的分组结束分隔符(分别是/T/R/和/T/R/R/)。因此，不具有FEC功能的接收装置能够识别传统以太网分组的结束。
跟随TFEC字段150之后是FEC奇偶校验位160。注意，根据当前的802.3ah标准，FEC奇偶校验位160基于从传统以太网帧中得到的RS(255，239)编码，并不能防止TFEC字段150产生误码。在FEC奇偶校验位之后是另一终止整个FEC编码帧的TFEC字段170之后。由于该奇偶校验位的开始由于TFEC 150而总处于偶数位置，并且由于奇偶校验位的总数总是偶数，因此TFEC 170仅使用TFEC_E序列。
现存标准中的问题
图2示出了根据当前IEEE802.3ah标准的分隔符TFEC_E和TFEC_O的代码群序列。帧210使用TFEC_E作为其传统以太网帧和FEC奇偶校验位之间的分隔符，因为该分隔符的第一代码群处于偶数位置。帧220使用TFEC_O作为其传统以太网帧和FEC奇偶校验位之间的分隔符，因为该分隔符的第一代码群处于奇数位置。
为了检测分隔符，接收装置扫描符号的输入流以与TFEC_E或TFEC_O进行匹配。由于分隔符不受FEC的保护，所以可以容忍多个误码。根据当前的IEEE802.3ah标准，在对TFEC分隔符进行匹配的过程中容忍多达五个误码。然而，如图2所示，汉明距离在TFEC_E和TFEC_O之间60比特的相关中仅为2比特，即2E8(/T/)和3A8(/R/)之间在位置2的差别。这意味着如果帧210的最后数据代码群(位置1中)发生误差并且碰巧与/T/相同，则接收装置会将帧210中的TFEC_E误认为TFEC_O。因此，传统以太网帧的最后代码群(部分CRC序列)被丢弃。由于其CRC序列和数据之间的失配，整个传统以太网帧将被丢弃。
此外，即使在TFEC分隔符中没有误码也可能发生失配。假设接收装置正在接收帧210。如果位置1的数据代码群处于距/T/三比特的汉明距离内，则接收装置将其作为/T/来接受，而不是规则的数据代码群。对于位置2的代码群，接收装置将把其判读为/R/，尽管其实际上是/T/。(注意/T/和/R/之间的汉明距离仅为2比特。)根据当前的IEEE802.3ah标准该判读将是可接受的，因为接收装置总共可容忍五个误码。结果，接收装置会将帧210中正确传输的TFEC_E序列误认为错误传输的TFEC_O序列。
图3示出了数据转换中可能在依照当前IEEE802.3ah标准所实现的FEC编码以太网帧中发生的潜在误差。实际传输的(正确的)流310包括TFEC_O。假设在传输期间发生三个误码，得到实际接收流320。两个误差在位置1的代码群中，一个误差在位置2的代码群中。当接收装置扫描接收到的流320时，更可能将流320匹配到包含TFEC_E的流330中，而不是将流320匹配到流310中。这是因为在流320和流330之间60比特相关中仅有一个误差比特，而在流320和流310之间70比特相关中有三个误差比特。这导致以太网帧被破坏，因为现在位置1中的代码群被看作针对该以太网帧的CRC序列的一部分。
提高TFEC_E和TFEC_O之间的汉明距离
解决上述问题的一种方法是提高TFEC_E和TFEC_O之间的汉明距离，使得汉明距离大于容忍误差比特的最大数量。图4A示出了根据本发明实施方式的、当开始运行不一致为负的时候的改进的分隔符TFEC_E和TFEC_O的代码群序列。TFEC_E序列410被再定义为/T/R/K28.5/D29.5/T/R/，而TFEC_O序列保持IEEE802.3ah标准中的定义。这种对TFEC_E的新定义使得在TFEC_E和TFEC_O之间的60比特相关中产生了共10比特的汉明距离(在位置2中/T/和/R/之间的2比特，以及在位置5中/D29.5/和/D16.2/之间的8比特)。
图4B示出了根据本发明实施方式的、当开始运行不一致为正的时候的改进的分隔符TFEC_E和TFEC_O序列440的代码群序列。TFEC_E序列430被重新定义为/T/R/K28.5/D10.1/T/R/，而TFEC_O保持IEEE802.3ah标准中的定义。这种对TFEC_E的新定义使得在TFEC_E和TFEC_O之间的60比特相关中产生了共10比特的汉明距离(在位置2中/T/和/R/之间的2比特，以及在位置5中/D10.1/和/D5.6/之间的8比特)。
需要注意的是，图4A和图4B仅示出了如何提高TFEC_E和TFEC_O之间的汉明距离的一个例子。也可以使用其它代码群和序列来实现同样的目标。
使用两个并行的FEC解码过程
除了改变TFEC_E或TFEC_O序列之外，另一种解决数据转换问题的方法是使用两个FEC解码过程，一个过程建立在假设接收到的帧包含TFEC_E的基础上，另一个过程建立在假设接收到的帧包含TFEC_O的基础上。
图5示出了根据本发明实施方式的两个并行FEC解码过程如何用于在FEC编码以太网帧中获取校正数据转换。如图5所示，两个FEC解码器并行处理输入流。FEC解码器510在假设传统以太网帧和FEC奇偶校验位之间的分隔符是TFEC_E的基础上对输入流进行解码。FEC解码器520在假设传统以太网帧和FEC奇偶校验位之间的分隔符是TFEC_O的基础上对输入流进行解码。输出选择器530选择经适当解码的输出，其产生未经破坏的以太网帧。
在FEC编码中包括分割符
解决上述数据转换问题的第三种方法是计算传统以太网帧和第一TFEC分隔符上的FEC奇偶校验位，使得在分割符中发生的误码可以被校正。然而，接收装置仍然需要根据帧的剩余部分转换FEC奇偶校验位以校正任何误码。
图6示出了根据本发明实施方式的当分隔符是FEC编码的一部分时如何计算FEC奇偶校验位的长度。当接收装置扫描输入流的时候，由于可以很容易地识别出SFEC 110和第二TFEC分隔符170，因此可以获知传统以太网帧、第一TFEC分隔符以及FEC奇偶校验位的总长度X。传统以太网帧和TFEC 150的总长度表示为Y，FEC奇偶校验位160的长度表示为Z。由于FEC方案使用RS(255，239)编码，因此对于来自数据符号部分(Y中的比特)的每239字节的块来说，在奇偶校验部分(Z中的比特)中具有16字节的奇偶校验群。因此，该奇偶校验的长度可计算为：
Figure A20058001682100231
其中
Figure A20058001682100232
是上取整函数；
m是来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块的长度，其是239；以及
n是与来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块相对应的FEC奇偶校验位群的长度，其是16。注意，采用上取整函数是因为Z可能不包含239字节的整数量，并且因为具有少于239数据字节的块被填充至具有239字节，以供FEC计算用。
图7表示的流程图示出了根据本发明实施方式的计算FEC奇偶校验位和随后的数据转换的过程。接收装置中的系统自接收FEC编码以太网帧(即，SFEC之后直到第二TFEC的数据流)开始(步骤710)。接下来，系统确定传统以太网帧、第一TFEC分割符以及FEC奇偶校验位的总长度(步骤720)。然后，系统根据等式(1)计算FEC奇偶校验位的长度(步骤730)。在所转换的FEC奇偶校验位的基础上，系统对发生在传统以太网帧和第一TFEC分隔符中的任何可能误码进行校正(步骤740)。然后，系统将传统以太网帧与第一TFEC分隔符分离开(步骤750)。
对本发明实施方式的以上描述仅用于示例和描述的目的。它们不意于穷尽或将本发明限制于公开的形式。因此，对于本领域技术人员来说很多修改以及变化是显而易见的。此外，以上公开不意于限制本发明。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (30)

1.一种用于构建前向纠错(FEC)编码以太网帧的方法，该方法包括：
接收传统以太网帧；
产生针对所述传统以太网帧的多个FEC奇偶校验位；
在所述传统以太网帧之前插入开始序列；
将偶分隔符或奇分隔符附加到所述传统以太网帧，其中，
当所述传统以太网帧的最后一个符号处于奇数位置时，则用所述偶分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；
其中，当所述传统以太网帧的最后一个符号处于偶数位置时，则用所述奇分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；以及
其中，选择所述偶分隔符和所述奇分隔符，使得它们之间有足够大的汉明距离，由此当所述偶分隔符或奇分隔符中产生误码时，降低将所述偶分隔符误认为所述奇分隔符或将所述奇分隔符误认为所述偶分隔符的概率；
将所述多个FEC奇偶校验位附加至所述偶分隔符或奇分隔符；以及
将第二分隔符附加至所述FEC奇偶校验位。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述偶分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/开始，并且该偶分隔符包括/T/R/代码群之后的第一多个代码群；
其中，所述奇分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/R/开始，并且该奇分隔符包括/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群；以及
其中，所述偶分隔符和奇分隔符之间的汉明距离大于可能发生在所述偶分隔符或奇分隔符中允许的误码的最大数量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述传统以太网帧结束处的运行不一致是负的时，则
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D29.5/；以及，
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述传统以太网帧结束处的所述运行不一致是正的时，则，
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D10.1/；以及
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
5.一种用于构建前向纠错(FEC)编码以太网帧的设备，该设备包括：
接收机构，配置为用于接收传统以太网帧；
FEC编码器，配置为用于产生针对所述传统以太网帧的多个FEC奇偶校验位；以及
FEC编码以太网帧构建机构，配置为用于：
在所述传统以太网帧之前插入开始序列；
将偶分隔符或奇分隔符附加到所述传统以太网帧，其中，
当所述传统以太网帧的最后一个符号处于奇数位置时，则用所述偶分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；
其中，当所述传统以太网帧的最后一个符号处于偶数位置时，则用所述奇分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；以及
其中，选择所述偶分隔符和所述奇分隔符，使得它们之间有足够大的汉明距离，由此当所述偶分隔符或奇分隔符中产生误码时，降低将所述偶分隔符误认为所述奇分隔符或将所述奇分隔符误认为所述偶分隔符的概率；
将所述多个FEC奇偶校验位附加至所述偶分隔符或奇分隔符；以及
将第二分隔符附加至所述FEC奇偶校验位。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述偶分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/开始，并且该偶分隔符包括/T/R/代码群之后的第一多个代码群；
其中，所述奇分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/R/开始，并且该奇分隔符包括/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群；以及
其中，所述偶分隔符和奇分隔符之间的汉明距离大于可能发生在所述偶分隔符或奇分隔符中允许的误码的最大数量。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，当所述传统以太网帧结束处的所述运行不一致是负的时，则
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D29.5/；以及
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
8.根据权利要求6所述的设备，其中，当所述传统以太网帧结束处的所述运行不一致是正的时，则，
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D10.1/；以及
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
9.一种用于在前向纠错(FEC)编码以太网帧中转换数据的方法，该方法包括：
接收FEC编码以太网帧；
扫描所接收到的FEC编码以太网帧的比特流；以及
通过将所述比特流中的多个连续比特与偶分隔符或奇分隔符进行匹配来识别所述FEC编码以太网帧中传统以太网帧和FEC奇偶校验位之间的分隔符；
其中，选择所述偶分隔符和所述奇分隔符，使得它们之间有足够大的汉明距离，由此当所述偶分隔符或奇分隔符中产生误码时，降低将所述偶分隔符误认为所述奇分隔符或将所述奇分隔符误认为所述偶分隔符的概率。
10.根据权利要求9所述的方法，
其中，所述偶分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/开始，并且该偶分隔符包括/T/R/代码群之后的第一多个代码群；
其中，所述奇分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/R/开始，并且该奇分隔符包括/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群；以及
其中，所述偶分隔符和奇分隔符之间的汉明距离大于可能发生在所述偶分隔符或奇分隔符中允许的误码的最大数量。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，当所述传统以太网帧结束处的所述运行不一致是负的时，则
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D29.5/；以及
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，当所述传统以太网帧结束处的所述运行不一致是正的时，则
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D10.1/；以及
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
13.一种用于在前向纠错(FEC)编码以太网帧中转换数据的设备，该设备包括：
接收机构，配置为接收FEC编码以太网帧；
扫描机构，配置为扫描所接收到的FEC编码以太网帧的比特流；以及
匹配机构，配置为将所述比特流中的多个连续比特与偶分隔符或奇分隔符进行匹配；
其中，选择所述偶分隔符和所述奇分隔符，使得它们之间有足够大的汉明距离，由此当所述偶分隔符或奇分隔符中产生误码时，降低将所述偶分隔符误认为所述奇分隔符或将所述奇分隔符误认为所述偶分隔符的概率。
14.根据权利要求13所述的设备，
其中，所述偶分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/开始，并且该偶分隔符包括/T/R/代码群之后的第一多个代码群；
其中，所述奇分隔符以根据IEEE802.3以太网标准的代码群/T/R/R/开始，并且该奇分隔符包括/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群；以及
其中，所述偶分隔符和奇分隔符之间的汉明距离大于可能发生在所述偶分隔符或奇分隔符中允许的误码的最大数量。
15.根据权利要求14所述的设备，其中，当所述传统以太网帧结束处的所述运行不一致是负的时，则
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D29.5/；以及，
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
16.根据权利要求14所述的设备，其中，当所述传统以太网帧结束处的所述运行不一致是正的时，则
所述偶分隔符中/T/R/代码群之后的第一多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D10.1/；以及
所述奇分隔符中/T/R/R/代码群之后的第二多个代码群包括根据IEEE802.3标准的序列/K28.5/D16.2/。
17.一种用于在FEC编码以太网帧中转换数据的方法，该方法包括：
接收所述FEC编码以太网帧，该FEC编码以太网帧包括开始序列、传统以太网帧、偶分隔符或奇分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符；
其中，当所述传统以太网帧的最后一个字节处于奇数位置时，则用所述偶分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；以及
其中，当所述传统以太网帧的最后一个字节处于偶数位置时，则用所述奇分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；
在假设偶分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开的基础上，从所述接收到的FEC编码以太网帧中产生所述传统以太网帧的第一版本；
在假设奇分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开的基础上，从所述接收到的FEC编码以太网帧中产生所述传统以太网帧的第二版本；以及
在所述的两个版本之间选择能够更可靠地再现包含在所述接收到的FEC编码以太网帧中的原始传统以太网帧的版本。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，在所述的两个版本之间选择能够更可靠地再现所述原始传统以太网帧的版本包括：
针对所述FEC奇偶校验位，检验所述传统以太网帧的所述第一版本；
针对所述FEC奇偶校验位，检验所述传统以太网帧的所述第二版本；以及
选择当针对所述FEC奇偶校验位检验时产生最少误差量的版本。
19.一种用于在FEC编码以太网帧中转换数据的设备，该设备包括：
接收机构，配置为接收所述FEC编码以太网帧，该FEC编码以太网帧包括开始序列、传统以太网帧、偶分隔符或奇分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符；
其中，当所述传统以太网帧的最后一个字节处于奇数位置时，则用所述偶分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；以及
其中，当所述传统以太网帧的最后一个字节处于偶数位置时，则用所述奇分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；
第一FEC解码器，配置为在假设所述偶分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开的基础上，从所述接收到的FEC编码以太网帧中产生所述传统以太网帧的第一版本；
第二FEC解码器，配置为在假设所述奇分隔符将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开的基础上，从所述接收到的FEC编码以太网帧中产生所述传统以太网帧的第二版本；以及
选择机构，配置为在所述的两个版本之间选择能够更可靠地再现包含在所述接收到的FEC编码以太网帧中的原始传统以太网帧的版本。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，为了在所述的两个版本之间选择能够更可靠地再现所述原始传统以太网帧的版本，所述选择机构配置为：
针对所述FEC奇偶校验位，检验所述传统以太网帧的所述第一版本；
针对所述FEC奇偶校验位，检验所述传统以太网帧的所述第二版本；以及
选择当针对所述FEC奇偶校验位检验时产生最少误差量的版本。
21.一种用于构建FEC编码以太网帧的方法，其中，所述FEC编码以太网帧包括开始序列、传统以太网帧、第一分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符；以及
其中，所述第一分隔符用于将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；
该方法包括根据所述传统以太网帧和第一分隔符来计算所述FEC奇偶校验位，从而该FEC奇偶校验位可用于对发生在所述传统以太网帧和第一分隔符中的误码进行校正。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，计算所述FEC奇偶校验位包括：
将所述传统以太网帧和第一分隔符划分为固定长度的比特块，其中最后的块可使用填充位来满足该固定长度；
对于每个块，计算固定数量的FEC奇偶校验位；以及
将用于所有所述块的所有FEC奇偶校验位放置在所述传统以太网帧和第一分隔符之后。
23.一种用于构建FEC编码以太网帧的设备，其中，所述FEC编码以太网帧包括开始序列、传统以太网帧、第一分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符；以及
其中，所述第一分隔符用于将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；
该设备包括FEC编码器，配置为用于根据所述传统以太网帧和第一分隔符来计算所述FEC奇偶校验位，从而该FEC奇偶校验位可用于对发生在所述传统以太网帧和第一分隔符中的误码进行校正。
24.根据权利要求23所述的设备，其中，为了计算所述FEC奇偶校验位，所述FEC编码器配置为：
将所述传统以太网帧和第一分隔符划分为固定长度的比特块，其中最后的块可使用填充位来满足该固定长度；
对于每个块，计算固定数量的FEC奇偶校验位；以及
将用于所有所述块的所有FEC奇偶校验位放置在所述传统以太网帧和第一分隔符之后。
25.一种用于在FEC编码以太网帧中转换数据的方法，其中所述FEC编码以太帧包括开始序列、传统以太网帧、第一分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符，
其中，所述第一分隔符用于将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；以及
其中，针对所述传统以太网帧和第一分隔符来计算所述FEC奇偶校验位；
该方法包括：
确定整个FEC编码以太网帧的长度；
根据整个FEC编码以太网帧的长度来确定所述FEC奇偶校验位的长度；以及
基于所述FEC奇偶校验位的长度，根据所述传统以太网帧和第一分隔符来转换所述FEC奇偶校验位。
26.根据权利要求25所述的方法，进一步包括：针对所述FEC奇偶校验位来检验所述传统以太网帧和第一分隔符，以校正任何可能的误码。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述FEC奇偶校验位包括多个FEC奇偶校验位群，每个群长度相等并且对应于来自所述传统以太网帧和第一分隔符的固定长度的比特块，其中最后的块可使用填充位来满足所述的固定长度；以及
其中，基于下列计算式确定所述FEC奇偶校验位的长度：
其中，
Z是所述FEC奇偶校验位的长度；
X是整个FEC编码以太网帧的长度；
m是来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块的长度，根据该长度计算FEC奇偶校验位群；以及
n是与来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块相对应的FEC奇偶校验位群的长度。
28.一种用于在FEC编码以太网帧中转换数据的设备，其中所述FEC编码以太帧包括开始序列、传统以太网帧、第一分隔符、多个FEC奇偶校验位以及第二分隔符，
其中，所述第一分隔符用于将所述传统以太网帧与所述FEC奇偶校验位分离开；
其中，针对所述传统以太网帧和第一分隔符来计算所述FEC奇偶校验位；
该设备包括：
计数机构，配置为用于确定整个FEC编码以太网帧的长度；
计算机构，配置为用于根据整个FEC编码以太网帧的长度来确定所述FEC奇偶校验位的长度；以及
转换机构，配置为用于基于所述FEC奇偶校验位的长度，根据所述传统以太网帧和第一分隔符来转换所述FEC奇偶校验位。
29.根据权利要求28所述的设备，进一步包括校正机构，配置为用于针对所述FEC奇偶校验位来检验所述传统以太网帧和第一分隔符，以校正任何可能的误码。
30.根据权利要求28所述的设备，其中所述FEC奇偶校验位包括多个FEC奇偶校验位群，每个群长度相等并且对应于来自所述传统以太网帧和第一分隔符的固定长度的比特块，其中最后的块可使用填充位来满足所述的固定长度；以及
其中，为了确定所述FEC奇偶校验位的长度，所述计算机构配置为执行下列计算式：
Figure A2005800168210011C1
其中，
Z是所述FEC奇偶校验位的长度；
X是整个FEC编码以太网帧的长度；
m是来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块的长度，根据该长度计算FEC奇偶校验位群；以及
n是与来自传统以太网帧和第一分隔符的比特块相对应的FEC奇偶校验位群的长度。
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