乙太網中處理數據的方法、物理層晶片和乙太網設備的製作方法

2023-05-25 10:45:46 3

乙太網中處理數據的方法、物理層晶片和乙太網設備的製作方法
【專利摘要】本發明實施例公開了乙太網中處理數據的方法，乙太網物理層晶片和乙太網設備。該方法應用在發送端對數據進行處理，包括：對源自媒體接入控制層的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊；對所述串行的數據碼塊進行前向糾錯FEC編碼，得到FEC幀，具體包括：每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的校驗比特；以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，a和N均為正整數，且a小於一個FEC幀包含的比特的數量。本發明實施例提供的方法、乙太網物理層晶片和乙太網設備可以針對不同的需求提供不同的FEC編碼增益，並且因FEC處理引入的延時很小。
【專利說明】乙太網中處理數據的方法、物理層晶片和乙太網設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及網絡傳輸領域，尤其涉及乙太網數據的處理方法和裝置。
【背景技術】
[0002]乙太網隨著技術發展已經從IOM乙太網、100M乙太網、IG乙太網，IOG乙太網發展到現在的40G乙太網和100G乙太網，它們的速率也相應地從10Mbit/s、100Mbit/s、IGbit/sUOGbit/s發展到了現在的40Gbit/s 100Gbit/s,當前40G乙太網和100G乙太網已經得到廣泛應用。但隨著IP視頻、雲計算等新興業務的快速湧現，業務流量按照每年50?60%的速度增長，未來10年，大概會增加100倍，高帶寬成為迫切需求，這驅動著乙太網向更高速率演進。下一代乙太網(在本申請中將其統稱為超100G乙太網)的速率很可能為400Gbit/s、lTbit/s、l.6Tbit/s。將這種具有超100Gbit/s速率的乙太網接口，用於骨幹路由器之間、或者核心交換機之間、或者骨幹路由器和傳送設備之間，或者運營商的雲網絡數據中心互連，可以有效降低成本。
[0003]隨著乙太網速率的提升，很難通過提高單通道的傳輸速率來提供超100Gbit/S的通信帶寬。為了實現超lOOGbit/s的乙太網速率，高階調製方式和多通道成為可選的技術。採用高階調製方式，可以儘可能提高單通道的傳輸速率，加之採用多通道化並行傳輸，從而提高整體的傳輸速率。單通道的傳輸速率的提升及高階調製方式的引入，會存在傳輸損耗大、接收靈敏度下降現象，從而導致在線路傳輸時出現誤碼。因此，對於超100G乙太網而言，為了實現無誤碼傳輸，需要引入FEC(Forward Error Correction,前向誤碼糾錯)功能，且需要引入的FEC功能可以提供高的編碼增益和具有低延時的特點。
[0004]現有的40G乙太網和100G乙太網通過在物理層架構中增加FEC子層以引入FEC功能，其中，40G乙太網和100G乙太網的物理層架構參見標準IEEE802.3ba，其包含如下子層:PCS (Physical Coding Sublayer,物理編碼子層)、FEC 子層、PMA (Physical MediumAttachment,物理媒介連接)子層、PMD (Physical Medium Dependent,物理媒介相關)子層。下面100G乙太網為例，簡要描述FEC處理相關的過程。在發送方向，PCS層提供64B/66B編碼功能，並且將編碼得到的66B碼塊分發到20路虛通道，FEC子層基於虛通道分別進行FEC處理，對分發到每路虛通道的碼塊分別進行FEC編碼，具體採用Fire碼(2112，2080)進行FEC編碼，通過壓縮每個66B碼塊的同步頭，每32個66B碼塊節省出32bit空間，節省出的32bit空間作為校驗區，用於填充FEC編碼過程中產生的校驗信息。PCS層和FEC層的在接受方向的處理，與發送方向的處理互逆，具體可參見標準IEEE802.3ba。標準802.3ba中還給出了基於目前物理層架構的FEC處理方案能提供的最大編碼增益僅為2dB，且延時為430ns。
[0005]然而，對於未來出現的超100G乙太網而言，基於現有物理層架構的FEC處理方案受其所能提供的最大編碼增益的限制，而無法針對不同的需求提供不同的編碼增益，並且其所引入的延時太大無法滿足超100G乙太網對延時的要求。
【發明內容】

[0006]有鑑於此，本發明實施例提供乙太網中處理數據的方法、物理層晶片和乙太網設備。
[0007]本發明的第一方面提供一種乙太網中處理數據的方法，該方法應用在發送端對數據進行處理，包括:
[0008]對源自媒體接入控制層的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊；
[0009]對所述串行的數據碼塊進行前向糾錯FEC編碼，得到FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，其中，Y和X均為正整數；
[0010]以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，a和N均為正整數，且a小於每個所述FEC幀包含的比特的數量。
[0011]結合第一方面，在第一方面的第一種可能實現方式中，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量，η為乙太網物理層中光通道的數量。。
[0012]結合第一方面或者第一方面的第一種可能實現方式，在第一方面的第二種可能實現方式中，每個所述FEC巾貞還包括至少一個用於指示FEC巾貞中校驗比特的位置的FEC巾貞標示欄位。
[0013]結合第一方面或者第一方面的第一種可能實現方式或者第一方面的第二種可能實現方式，在第一方面的第三種可能實現方式中，以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道具體包括:
[0014]以a個比特為分發粒度將每Q個FEC幀輪流分發到N路虛通道上；
[0015]在每路虛通道中每隔(QX (X+Y))/(NXa)個所述分發粒度插入至少一個對齊字，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據被平均地分發到N路虛通道，所述對齊字被接收端用於確定FEC幀的邊界。
[0016]結合第一方面或者第一方面的第一種到第三種可能實現方式中的任意一種，在第一方面的第四種可能實現方式中，a具體與所述數據碼塊包含的比特的數量的正整數倍相同，或者a具體與所述FEC編碼的編碼符號所包含的比特的數量的正整數倍相同。
[0017]結合第一方面或者第一方面的第一種到第四種可能實現方式中的任意一種，在第一方面的地第五種可能實現方式中，乙太網中處理數據的方法還可以進一步包括:在以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道之前，先對所述FEC幀進行加擾處理。
[0018]結合第一方面的第一種到第五種可能實現方式中的任意一種，在第一方面的第六種可能實現方式中，乙太網中處理數據的方法還可以進一步包括:將來自所述N路虛通道的數據轉換成m路數據，通過m路所述電通道傳輸所述m路數據。
[0019]結合第一方面的第六種可能實現方式，在第一方面的第七種可能實現方式中，將來自所述N路虛通道的數據轉換成m路數據具體包括:
[0020]如果N不等於m，則通過比特復用或者碼塊復用將來自每N/m路虛通道的數據復用成一路數據。結合第一方面的第六種或者第七種可能實現方式，在第一方面的第八種可能實現方式中，乙太網中處理數據的方法還可以進一步包括:
[0021]將來自所述m路電通道的所述m路數據輪循分發成η路數據。
[0022]結合第一方面的第八種可能實現方式，在第一方面的第九種可能實現方式中，將來自所述m路電通道的所述m路數據輪循分發成η路數據具體包括:
[0023]將所述m路數據以比特為單位輪循分發成η路數據；或者，
[0024]將所述m路數據以碼塊為單位輪循分發成η路數據。
[0025]結合第一方面的第八種或者第九種可能實現方式中，在第一方面的第十種可能實現方式中，乙太網中處理數據的方法還可以進一步包括:
[0026]將所述η路數據分別調製到η個光載波上，得到η個光信號，通過所述η個光通道將所述η個光信號傳送到接收端。
[0027]本發明的第二方面提供一種乙太網中處理數據的方法，該方法應用在接收端對數據進行處理，包括:
[0028]將源自物理媒介相關子層的η路數據適配到N路虛通道，其中，η和N為正整數，適配到每路虛通道的數據均包含同一個前向糾錯FEC幀的一部分；
[0029]從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀，其中，每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，X和Y均為正整數；
[0030]對所述FEC幀進行FEC解碼，刪除FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊。
[0031]結合第二方面，在第二方面的第一種可能實現方式中，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量。
[0032]結合第二方面或者第二方面的第一種可能實現方式中，在第二方面的第二種可能實現方式中，所述從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀具體包括:
[0033]對適配到所述N路虛通道中的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據；
[0034]鎖定包含在每路塊同步的數據中的對齊字；
[0035]基於鎖定的對齊字，對所述N路塊同步的數據進行對齊和重排處理；
[0036]基於鎖定的對齊字，確定每個FEC幀的邊界，然後從經過對齊和重排處理的N路塊同步的數據中逐個提取出FEC幀。
[0037]結合第二方面，或者第二方面的第一種可能實現方式，或者第二方面的第二種可能實現方式，在第二方面的第三種可能實現方式中，在所述將源自物理媒介相關子層的數據適配到N路虛通道之前，乙太網中處理數據的方法還進一步包括:
[0038]對來自η個光通道的光信號分別進行解調，得到所述η路數據。
[0039]本發明的第三方面提供一種乙太網物理層晶片，包括:
[0040]編碼器，用於對源自媒體接入控制層的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊；
[0041]FEC編碼器，用於對所述串行的數據塊進行FEC編碼，得到FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；每個FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，其中，X和Y均為正整數；
[0042]分發模塊，用於以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，a和N均為正整數，且a小於一個FEC幀包含的比特的數量。
[0043]結合第三方面，在第三方面的第一種可能實現方式中，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量，η為乙太網物理層中光通道的數量。
[0044]結合第三方面或者第三方面的第一種可能實現方式，在第三方面的第二種可能實現方式中，所述FEC巾貞還進一步包括至少一個用於指示FEC巾貞中校驗比特的位置的FEC中貞標示欄位。
[0045]結合第三方面，或者第三方面的第一種可能實現方式，或者第三方面的第二種可能實現方式，在第三方面的地三種可能實現方式中，所述分發模塊具體用於:
[0046]以a個比特為分發粒度將Q個FEC幀輪流分發到N路虛通道；
[0047]在每路虛通道中每隔((QX (X+Y))/(NXa)個所述分發粒度插入至少一個對齊字，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據被平均地分發到N路虛通道，所述對齊字被接收端用於確定FEC幀的邊界。
[0048]結合第三方面或者第三方面的第一種到第三種可能實現方式中的任意一種，在第三方面的第四種可能實現方式中，a具體與所述數據碼塊包含的比特的數量的正整數倍相同，或者a具體與所述FEC編碼的編碼符號所包含的比特的數量的正整數倍相同。
[0049]結合第三方面或者第三方面的第一種到第四種可能實現方式中的任意一種，在第三方面的第五種可能實現方式中，乙太網物理層晶片還進一步包括:
[0050]擾碼器，用於在所述分發模塊將FEC幀輪流分發到N路虛通道之前先對所述FEC幀進行加擾處理；相應地，所述分發模塊具體用於以a個比特為分發粒度將經過加擾處理後的FEC幀輪流分發到N路虛通道。
[0051]結合第三方面或者第三方面的第一種到第五種可能實現方式中的任意一種，在第三方面的第六種可能實現方式中，乙太網物理層晶片還進一步包括:
[0052]接口適配模塊，用於將來自所述N路虛通道的數據轉換成m路數據。
[0053]結合第三方面的第六種可能實現方式，在第三方面的第七種可能實現方式中，所述接口適配模塊，當N不等於m時，具體用於通過比特復用或者碼塊復用將來自每N/m路虛通道的數據復用成一路數據。
[0054]本發明的第四方面提供一種乙太網物理層晶片，包括:
[0055]接口適配模塊，用於將源自物理層媒介相關子層的η路數據適配到N路虛通道；η和N為正整數，適配到每路虛通道的數據均包含同一個前向糾錯FEC幀的一部分；
[0056]FEC幀恢復模塊，用於從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，X和Y均為正整數；
[0057]FEC解碼器，用於對所述FEC幀進行FEC解碼，然後刪除FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊。
[0058]結合第四方面，在第四方面的第一種可能實現方式中，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量。
[0059]結合第四方面或者第四方面的第一種可能實現方式，在第四方面的第二種可能實現方式中，所述FEC幀恢復模塊包括:[0060]塊同步子模塊，用於對適配到所述N路虛通道的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據；
[0061]對齊字鎖定子模塊，用於鎖定包含在每路塊同步的數據中的對齊字；
[0062]對齊和重排子模塊，用於基於鎖定的對齊字，對所述N路塊同步的數據進行對齊和重排處理；
[0063]幀提取子模塊，用於基於鎖定的對齊字，確定所述FEC幀的邊界，然後從經過對齊和重排處理的的N路塊同步的數據中逐個提取出所述FEC幀。
[0064]結合第四方面，或者第四方面的第一種可能實現方式，或者第四方面的第二種可能實現方式，在第四方面的第三種可能實現方式中，所述FEC幀恢復模塊還進一步包括:
[0065]解擾器，用於在幀恢復子模塊之前，先對從經過對齊和重排處理的N路塊同步的數據進行解擾處理；相應地，所述幀提取子模塊具體用於從解擾器輸出的數據中逐個提取出所述FEC幀。
[0066]結合第四方面，或者第四方面的第一種到第三種可能實現方式中的任意一種，在第四方面的第四種可能實現方式中，乙太網物理層晶片還進一步包括:
[0067]解碼器，用於對FEC解碼器輸出的串行的數據碼塊進行線路解碼。
[0068]本發明的第五方面提供一種乙太網設備，包括:
[0069]媒體接入控制層晶片、光模塊、本發明的第三方面或者其任意一種可能實現方式所提供的乙太網物理層晶片，以及連接所述乙太網物理層晶片和所述光模塊的m個電通道；
[0070]所述物理層晶片，用於將來自所述媒體接入控制層晶片的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊；對所述串行的數據碼塊進行FEC編碼，得到形成FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；以a個比特為分發粒度將FEC幀輪流分發到N路虛通道；將來自所述N路虛通道的數據適配到所述m個電通道；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的校驗比特；a、N、X和Y均為正整數，且a小於一個FEC中貞包含的比特數量；
[0071 ] 所述光模塊，用於將通過所述m個電通道輸入的數據轉換成η路數據，將所述η路數據分別調製到η個光載波上，得到η路光信號，將所述η路光信號分別發送到η路光通道，其中，m和η均為正整數。
[0072]本發明的第六方面提供一種乙太網設備，包括:
[0073]媒體接入控制層晶片、光模塊、本發明的第四方面或者其任意一種可能實現方式所提供的乙太網物理層晶片，以及連接所述乙太網物理層晶片和所述光模塊的m個電通道;
[0074]所述光模塊，用於接收通過η路光通道傳輸過來的η路光信號，從所述η路光信號中解調出η路數據，將η路數據轉換成m路數據，將所述m路數據通過所述m個電通道發送給所述乙太網物理層晶片，其中，m和η均為正整數；
[0075]所述乙太網物理層晶片，用於接收從所述m個電通道傳輸過來的m路數據，將其適配到N路虛通道，從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀，對所述FEC幀進行FEC解碼，然後刪除每個FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊，將所述串行的數據碼塊進行線路解碼後發送給所述媒體接入控制層晶片；適配到每路虛通道的數據中均包含同一個FEC幀的一部分；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對該X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；N、X和Y均為正整數。
[0076]在本發明實施例中，由於在FEC編碼時是每X個連續的數據比特插入Y個校驗比特，Y的取值可以根據不同的需求進行設置，因此，本發明實施例中的FEC編碼能夠根據不同的需求提供不同的FEC編碼增益。另外，本發明實施例中，由於是先進行FEC編碼，然後再以a個比特為分發粒度將編碼得到的FEC幀輪流分發到各路虛通道，其中，a小於一個FEC幀包含的比特數量，因此，就可以使得接收端在FEC解碼時引入的延時很小。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0078]圖1為本發明實施例提供的乙太網參考模型示意圖。
[0079]圖2為本發明一實施例提供的乙太網中處理數據的方法的流程圖。
[0080]圖3為本發明一實施例中輪流分發的示意圖。
[0081]圖4為本發明一實施例中物理媒介連接子層的結構示意圖。
[0082]圖5為本發明又一實施例提供的乙太網中處理數據的方法的流程圖。
[0083]圖6為本發明一實施例提供的乙太網中處理數據的方法的流程圖。
[0084]圖7為本發明又一實施例提供的乙太網中處理數據的方法的流程圖。
[0085]圖8為本發明一實施例中FEC編碼和輪流分發的示意圖。
[0086]圖9為本發明又一實施例提供的乙太網中處理數據的方法的流程圖。
[0087]圖10為本發明一實施例提供的乙太網設備的結構示意圖。
[0088]圖11為本發明又一實施例提供的乙太網設備的結構示意圖。
[0089]圖12為本發明又一實施例提供的乙太網物理層晶片的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0090]為了便於本領域一般技術人員理解和實現本發明，現結合附圖描繪本發明的實施例。在此，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，但並不作為對本發明的限定。
[0091]下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案進行描述。
[0092]從IOM乙太網到現今的100G乙太網，它們的架構模型都是相似的，如圖1所示，按照層次劃分均包括:LLC (Logic Link Control,邏輯連接控制)層，MAC (Media AccessControl,媒體接入控制)層，協調子層(Reconciliation Sublayer)和 PHY(Physical LayerEntity，物理層實體)，其中，PHY包括:PCS、PMA子層和PMD子層。LLC層和MAC層位於OSI(Open System Interconnection,開放系統互聯)參考模型中的數據鏈路層,協調子層和PHY位於OSI參考模型的物理層。在其它的實施例中，LLC層與MAC層之間還可以還有MAC控制(MAC Control)層。LLC層、MAC層、以及MAC控制層的功能參見標準IEEE802.3中的相關規範，本申請不再贅述。本發明實施例所應用到的超100G乙太網的架構同樣採用圖1所示的結構。
[0093]本發明的實施例提供一種乙太網中處理數據的方法，主要在超100G乙太網的PHY中實施，應用在發送端對數據進行處理，其處理流程參見圖2，包括:
[0094]步驟SlOl:對源自MAC層的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊。
[0095]本步驟中的線路編碼所起的作用與現有的40G乙太網、100G乙太網中PCS中的編碼所起的作用相同或相似，均是可以改善信息的跨鏈路的傳輸特性。本實施例中，線路編碼具體可以採用但不限於64B/66B編碼，或者256B/257B編碼，或者512B/513B，其中，「64B/66B編碼」、「256B/257B編碼」和「512B/513B編碼」中的「B」是指比特(bit)。源自MAC層的數據經過線路編碼後變成了串行的一個個數據碼塊，每個數據碼塊大小均相同，其大小取決於線路編碼所米用的編碼。例如，如果線路編碼米用的是64B/66B編碼，則編碼後得到的數據碼塊的大小就是66bit，該數據碼塊也可稱之為66B碼塊。
[0096]在本實施例中，協調子層把來自MAC層的串行數據轉化為適合物理層傳輸的並行數據，並將並行數據通過Mil (Media Independent Interface,媒介無關接口)發給PCS,然後在PCS中對通過MII傳輸過來的數據進行線路編碼。MII是協調子層和PCS之間的邏輯接口，本發明實施例中的MII具體是超100G乙太網的MII，例如，對於400G乙太網，則MII具體為 CDGMII (400Gigabit Media Independent Interface，400G 媒介無關接口)，其中，「CDGMII 」中的「CD」是羅馬數字中的「400 」。
[0097]步驟S102:對串行的數據碼塊進行FEC編碼，得到FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，其中，每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個比特的數據進行FEC編碼所產生的校驗比特，X和Y均為正整數。
[0098]碼塊是一個邏輯概念，它是可以作為整體處理的一串連續的比特。本發明實施例中的串行的數據碼塊實際上是一系列連續的數據比特，FEC編碼器對串行的數據碼塊進行編碼，也就是對該一系列連續的數據比特進行FEC編碼，在輸入的數據比特之間插入針對輸入的數據比特進行FEC編碼所產生的校驗比特，具體為:每隔X個連續的數據比特插入針對該X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，每X個連續的數據比特和與針對該X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特組成一個FEC幀。
[0099]本發明實施例具體的FEC編碼具體可以採用RS (Reed-Solomon，裡德所羅門)碼，例如，RS (255，239，t=8, m=8)編碼，RS (528，514，t=7, m=10)等，也可以採用其它類型的編碼，本申請對其不進行限制。以RS (528，514，t=7, m=10)為例對其做簡要介紹，該編碼將每514個大小為10比特的編碼符號編碼成一個由528個編碼符號構成的幀，其中，「m = 10」表示編碼符號的大小為10比特，「t = 7」表示該編碼能夠糾正的最大連續誤碼長度為7個編碼符號大小(即70比特)。當本發明實施例的FEC編碼採用RS(528，514，t=7, m=10)編碼時，X為 5140，Y 為 140.[0100]步驟S103:以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，a和N為正整數，且a小於每個FEC幀所包含的比特的數量。
[0101]以a個比特為分發粒度將FEC幀輪流分發到N個虛通道的過程，參見圖3，具體可以理解為:將FEC幀看成是由一系列由a個比特大小的數據塊組成，然後將這些數據塊按照順序逐個分發到N個虛通道，例如，將數據塊I分發到虛通道1，將數據塊2分發到虛通道2，依次類推，將數據塊N分發到虛通道N，然後又將數據塊N + I分發到虛通道I，如此循環下去。
[0102]在一實施例中，優選地，a具體與步驟SlOl中數據碼塊包含的比特的數量的正整數倍相同，或者與步驟S102中FEC編碼的編碼符號包含的比特的數量的正整數倍相同。在本實施例中，由於a與數據碼塊包含的比特的數量的正整數倍相同，或者與FEC編碼的編碼符號包含的比特的數量的正整數倍相同，分發粒度就是一個或者複數個數據碼塊或者編碼符號，採用該分發粒度分發數據時就保持了數據碼塊或者編碼符號的完整性，使得當出現連續誤碼時，在FEC解碼或者線路解碼時不易出現誤碼擴散，降低了接收端誤碼糾錯的難度，提高了誤碼糾錯的能力。
[0103]FEC編碼增益的大小取決於用於填充校驗信息的空間大小，用於填充校驗信息的空間越大則FEC編碼增益越大，用於填充校驗信息的空間越小則FEC的編碼增益越小。
[0104]在現有100G乙太網的FEC編碼方案中，通過壓縮碼每個66B碼塊的同步頭，每壓縮32個66B碼塊可以節省出32bit的空間，利用節省出的32bit的空間來填充FEC編碼所產生的校驗信息。每個66B碼塊是由64bit的數據和2bit的同步頭構成，同步頭是接收端在進行塊同步處理時的依據，每個66B碼塊的同步頭至少要保留I比特，也就是說現有100G乙太網的FEC編碼方案每32個66B編碼塊最多能提供32個比特的空間來填充校驗信息。因此，現有100G乙太網的FEC編碼方案所能提供的最大編碼增益非常有限。
[0105]在本發明實施例中，並不是通過壓縮數據碼塊的同步頭節省空間的方式來提供用於填充校驗信息的空間，而是通過直接插入校驗比特的的方式以提供填充校驗信息的空間，因此，只需要根據不同的需求對校驗比特的個數進行不同的設置，本發明實施例中的FEC編碼方案就可以提供不同的FEC編碼增益以滿足不同的應用需求。在實現超100G乙太網時，需要採用多通道技術，而在實現同一種速率的超100G乙太網時，可能會才採用多種多通道方案，每種多通道方案對FEC編碼增益的需求也不相同，而本發明實施例則通過調整校驗比特的個數就可以提供不同的編碼增益從而可以靈活地滿足各種多通道技術實現方案對編碼增益的要求。
[0106]在現有100G乙太網中，在PCS中編碼得到的66B碼塊需先分發到20個虛通道中，然後再對分發到每路虛通道的66B碼塊分別進行FEC編碼，也就意味著接收端的20個虛通道中每個虛通道只有緩存一個完整FEC幀的數據，才能進行FEC解碼，而20個虛通道是並行的，也就是說接收端要恢復出一個FEC幀至少需要緩存20個FEC幀的數據，因此，具有極大的延時。而在本發明實施例中，則是先將經線路編碼得到的串行的數據碼塊進行FEC編碼，然後將FEC編碼得到的FEC幀輪流分發到N個虛通道中，此種方式使得接收端的N個虛通道共同緩存的數據剛好是一個FEC幀的數據時，就可以進行FEC解碼，而無需每個虛通道都緩存一個完整FEC幀的數據，因此，大大降低了延時。
[0107]在一實施例中，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量，η為乙太網物理層中光通道的數量。
[0108]如圖4所示，PMA子層位於PCS和PMD子層之間，其功能是在PCS和PMD子層之間提供適配功能，將來自PCS中各個虛通道的數據適配到PMD子層中的通道，將來自PMD子層中各個通道的數據適配到PCS中各個虛通道，一般情況下，是由一對相互匹配的PMA子層來提供上述適配功能，該一對PMA子層之間則是通過AUI (Attachment Unit Interface,連接單元接口)連接。本發明實施例中的連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道即為組成AUI的通道，所述電通道的數量即為組成AUI的通道的數量。乙太網物理層中光通道即為用於傳輸PMD子層在發送方向輸出的信號的通道，乙太網物理層中光通道的數量即為用於傳輸PMD子層在發送方向輸出的信號的通道數量。
[0109]在一實施例中，FEC編碼處理形成的FEC幀中還可以進一步包括至少一個用於指示FEC幀中校驗比特位置的FEC幀標示欄位，以便接收端可以根據此FEC幀標示欄位確定FEC幀中校驗比特的位置。
[0110]在另一實施例中，步驟S103具體包括:
[0111]以a個比特為分發粒度將每Q個FEC幀輪流分發到N路虛通道，並在每路虛通道中每隔((QX(X+Y))/(NXa)個所述分發粒度插入至少一個所述對齊字，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據被平均地分發到N路虛通道。
[0112]在本發明實施例中，插入到每路虛通道的對齊字可以包含用於指示虛通道號的欄位，也可以是填充圖案，每種圖案對應一個虛通道號。在接收端，基於對齊字，識別虛通道號以及消除N路虛通道間的延時偏差，除此之外，在本發明實施例中，接收端可以根據插入到各路虛通道中的對齊字確定FEC幀的邊界。由於每Q個FEC幀的數據均被平均地分發到N路虛通道，在每路虛通道中，又是每隔((QX(X+Y))/(NXa)個所述分發粒度插入至少一個所述對齊字，必然有一個FEC幀的第一個分發粒度是緊鄰其中一個虛通道的對齊字，因此，在接收端就可以據此規律確定FEC幀的邊界。
[0113]在另一實施例中，如圖5所示，在步驟S103之前，乙太網中處理數據的方法還進一步包括:
[0114]步驟S104:對FEC幀進行加擾處理；相應地，步驟S103中被輪流分發的FEC幀就具體為經過加擾處理後的FEC幀。
[0115]在本實施例中，擾碼處理所採用的擾碼多項式具體可以為但不限於I + b38 + b47,其中，b表示輸入到擾碼器進行加擾處理的數據。
[0116]在本實施例中，通過加擾處理可以使得接收端更容易從接收數據中恢復出時鐘信號。
[0117]在本實施例中，如圖5所示，乙太網中處理數據的方法還可以進一步包括:
[0118]步驟S105:將來自N路虛通道的數據轉換成m路數據，通過m路所述電通道傳輸所述m路數據。
[0119]在一具體實施例中，步驟S105具體可以為:
[0120]如果N不等於m，則通過比特復用或者碼塊復用將每N/m路虛通道的數據復用成一路數據，通過m路所述電通道傳輸所述m路數據m路數據；
[0121]如果N等於m，則通過m路所述電通道傳輸所述m路數據。
[0122]在本實施例中，碼塊復用和比特復用類似，區別僅在於:在碼塊復用時，是以碼塊為單位進行復用的，而比特復用時，則是以比特為單位進行復用的。如果是碼塊復用，優選地，碼塊的大小和FEC編碼的編碼符號的大小相同，或者與分發粒度的大小相同。
[0123]在本實施例中，如圖5所示，乙太網中處理數據的方法還可以進一步包括:
[0124]步驟S106:將所述m路數據輪循分發成η路數據。
[0125]在一具體實施例中，步驟S106具體包括:[0126]將所述m路數據以比特或者碼塊為單位輪循分發成η路數據。
[0127]以比特為單位輪循分發是現有技術，可以參考現有100G乙太網中的相關處理。
[0128]在本實施例中，如圖5所示，乙太網中處理數據的方法還可以進一步包括:
[0129]步驟S107:將所述η路數據分別調製到η個光載波上，得到η個光信號，通過所述η路所述光通道將所述η個光信號傳送到接收端。
[0130]相應於上述實施例提供的在乙太網發送端實施的處理數據的方法，本發明實施例還提供一種乙太網中處理數據的方法，主要在超100G乙太網的PHY中實施，應用在接收端對數據進行處理，其處理流程參見圖6，包括:
[0131]步驟S201:將源自PMD子層的η路數據適配到N路虛通道。
[0132]在本實施例中，N為正整數。由前文的實施例可知，在發送端一個個FEC幀被輪流分發到N路虛通道，因此，本步驟中適配到每路虛通道的數據均包含有同一個FEC幀的一部分。
[0133]本實施例中，接收端接收通過η路光通道傳送過來的η路光信號，在接收端的PMD子層中，對該η路光信號分別進行解調，得到η路數據，然後將該η路數據發送到PMA子層。在PMA子層中，將該η路數據適配到N路虛通道的過程為:將該η路數據轉換成m路數據，然後將該m路數據解復用到N路虛通道。將η路數據轉換成m路數據，以及將m路數據解復用到N路虛通道具體過程可以參考現有40G乙太網和100G乙太網中的相關處理。
[0134]步驟S202:從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀。
[0135]由於在發送端每一個FEC幀均是被輪流分發到各路虛通道，因此，在本步驟中提取FEC幀時，均是將適配到N路虛通道的數據當作一個整體看待，也即在N路虛通道共同緩存的數據剛好是一個完整FEC幀的數據時，就可以從N路虛通道共同緩存的數據中提取出該FEC幀。現有的40G乙太網和100G乙太網中，在發送端，則每路虛通道緩存的數據均是一個完整FEC幀的數據時，才能恢復出FEC幀，而不是共同緩存的數據有一個FEC幀時進行FEC幀的恢復。
[0136]步驟S203:對所述FEC幀進行FEC解碼，刪除FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊。
[0137]由前文實施例可知，FEC幀是由X個數據比特和針對所述X個數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特構成。
[0138]在本步驟中，FEC解碼是發送端FEC編碼的逆過程，基於每個FEC幀中的Y個校驗比特對X個數據比特進行校驗，待校驗完成後，刪除該Y個校驗比特，從而恢復出串行的數據碼塊。可以將恢復出的串行的數據碼塊發送給協調子層做進一步的處理。
[0139]在本實施例中，可以看出在恢復FEC幀時，只需要N路虛通道共同緩存一個完整FEC幀的數據就可以提取出一個FEC幀，延時小，除此之外，由於用於填充校驗信息的空間不是通過壓縮碼塊得到的，而是通過直接插入校驗比特以提供填充校驗信息的空間，校驗比特的個數可以根據不同的場景需求進行相應的調整，從而可以滿足不同場景對FEC編碼增益的不同需求，靈活性高。
[0140]在另一實施例中，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量，η為乙太網物理層中光通道的數量。
[0141]在另一實施例中，步驟S202，具體包括:[0142]對適配到所述N路虛通道中的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據；
[0143]鎖定包含在每路塊同步的的數據中的對齊字；
[0144]基於鎖定的對齊字，對所述N路塊同步的數據進行對齊和重排處理；
[0145]基於鎖定的對齊字，確定每個FEC幀的邊界，然後從經過對齊和重排處理的N路塊同步的數據中逐個提取出FEC幀。
[0146]上述塊同步處理、鎖定對齊字、對齊和重排處理均是現有技術，可以參考現有40G乙太網和100G乙太網中的相關處理。
[0147]為了便於更好的理解本發明，下面以400G乙太網(超100G乙太網的一種)為例，分別從發送端和接收端兩方面來對本發明進行詳細的闡述，其中，400G乙太網的架構依然可以參考圖1。
[0148]一方面，在乙太網發送端實施如下處理:
[0149]在協調子層，將來自MAC層的400Gbit/s的串行數據轉化成與⑶GMII匹配的並行數據流然後將並行數據通過⑶GMII發送給PCS。
[0150]參見圖7，在PCS層對通過⑶GMII傳輸過來的數據進行如下處理:
[0151]步驟S401:採用64B/66B編碼對通過MII傳輸過來的數據流進行編碼，得到串行的66B碼塊。此處所採用的64B/66B編碼可以替換成256B/257B編碼，也可以為其它的編碼。
[0152]步驟S402:對串行的66B碼塊進行FEC編碼，參見如8，具體為:針對每X個連續的數據比特進行FEC編碼，產生Y個校驗比特由該X個連續的數據比特和該Y個校驗比特構成一個FEC幀。在一具體的實現方案中，X為15774，Y為1056，也即針對每239個66B碼塊進行FEC編碼，產生16個66B大小的校驗碼塊，由該239個66B碼塊和16個校驗碼塊構成一個FEC幀。串行的66B碼塊經過FEC編碼後形成了一系列的FEC幀。
[0153]步驟S403:對FEC幀進行加擾處理。通過加擾處理，可以使得接收端更容易從接收到的數據中恢復出時鐘信號。在本步驟中，可以採用擾碼多項式I + b38 + b47進行加擾處理，當然也可以採用其它的擾碼多項式，本申請不對其進行限定。
[0154]步驟S404:將經過加擾處理後的FEC幀輪流分發到N路虛通道。
[0155]在本步驟中，可以以66B碼塊為分發粒度將經過擾碼處理後的FEC幀輪流分發到N路虛通道。參見圖8，輪流分發過程為:將經過擾碼處理後的第一個FEC幀中的第一個66B碼塊被分發到虛通道1，第二個66B碼塊被分發到虛通道2，……第N個66B碼塊被分發到虛通道N，第N+1個66B碼塊被分發到虛通道1，依次類推，直到第一個FEC幀的最後一個66B碼塊被分發到相應的虛通道。後續的每一個FEC幀被分發到N路虛通道所採用的方法，與第一個FEC幀分發到到N路虛通道所採用的方法相同，只不過後續每個FEC幀的第一個66B碼塊被分的虛通道是其前一個FEC幀的最後一個66B碼塊所分發到的虛通道的下一個虛通道，其中，虛通道N的下一個虛通道是虛通道I。分發粒度除了可以為66B碼塊，還可以20b i t，本申請對分發粒度並不進行限制。
[0156]為了適配400G乙太網的構成AUI的電通道數和400G乙太網物理層中的光通道數，將N的取值設為構成AUI的電通道的數量m和400G乙太網物理層中的光通道的數量η的最小公倍數。
[0157]步驟S405:在每路虛通道中周期性地插入對齊字。[0158]參見圖8，在本步驟中，在每路虛通道中插入對齊字的對齊周期可以為(QX (X+Y))/(NX66)個66B碼塊，本步驟也具體為:在每個虛通道中每隔(QX (X+Y))/(NX 66)個66B碼塊就插入一個對齊字，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據剛好可以被平均地分發到N路虛通道。由於是以66B碼塊為分發粒度將FEC幀輪流分發到N路虛通道，當任意一路虛通道被分發了(QX(X+Y))/(NX66)個66B碼塊，那麼其它的N-1路虛通道也均被分發了(QX (X+Y)) / (NX66)個66B碼塊，也就是說一個對齊周期內被分發到N路虛通道的66B碼塊的總數量為QX (X+Y) /66個，也即一個對周期內有Q個FEC幀被輪流分發到N路虛通道，也就是說將每Q個FEC幀以66B碼塊為分發粒度輪流分發到N路虛通道後，剛好就可以在每路虛通道中均插入一個對齊字。優選的，對齊字的大小與分發粒度的大小相同，即為66bit。
[0159]在本步驟中，通過在每路虛通道中插入對齊字，可以使得接收端在根據各路虛通道中的對齊字來消除N路虛通道間的延時偏差，另外，還可以使得接收端可以根據各路虛通道中的對齊字來確定FEC幀的邊界。
[0160]如果在步驟S404中，分發粒度是大小為20bit的數據塊，則在此步驟中，則是每隔(QX (X+Y))/(NX20)個分發粒度插入至少一個對齊字。
[0161]在第一 PMA子層中，將N路虛通道的數據轉換成m路數據。
[0162]對於N等於m的情況，直接將來自N路虛通道的數據分別通過構成AUI的m個電通道傳送到第二 PMA子層。
[0163]對於N不等於m的情況，可以通過比特復用或者碼塊復用將來自每N/m路虛通道的數據復用成一路數據，得到m路數據，然後將該m路數據分別通過構成AUI的m個電通道傳輸到第二 PMA子層。碼塊復用和比特復用相似，只不過比特復用是比特為單位進行復用的，而碼塊復用則是以碼塊為單位進行復用的。
[0164]在第二 PMA子層中，可以採用如下的兩種方式中的一種將通過AUI的m個電通道傳輸過來的m路數據轉化成η路數據:
[0165]方式一，將m路數據以比特為單位輪循分發成η路數據；
[0166]方式二，將m路數據以碼塊為單位輪循分發成η路數據。
[0167]方式一可以參考現有100G乙太網中的相關處理,方式二與方式一的區別僅在於輪循分發的單位是碼塊，此處不再贅述。
[0168]在PMD子層中，將來自第二 PMA層的η路數據分別調製到η路光載波上，得到η路光信號。將該η路光信號通過η路光通道傳送到400G乙太網的接收端。
[0169]另一方面，在乙太網接收端實施如下處理:
[0170]在PMD子層中，對通過η路光通道傳送過來的η路光信號進行解調，得到η路數據，然後將該η路數據發送給第二 PMA子層。
[0171]在第二 PMA子層中，將來自PMD子層的η路數據轉換成m路數據，將m路數據通過構成AUI的m個電通道傳送到第一 PMA子層。
[0172]在第一 PMA子層中，將通過構成AUI的m個電通道傳送過來的m路數據解復用到N路虛通道。從前文實施例的描述可以知道，在發送端，FEC幀均被輪流分發到N路虛通道，也就是說分發到每路虛通道的數據中均包含有同一個FEC幀的一部分，相應地，在接收端將其解復用到N路虛通道，在每路虛通道中的數據也必然包含同一個FEC幀的一部分。[0173]在接收端的第一 PMA子層和第二 PMA子層中所實施的處理分別是在接收端的第一PMA子層和第二 PMA子層中所實施的處理的逆處理。
[0174]參見圖9，在PCS中對來自第一 PMA子層的N路虛通道的數據進行如下處理:
[0175]步驟S501:對適配到N路虛通道中的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據。
[0176]步驟S502:鎖定包含在每路塊同步的數據中的對齊字。
[0177]步驟S503:基於鎖定的對齊字，對N路塊同步的數據進行對齊和重排處理。
[0178]步驟S504:基於鎖定的對齊字，確定每個FEC幀的邊界，然後從經過對齊和重排處理的N路塊同步的數據中逐個提取出FEC幀。在本實施例中，由於在每路虛通道中的數據均包含同一個FEC幀的一部分，在提取FEC幀時，將適配到N路虛通道的數據看成一個整體，當N路虛通道共同緩存的數據剛好是一個完整的FEC幀時，則將該FEC幀提取出來，因此，在本發明實施例中，FEC幀是被逐個提取出來的。
[0179]步驟S505:對提取出的FEC幀進行解擾處理。
[0180]步驟S506:對經過解擾後的FEC幀進行FEC解碼，然後刪除每個FEC幀中的校驗比特，得到串行的66B碼塊。
[0181]步驟S507:對串行的66B碼塊進行64B/66B解碼，然後將解碼後得到的數據通過⑶GMII發送給協調子層。
[0182]其中，步驟S501 - S503的具體過程均可以參考現有100G乙太網中的相關處理，步驟S505、S506、S507分別是步驟S403、S402、S401的逆處理，此處不在贅述。
[0183]本發明實施例還提供一種乙太網設備，其結構如圖10所示，包括:MAC晶片10、乙太網物理層晶片30、光模塊50和連接乙太網物理層晶片30和光模塊50的由m個電通道構成的ΑΠ。
[0184]乙太網物理層晶片30，用於將來自MAC晶片10的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊；對該串行的數據碼塊進行FEC編碼，得到FEC幀；以a個比特為分發粒度將FEC幀輪流分發到N路虛通道，將來自所述N路虛通道的數據通過構成連接乙太網物理層晶片30和光模塊50的AUI的m個電通道傳送到光模塊50。
[0185]光模塊50，用於將通過上述m個電通道輸入的數據轉化成η路數據，然後將所述η路數據分別調製到η個光載波上，得到η個光調製信號，將η個調製光信號發送到η路光通道。
[0186]其中，N、m、η和a均為正整數，且a小於一個FEC幀所包含的比特的數量。優選地，N具體為m和η的最小公倍數；a具體與數據碼塊的包含的比特的數量相同，或者與FEC編碼的編碼符號包含的比特的數量相同。
[0187]本發明實施例還提供了一種乙太網物理層晶片30，其結構如圖10所示，包括:PCS編碼器301、FEC編碼器302和多通道分發模塊304。
[0188]PCS編碼器301，用於對源自媒體接入控制層的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊。PCS編碼器301具體可以為64B/66B編碼器，也可以為256B/257B編碼器，或者為512B/513B編碼器，還可以為其它的編碼器，本發明不限定。
[0189]FEC編碼器302，用於對PCS編碼器301得到的串行的數據碼塊進行FEC編碼，得到FEC幀。每個FEC幀由X個連續的數據比特和針對該X個連續的數據比特進行FEC編碼得到的Y個校驗比特組成，其中，X和Y均為正整數。
[0190]多通道分發模塊304，用於以a個比特為分發粒度將FEC幀輪流分發到N路虛通道。多通道分發模塊304以a個比特為分發粒度將FEC幀輪流分發到N路虛通道的過程可以參見前文方法實施例中的相關描述，此處不再贅述。
[0191]其中，a小於一個FEC幀所包含的比特的數量。優選的，a具體可以與數據碼塊的包含的比特的數量相同，或者與FEC編碼的編碼符號包含的比特的數量相同。
[0192]在本實施例中，由於FEC編碼器302進行FEC編碼時是通過直接插入校驗比特以提供用於填充FEC編碼所產生的校驗信息的空間，而非通過壓縮數據碼塊的同步頭來提供用於填充FEC編碼所產生的校驗信息的空間，因此，本發明實施例能提供較高的FEC編碼增益，而且可以視不同的場景，通過改變校驗比特的數量以提供不同的FEC編碼增益來滿足不同的增益需求。另外，本發明實施例是先用FEC編碼器進行FEC編碼，然後將編碼得到的FEC幀輪流分發到N路虛通道，這樣使得在接收端只要N路虛通道共同緩存的數據剛好是一個完整的FEC幀時，就可以進行FEC解碼，從而極大的減小了延時。
[0193]在一實施例中，乙太網物理層晶片30還可以進一步包括擾碼器303，用於對FEC編碼器輸出的FEC幀進行加擾處理。相應地，多通道分發模塊具體是將經過擾碼處理的FEC幀輪流分發到N路虛通道。具體地，擾碼器303可以採用擾碼多項式I + b38 + b47進行擾碼處理，也可以採用其它的擾碼多項式，本發明不進行限定。
[0194]在一具體實施例中，多通道分發模塊以a個比特為分發粒度將每Q個FEC幀為單位輪流分發到N路虛通道，在每路虛通道中每隔((QX (X+Y))/(NXa)個所述預設的分發粒度插入一個對齊字，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據被平均地分發到N路虛通道。
[0195]在由一實施例中，乙太網物理層晶片30還可以進一步包括接口適配模塊，用於將來自N路虛通道的數據轉換成m路數據。當N不等於m時，接口適配模塊具體用於通過比特復用或者碼塊將每N/m路虛通道的數據復用成一路數據。
[0196]相應於前文實施例提供的乙太網設備，本發明實施例還提供另一種乙太網設備，用於接收前文實施例提供的乙太網設備發送的η個調製光信號並進行相應處理並恢復出發送端發送的MAC層數據，其結構如圖11所示，包括MAC晶片20、乙太網物理層晶片40，光模塊60，以及連接乙太網物理層晶片40和光模塊60的由m個電通道構成的AUI。
[0197]光模塊60，用於接收通過η路光通道傳輸過來的η路光信號，對η路光信號進行解調，得到η路數據，將該η路數據轉換成m路數據，通過m個電通道傳送給乙太網物理層晶片。
[0198]乙太網物理層晶片40，用於將從上述m個電通道傳輸過來的m路數據適配到N路虛通道，然後從適配到N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀，對FEC幀進行FEC解碼，刪除FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊，對串行的數據碼塊進行線路解碼，將解碼後的數據發送給MAC晶片20。其中，FEC幀包含X個數據比特和針對該X個數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，適配到每路虛通道的數據中均包含同一個FEC幀的一部分，X和Y為正整數。
[0199]在本實施例中，逐個提出FEC幀時是指將適配到N路虛通道中的數據看成一個整體，適配到N路虛通道中的數據剛好共同構成一個完整的FEC幀時，就將此FEC幀提取出來。而在現有技術中，則只有適配到每路虛通道的數據都有一個完整的FEC幀的數據時才能提取出FEC幀。
[0200]在本實施例中，m和η均為正整數，優選地，N為m和η的最小公倍數。
[0201]在本實施例中，在提取FEC幀時，只需要適配到N路虛通道的數據能共同構成一個FEC幀時就可以提取出該FEC幀，延時小，除此之外，由於用於填充校驗信息的空間不是通過壓縮碼塊得到的，而是通過直接插入校驗比特以提供填充校驗信息的空間，因此，本發明實施例能提供較高的FEC的編碼增益，另外，校驗碼塊的個數可以根據需求進行調整，從而可以滿足不同場景對FEC編碼增益的不同需求，靈活性高。
[0202]本發明實施例還提供一種乙太網物理層晶片40，其結構如圖11所示，包括解碼器401、FEC解碼器402、FEC幀恢復模塊409和接口適配模塊408。
[0203]接口適配模塊408，用於將通過m個電通道傳輸過來的m路數適配到N路虛通道。適配到每路虛通道的數據中均包含同一個FEC幀的一部分，每個FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼的Y個校驗比特。
[0204]FEC幀恢復模塊409，用於從適配到N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀。
[0205]FEC解碼器402，用於對提取出的FEC幀進行FEC解碼，刪除每個FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊。
[0206]在本發明實施例中，X、Y、N、m和η均為正整數。優選地，N為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量。
[0207]在本實施例中，可以看出在恢復FEC幀時，只需要N路虛通道共同緩存一個完整FEC幀的數據就可以提取出一個FEC幀，延時小，除此之外，由於用於填充校驗信息的空間不是通過壓縮碼塊得到的，而是通過直接插入校驗比特以提供填充校驗信息的空間，校驗比特的個數可以根據不同的場景需求進行相應的調整，從而可以滿足不同場景對FEC編碼增益的不同需求，靈活性高。
[0208]在一實施例中，FEC幀恢復模塊409具體包括:
[0209]塊同步子模塊407，用於對適配到N路虛通道的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據；
[0210]對齊字鎖定子模塊406，用於鎖定包含在每路塊同步的數據中的對齊字；
[0211]對齊和重排子模塊405，用於基於鎖定的對齊字對N路塊同步的數據進行重排和對齊處理；
[0212]幀提取子模塊404，用於基於鎖定的對齊字，確定每個FEC幀的邊界，從而經過重排和對齊處理的N路塊同步的數據中逐個提取出FEC幀。
[0213]在一實施例中，FEC幀恢復模塊409還可以進一步包括:解擾碼器403，用於對提取出的FEC幀進行解擾處理。
[0214]在一實施例中，乙太網物理層晶片40還可以進一步包括:
[0215]PCS解碼器402，用於對恢復出的串行的數據碼塊進行線路解碼，然後將線路解碼後的數據發送給MAC晶片20。PCS解碼器402所實施的線路解碼是發送端的PCS編碼器301所實施的線路編碼的逆處理。
[0216]本發明實施例還提供了一種乙太網物理層晶片，其結構如圖12所示，包括第一輸入輸出接口 801，處理器802，第二輸入輸出接口 803和存儲器804。
[0217]在發送方向:[0218]第一輸入輸出接口 801，用於接收源自乙太網MAC層的數據，將其輸入到處理器802 ；
[0219]處理器802，用於對源自MAC晶片的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊；對串行的數據碼塊進行FEC編碼，得到FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；以a個比特為分發粒度將FEC幀輪流分發到N路虛通道；其中，每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個比特的數據進行FEC編碼所產生的校驗比特，X和Y均為正整數，X和Y均為正整數，N為正整數，a為正整數且小於一個FEC幀所包含的比特的數量。
[0220]在一具體實施例中，優選地，N具體可以為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量，η為乙太網物理層中光通道的數量。
[0221]第二輸入輸出接口 803，用於將N路虛通道的數據發送給PMD子層。
[0222]在接收方向:
[0223]第二輸入出接口 803，用於接收源自PMD子層的數據，將其輸入到處理器802 ；
[0224]處理器802，用於將第二輸入輸出接口 803輸入的數據適配到N路虛通道，從適配到N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀，對提取出的FEC幀進行FEC解碼，刪除每個FEC幀中的校驗校驗比特，得到串行的數據碼塊，對串行的數據碼塊進行線路解碼。
[0225]第一輸入輸出接口 801，用於將處理器802進行線路解碼後的數據發送給MAC層。
[0226]存儲器804，用於存儲處理器804執行發送方向和接受方向的處理時所需要的程序，以及緩存處理器804在執行發送方向和接受方向的處理時需要緩存的數據。
[0227]在另一實施例中，在發送方向，處理器802還用於在將FEC幀輪流分發到N路虛通道之前，對FEC幀進行加擾處理。相應地，處理器具體用於以a個比特為分發粒度將加擾處理後的FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，a為正整數且小於每個FEC幀所包含的比特的數量。處理器802在將FEC幀無論是加擾的還是未加擾的輪流分發N路虛通道可以具體為:以a個比特為分發粒度將每Q個FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據被平均的分發到N路虛通道。處理器還可以用於在將來自N路虛通道的數據通過第二輸入輸出接口輸出之前，在每路虛通道中每隔((QX(X+Y))/(NXa)個分發粒度插入至少一個對齊字。
[0228]在接收方向，處理器802從適配到N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀具體包括:
[0229]對適配到N路虛通道的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據；
[0230]鎖定包含在每路塊同步的數據中的對齊字；
[0231]基於鎖定的對齊字，對N路塊同步的數據進行對齊和重排處理；
[0232]基於鎖定的對齊字，確定FEC幀的邊界，然後從經過對齊和重排處理後的N路塊同步的數據中中識別出逐個提取出恢復FEC幀。
[0233]在本實施例中，由於處理器802進行FEC編碼時是通過直接插入校驗比特以提供用於填充FEC編碼所產生的校驗信息的空間，而非通過壓縮數據碼塊的同步頭來提供用於填充FEC編碼所產生的校驗信息的空間，因此，本發明實施例能提供較高的FEC編碼增益，而且可以視不同的場景，通過改變校驗比特的數量以提供不同的FEC編碼增益來滿足不同的增益需求。另外，本發明實施例是先進行FEC編碼，然後將編碼得到的FEC幀輪流分發到N路虛通道，這樣使得在接收端只要N路虛通道共同緩存的數據剛好是一個完整的FEC幀時，就可以進行FEC解碼，從而極大的減小了延時。
[0234]本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬體、或者計算機軟體和電子硬體的結合來實現。這些功能究竟以硬體還是軟體方式來執行，取決於技術方案的特定應用和設計約束條件。專業技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應認為超出本發明的範圍。
[0235]所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的設備，晶片和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
[0236]在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的設備、晶片和方法，可以通過其它的方式實現。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。
[0237]所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。
[0238]另外，在本發明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理單元中，也可以是各個模塊單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成在一個單元中。
[0239]所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬碟、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0240]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，應用在發送端對數據進行處理，包括: 對源自媒體接入控制層的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊； 對所述串行的數據碼塊進行前向糾錯FEC編碼，得到FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，其中，X和Y均為正整數； 以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，a和N均為正整數，且a小於每個所述FEC幀包含的比特的數量。
2.如權利要求1所述乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量，η為乙太網物理層中光通道的數量。
3.如權利要求1或2所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，每個所述FEC幀還包括至少一個用於指示FEC幀中校驗比特的位置的FEC幀標示欄位。
4.如權利要求1至3任一項所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道具體包括: 以a個比特為分發粒度將每Q個FEC幀輪流分發到N路虛通道上； 在每路虛通道中每隔(QX(X+Y))/(NXa)個所述分發粒度插入至少一個對齊字，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據被平均地分發到N路虛通道，所述對齊字被接收端用於確定FEC幀的邊界。
5.如權利要求1至4任一項所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，a具體與所述數據碼塊包含的比特的數量的`正整數倍相同，或者a具體與所述FEC編碼的編碼符號所包含的比特的數量的正整數倍相同。
6.如權利要求1至5任一項所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，所述方法還進一步包括: 在以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道之前，先對所述FEC幀進行加擾處理。
7.如權利要求2至6任一項所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，進一步包括:將來自所述N路虛通道的數據轉換成m路數據，通過m路所述電通道傳輸所述m路數據。
8.如權利要求7所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，所述將來自所述N路虛通道的數據轉換成m路數據，具體包括: 如果N不等於m，則通過比特復用或者碼塊復用將來自每N/m路虛通道的數據復用成一路數據。
9.如權利要求7或8所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，進一步包括: 將來自所述m路電通道的所述m路數據輪循分發成η路數據。
10.如權利要求9所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，所述將來自所述m路電通道的所述m路數據輪循分發成η路數據，具體包括: 將所述m路數據以比特為單位輪循分發成η路數據；或者， 將所述m路數據以碼塊為單位輪循分發成η路數據。
11.如權利要求9或10所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，進一步包括: 將所述η路數據分別調製到η個光載波上，得到η個光信號，通過所述η個光通道將所述η個光信號傳送到接收端。
12.—種乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，所述方法應用在接收端對數據進行處理，包括: 將源自物理媒介相關子層的η路數據適配到N路虛通道，其中，η和N為正整數，適配到每路虛通道的數據均包含同一個前向糾錯FEC幀的一部分； 從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀，其中，每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，X和Y均為正整數； 對所述FEC幀進行FEC解碼，刪除FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量。
14.如權利要求12或13所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，所述從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀，具體包括: 對適配到所述N路虛通道中的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據； 鎖定包含在每路塊同步的數據中的對齊字； 基於鎖定的對齊字，對所述N路塊同步的數據進行對齊和重排處理；` 基於鎖定的對齊字，確定每個FEC幀的邊界，然後從經過對齊和重排處理的N路塊同步的數據中逐個提取出FEC幀。
15.如權利要求12到14任一項所述的乙太網中處理數據的方法，其特徵在於，在所述將源自物理媒介相關子層的η路數據適配到N路虛通道之前，還進一步包括: 對來自η個光通道的光信號分別進行解調，得到所述η路數據。
16.一種乙太網物理層晶片，其特徵在於，包括: 編碼器，用於對源自媒體接入控制層的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊； FEC編碼器，用於對所述串行的數據塊進行FEC編碼，得到FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；每個FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，其中，X和Y均為正整數； 分發模塊，用於以a個比特為分發粒度將所述FEC幀輪流分發到N路虛通道，其中，a和N均為正整數，且a小於一個FEC幀包含的比特的數量。
17.如權利要求16所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量，η為乙太網物理層中光通道的數量。
18.如權利要求16或17所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，所述FEC幀還進一步包括至少一個用於指示FEC幀中校驗比特的位置的FEC幀標示欄位。
19.如權利要求16到18任一項所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，所述分發模塊具體用於: 以a個比特為分發粒度將Q個FEC幀輪流分發到N路虛通道；在每路虛通道中每隔((QX(X+Y))/(NXa)個所述分發粒度插入至少一個對齊字，其中，Q的取值使得每Q個FEC幀的數據被平均地分發到N路虛通道，所述對齊字被接收端用於確定FEC幀的邊界。
20.如權利要求16至19任一項所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，a具體與所述數據碼塊包含的比特的數量的正整數倍相同，或者a具體與所述FEC編碼的編碼符號所包含的比特的數量的正整數倍相同。
21.如權利要求16至20任一項所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，還進一步包括: 擾碼器，用於在所述分發模塊將FEC幀輪流分發到N路虛通道之前先對所述FEC幀進行加擾處理；相應地， 所述分發模塊具體用於以a個比特為分發粒度將經過加擾處理後的FEC幀輪流分發到N路虛通道。
22.如權利要求17至21任一項所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，還進一步包括: 接口適配模塊，用於將來自所述N路虛通道的數據轉換成m路數據。
23.如權利要求22所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，所述接口適配模塊，當N不等於m時，具體用於通過比特復用或者碼塊復用將來自每N/m路虛通道的數據復用成一路數據。
24.一種乙太網物理層晶片，其特徵在於，包括: 接口適配模塊，用於將源自物理層媒介相關子層的η路數據適配到N路虛通道；η和N為正整數，適配到每路虛通道的數據均包含同一個前向糾錯FEC幀的一部分； FEC幀恢復模塊，用於從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特，X和Y均為正整數； FEC解碼器，用於對所述FEC幀進行FEC解碼，然後刪除FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊。
25.如權利要求24所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，N具體為m和η的最小公倍數，m為乙太網物理層中連接相鄰的兩個物理媒介附加子層的電通道的數量。
26.如權利要求24或25所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，所述FEC幀恢復模塊包括: 塊同步子模塊，用於對適配到所述N路虛通道的數據進行塊同步處理，得到N路塊同步的數據； 對齊字鎖定子模塊，用於鎖定 包含在每路塊同步的數據中的對齊字； 對齊和重排子模塊，用於基於鎖定的對齊字，對所述N路塊同步的數據進行對齊和重排處理； 幀提取子模塊，用於基於鎖定的對齊字，確定所述FEC幀的邊界，然後從經過對齊和重排處理的的N路塊同步的數據中逐個提取出所述FEC幀。
27.如權利要求24至26任一項所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，所述FEC幀恢復模塊還進一步包括:解擾器，用於在幀恢復子模塊之前，先對從經過對齊和重排處理的N路塊同步的數據進行解擾處理；相應地， 所述幀提取子模塊具體用於從解擾器輸出的數據中逐個提取出所述FEC幀。
28.如權利要求24至27任一項所述的乙太網物理層晶片，其特徵在於，還進一步包括: 解碼器，用於對FEC解碼器輸出的串行的數據碼塊進行線路解碼。
29.一種乙太網設備，其特徵在於，包括媒體接入控制層晶片、光模塊、如權利要求16至23任一項所述的乙太網物理層晶片，以及連接所述乙太網物理層晶片和所述光模塊的m個電通道； 所述物理層晶片，用於將來自所述媒體接入控制層晶片的數據進行線路編碼，得到串行的數據碼塊；對所述串行的數據碼塊進行FEC編碼，得到形成FEC幀，具體包括:每隔X個連續的數據比特插入針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；以a個比特為分發粒度將FEC幀輪流分發到N路虛通道；將來自所述N路虛通道的數據適配到所述m個電通道；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對所述X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的校驗比特；a、N、X和Y均為正整數，且a小於一個FEC幀包含的比特數量； 所述光模塊，用於將通過所述m個電通道輸入的數據轉換成η路數據，將所述η路數據分別調製到η個光載波上，得到η路光信號，將所述η路光信號分別發送到η路光通道，其中，m和η均為正整數。
30.一種乙太網設備，其特徵在於，包括媒體接入控制層晶片、光模塊、如權利要求24至28任一項所述的乙太網物理層晶片，以及連接所述乙太網物理層晶片和所述光模塊的m個電通道； 所述光模塊，用於接收通過η路光通道傳輸過來的η路光信號，從所述η路光信號中解調出η路數據，將η路數據轉換成m路數據，將所述m路數據通過所述m個電通道發送給所述乙太網物理層晶片，其中，m和η均為正整數； 所述乙太網物理層晶片，用於接收從所述m個電通道傳輸過來的m路數據，將其適配到N路虛通道，從適配到所述N路虛通道的數據中逐個提取出FEC幀，對所述FEC幀進行FEC解碼，然後刪除每個FEC幀中的校驗比特，恢復出串行的數據碼塊，將所述串行的數據碼塊進行線路解碼後發送給所述媒體接入控制層晶片；適配到每路虛通道的數據中均包含同一個FEC幀的一部分；每個所述FEC幀包含X個連續的數據比特和針對該X個連續的數據比特進行FEC編碼所產生的Y個校驗比特；N、X和Y均為正整數。
【文檔編號】H04L1/00GK103797742SQ201380002435
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年1月4日 優先權日:2013年1月4日
【發明者】蘇偉, 曾理, 崔凱 申請人:華為技術有限公司