JP2023545312A - 高速受動光ネットワーク（ｐｏｎ）における光回線端末（ｏｌｔ）構成可能ビットインターリーブのためのダウンストリーム同期状態機械 - Google Patents

高速受動光ネットワーク（ｐｏｎ）における光回線端末（ｏｌｔ）構成可能ビットインターリーブのためのダウンストリーム同期状態機械 Download PDF

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Abstract

受動光ネットワーク（PON）内の光ネットワークユニット（ONU）によって実施される方法。本方法は、光回線端末（OLT）から符号化されたダウンストリーム（DS）信号を受信するステップと、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列でダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索するステップと、PSyncパターンが見つかったら、事前同期状態に遷移するステップとを含む。

Description

関連出願の相互参照
本特許出願は、2020年10月14日に出願された、Xiang Liuらによる、「高速受動光ネットワーク（PON）における光回線端末（OLT）構成可能ビットインターリーブのためのダウンストリーム同期状態機械」と題された米国仮特許出願第63／091，657号の利益を主張するものであり、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、光ネットワークの分野に関し、特に、光ネットワークにおける任意選択のインターリーブに関する。
光ネットワークは、データを搬送するために光信号を使用するネットワークである。レーザなどの光源が、光信号を生成する。変調器は、変調光信号を生成するために、データを有する光信号を変調する。様々な光ネットワーク構成要素は、変調光信号を送信、伝搬、増幅、受信、および処理する。光ネットワークは、高帯域幅を達成するために多重化を用い得る。光ネットワークは、データセンタ、メトロポリタンネットワーク、PON、長距離送信システム、および他のアプリケーションを実施する。
開示されている態様／実施形態は、ダウンストリーム信号を受信する光ネットワークユニット（ONU）が、光回線端末（OLT）がダウンストリーム信号を定式化するときに非インターリーブを実施したか、それともビットインターリーブを実施したかを検出することを可能にする技術を提供する。ONUは、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列でダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索する。ONUは、OLTがONUに送られるダウンストリーム信号を符号化するために非インターリーブを使用していたのか、それとも特定のモードのビットインターリーブを使用していたのかを判定するためにこのパターン探索を実行する。
第1の態様は、受動光ネットワーク（PON）内の光ネットワークユニット（ONU）によって実施される方法であって、光回線端末（OLT）から符号化されたダウンストリーム（DS）信号を受信するステップと、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列でダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索するステップと、PSyncパターンが見つかったら、事前同期状態に遷移するステップとを含む方法に関する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、すべての可能なOLTビットインターリーブモードが、非インターリーブモードと、m個の隣接する前方誤り訂正（FEC）符号語がビットごとにインターリーブされるm×ビットインターリーブモードとを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、mが4に設定されることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、FECが低密度パリティチェック（LDPC）に基づくことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、FEC符号語長が17，280ビットであることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、探索ステップ中、ONUが、PSyncパターンを見つけるために、N回の連続する失敗ごとに、非デインターリーブモードとm×ビットデインターリーブモードとを切り替え、Nが、少なくとも物理層（PHY）フレームの長さであり、m×ビットデインターリーブモードが、m個の隣接するFEC符号語をビットごとにデインターリーブすることを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、mが4に設定されることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、FECが低密度パリティチェック（LDPC）に基づくことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、FEC符号語長が17，280ビットであることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、PHYフレームの長さが6，220，800ビットを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、ONUが、探索ステップを実行している間、Hunt状態にあることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、ONUがHunt状態にある間は非同期であることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、すべての可能な配列がビット配列およびバイト配列のうちの1つ以上を含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、ダウンストリーム信号が1つ以上の物理層（PHY）フレームを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、PSyncパターンを探索するステップが誤り許容パターンマッチングを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、PSyncパターンを探索するステップがスーパーフレームカウンタ（SFC）ハイブリッド誤り制御（HEC）を検証するステップを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、最大ビット誤り数（K）以内のPSyncパターンが検出されたときにPSyncパターンが見つけられることを提供する。
第2の態様は、受動光ネットワーク（PON）内の光ネットワークユニット（ONU）であって、命令を記憶するように構成されたメモリと、メモリに結合された1つ以上のプロセッサであって、1つ以上のプロセッサは、ONUに、光回線端末（OLT）から符号化されたダウンストリーム（DS）信号を受信させ、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列でダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索させ、PSyncパターンが見つかったら、事前同期状態に遷移させるために命令を実行するように構成されている、1つ以上のプロセッサとを備える光ネットワークユニット（ONU）に関する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、すべての可能なOLTビットインターリーブモードが、非インターリーブモードと、m個の隣接する前方誤り訂正（FEC）符号語がビットごとにインターリーブされるm×ビットインターリーブモードとを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、mが4に設定されることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、探索中、ONUが、PSyncパターンを見つけるために、N回の連続する失敗ごとに、非デインターリーブモードと4×ビットデインターリーブモードとを切り替え、Nが、少なくとも物理層（PHY）フレームの長さであり、m×ビットデインターリーブモードが、m個の隣接するFEC符号語をビットごとにデインターリーブすることを含む、ように構成されることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、PHYフレームの長さが6，220，800ビットを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、ONUが、探索を実行している間、Hunt状態にあることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、ONUがHunt状態にある間は非同期であることを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、すべての可能な配列がビット配列およびバイト配列のうちの1つ以上を含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、ダウンストリーム信号が1つ以上の物理層（PHY）フレームを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、PSyncパターンを探索することが誤り許容パターンマッチングを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、PSyncパターンを探索することがスーパーフレームカウンタ（SFC）ハイブリッド誤り制御（HEC）を検証することを含むことを提供する。
任意選択で、先の態様のいずれかにおいて、態様の別の実施態様は、最大ビット誤り数（K）以内のPSyncパターンが検出されたときにPSyncパターンが見つけられることを提供する。
第3の態様は、受動光ネットワーク（PON）であって、符号化されたダウンストリーム（DS）信号を送信するように構成された光回線端末（OLT）と、OLTと通信する光ネットワークユニット（ONU）であって、ONUは、開示されている実施形態のいずれかにおける方法を実行するように構成されている、光ネットワークユニット（ONU）とを備える受動光ネットワーク（PON）に関する。
第4の態様は、受動光ネットワーク（PON）内の光ネットワークユニット（ONU）手段であって、命令を記憶するように構成されたメモリ手段と、処理手段であって、ONU手段に、光回線端末（OLT）から符号化されたダウンストリーム（DS）信号を受信させ、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列でダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索させ、PSyncパターンが見つかったら、事前同期状態に遷移させるために命令を実行するように構成された処理手段とを備える光ネットワークユニット（ONU）に関する。
明確にするために、前述の実施形態のいずれか1つは、本開示の範囲内の新しい実施形態を形成するために、他の前述の実施形態のいずれか1つ以上と組み合わされ得る。
これらおよび他の特徴は、添付の図面および特許請求の範囲と併せて以下の詳細な説明からより明確に理解されるであろう。
本開示のより完全な理解のために、ここで、添付の図面および詳細な説明に関連して以下の簡単な説明への参照がなされ、同じ参照番号は同じ部分を表す。
受動光ネットワーク（PON）の概略図である。 ダウンストリーム（DS）信号内の任意選択のインターリーブおよびデインターリーブを含むデータ経路機能を示す概略図である。 ダウンストリーム同期状態機械の概略図である。 本開示の一実施形態による任意選択のインターリーブおよびデインターリーブに対応するように構成されたダウンストリーム同期状態機械の概略図である。 本開示の一実施形態によるデータ経路機能の概略図である。 本開示の一実施形態によるデータ経路機能の概略図である。 本開示の一実施形態による受動光ネットワーク内の光ネットワークユニット（ONU）によって実施される方法である。 本開示の一実施形態によるネットワーク装置の概略図である。
最初に、1つ以上の実施形態の例示的な実施態様が以下で提供されるが、開示されたシステムおよび／または方法が、現在知られているかまたは既存であるかにかかわらず、任意の数の技術を使用して実施され得ることを理解されたい。本開示は、本明細書に示され説明されている例示的な設計および実施態様を含む、以下に示される例示的な実施態様、図面、および技術に決して限定されるものではなく、それらの均等物の全範囲と共に添付の特許請求の範囲内で修正され得る。
50ギガビット対応受動光ネットワーク（50G－PON）などの高速PON（HSP）では、複数の隣接する前方誤り訂正（FEC）符号語にわたるビットインターリーブは、ダウンストリーム信号（別名、ダウンストリーム送信）のための任意選択の特徴である。したがって、光回線端末（OLT）は、ダウンストリーム信号を定式化するときに非インターリーブの使用とビットインターリーブの使用とを切り替える選択肢を有する。残念ながら、現在のところ、ダウンストリーム信号を受信する光ネットワークユニット（ONU）が、OLTがダウンストリーム送信を定式化するときに非インターリーブを実施するか、それともビットインターリーブを実施するかを検出する方法がない。
本明細書では、ダウンストリーム信号を受信するONUが、OLTがダウンストリーム信号を定式化するときに非インターリーブを実施したか、それとも特定のモードのビットインターリーブを実施したかを検出することを可能にする技術が開示される。ONUは、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列でダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索する。ONUは、OLTがONUに送られるダウンストリーム信号を符号化するために非インターリーブを使用していたのか、それとも特定のモードのビットインターリーブを使用していたのかを判定するためにこのパターン探索を実行する。
図1は、PON100の概略図である。PON100は、OLT110と、ONU120と、OLT110をONU120に結合するODN130とを備える。PON100は、OLT110とONU120との間でデータを配信するために能動的な構成要素を必要とすることのない通信ネットワークである。代わりに、PON100は、データを配信するためにODN130内の受動光学構成要素を使用し得る。
OLT110は、別のネットワークおよびONU120と通信する。例えば、OLT110は、他のネットワークからのデータをONU120に転送し、ONU120からのデータを他のネットワークに転送する。OLT110は、典型的には、中央局（CO）などの中心位置に配置されるが、それはまた、他の適切な位置に配置されてもよい。
ODN130は、光ファイバケーブル、カプラ、スプリッタ、分配器、および他の適切な構成要素を備えるデータ配信ネットワークである。構成要素は、OLT110とONU120との間でデータを配信するために電力を必要としない受動光学構成要素を含む。ODN130は、図示されているような構成でOLT110からONU120まで広がっていてもよいし、または任意の他の適切なポイントツーマルチポイント（P2MP）構成で構成されていてもよい。
ONU120は、OLT110および顧客と通信する。例えば、ONU120は、OLT110からのデータを顧客に転送し、顧客からのデータをOLT110に転送する。ONU120と光ネットワーク端末（ONT）とは同様であり、これらの用語は交換可能に使用され得る。ONU120は、典型的には、顧客構内などの分散位置に配置されるが、それらはまた、他の適切な位置に配置されてもよい。
図2は、ダウンストリーム（DS）信号内の任意選択のインターリーブおよびデインターリーブを含むデータ経路機能を示す概略図200である。上のシーケンス201に示されているように、データ202は、OLT（例えば、OLT110）によって取得される。OLTは、例えば、低密度パリティチェック（LDPC）符号化204を利用してFECのためにデータ202を符号化する。次に、OLTは符号化データをスクランブル206する。OLTは、符号化データに対してインターリーブ208を実行してもしなくてもよい。すなわち、インターリーブ208は任意選択である。実行されるとき、インターリーブは、連続するLDPC符号語にわたってビットごとに実行されることが望ましく、これは、本明細書ではm×ビットインターリーブと略される。好ましくは、4×ビットインターリーブが実行される。例えば、4×ビットインターリーブでは、［A1 A2…A17280 B1 B2…B17280 C1 C2…C17280 D1 D2…D17280］として表される、17280ビットの符号語長を有する4つの隣接するLPDC符号語ごとに、［A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2……A17280 B17280 C17280 D17280］にインターリーブされる。インターリーブ208の機能は、チャネル等化に起因してもたらされ得る相関誤差の存在下でのFECの性能劣化を緩和することである。インターリーブ208の後、ダウンストリーム信号は送信チャネル210（別名、PON物理チャネル）を介して送信され、このため、共通送信収束層（ComTC）は最小限の影響しか受けない。その後、符号化データは、OLTによって、送信チャネル210を介して1つ以上のONU（例えば、ONU120）へ送信される。
受信されたとき、ONUは、符号化データにおいてインターリーブが検出されたかどうかに応じて、送信チャネル210を介してOLTから受信された符号化データに対してデインターリーブ212を実行してもしなくてもよい。すなわち、インターリーブがOLT110によって実行された場合、デインターリーブ212はONU120によって実行されなければならない。実行されるとき、デインターリーブ212は、連続するLDPC符号語にわたってビットごとに実行されてもよく、これは、本明細書ではm×ビットデインターリーブと略される。好ましくは、4×ビットデインターリーブが実行される。例えば、4×ビットデインターリーブでは、［A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2……A17280 B17280 C17280 D17280］として表される、17280ビットの符号語長を有する4つのインターリーブされたLPDC符号語ごとに、インターリーブ208の直前の元のデータシーケンスである［A1 A2…A17280 B1 B2…B17280 C1 C2…C17280 D1 D2…D17280］にデインターリーブされる。ONUは符号化データをデスクランブル214する。符号化データがデスクランブル214された後、ONUは、次に、例えばLDPC復号216を使用して符号化データを復号する。
一実施形態では、デスクランブルは、スクランブル多項式x58＋x39＋1を使用するONU内のデスクランブラによって実行される。一実施形態では、デスクランブラは、スーパーフレームカウンタ（SFC）から導出された可変開始ビットシーケンスを使用する。一実施形態では、SFCはFEC復号後に取得される。一実施形態では、可変開始シーケンスは［1 1 1 1 1 1 1 SFC］である。
特に、上のシーケンス201で実行される動作の順序は、下のシーケンス203に示されているように変更され得る。下のシーケンスでは、データ202は、OLT（例えば、OLT110）によって取得される。OLTはデータをスクランブル206する。次に、OLTは、例えばLDPC符号化204を利用してスクランブルデータ206を符号化する。OLTは、符号化データに対してインターリーブ208を実行してもしなくてもよい。すなわち、インターリーブ208は任意選択である。その後、符号化データは、OLTによって、送信チャネル210を介して1つ以上のONU（例えば、ONU120）へ送信される。
受信されたとき、ONUは、送信チャネル210を介してOLTから受信された符号化データに対してデインターリーブ212を実行してもしなくてもよい。すなわち、デインターリーブ212は任意選択である。ONUは、例えばLDPC復号216を使用して符号化データを復号する。次に、ONUは、LDPC復号データをデスクランブル214する。
上のシーケンス201または下のシーケンス203で4×ビットインターリーブが利用されるとき、Sが物理同期シーケンス（PSync）のビットを表すS1S2S3…S63S64のPSyncは、xがPSyncにインターリーブされたデータのビットを表すS1xxxS2xxxS3xxx…S63xxxS64xxxになる。PSyncパターンは、任意選択の4×ビットインターリーブが使用されるときに変更されるため、ダウンストリーム状態機械は、任意選択の4×ビットインターリーブに対応するように修正される必要がある。
図3は、ダウンストリーム同期状態機械300の概略図である。ダウンストリーム同期状態機械300は、50G PONなどのHSP PON内のONUによって実施され得る。ONUはHunt状態302で始まる。Hunt状態302では、ONUは非同期である。Hunt状態302にある間、ONUは、すべての可能な配列（ビットとバイトとの両方）でダウンストリーム信号内にPSyncパターンを探索する。一実施形態では、すべての可能なOLTビットインターリーブモードは、非インターリーブモードと、m個の隣接する前方誤り訂正（FEC）符号語がビットごとにインターリーブされるm×ビットインターリーブモードとを含み、その場合、mは4に設定され、FECはLDPCに基づき、および／またはFEC符号語長は17，280ビットである。一実施形態では、探索中、ONUは、PSyncパターンを見つけるために、N回の連続する失敗ごとに、非デインターリーブモードと、m個の隣接するFEC符号語がビットごとにデインターリーブされるm×ビットデインターリーブモードとを切り替え、その場合、Nは少なくともPHYフレームの長さであり、mは4に設定され、FECはLDPCに基づき、および／またはFEC符号語長は17，280 ビットである。ONUが適切な確度までフレームの最初にPSyncパターンを見つけたら、ONUはPre－Sync状態304に遷移する。PSyncパターンを見つけることは、例えば、誤り許容パターンマッチング、およびSFCハイブリッド誤り制御（HEC）などの他のプロトコル要素の検証を含み得る。
Pre－Sync状態304になっても、ONUは依然として非同期である。しかしながら、同期しようとして、ONUは、受信されたデータに対して同期検証を実行する。同期検証プロセス中に過剰な失敗（別名、過剰誤り）が得られたとき、ONUはHunt状態302に戻る。同期検証プロセス中に許容される失敗（別名、許容誤り）のみが得られたとき、ONUは、ONUが十分な成功または過剰な失敗を得るまでPre－Sync状態304を継続し得る。同期検証プロセス中に十分な成功が達成されたとき、ONUは同期状態306に遷移する。同期状態306になったら、ONUは同期される。
ONUは、同期検証プロセスが成功し続ける限り、同期状態306のままである。ONUは、同期検証プロセスが失敗したとき、Re－Sync状態308に遷移する。Re－Sync状態308になっても、ONUは依然として同期されている。ONUは同期検証プロセスを引き続き実行し、同期検証プロセスが成功したときに再びSync状態306に遷移する。同期検証プロセス中に過剰な失敗が得られたとき、ONUは、ダウンストリーム同期の喪失を宣言し、Hunt状態302に戻る。
残念ながら、図3のダウンストリーム同期状態機械300は、OLT構成可能ビットインターリーブに対応することができない。すなわち、状態機械300は、非インターリーブと4×ビットインターリーブとの間のOLT切り替えを扱うのに適していない。
図4は、本開示の一実施形態による任意選択のインターリーブおよびデインターリーブに対応するように構成されたダウンストリーム同期状態機械400の概略図である。ダウンストリーム同期状態機械400は、50G PONなどのHSP PON内のONUによって実施され得る。ONUはHunt状態402で始まる。Hunt状態402では、ONUは非同期である。Hunt状態402にある間、ONUは、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列（ビットとバイトとの両方）でダウンストリーム信号内にPSyncパターンを探索する。例えば、OLTが2つのインターリーブモード（例えば、非インターリーブモードおよび4×ビットインターリーブモード）を有するとき、ONU受信機データ経路は、PSyncパターンを見つけるために、N回の連続するPSync失敗の後ごとに、非デインターリーブと4×ビットデインターリーブとを切り替え、その場合、Nは少なくとも物理層（PHY）フレームの長さである。一実施形態では、NはPHYフレームの長さに設定される。一実施形態では、フレームの長さは6，220，800ビットを含む。
ONUが適切な確度までフレーム（例えば、PHYフレーム）の最初にPSyncパターンを見つけたら、ONUはPre－Sync状態404に遷移する。PSyncパターンを見つけることは、例えば、誤り許容パターンマッチング、およびスーパーフレームカウンタ（SFC）ハイブリッド誤り制御（HEC）などの他のプロトコル要素の検証を含み得る。
一実施形態では、各ONUは、Hunt状態402中に、OLTでビットインターリーブモード（例えば、4×ビットインターリーブモード）が有効にされているかどうかを検出する。一実施形態では、これは、RnがONUによって受信されるn番目のビットであるR1R5R9…R249R253およびR1R2R3…R63R64を使用して正しいPSync位置およびインターリーブステータスを見つけるためのPSyncマッチングによって達成されることができる。一実施形態では、4×ビットインターリーブの有無にかかわらずPSyncマッチングを実行するために、単一の相関器が順に使用される。別の実施形態では、PSyncは、デインターリーブの有無にかかわらず、受信されたデータを処理し、少なくとも1つのPHYフレームの長さにわたってPSyncパターンS1S2S3…S63S64との一致を見つけることによって検出される。実際の実施態様に関係なく、本質は、デインターリーブの有無にかかわらずトライアンドエラーによってPSyncの一致を見つけることである。
図4のPre－Sync状態404、Sync状態406、およびRe－Sync状態408は、図3のPre－Sync状態304、Sync状態306、およびRe－Sync状態308と同様である。Pre－Sync状態404になっても、ONUは依然として非同期である。しかしながら、同期しようとして、ONUは、受信されたデータに対して同期検証を実行する。PSyncが失敗したとき、ONUはHunt状態402に戻る。PSyncが所与の最大ビット誤り数Kに一致したとき、ONUは同期状態406に遷移する。一実施形態では、Kは7の値を有する。しかしながら、Kは、実際の用途では他の値を有することができる。同期状態406になったら、ONUは同期される。
同期状態406では、PSyncパターンとFEC復号SFCとの両方が検証される。ONUは、PSyncパターンまたはFEC復号SFCが失敗したとき、Re－Sync状態408に遷移する。ONUは同期検証プロセスを引き続き実行し、PSyncパターンおよびFEC復号SFCが検証された（例えば、同期検証プロセスが成功した）ときに再びSync状態406に遷移する。ONUは、PSyncパターンまたはFEC復号SFCが検証に失敗し続けるとき、Re－Sync状態408のままである。
同期検証プロセス中にM－1回の連続する失敗（別名、過剰な失敗）が得られたとき、ONUは、ダウンストリーム同期の喪失を宣言し、Hunt状態402に戻る。一実施形態では、Mは3の値を有する。しかしながら、Mは、実際の用途では他の値を有することができる。
ダウンストリーム同期状態機械400は、受信機データ経路における同期および正しいデインターリーブプロセスの両方を可能にする。したがって、後続のデータ経路プロセスは、中断なしにダウンストリーム信号のビットを引き続き復元することができる。
図5は、本開示の一実施形態によるデータ経路機能の概略図500である。図示されているように、データ502は、OLT（例えば、OLT110）によって取得される。OLTは、例えば、LDPC符号化504を利用してデータ502を符号化する。次に、OLTは符号化データをスクランブル506する。OLTは、符号化データに対してインターリーブ508を実行してもしなくてもよい。すなわち、インターリーブ508は任意選択である。実行されるとき、インターリーブは、ダウンストリーム信号が送信チャネル510（別名、PON物理チャネル）を介して送信される直前に実行されることが望ましい。その後、符号化データは、OLTによって、送信チャネル510を介してONU（例えば、ONU120）へ送信される。
受信されたとき、ONUの各々は、正しい同期およびビットデインターリーブのためのダウンストリーム同期状態機械512（例えば、ダウンストリーム同期状態機械300、400）を使用する。ビットデインターリーブは、OLTがビットインターリーブ（例えば、4×ビットインターリーブ）を使用したとONUが判定したときに実行される。ONUは符号化データをデスクランブル514する。符号化データがデスクランブル514された後、ONUは、次に、例えばLDPC復号516を使用して符号化データを復号する。その後、データは復元518される。
図6は、本開示の一実施形態によるデータ経路機能の概略図600である。特に、概略図600で実行される動作の順序は、図5に示されているデータ経路機能の概略図500に対して変更される。
図示されているように、データ602は、OLT（例えば、OLT110）によって取得される。OLTはデータをスクランブル604する。次に、OLTは、例えばLDPC符号化606を利用してスクランブルデータ604を符号化する。OLTは、符号化データに対してインターリーブ608を実行してもしなくてもよい。すなわち、インターリーブ608は、OLTにとって任意選択である。実行されるとき、インターリーブは、ダウンストリーム信号が送信チャネル610を介して送信される直前に実行されることが望ましい。その後、符号化データは、OLTによって、送信チャネル610を介してONU（例えば、ONU120）へ送信される。
受信されたとき、ONUの各々は、正しい同期およびビットデインターリーブのためのダウンストリーム同期状態機械612（例えば、ダウンストリーム同期状態機械300、400）を使用する。ビットデインターリーブは、OLTがビットインターリーブ（例えば、4×ビットインターリーブ）を使用したとONUが判定したときにのみ実行される。次に、ONUは、例えばLDPC復号616を使用して符号化データを復号する。符号化データが復号616された後、ONUは、LDPC復号データをデスクランブル614する。その後、データは復元618される。
図7は、本開示の一実施形態による受動光ネットワーク内のONU（例えば、ONU120）によって実施される方法700である。方法700は、符号化データを復元するためにONUによって実行され得る。
ブロック702において、ONUは、符号化されたDS信号を光回線端末（例えば、OLT110）から受信する。ブロック704において、ONUは、すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列でダウンストリーム信号内にPSyncパターンを探索する。一実施形態では、ダウンストリーム信号は、1つ以上のPHYフレームを含む。一実施形態では、PSyncパターンを探索することは、誤り許容パターンマッチングを含む。
一実施形態では、すべての可能な配列は、ビット配列とバイト配列との両方を含む。一実施形態では、すべての可能なOLTビットインターリーブモードは、非インターリーブモードおよび4×ビットインターリーブモードを含む。一実施形態では、PSyncパターンを探索することは、SFC HECを検証することを含む。
一実施形態では、探索中、ONUは、PSyncパターンを見つけるために、N回の連続する失敗ごとに、非デインターリーブモードと4×ビットデインターリーブモードとを切り替え、その場合、Nは少なくともPHYフレームの長さである。一実施形態では、PHYフレームの長さは6，220，800ビットを含む。一実施形態では、ONUは、探索を実行している間、Hunt状態にある。
ブロック706において、PSyncパターンが見つかったら、ONUは事前同期状態に遷移する。一実施形態では、最大ビット誤り数（K）以内のPSyncパターンが検出されたとき、PSyncパターンが見つけられる。
図8は、ネットワーク装置800（例えば、入口ルータ、出口ルータ、ネットワークデバイスなど）の概略図である。ネットワーク装置800は、本明細書に説明されている開示された実施形態を実施するのに適している。ネットワーク装置800は、データを受信するための入口ポート／入口手段810および受信機ユニット（Rx）／受信手段820と、データを処理するためのプロセッサ、論理ユニット、または中央処理装置（CPU）／処理手段830と、データを送信するための送信機ユニット（Tx）／送信手段840および出口ポート／出口手段850と、データを記憶するためのメモリ／メモリ手段860とを備える。ネットワーク装置800はまた、光信号または電気信号の入口または出口のために、入口ポート／入口手段810、受信機ユニット／受信手段820、送信機ユニット／送信手段840、および出口ポート／出口手段850に結合された光－電気（OE）構成要素および電気－光（EO）構成要素を備え得る。
プロセッサ／処理手段830は、ハードウェアおよびソフトウェアによって実施される。プロセッサ／処理手段830は、1つ以上のCPUチップ、コア（例えば、マルチコアプロセッサとして）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）、特定用途向け集積回路（ASIC）、およびデジタル信号プロセッサ（DSP）として実施されてもよい。プロセッサ／処理手段830は、入口ポート／入口手段810、受信機ユニット／受信手段820、送信機ユニット／送信手段840、出口ポート／出口手段850、およびメモリ／メモリ手段860と通信する。プロセッサ／処理手段830は、同期モジュール870を備える。同期モジュール870は、本明細書に開示された方法を実施することができる。したがって、同期モジュール870の包含は、ネットワーク装置800の機能に実質的な改善を提供し、ネットワーク装置800の異なる状態への転換をもたらす。あるいは、同期モジュール870は、メモリ／メモリ手段860に記憶され、プロセッサ／処理手段830によって実行される命令として実施される。
ネットワーク装置800はまた、ユーザとの間でデータを通信するための入力および／または出力（I／O）デバイス／I／O手段880を含み得る。I／OデバイスI／O手段880は、ビデオデータを表示するためのディスプレイ、オーディオデータを出力するためのスピーカなどの出力デバイスを含み得る。I／OデバイスI／O手段880はまた、キーボード、マウス、トラックボールなどの入力デバイス、および／またはこのような出力デバイスと相互作用するための対応するインターフェースを含み得る。
メモリ／メモリ手段860は、1つ以上のディスク、テープドライブ、およびソリッドステートドライブを備え、プログラムが実行のために選択されたときにプログラムを記憶し、プログラム実行中に読み出される命令およびデータを記憶するために、オーバーフローデータ記憶デバイスとして使用されてもよい。メモリ／メモリ手段860は、揮発性および／または不揮発性であってもよく、読み出し専用メモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、三値連想メモリ（TCAM）、および／またはスタティックランダムアクセスメモリ（SRAM）であってもよい。
本開示ではいくつかの実施形態が提供されているが、開示されたシステムおよび方法は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、多くの他の特定の形態で具現化され得ることが理解され得る。本例は、例示的であり、制限的ではないと考えられるべきであり、その意図は、本明細書に与えられている詳細に限定されるべきではない。例えば、様々な要素または構成要素は、別のシステムに組み合わされ、もしくは統合されてもよく、または特定の特徴は省略され、もしくは実施されなくてもよい。
加えて、様々な実施形態において個別のまたは別個のものとして説明され示された技術、システム、サブシステム、および方法は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステム、構成要素、技術、または方法と組み合わされても、または統合されてもよい。変更、置換、および変形の他の例は、当業者によって確認可能であり、本明細書に開示されている趣旨および範囲から逸脱することなく作り出され得る。
100 受動光ネットワーク（PON）
110 光回線端末（OLT）
120 光ネットワークユニット（ONU）
130 ODN
200 概略図
201 上のシーケンス
202 データ
203 下のシーケンス
204 低密度パリティチェック（LDPC）符号化
206 スクランブル
208 インターリーブ
210 送信チャネル
212 デインターリーブ
214 デスクランブル
216 LDPC復号
300 ダウンストリーム同期状態機械
302 Hunt状態
304 Pre－Sync状態
306 Sync状態
308 Re－Sync状態
400 ダウンストリーム同期状態機械
402 Hunt状態
404 Pre－Sync状態
406 Sync状態
408 Re－Sync状態
500 概略図
502 データ
504 LDPC符号化
506 スクランブル
508 インターリーブ
510 送信チャネル
512 正しい同期およびビットデインターリーブのためのダウンストリーム同期状態機械
514 デスクランブル
516 LDPC復号
518 復元
600 概略図
602 データ
604 スクランブル
606 LDPC符号化
608 インターリーブ
610 送信チャネル
612 正しい同期およびビットデインターリーブのためのダウンストリーム同期状態機械
614 デスクランブル
616 LDPC復号
618 復元
800 ネットワーク装置
810 入口ポート／入口手段
820 受信機ユニット（Rx）／受信手段
830 プロセッサ／処理手段
840 送信機ユニット（Tx）／送信手段
850 出口ポート／出口手段
860 メモリ／メモリ手段
870 同期モジュール
880 I／OデバイスI／O手段

Claims (31)

  1. 受動光ネットワーク（PON）内の光ネットワークユニット（ONU）によって実施される方法であって、
    光回線端末（OLT）から符号化されたダウンストリーム（DS）信号を受信するステップと、
    すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列で前記ダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索するステップと、
    前記PSyncパターンが見つかったら、事前同期状態に遷移するステップと
    を含む方法。
  2. 前記すべての可能なOLTビットインターリーブモードは、非インターリーブモードと、m個の隣接する前方誤り訂正（FEC）符号語がビットごとにインターリーブされるm×ビットインターリーブモードとを含む、請求項1に記載の方法。
  3. mは4に設定される、請求項2に記載の方法。
  4. 前記FECは低密度パリティチェック（LDPC）に基づく、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記FEC符号語長は17，280ビットである、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記探索ステップ中、前記ONUは、前記PSyncパターンを見つけるために、N回の連続する失敗ごとに、非デインターリーブモードとm×ビットデインターリーブモードとを切り替え、Nは、少なくとも物理層（PHY）フレームの長さであり、前記m×ビットデインターリーブモードは、前記m個の隣接するFEC符号語をビットごとにデインターリーブすることを含む、請求項1に記載の方法。
  7. mは4に設定される、請求項6に記載の方法。
  8. 前記FECは低密度パリティチェック（LDPC）に基づく、請求項6または7に記載の方法。
  9. 前記FEC符号語長は17，280ビットである、請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記PHYフレームの前記長さは、6，220，800ビットを含む、請求項6に記載の方法。
  11. 前記ONUは、前記探索ステップを実行している間、Hunt状態にある、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記ONUは、前記Hunt状態にある間は非同期である、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記すべての可能な配列は、ビット配列およびバイト配列のうちの1つ以上を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 前記ダウンストリーム信号は、1つ以上の物理層（PHY）フレームを含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記PSyncパターンを探索するステップは、誤り許容パターンマッチングを含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記PSyncパターンを探索するステップは、スーパーフレームカウンタ（SFC）ハイブリッド誤り制御（HEC）を検証するステップを含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 前記PSyncパターンは、最大ビット誤り数（K）以内の前記PSyncパターンが検出されたときに見つけられる、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 受動光ネットワーク（PON）内の光ネットワークユニット（ONU）であって、
    命令を記憶するように構成されたメモリと、
    前記メモリに結合された1つ以上のプロセッサであって、前記1つ以上のプロセッサは、前記ONUに、
    光回線端末（OLT）から符号化されたダウンストリーム（DS）信号を受信させ、
    すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列で前記ダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索させ、
    前記PSyncパターンが見つかったら、事前同期状態に遷移させる
    ために前記命令を実行するように構成されている、1つ以上のプロセッサと
    を備える光ネットワークユニット（ONU）。
  19. 前記すべての可能なOLTビットインターリーブモードは、非インターリーブモードと、m個の隣接する前方誤り訂正（FEC）符号語がビットごとにインターリーブされるm×ビットインターリーブモードとを含む、請求項18に記載のONU。
  20. mは4に設定される、請求項19に記載のONU。
  21. 前記探索中、前記ONUは、前記PSyncパターンを見つけるために、N回の連続する失敗ごとに、非デインターリーブモードとm×ビットデインターリーブモードとを切り替え、Nは、少なくとも物理層（PHY）フレームの長さであり、前記m×ビットデインターリーブモードは、前記m個の隣接するFEC符号語をビットごとにデインターリーブすることを含む、ように構成されている、請求項18から20のいずれか一項に記載のONU。
  22. 前記PHYフレームの前記長さは、6，220，800ビットを含む、請求項18から21のいずれか一項に記載のONU。
  23. 前記ONUは、前記探索を実行している間、Hunt状態にある、請求項18から22のいずれか一項に記載のONU。
  24. 前記ONUは、前記Hunt状態にある間は非同期である、請求項18から23のいずれか一項に記載のONU。
  25. 前記すべての可能な配列は、ビット配列およびバイト配列のうちの1つ以上を含む、請求項18から24のいずれか一項に記載のONU。
  26. 前記ダウンストリーム信号は、1つ以上の物理層（PHY）フレームを含む、請求項18から25のいずれか一項に記載のONU。
  27. 前記PSyncパターンを探索することは、誤り許容パターンマッチングを含む、請求項18から26のいずれか一項に記載のONU。
  28. 前記PSyncパターンを探索することは、スーパーフレームカウンタ（SFC）ハイブリッド誤り制御（HEC）を検証することを含む、請求項18から27のいずれか一項に記載のONU。
  29. 前記PSyncパターンは、最大ビット誤り数（K）以内の前記PSyncパターンが検出されたときに見つけられる、請求項18から28のいずれか一項に記載のONU。
  30. 受動光ネットワーク（PON）であって、
    符号化されたダウンストリーム（DS）信号を送信するように構成された光回線端末（OLT）と、
    前記OLTと通信する光ネットワークユニット（ONU）であって、前記ONUは、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されている、光ネットワークユニット（ONU）と
    を備える受動光ネットワーク（PON）。
  31. 受動光ネットワーク（PON）内の光ネットワークユニット（ONU）手段であって、
    命令を記憶するように構成されたメモリ手段と、
    処理手段であって、前記ONU手段に、
    光回線端末（OLT）から符号化されたダウンストリーム（DS）信号を受信させ、
    すべての可能なOLTビットインターリーブモードに関して、すべての可能な配列で前記ダウンストリーム信号内に物理同期シーケンス（PSync）パターンを探索させ、
    前記PSyncパターンが見つかったら、事前同期状態に遷移させる
    ために前記命令を実行するように構成された処理手段と
    を備える光ネットワークユニット（ONU）。
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