一種無源光網絡成幀方法和設備的製作方法

2023-04-24 15:46:16

一種無源光網絡成幀方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種設備，其包括光線路終端(OLT)，所述OLT經配置以耦合到多個光網絡單元(ONU)且將多個下遊幀傳輸到所述ONU，其中所述下遊幀中的每一者包括多個前向錯誤校正(FEC)代碼字及多個額外的未經FEC編碼的字節，其中包括受到標頭錯誤控制(HEC)代碼保護的同步信息。本發明提供一種設備，其包括處理單元，所述處理單元經配置以將控制數據、用戶數據或這兩個數據設置成下遊幀中的多個FEC代碼字，且將物理同步序列(PSync)、超幀結構及無源光網絡識別符(PON-ID)結構設置成下遊幀中的多個額外的未經FEC編碼的字節，所述設備還包括傳輸單元，所述傳輸單元經配置以在125微秒窗內在下遊幀中傳輸FEC代碼字及額外的未經FEC編碼的字節。
【專利說明】一種無源光網絡成幀方法和設備
[0001]本發明要求羅遠秋等人於2009年12月16日遞交的發明名稱為「HEC保護XG-PONl下遊幀同步模式」的美國臨時專利申請61/287，024及羅遠秋等人於2010年9月17日遞交的發明名稱為「標頭錯誤控制保護萬兆比特無源光網絡下遊幀同步模式」的美國非臨時專利申請12/884，566的在先申請優先權，該在先申請的內容以全文引入的方式併入本文本中。

【技術領域】
[0002]本發明涉及通信技術，確切地說，涉及標頭錯誤控制保護萬兆比特無源光網絡下遊幀同步模式。
[0003]發明背景
[0004]無源光網絡(PON)是一種用於經由「最後一英裡」提供網絡接入的系統。PON是點對多點網絡，其包括中央局處的光線路終端(OLT)、光分配網絡(ODN)，及客戶駐地處的多個光網絡單元(ONU)。在一些PON系統，例如千兆比特PON(GPON)系統中，以大約2.5千兆比特/秒(Gbps)的速度廣播下遊數據，以大約1.25Gbps的速度傳輸上遊數據。但是，預計PON系統的帶寬能力會隨著業務需求的增加而增加。為了滿足增加的業務需求，有些新近出現的PON系統，例如下一代接入(NGA)系統，經過重新配置，以更高的帶寬，例如大約十Gbps,來傳送數據幀，且可靠度及效率得到了改良。


【發明內容】

[0005]在一個實施例中，本發明包含一種設備，其包括0LT，所述OLT經配置以耦合到多個0NU，且將多個下遊幀傳輸到所述0NU，其中所述下遊幀中的每一者包括多個前向錯誤校正(FEC)代碼字及多個額外的未經FEC編碼的字節，其中包括受到標頭錯誤控制(HEC)代碼保護的同步信息。
[0006]在另一實施例中，本發明包含一種設備，其包括處理單元，所述處理單元經配置以將控制數據、用戶數據或這兩個數據設置成下遊幀中的多個FEC代碼字，且將物理同步序列(PSync)、超幀結構及無源光網絡識別符(PON-1D)結構設置成下遊幀中的多個額外的未經FEC編碼的字節，所述設備還包括傳輸單元，所述傳輸單元經配置以在125微秒窗內在下遊幀中傳輸FEC代碼字及額外的未經FEC編碼的字節。
[0007]在又一實施例中，本發明包含一種方法，其包括在ONU處實施同步狀態機，所述同步狀態機包括多個下遊幀的尋找狀態、預同步狀態及同步狀態，其中所述下遊幀中的每一者包括物理同步塊(PSBd)，所述物理同步塊包括物理同步(PSync)模式、超幀結構及PON-1D結構，其中所述超幀結構包括超幀計數器及保護所述超幀結構的第一 HEC，且其中所述PON-1D結構包括PON-1D及保護所述PON-1D結構的第二 HEC。
[0008]根據結合附圖及權利要求書進行的以下詳細描述，將更清楚地理解這些及其它特徵。
[0009]附圖簡沭
[0010]為了更完整地理解本發明，現在參考以下結合附圖及詳細描述進行的簡要描述，其中相同參考標號表不相同部分。
[0011]圖1是PON的一實施例的示意圖。
[0012]圖2是幀的一實施例的示意圖。
[0013]圖3是幀的一部分的一實施例的示意圖。
[0014]圖4是幀的一部分的另一實施例的示意圖。
[0015]圖5是同步狀態機的一實施例的示意圖。
[0016]圖6是PON成幀方法的一實施例的流程圖。
[0017]圖7是經配置以實施PON成幀方法的設備的一實施例的示意圖。
[0018]圖8是通用計算機系統的一實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0019]首先應理解，儘管下文提供一個或一個以上實施例的說明性實施方案，但可使用任何種技術，不管是當前已知還是現有的，來實施所揭示的系統及/或方法。本發明決不應限於下文所說明的說明性實施方案、圖式及技術，包含本文所說明並描述的示範性設計及實施方案，而是可在所附權利要求書的範圍以及其等效物的完整範圍內加以修改。
[0020]在PON系統中，可使用FEC方案來校正多個幀中的錯誤。根據FEC方案，所傳輸的幀可包括多個FEC代碼字，所述代碼字可包括多個數據塊及奇偶校驗塊。接著，可使用「狀態機」將對應於FEC代碼字的每一定量的塊對準或「鎖定」在例如ONU或OLT處的緩衝器、成幀器或存儲器位置中。可在逐個檢測了 FEC代碼字的數據塊及奇偶校驗塊並驗證了塊的順序與FEC代碼字的預期塊順序匹配之後鎖定FEC代碼字。否則，當檢測到塊是無序的時，可在塊的順序中的第二個塊的位置重新開始所述過程，檢測並鎖定正確的塊順序。
[0021]本文中揭示的是一種用於支持PON系統，例如萬兆PON(XGPON)中的傳輸同步及錯誤檢測/校正的系統及方法。所述系統及方法使用一種在PON中支持FEC方案並提供傳輸同步的成巾貞機制。可在多個傳輸窗內，例如在大約125微秒的時間周期中傳輸巾貞,其中每一傳輸窗可包括用於錯誤檢測/校正的整數個多個FEC代碼字。傳輸窗還可包括額外或附加的字節，可用於進行傳輸同步。附加的字節可包括幀同步及/或時間同步，且可能未經FEC編碼(例如，不受到FEC保護)，因此可能不通過FEC方案加以處理。實際上，附加的字節還可包括HEC編碼，其可提供對於幀中的同步信息的錯誤檢測/校正。
[0022]圖1說明PON 100的一個實施例。PON 100包括一 OLT 110、多個ONU 120及一ODN 130，ODN 130可耦合到OLT 110及ONU 120。PON 100可為不需要任何有效組件來在OLT 110與ONU 120之間分配數據的通信網絡。實際上，PON 100可使用ODN 130中的無源光組件來在OLT 110與ONU 120之間分配數據。PON 100可為NGA系統，例如萬兆比特GPON(或XGP0N)，其可具有約十Gbps的下遊帶寬及至少約2.5Gbps的上遊帶寬。合適的PON 100的其它實例包含由國際電信聯盟電信標準化部門(ITU-T)G.983標準界定的異步傳遞模式PON(APON)及寬帶PON(BPON)、由ITU-TG.984標準界定的GP0N、由電氣與電子工程師協會(IEEE)802.3ah標準界定的乙太網PON(EPON)、IEEE 802.3av標準中描述的萬兆比特ΕΡ0Ν，及波分多路復用(WDM) PON(WPON)，其全部以全文引用的方式併入本文中。
[0023]在一實施例中，OLT 110可為經配置以與ONU 120及另一網絡(未圖示)通信的任何裝置。具體來說，OLT 110可充當其它網絡與ONU 120之間的媒介物。舉例來說，OLT110可將從網絡接收到的數據轉發到ONU 120，且將從ONU 120接收到的數據繼續轉發到其它網絡上。雖然OLT 110的具體配置可依據PON 100的類型而變化，但在一實施例中，OLT110可包括發射器及接收器。當其它網絡正在使用與PON 100中所使用的PON協議不同的網絡協議，例如乙太網或同步光聯網(SONET)/同步數字體系(SDH)時，OLT 110可包括將所述網絡協議轉換為PON協議的轉換器。OLT 110轉換器還可將PON協議轉換成所述網絡協議。OLT 110可通常位於中央位置，例如中央局，但也可位於其它位置。
[0024]在一實施例中，ONU 120可為經配置以與OLT 110及客戶或用戶(未圖示)通信的任何裝置。具體來說，ONU 120可充當OLT 110與客戶之間的媒介物。舉例來說，OLT 120可將從OLT 110接收到的數據轉發給客戶，且將從客戶接收到的數據繼續轉發到OLT 110上。雖然ONU 120的具體配置可依據PON 100的類型而變化，但在一實施例中，ONU 120可包括經配置以將光信號發送到OLT 110的光發射器，及經配置以從OLT 110接收光信號的光接收器。另外，ONU 120可包括為客戶將光信號轉換為例如乙太網協議的信號等電信號的轉換器，及可發送及/或接收去往客戶裝置的電信號的第二發射器及/或接收器。在一些實施例中，ONU 120及光網絡終端(ONT)是類似的，因此在本文中可互換使用這些術語。通常，ONU可位於分散的位置，例如客戶駐地，但也可位於其它位置。
[0025]在一實施例中，ODN 130可為數據分配系統，其可包括光纖纜線、耦合器、分離器、分配器及/或其它設備。在一實施例中，光纖纜線、耦合器、分離器、分配器及/或其它設備可為無源光組件。具體來說，光纖纜線、耦合器、分離器、分配器及/或其它設備可為不需要任何電力來在OLT 110與ONU 120之間分配數據信號的組件。或者，ODN 130可包括一個或多個處理設備，例如光放大器。ODN 130可通常以圖1中所示的分支配置從OLT 110延伸到0NU120，但也可以任何其它點對多點配置來配置。
[0026]在一實施例中，OLT 110、ONU 120或這兩者可經配置以實施FEC方案來控制或減少傳輸錯誤。FEC方案的一部分內容是，可在傳輸之前將數據與錯誤校正碼組合，錯誤校正碼可包括冗餘數據。舉例來說，可將數據及錯誤校正碼封裝或成幀為FEC代碼字，可由另一PON組件來接收及解碼所述代碼字。在一些實施例中，所述FEC代碼字可包括錯誤校正碼，且可與數據一起傳輸，不修改數據比特。當接收到錯誤校正碼時，無需傳輸額外數據，即可檢測並校正所傳輸的數據中的至少一些錯誤，例如比特錯誤。除了數據之外還傳輸錯誤校正碼，這樣可能會消耗至少一些信道帶寬，因此可能會減少可供數據使用的帶寬。但是可對錯誤檢測使用FEC方案而不是專用的反向信道，這樣可減少錯誤檢測方案的複雜度、成本或這兩個方面。
[0027]FEC方案可包括狀態機模型，可用於鎖定FEC代碼字，例如確定代表FEC代碼字的多個接收到的塊是否準確地對準或順序正確。要正確地獲得數據及錯誤校正碼，可能必須鎖定FEC代碼字或驗證FEC塊的對準。舉例來說，0LT110、0NU 120或這兩者可包括FEC處理器，所述處理器可為硬體，例如電路，或實施狀態機模型的軟體。FEC處理器可耦合到OLT110或ONU 120處的對應接收器及/或解幀器，且可使用模/數轉換、調製及解調、線性編碼及解碼或以上方案的組合。還可將包括接收到的塊的FEC代碼字鎖定於耦合到FEC處理器及接收器的存儲器位置或緩衝器。
[0028]通常可在例如大約125微秒的多個對應固定時間窗內，在多個GPON傳送器(GTC)幀中，例如在GTC層處，傳輸PON系統中的下遊數據。GTC幀可包括下遊物理控制塊(PCBd)及GTC有效負載(例如，用戶數據)，其可能並不包括時間或日時間(ToD)信息。但是，為了建立PON傳輸同步，可能在傳輸的幀中需要ToD信息或任何其它同步信息。在一實施例中，OLT 110可經配置以例如在對應傳輸窗中、在下遊幀中將ToD信息及/或任何其它同步信息傳輸到ONU 120。下遊幀還可支持用於錯誤檢測及校正的FEC方案。因此，傳輸窗可包括FEC代碼字，FEC代碼字可包括數據及錯誤校正碼及時間或ToD信息。具體來說，傳輸窗可包括整數多個FEC代碼字及可能未經FEC編碼的多個附加或額外字節，因此可能不使用FEC方案處理或保護以免於出現錯誤。額外或附加字節可用於提供PON傳輸的時間(例如，ToD)及/或同步信息，且還可包括可用於檢測及/或校正同步數據中的任何錯誤的HEC編碼。
[0029]舉例來說，OLT 110可在大約125微秒的對應時間窗或任何固定長度的時間窗內在多個XGPON傳送器(XGTC)幀中傳輸下遊數據。XGTC幀(及對應的時間窗)可包括有效負載，有效負載中包括FEC代碼字，例如使用裡德一所羅門(RS) (248，X)FEC編碼(例如，x等於大約216或大約232)的大約627個FEC代碼字。此外，XGTC幀(及對應的時間窗)可包括額外的字節(例如，在PCBd中)，例如大約24個字節，包括如下文詳細描述的同步及/或時間同步數據及HEC編碼。
[0030]圖2說明幀200的一實施例，其可包括經FEC編碼的控制及/或用戶數據及未經FEC編碼的同步信息。舉例來說，幀200可對應於GTC或XGTC巾貞，例如從OLT 110到ONU120的下遊，且可在固定的時間窗內傳輸。幀200可包括第一部分210及第二部分211。第一部分210可對應於GTC或XGTC PCBd或標頭，且可包括時間或同步信息，例如PSync模式、ToD、其它時間及/或幀同步信息或以上各項的組合。具體來說，時間或同步信息可能未經FEC編碼，且可與第一部分210中的HEC編碼相關聯，所述HEC編碼可用於檢測/校正可能在第一部分210中出現的多個比特錯誤。下文更詳細地描述第一部分210。在一實施例中，幀200可對應於使用RS (248，X)編碼的GTC或XGTC幀，因此第一部分210可包括大約24個字節。雖然在圖2中第一部分210是在第二部分211前面，但是在其它實施例中，第一部分210可位於幀200的其它位置，例如在第二部分211後面。
[0031]第二部分211可對應於GTC或XGTC有效負載，且可包括多個可能經FEC編碼的代碼字。舉例來說，第二部分211可包括整數多個FEC代碼字。GTC或XGTC有效負載可包括有效負載長度下遊(Plend) 212、上遊帶寬圖(USBWmap) 214、至少一個物理層操作、管理與維護(PLOAM)欄位216及有效負載218。Plend 212可包括多個子欄位，包含B長度(Blen)及循環冗餘校驗(CRC)。Blen可指示US Bffmap 214的長度，例如以字節為單位。CRC可用於例如在ONU 120處驗證接收到的幀200中是否存在錯誤。舉例來說，當CRC失敗時，可丟棄幀200。在一些支持異步傳送模式(ATM)通信的PON系統中，子欄位還可包含A長度(Alen)子欄位，其指示ATM有效負載的長度，所述ATM有效負載可包括幀200的一部分。USBffmap 214可包括塊或子欄位的陣列，其中的每一者可包括對單個傳送器(TC)的單個帶寬分配，可用於管理GTC層中的上遊帶寬分配。TC可為GTC層中的輸送實體，其可經配置以將較高層信息從輸入端傳送到輸出端，例如從OLT到ONU。BWmap 214中的每一塊可包括多個子欄位，例如分配識別符(Al 1c-1D)、旗標、開始時間(SStart)、停止時間(SStop)、CRC或以上各項的組合。
[0032]PLOAM欄位216可包括PLOAM消息，所述消息可從OLT被發送到0NU，且包含操作、管理與維護(OAM)相關告警或由系統事件觸發的閾值越限告警。PLOAM欄位216可包括多個子欄位，例如ONU識別符(ONU-1D)、消息識別符(消息ID)、消息數據及CRC。ONU-1D可包括地址，所述地址可被指派給ONU中的一者，且可由所述ONU用來檢測其預期消息。消息ID可指示PLOAM消息的類型，且消息數據可包括PLOAM消息的有效負載。CRC可用來驗證接收到的PLOAM消息中是否存在錯誤。舉例來說，當CRC失敗時，可丟棄PLOAM消息。幀200可包括對應於不同ONU的不同PLOAM 216，所述不同ONU可由不同ONU-1D指示。有效負載218可包括廣播數據(例如，用戶數據)。舉例來說，有效負載218可包括GPON封裝方法(GEM)有效負載。
[0033]圖3說明可包括未經FEC編碼的同步信息的例如在下遊GTC或XGTC幀中的幀部分300的實施例。舉例來說，幀部分300可對應於幀200的第一部分210。幀部分300可包括PSync欄位311、以秒為單位的ToD(ToD-Sec)欄位315及以毫微秒為單位的ToD (ToD-Nanosec)欄位321。在一實施例中，幀部分300可包括大約24個字節，其中PSync欄位31 UToD-Sec欄位315及以毫微秒為單位的ToD欄位321中的每一者可包括大約八個字節。此外，PSync欄位311、ToD-Sec欄位315及ToD-Nanosec欄位321中的每一者可包括HEC編碼，其可用於檢測/校正對應欄位中的錯誤。
[0034]PSync欄位311可包括PSync模式312及HEC欄位314。可在ONU處，例如在耦合到接收器的數據成幀器處使用PSync模式312，檢測下遊幀部分300 (或幀200)的開頭且相應地建立同步。舉例來說，PSync模式312可對應於可能未經加擾的固定模式。HEC欄位314可提供用於PSync欄位311的錯誤檢測及校正。舉例來說，HEC 314可包括對應於博斯及裡德一查德瑞(BCH)代碼的多個比特，其具有生成多項式及單個奇偶校驗比特。在一實施例中，PSync模式312可包括大約51個比特，且HEC欄位314可包括大約13個比特。
[0035]ToD-Sec欄位315可包括秒欄位316、預留(Rev)欄位318及第二 HEC欄位320。秒欄位316可包括以秒為單位的與幀相關聯的ToD的整數部分，預留欄位318可被預留，或者可能不被使用。第二 HEC 320的配置方式可大致類似於HEC 314，且可提供對ToD-Sec欄位315的錯誤檢測及校正。在一實施例中，秒欄位316可包括大約48個比特，預留欄位318可包括大約三個比特，第二 HEC欄位320可包括大約13個比特。
[0036]ToD-Nanosec欄位321可包括毫微秒欄位322、第二預留(Rev)欄位324及第三HEC欄位326。暈微秒欄位322可包括以暈微秒為單位的與巾貞相關聯的ToD的小數部分，且第二預留欄位324可被預留，或者可能不被使用。第三HEC 326的配置方式可大致類似於HEC 314，且可提供對ToD-Nanosec欄位321的錯誤檢測及校正。在一實施例中，毫微秒欄位322可包括大約32個比特，第二預留欄位324可包括大約19個比特，第三HEC欄位326可包括大約13個比特。
[0037]圖4說明幀部分400的另一實施例，其可包括未經FEC編碼的同步信息。舉例來說，幀部分400可對應於下遊GTC或XGTC幀中的PSBd。PSBd 410可包括PSync模式412、超幀結構414及PON-1D結構420。在一實施例中，幀部分200或PSBd可包括大約24個字節，其中Psync模式412、超幀結構414及PON-1D結構420中的每一者可包括大約八個字節。此外，超幀結構414及PON-1D結構420中的每一者可包括HEC編碼，可用於檢測/校正對應欄位中的錯誤。
[0038]PSync模式412可用於檢測幀中的PSBd的開頭，且可包括大約64個比特。ONU可使用PSync模式412在下遊幀邊界上對準幀。PSync模式412可包括固定模式，例如0xC5E51840 FD59 BB49。超幀結構414可包括超幀計數器416及HEC代碼418。超幀計數器416可對應於超幀結構414的大約51個最高有效比特，且可指定所傳輸的下遊幀的順序。對於每一下遊(XGTC或GTC)幀，超幀計數器416可包括大於先前傳輸的下遊幀的值。當超幀計數器316達到最大值時，可將後續下遊幀中的後續超幀計數器316設置成大約為零。HEC代碼418可對應於超幀結構414的大約13個最低有效比特，且其配置方式可大致類似於上述HEC欄位。HEC代碼418可為對幀標頭的大約63個初始比特進行操作的BCH代碼與單個奇偶校驗比特的組合。
[0039]PON-1D 結構 420 可包括 PON-1D 422 及第二 HEC 代碼 424。PON-1D 422 可對應於PON-1D結構420的大約51個比特，且HEC代碼可對應於其餘的大約13個比特。PON-1D 422可由OLT設置且由ONU使用來檢測保護倒換事件或用於生成安全密鑰。第二 HEC代碼424的配置可大致類似於上述HEC欄位。具體來說，HEC代碼418可用來檢測/校正超幀計數器416中的錯誤，且第二 HEC代碼424可用來檢測/校正PON-1D 422中的錯誤。
[0040]由於可將同步信息封裝在下遊幀中未經FEC編碼的多個附加字節中，所以如在幀部分300或幀部分400中所述，可將HEC代碼添加到附加字節中的同步信息，以在ONU處提供用於同步信息的充分或可接受的錯誤檢測/校正能力。在多種情況下，此HEC編碼方案可提供高效的錯誤檢測/校正。舉例來說，當ONU處於深度休眠情形時，ONU可在每個特定時間周期(例如，每大約10微秒)重新鎖定到0LT。因此，在假鎖定的情況下，在未受FEC編碼的附加字節(例如，大約24個字節)中，可能會出現多個錯誤。但是，使用附加字節中的HEC代碼，防止或解決這些錯誤的概率可能相當高。
[0041]舉例來說，在PON下遊傳輸中的大約le-03的比特錯誤率(BER)的情況下，可使用包括下遊幀中的對應大約八個字節的欄位內的大約13個比特的HEC代碼，例如上述HEC欄位，來檢測對應八個字節的欄位中的多達大約三個比特錯誤，且校正其中的多達大約兩個比特錯誤。在此情況下，在使用HEC方案後獲得對應大約八個字節的欄位中的大約三個比特錯誤的概率可能相當小，例如大約等於0.0039%。使用HEC方案，可檢測到這三個比特錯誤但可能無法加以校正。此外，在使用HEC方案後獲得對應大約八個字節的欄位中的大約四個或四個以上比特錯誤的概率可能大約等於0.0001%。但是，使用HEC方案獲得大約兩個或不到兩個錯誤比特的機率可能相當高，例如大約等於99.996%。使用HEC方案可檢測到這兩個比特錯誤並加以校正。
[0042]在幀鎖定過程期間，可用接收到的幀中的至少大約兩個可校正PSync模式來高效地驗證幀。舉例來說，如果已經例如在兩個連續的大約八個字節的欄位中接收到並正確地校正至少大約兩個PSync模式，例如PSync模式312，則ONU可成功地鎖定下遊幀。使用例如HEC欄位314中的兩個對應HEC代碼來正確地檢測到兩個連續PSync模式的概率可能相當高,例如大約等於99.996%的二次方或大約99.992% (例如99.996% 2 = 99.992% )因此，如圖2、圖3及圖4所述使用包括HEC編碼的大約24個附加字節，可讓ONU能夠以相當高水平的確定性(例如，大約99.992% )成功地鎖定下遊幀。
[0043]此外，在ONU處建立假鎖的機率可能需要檢測到包括相同固定模式(例如，包括相同比特錯誤)的兩個連續PSync欄位。當在這兩個PSync模式中可能都存在大約四個比特錯誤時，發生此情形的可能性最大。通過64*63*62*61/(1*2*3*4)或大約1/635,376%當中的一個二項式係數，可計算出接收到兩個對應大約64個比特中的相同大約四個比特(或幀中的大約24個附加字節)的概率。因此，獲得兩個假PSync模式的機率可能等於大約0.0001%的二次方或大約le-12%。因此，建立假鎖的機率可能大約等於(1/635376)x(le-12)的乘積或大約5e_19%，這個機率可以忽略不計。在重新鎖定的相對深度休眠的情形下，例如大約每十微秒，此情形可對應於大約每1.7el6秒發生一次假鎖，這是可容忍的。
[0044]圖5說明同步狀態機500的實施例，其可由ONU用來同步下遊傳輸幀，例如幀200。同步狀態機500可使用下遊幀中的可能未經FEC編碼的PSync模式，例如PSync模式312或PSync模式412。PSync模式可位於下遊幀的一部分中，例如PSBd、幀部分300或第一部分210。在一些實施例中，PSync模式可受到HEC代碼，例如HEC欄位314保護。
[0045]ONU可例如使用軟體、硬體或這兩者來實施同步狀態機500。同步狀態機500可在尋找狀態510下開始，其中可執行在所有可能對準(例如，比特及/或字節對準)方面對PSync模式的搜索。如果找到正確的PSync模式，則同步狀態機500可轉變為Pre-Sync狀態520，其中可執行對在最後檢測到的PSync模式之後相隔固定時間長度(例如，大約125微秒)的第二 PSync模式的搜索。如果未在Pre-Sync狀態520下成功地找到第二 PSync模式，則同步狀態機500可從Pre-Sync狀態520返回到尋找狀態510。如果在Pre-Sync狀態520下成功地找到第二 PSync模式，則同步狀態機500可轉變成Sync狀態530。如果達到Sync狀態530，則同步狀態機500可宣布下遊幀被成功同步，隨後可開始對幀進行處理。在一實施例中，如果ONU檢測到M個連續的不正確的PSync欄位或模式(M是整數)，則同步狀態機500可宣布下遊幀的同步不成功，且返回到尋找狀態510。舉例來說，M可大約等於五。
[0046]圖6說明成幀方法600的一實施例，例如OLT可在將例如XGTC或GTC幀等下遊幀發送到ONU之前使用此方法將下遊幀成幀。下遊幀可包括可經FEC編碼的控制及/或用戶數據，及/或可能未經FEC編碼的同步及/或時間數據。但是，可使用HEC代碼在下遊幀中保護同步及/或時間數據中的至少一些。在框610處，可將控制數據、用戶數據或這兩者(控制/用戶數據)封裝到下遊幀中的整數多個FEC代碼字中。舉例來說，可將控制/用戶數據轉換成可位於XGTC或GTC有效負載部分中的多個FEC代碼字。舉例來說，控制/用戶數據可包括Plend、多個PLOAM欄位或消息、用戶有效負載或以上各項的組合。
[0047]在框620處，可在下遊幀中沒有FEC編碼的多個其餘字節中封裝同步/時間數據及對應的HEC代碼。舉例來說，同步數據可位於XGTC或GTC的PCBd或PSBd部分中。同步/時間數據可包括多個同步元素，例如PSync模式、ToD、P0N ID或以上各項的組合。同步/時間數據還可包括同步/時間元素，例如ToD、PON ID及/或PSync模式中的至少一些的對應HEC代碼或欄位。在框630處，可在下遊幀中傳輸包括控制/用戶數據的FEC代碼字及包括同步/時間數據及對應的HEC代碼的其餘字節。方法600隨後可結束。
[0048]圖7說明可經配置以實施PON成幀方法600的設備700的實施例。所述設備可包括處理單元710及傳輸單元720，其可經配置以實施方法600。舉例來說，處理單元710及傳輸單元720可對應於硬體、固件及/或經安裝以運行硬體的軟體。處理單元710可經配置以如上文在步驟610及620中所述，將控制數據、用戶數據或這兩者設置成下遊幀中的多個FEC代碼字，且在下遊幀中的多個額外的未經FEC編碼的字節中設置同步信息。同步信息可包括PSync欄位311、ToD-Sec欄位315及ToD-Nanosec欄位321。或者，同步信息可包括PSync模式412、超幀結構414及PON-1D結構420。處理單元710可接著將FEC代碼字及額外的未經FEC編碼的字節轉發給傳輸單元720。傳輸單元720可經配置以在固定時間窗，例如大約125微秒內，在下遊幀中傳輸FEC代碼字及額外的未經FEC編碼的字節。在其它實施例中，處理單元710及傳輸單元720可組合成單個組件，或者可包括多個子組件，其可實施方法600。
[0049]可在任何通用網絡組件上，例如在具有足以處置所施加的必要工作負載的處理能力、存儲器資源及網絡吞吐量能力的計算機或網絡組件實施上述網絡組件。圖8說明適合於實施本文中揭示的組件的一個或一個以上實施例的典型的通用網絡組件800。網絡組件800包含處理器802 (其可稱為中央處理器單元或CPU)，其與存儲器裝置、輸入/輸出(I/O)裝置810及網絡連接裝置812通信，存儲器裝置包含次要存儲裝置804、只讀存儲器(ROM) 806、隨機存取存儲器(RAM) 808。處理器802可實施為一個或一個以上CPU晶片，或者可為一個或一個以上專用集成電路(ASIC)的一部分。
[0050]次要存儲裝置804通常由一個或一個以上磁碟驅動器或磁帶驅動器組成，用於數據的非易失性存儲，且用作溢流數據存儲裝置，前提是RAM 808的大小不足以保持所有工作數據。次要存儲裝置804可用於存儲程序，當選擇這些程序來執行時，將所述程序加載到RAM 808中。ROM 806用於存儲在程序執行期間讀取的指令以及可能的數據。ROM 806為非易失性存儲器裝置，相對於次要存儲裝置804的較大存儲器容量，其存儲器容量通常較小。RAM 808用於存儲易失性數據且可能用於存儲指令。對ROM 806及RAM 808的存取通常都比對次要存儲裝置804的存取快。
[0051]揭示至少一個實施例，且所屬領域的技術人員對所述實施例及/或所述實施例的特徵的變化、組合及/或修改在本發明的範圍內。因組合、整合及/或省略所述實施例的特徵而產生的替代實施例也在本發明的範圍內。在明確陳述數值範圍或限制的情況下，應將這些表達範圍或限制理解為包含屬於明確陳述的範圍或限制內的類似量值的重複範圍或限制(例如，從約I到約10包含2、3、4等；大於0.10包含0.11,0.12,0.13等)。舉例來說，每當揭示具有下限Rl及上限Ru的數值範圍時，具體來說是揭示屬於所述範圍的任何數字。確切地說，具體來說揭示處於所述範圍內的以下數字:R = Rl+k*(Ru-Rl)，其中k是範圍從百分之I到百分之100的變量，且增量為百分之1，即，k為百分之1、百分之2、百分之3、百分之4、百分之5,...,百分之50、百分之51、百分之52,...,百分之95、百分之96、百分之97、百分之98、百分之99，或百分之100。此外，還特定揭示由如上文所定義的兩個R數字定義的任何數值範圍。相對於權利要求的任一元素使用術語「任選地」意味著所述元素是需要的，或者所述元素是不需要的，兩種替代方案均在所述權利要求的範圍內。使用例如包括、包含及具有等較廣術語應被理解為提供對例如由……組成、基本上由……組成以及大體上由……組成等較窄術語的支持。因此，保護範圍不受上文所陳述的描述限制，而是由所附權利要求書界定，所述範圍包含所附權利要求書的標的物的所有等效物。每一及每個權利要求作為進一步揭示內容併入說明書中，且所附權利要求書是本發明的實施例。揭示內容中對參考專利的論述並不是承認其為現有技術，尤其是
【公開日】期在本發明的在先申請 優先權日:期之後的任何參考專利。本發明中所引用的所有專利、專利申請案及公開案的揭示內容特此以引用的方式併入本文中，其提供補充本發明的示範性、程序性或其它細節。
[0052]雖然本發明中已提供若干實施例，但應理解，在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，所揭示的系統及方法可以許多其它特定形式來體現。本發明的實例應被視為說明性的而非限制性的，且本發明不限於本文所給出的細節。舉例來說，各種元件或組件可在另一系統中組合或集成，或某些特徵可省略或不實施。
[0053]另外，在不脫離本發明的範圍的情況下，各種實施例中描述及說明為離散或單獨的技術、系統、子系統及方法可與其它系統、模塊、技術或方法組合或整合。展示或論述為彼此耦合或直接耦合或通信的其它項目也可以電方式、機械方式或其它方式通過某一接口、裝置或中間組件間接地耦合或通信。改變、替代及更改的其它實例可由所屬領域的技術人員確定，且可在不脫離本文所揭示的精神及範圍的情況下作出。
【權利要求】
1.一種無源光網絡PON成幀設備，其包括: 光線路終端(OLT)，其經配置以耦合到多個光網絡單元(ONU)且將多個下遊幀傳輸到所述ONU ； 其中所述下遊幀中的每一者包括多個前向錯誤校正(FEC)代碼字及多個額外的未經FEC編碼的字節，所述多個額外的未經FEC編碼的字節包括受到標頭錯誤控制(HEC)代碼保護的同步信息。
2.根據權利要求1所述的PON成幀設備，其中所述未經FEC編碼的字節的長度是24個字節。
3.根據權利要求2所述的PON成幀設備，其中所述同步信息包括八個字節的物理同步序列、八個字節的超幀結構，及八個字節的無源光網絡識別符(PON-1D)結構。
4.根據權利要求3所述的PON成幀設備，其中所述HEC代碼包括13個比特的第一HEC代碼及13個比特的第二 HEC代碼，其中所述超幀結構包括51個比特的超幀計數器及所述第一 HEC代碼，其中所述PON-1D結構包括51個比特的PON-1D及所述第二 HEC代碼，其中所述第一 HEC代碼保護所述超幀計數器，且其中所述第二 HEC代碼保護所述P0N-1D。
5.根據權利要求2所述的PON成幀設備，其中所述同步信息包括物理同步(PSync)欄位、以秒為單位的日時間(ToD-Sec)欄位及以毫微秒為單位的日時間(ToD-Nanosec)欄位，且其中所述PSync欄位、所述ToD-Sec欄位及所述TOD-Nanosec欄位中的每一者的長度為八個字節，且受到HEC代碼的保護。
6.根據權利要求5所述的PON成幀設備，其中所述Psync欄位包括51個比特的PSync序列，其受到第一 13個比特的HEC代碼的保護，其中所述ToD-Sec欄位包括48個比特的秒欄位及三個比特的預留欄位，其受到第二 13個比特的HEC代碼的保護，且其中所述ToD-Nanosec欄位包括32個比特的毫微秒欄位及19個比特的預留欄位，其受到第三13個比特的HEC欄位的保護。
7.根據權利要求2所述的PON成幀設備，其中FEC代碼字的數目等於627個FEC代碼字。
8.根據權利要求2所述的PON成幀設備，其中所述FEC代碼字是使用裡德一所羅門(RS) (248，x)FEC編碼來編碼的，其中x等於216或232。
9.根據權利要求1所述的PON成幀設備， 其中所述下遊幀是萬兆比特無源光網絡傳送器(XGTC)幀，其包括下遊物理同步塊(PSBd)及XGTC有效負載， 其中所述PSBd包括24個未經FEC編碼的字節， 其中所述PSBd包括所述同步信息，且 其中所述XGTC有效負載包括所述FEC代碼字。
10.一種無源光網絡PON設備，其包括: 光網絡單元(ONU)，其經配置以耦合到光線路終端(OLT)且從所屬OLT接收多個下遊幀； 其中所述下遊幀中的每一者包括多個前向錯誤校正(FEC)代碼字及多個額外的未經FEC編碼的字節，所述多個額外的未經FEC編碼的字節包括受到標頭錯誤控制(HEC)代碼保護的同步信息。
11.根據權利要求10所述的PON設備，其中所述未經FEC編碼的字節的長度是24個字節。
12.根據權利要求11所述的PON設備，其中所述同步信息包括八個字節的物理同步序列、八個字節的超幀結構，及八個字節的無源光網絡識別符(PON-1D)結構。
13.根據權利要求12所述的PON設備，其中所述HEC代碼包括13個比特的第一HEC代碼及13個比特的第二 HEC代碼，其中所述超幀結構包括51個比特的超幀計數器及所述第一 HEC代碼，其中所述PON-1D結構包括51個比特的PON-1D及所述第二 HEC代碼，其中所述第一 HEC代碼保護所述超幀計數器，且其中所述第二 HEC代碼保護所述P0N-1D。
14.根據權利要求11所述的PON設備，其中FEC代碼字的數目等於627個FEC代碼字。
15.根據權利要求11所述的PON設備，其中所述FEC代碼字是使用裡德一所羅門(RS)(248，x)FEC編碼來編碼的，其中X等於216或232。
16.根據權利要求10所述的PON成幀設備， 其中所述下遊幀是萬兆比特無源光網絡傳送器(XGTC)幀，其包括下遊物理同步塊(PSBd)及XGTC有效負載， 其中所述PSBd包括24個未經FEC編碼的字節， 其中所述PSBd包括所述同步信息，且 其中所述XGTC有效負載包括所述FEC代碼字。
17.一種無源光網絡PON成幀方法，其包括: 在光網絡單元(ONU)處實施同步狀態機，其包括多個下遊幀的尋找狀態、預同步狀態及同步狀態， 其中所述下遊幀中的每一者包括物理同步塊(PSBd)，其包括物理同步(PSync)模式、超幀結構及無源光網絡識別符(PON-1D)結構， 其中所述超幀結構包括超幀計數器及保護所述超幀結構的第一標頭錯誤控制(HEC)，且 其中所述PON-1D結構包括PON-1D及保護所述PON-1D結構的第二 HEC。
18.根據權利要求17所述的PON成幀方法，其中所述超幀計數器的長度是51個比特，且所述HEC的長度是13個比特，且其中所述PSBd的長度是24個字節，且其中所述PON-1D的長度是51個比特，且所述第二 HEC的長度是13個比特。
19.根據權利要求17所述的PON成幀方法，其中所述下遊幀進一步包括前向錯誤校正(FEC)，且其中所述FEC不保護所述PSBd。
20.根據權利要求17所述的PON成幀方法，其中所述同步狀態機在尋找狀態下開始，且在所有可能的對準方面搜索所述PSync模式。
21.根據權利要求20所述的PON成幀方法，其中一旦找到正確的PSync模式，所述ONU便轉換成所述預同步狀態，且尋找在最後PSync模式之後相隔125微秒的另一 PSync模式。
22.根據權利要求21所述的PON成幀方法，其中如果所述PSync模式被成功地驗證，則所述ONU轉變成所述同步狀態，且其中如果找到不正確的PSync模式，則所述ONU轉變回所述尋找狀態。
23.根據權利要求21所述的PON成幀方法，其中如果所述ONU檢測到五個連續的不正確的PSync模式，則所述ONU宣布下遊物理(PHY)幀同步丟失，且轉變回所述尋找狀態。
24.一種無源光網絡PON成幀方法，包括: 將用戶數據封裝到下遊幀中的整數多個FEC代碼字； 在下遊幀中未經FEC編碼的多個其餘字節中封裝同步數據及對應的HEC代碼； 將所述下遊幀傳輸到光網絡單元0NU。
25.如權利要求24所述的方法，其中所述未經FEC編碼的字節的長度是24個字節。
26.根據權利要求25所述的方法，其中所述同步信息包括八個字節的物理同步序列、八個字節的超幀結構，及八個字節的無源光網絡識別符(PON-1D)結構。
27.根據權利要求26所述的方法，其中所述HEC代碼包括13個比特的第一HEC代碼及13個比特的第二 HEC代碼，其中所述超幀結構包括51個比特的超幀計數器及所述第一 HEC代碼，其中所述PON-1D結構包括51個比特的PON-1D及所述第二 HEC代碼，其中所述第一HEC代碼保護所述超幀計數器，且其中所述第二 HEC代碼保護所述P0N-1D。
28.根據權利要求25所述的方法，其中FEC代碼字的數目等於627個FEC代碼字。
29.根據權利要求25所述的方法，其中所述FEC代碼字是使用裡德一所羅門(RS)(248，x)FEC編碼來編碼的，其中X等於216或232。
【文檔編號】H04Q11/00GK104363531SQ201410648091
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2010年12月6日 優先權日:2009年12月16日
【發明者】羅遠秋, 弗蘭克·J·埃芬博格 申請人:華為技術有限公司