專利名稱：前向糾錯映射和去映射技術的制作方法
技術領域：
此處公開的主題通常涉及前向糾錯映射技術。
背景技術：
用于光傳輸網絡(OTN)的ITU-TG.709/Y.1331接口(2001年2月)描述了一種協(xié)定，用于光傳輸網絡(OTN)標準與同步光網絡(SONET)或同步數字層(SDH)標準之間的信號轉換。G.709描述了作為控制傳輸數據中的錯誤的方式的前向糾錯(FEC)。FEC信息與數據一同傳輸，并且可以由接收機使用以便檢查和糾正數據。G.709描述了用于確定并將FEC信息映射到OTN幀中的指定位置的Reed-Solomon編碼器/解碼器技術，以及用于處理和去映射FEC信息的技術。


在本說明書的結束部分中特別地指出了關于本發(fā)明的主題，并且對其提出了清楚的權利要求。然而，針對操作的組織和方法，在結合附圖閱讀時參考下面的詳細描述，可以最佳地理解本發(fā)明，其中圖1A示出了可以使用本發(fā)明的實施例的發(fā)射機系統(tǒng)的實現(xiàn)方案；圖1B示出了可以使用本發(fā)明的實施例的接收機系統(tǒng)的實現(xiàn)方案；圖2A～2E示出了根據本發(fā)明的實施例的變化格式的幀；圖3示出了根據本發(fā)明的實施例的編碼器；圖4A和4B示出了示例性的幀流；以及圖5示出了根據本發(fā)明的實施例的解碼器。
應當注意，在不同的圖中使用相同的參考數字表示相同或相似的元件。
具體實施例方式
圖1A示出了可以使用本發(fā)明的實施例的發(fā)射機系統(tǒng)10的實現(xiàn)方案。系統(tǒng)10可以包括網絡11、客戶端信號處理器12、封裝系統(tǒng)13、輸出系統(tǒng)14和總線15。
網絡11可以提供處理器12和其他設備，諸如包處理器(未示出)和/或交換結構(未示出)之間的相互通信。網絡11可以遵循一個或多個下列標準10千兆位附加單元接口(XAUI)(在IEEE 802.3、IEEE 802.3ae和相關標準中描述)、(串行外圍接口(SPI))、I2C、通用串行總線(USB)、IEEE 1394、千兆位媒體獨立接口(GMII)(在IEEE 802.3、IEEE 802.3ae和相關標準中描述)、外設部件互連(PCI)、10位接口(TBI)、和/或供應商特定多源協(xié)議(MSA)協(xié)議?？偩€15可以提供客戶端信號處理器12、和/或封裝系統(tǒng)13、和/或輸出系統(tǒng)14和其他設備，諸如存儲設備(未示出)、或微處理器(未示出)之間的相互通信。
處理器12可以執(zhí)行遵循例如以太網(如例如IEEE 802.3和相關標準中描述的)的媒體訪問控制(MAC)編碼。封裝系統(tǒng)13可以執(zhí)行遵循例如ITU-TG.709的成幀和封裝；和/或遵循例如ITU-TG.975的前向糾錯(FEC)編碼。封裝系統(tǒng)13可以使用本發(fā)明的某些實施例。輸出系統(tǒng)14可以從封裝系統(tǒng)13提供的信號中去除抖動，并且準備信號用于傳輸到網絡16，其可以是光或電的格式。例如，網絡16可以遵循OTN。
在一個實現(xiàn)方案中，發(fā)射機系統(tǒng)10的部件可以在相同的集成電路中實現(xiàn)。在另一實現(xiàn)方案中，發(fā)射機系統(tǒng)10的部件可以在若干個集成電路中實現(xiàn)，該若干個集成電路使用例如總線或印刷電路板的傳導引線相互通信。
圖1B示出了可以使用本發(fā)明的實施例的接收機系統(tǒng)20的實現(xiàn)方案。系統(tǒng)20可以包括輸入系統(tǒng)22、解封裝系統(tǒng)23、客戶端信號處理器24、網絡26和總線27。輸入系統(tǒng)22可以接收來自網絡21的信號，并且準備該信號用于由接收機系統(tǒng)20處理。例如，輸入系統(tǒng)22可以將光信號轉換為電格式和/或從來自網絡的信號中去除抖動。解封裝系統(tǒng)23可以執(zhí)行遵循例如ITU-TG.709的光傳輸網絡(OTN)去成幀和解封裝；和/或遵循例如ITU-TG.975的前向糾錯(FEC)處理。解封裝系統(tǒng)23可以使用本發(fā)明的某些實施例。處理器24可以執(zhí)行遵循例如以太網的媒體訪問控制(MAC)處理。
網絡26可以提供處理器24和其他設備，諸如包處理器(未示出)、交換結構(未示出)和/或光網絡(未示出)之間的相互通信。網絡26可以利用與網絡11相似的通信技術?？偩€27可以提供輸入系統(tǒng)22和/或解封裝器23和/或處理器24和其他的設備，諸如存儲設備(未示出)或微處理器(未示出)之間的相互通信。
在一個實現(xiàn)方案中，接收機系統(tǒng)20的部件可以在相同的集成電路中實現(xiàn)。在另一實現(xiàn)方案中，接收機系統(tǒng)20的部件可以在若干個集成電路中實現(xiàn)，該若干個集成電路使用例如總線或印刷電路板的傳導引線相互通信。
圖2A～2E示出了相應的格式400、500、501、502和401的幀。幀格式400可以遵循G.709 OTU2幀格式，盡管可以使用其他的格式。幀格式400可以包括管理開銷、客戶端數據、和糾錯部分。幀格式400可以具有固定長度和固定數目的行。在一個示例中，客戶端數據部分可以包括根據SONET或OTN標準的數據。
幀格式500可以包括第一部分，其包括客戶端數據(來自幀格式400)、G.709開銷信息(來自幀格式400)和為列奇偶信息保留的空間的混合，以及為行奇偶信息保留的第二部分。可以在第一部分中對角地提供為列奇偶信息保留的空間。可以通過下列參數配置幀格式500列數目、行數目、在第一部分中提供的列奇偶信息的角度和厚度、和行奇偶信息的尺寸。參數可被設置為將為幀格式400中的客戶端數據(來自幀格式400)和G.709開銷信息(來自幀格式400)保留的位百分比維持為與幀格式500中的相同的百分比。
在一個實現(xiàn)方案中，如圖4A所示，格式500的幀可以作為單獨幀的連續(xù)序列以級聯(lián)的方式流動。在該級聯(lián)方式下，在兩個連續(xù)的格式500的幀之間可能沒有時間間隙。還可以使用交錯的方式處理格式500，諸如發(fā)明人Poppinga和Kauschke在2002年4月1日提交的美國專利申請No.10/113,190中描述的。如圖4B所示，交錯方式可以包括作為單獨幀的連續(xù)序列而流動的格式500的幀，除了格式500的單一幀的列奇偶信息擴展到多個格式500的幀上。此處，關于“格式500”或“幀格式500”的參考可以指以級聯(lián)或交錯方式的流動。
幀格式501可以具有與幀格式500相似的結構，但是具有插入在為列奇偶信息保留的空間中的列奇偶信息。幀格式502可以具有與幀格式501相似的結構，但是具有插入在為行奇偶信息保留的空間中的行奇偶信息。同格式500相似，格式501和502可以通過級聯(lián)或交錯的方式流動。
幀格式401可以同幀格式400相似，至少除了糾錯部分可以包括列和行奇偶信息以及同步信息。例如，可以按照在格式502的幀中存儲的相似的順序來存儲列和行奇偶信息。同步信息可以指出列和行奇偶信息在幀格式502中的位置。同步信息可以存儲在幀格式401的糾錯部分中的預定位置中。在一個實現(xiàn)方案中，可以在每個格式401的幀中定義同步信息，但是也可以出現(xiàn)在每N個格式401的幀中，其中N是大于1的整數?？商鎿Q地，可以通過這樣的方式劃分同步信息，即每個幀一部分同步信息將被傳輸，由此可以采用整數N個格式401的幀(其中N大于1)來傳輸單一的格式401的幀的完整的同步信息。管理開銷和客戶端數據可以被映射到幀401中的同幀400中的那些位置相似的位置。
圖3示出了根據本發(fā)明的實施例，在編碼器600中的本發(fā)明的實施例。編碼器600的一個實現(xiàn)方案可以包括同步器602、第一映射器604、列編碼器606、行編碼器608和第二映射器610。參考在各個圖2A～2E中示出的具有格式400、500、501、502、和401的幀。
編碼器600可以作為任何下列方式實現(xiàn)或者作為其組合實現(xiàn)硬連線邏輯、由存儲設備存儲并由微處理器執(zhí)行的軟件、固件、專用集成電路(ASIC)、和/或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。
同步器602可以跟蹤格式500的幀中列和行奇偶信息的位的位置。同步器602可以向列編碼器606、行編碼器608和第二映射器610提供列和行奇偶信息的位的位置。同步器602可以存儲格式401的幀中的同步信息。該同步信息可以表示格式500的幀中列和行奇偶信息的時序和相位位置。
第一映射器604可以將幀從格式400轉換到格式500。第一映射器604可以為列奇偶信息保留空間以及為行奇偶信息保留空間。在被示為“客戶端數據和OH”的格式500內部的位置中，第一映射器604可以插入客戶端數據和管理開銷。第一映射器604可以將為列和行奇偶信息保留的位初始化為零。在一個實現(xiàn)方案中，編碼器600可以基于所需的FEC保護的級別來改變格式500的幀的參數。
列編碼器606可以將列奇偶信息插入到格式500的幀中為列奇偶信息保留的空間中。行編碼器608可以將行奇偶信息插入到格式500的幀中為行奇偶信息保留的空間中。例如，Bose、Chaudhuri和Hocquenghem(BCH)或者Reed Solomon(RS)編碼技術可用于確定存儲在幀格式500中的列和行奇偶信息。列和行奇偶信息的計算可以基于處理客戶端數據。列和行奇偶信息的計算還可以基于諸如開銷值的參數以及幀格式502的參數，其包括但不限于列數目、行數目、列奇偶信息的角度和厚度、和行奇偶信息的尺寸。
第二映射器610可以將幀從格式502轉換到格式401。第二映射器610可以將客戶端數據和管理開銷映射到與格式400相似的格式401的幀內部的位置中，并且可以將列和行奇偶信息以及同步信息映射到格式401的幀的糾錯部分中。格式401的幀可被傳輸到諸如光網絡或電網絡的網絡。
編碼器600可以提供比G.709中規(guī)定的更強大的FEC編碼保護。因此，通過使用編碼器600，信號可以在引入了更高的位誤差的系統(tǒng)上傳輸。在不改變傳輸的幀結構或客戶端數據和管理開銷的線速率的情況下，編碼器600可以提供比G.709中規(guī)定的更強大的FEC保護。
圖5示出了根據本發(fā)明的實施例在解碼器700中的本發(fā)明的實施例。解碼器700的一個實現(xiàn)方案可以包括同步信息提取器702、第三映射器704、列和行解碼器級706、和第四映射器708。參考在各個圖2A～2E中示出的具有格式400、500、501、502、和401的幀。例如，解碼器700可以處理通過網絡傳輸的、并且來自使用同編碼器600相似的編碼器的發(fā)射機的格式401的幀。
解碼器700可以作為任何下列方式實現(xiàn)或者作為其組合實現(xiàn)硬連線邏輯、由存儲設備存儲并由微處理器執(zhí)行的軟件、固件、專用集成電路(ASIC)、和/或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。
同步信息提取器702可以從格式401的幀中提取同步信息。同步信息提取器702可以提供列和行奇偶信息在格式502的幀中的位置。
第三映射器704可以將幀從格式401轉換到格式502。例如，第三映射器704可以讀取在格式401的幀的糾錯部分中存儲的列和行奇偶信息。例如，第三映射器704可以將列和行奇偶信息存儲在由同步信息指出的格式502的幀中的位置。
列和行解碼器級706可以對存儲在格式502的幀中的列和行位信息解碼。例如，在一個實現(xiàn)方案中，列和行解碼器級706可以利用BCH或RS技術來處理列和行位信息，并且確定該處理過的列和行位信息是否是正確的?；谔幚磉^的列和行位信息，列和行解碼器級706可以執(zhí)行管理開銷、客戶端數據和奇偶信息的檢錯和/或糾錯。列和行解碼器級706還可以計算格式500的幀中的錯誤統(tǒng)計。例如，錯誤統(tǒng)計可以涉及由格式500的幀利用的帶寬的百分比。例如，錯誤統(tǒng)計可以涉及管理開銷和客戶端數據。
在一個實現(xiàn)方案中，列和行解碼器級706可以通過交替處理行和列并且執(zhí)行至少兩個行或列處理，來執(zhí)行迭代解碼。例如，列和行解碼器級706可以交替處理格式502的幀的所有行、格式502的幀的所有列、以及(再一次地)格式502的幀的所有行，或者處理所有列、所有行、以及(再一次地)所有列。在一個實現(xiàn)方案中，列和行解碼器級706可以通過下列方式執(zhí)行位處理格式502的幀的所有行、格式502的幀的所有列、(再一次地)所有行、(再一次地)所有列、以及(再一次地)所有行。在一個實現(xiàn)方案中，列和行解碼器級706可以通過每個一次進行位處理所有行和所有列，來執(zhí)行級聯(lián)的解碼。
第四映射器708可以將幀從格式502轉換到格式400或格式401。第四映射器708可以將客戶端數據和管理開銷映射到格式400或401的幀內部的其原始位置中。第四映射器708可以使用同針對第二映射器610描述的相似的技術，以將格式502的幀轉換到格式401。
修改方案附圖和前面的描述給出了本發(fā)明的示例。然而，本發(fā)明的范圍并非由這些具體的示例限定。多種變化方案，不論其是否在說明書中給出，諸如結構、尺寸和材料使用上的差別，都是可行的。本發(fā)明的范圍至少如同附屬權利要求給出的范圍。
權利要求
1.一種方法，包括接收第一幀，其中第一幀包括開銷部分和數據部分；將第一幀轉換為第二幀，其中第二幀包括可編程的尺寸，并且其中第二幀包括列和行奇偶信息以及開銷部分和數據部分；指定列和行奇偶信息在第二幀中的位置，其中同步信息表示列和行奇偶信息位置；和將第二幀轉換為第三幀，其中第三幀包括開銷部分、數據部分、列和行奇偶信息、以及同步信息。
2.權利要求1的方法，其中第二幀中的開銷部分和數據部分的百分比與第一幀中的開銷部分和數據部分的百分比相等。
3.權利要求1的方法，其中第二幀包括可配置的長度和寬度。
4.權利要求1的方法，其中在第二幀中列和行奇偶信息位置是可編程的。
5.權利要求1的方法，其中將第一幀轉換為第二幀包括在第二幀中保留列和行奇偶位置；和在保留的位置中插入列和行奇偶信息。
6.權利要求1的方法，其中將第一幀轉換為第二幀包括執(zhí)行Bose、Chaudhuri和Hocquenghem編碼以提供列和行奇偶信息。
7.權利要求1的方法，其中將第一幀轉換為第二幀包括執(zhí)行ReedSolomon編碼以提供列和行奇偶信息。
8.權利要求1的方法，其中第三幀包括糾錯部分，并且進一步包括在糾錯部分中存儲同步信息。
9.權利要求1的方法，其中第三幀與第一幀尺寸相同。
10.權利要求1的方法，其中可編程尺寸基于前向糾錯編碼的級別。
11.權利要求1的方法，進一步包括指定同步信息在第三幀中的位置。
12.權利要求1的方法，其中第二幀的級聯(lián)方式是面向流或塊的。
13.一種方法，包括接收第一幀，其中第一幀包括開銷部分、數據部分和同步信息；將第一幀轉換為第二幀，其中第二幀包括可編程的尺寸，并且包括列和行奇偶信息，并且進一步包括開銷部分和數據部分；對第二幀執(zhí)行前向糾錯；和將第二幀轉換為第三幀，其中第三幀包括開銷部分和數據部分。
14.權利要求13的方法，其中將第一幀轉換為第二幀進一步包括基于同步信息確定列和行奇偶信息在第二幀中的位置；和在確定的位置中提供列和行奇偶信息。
15.權利要求13的方法，其中執(zhí)行前向糾錯包括執(zhí)行迭代前向糾錯。
16.權利要求13的方法，其中執(zhí)行前向糾錯包括執(zhí)行級聯(lián)前向糾錯。
17.權利要求13的方法，其中執(zhí)行前向糾錯包括執(zhí)行Bose、Chaudhuri和Hocquenghem處理。
18.權利要求13的方法，其中執(zhí)行前向糾錯包括執(zhí)行ReedSolomon處理。
19.權利要求13的方法，其中第三幀進一步包括糾錯部分，并且進一步包括在糾錯部分中存儲同步信息。
20.權利要求19的方法，其中糾錯部分包括列和行奇偶信息。
21.權利要求13的方法，其中第三幀與第一幀尺寸相同。
22.一種裝置，包括第一映射器，用于將第一幀轉換為第二幀，其中第一幀包括開銷部分和數據部分，并且其中第二幀包括可編程的尺寸，并且其中第二幀包括列和行奇偶信息以及開銷部分和數據部分；同步器，用于指定列和行奇偶信息在第二幀中的位置，其中同步信息表示列和行奇偶信息位置；編碼器，用于將列和行奇偶信息插入到第二幀中；和第二映射器，用于將第二幀轉換為第三幀，其中第三幀包括開銷部分、數據部分、列和行奇偶信息、以及同步信息。
23.權利要求22的裝置，其中第二幀中的開銷部分和數據部分的百分比與第一幀中的開銷部分和數據部分的百分比相等。
24.權利要求22的裝置，其中第二幀包括可配置的長度和寬度。
25.權利要求22的裝置，其中在第二幀中列和行奇偶信息位置是可編程的。
26.權利要求22的裝置，其中用于將第一幀轉換為第二幀的第一映射器執(zhí)行Bose、Chaudhuri和Hocquenghem編碼以確定列和行奇偶信息。
27.權利要求22的裝置，其中用于將第一幀轉換為第二幀的第一映射器執(zhí)行Reed Solomon編碼以確定列和行奇偶信息。
28.權利要求22的裝置，其中第三幀包括糾錯部分以存儲同步信息。
29.權利要求22的裝置，其中第三幀與第一幀尺寸相同。
30.權利要求22的裝置，其中可編程尺寸基于前向糾錯編碼的級別。
31.權利要求22的裝置，其中第二映射器用于指定同步信息在第三幀中的位置。
32.權利要求22的裝置，其中第二幀的級聯(lián)方式是面向流或塊的。
33.一種裝置，包括同步器，用于確定列和行奇偶信息在第一幀中的位置；第一映射器，用于將第一幀轉換為第二幀，其中第一幀包括開銷部分、數據部分和同步信息，并且其中第二幀包括可編程的尺寸，并且包括列和行奇偶信息，并且進一步包括開銷部分和數據部分；解碼器，用于對第二幀執(zhí)行前向糾錯；和第二映射器，用于將第二幀轉換為第三幀，其中第三幀包括開銷部分和數據部分。
34.權利要求33的裝置，其中第一映射器基于同步信息將列和行奇偶信息存儲在第二幀中。
35.權利要求33的裝置，其中用于執(zhí)行前向糾錯的解碼器執(zhí)行迭代前向糾錯。
36.權利要求33的裝置，其中用于執(zhí)行前向糾錯的解碼器執(zhí)行級聯(lián)前向糾錯。
37.權利要求33的裝置，其中用于執(zhí)行前向糾錯的解碼器執(zhí)行Bose、Chaudhuri和Hocquenghem處理。
38.權利要求33的裝置，其中用于執(zhí)行前向糾錯的解碼器執(zhí)行Reed Solomon處理。
39.權利要求33的裝置，其中第三幀進一步包括糾錯部分以存儲同步信息。
40.權利要求39的裝置，其中糾錯部分包括列和行奇偶信息。
41.權利要求33的裝置，其中第三幀與第一幀尺寸相同。
42.一種系統(tǒng)，包括數據處理器，包括第一映射器，用于將第一幀轉換為第二幀，其中第一幀包括開銷部分和數據部分，并且其中第二幀包括可編程的尺寸，并且其中第二幀包括列和行奇偶信息以及開銷部分和數據部分，同步器，用于指定列和行奇偶信息在第二幀中的位置，其中同步信息表示列和行奇偶信息位置，編碼器，用于將列和行奇偶信息插入到第二幀中，和第二映射器，用于將第二幀轉換為第三幀，其中第三幀包括開銷部分、數據部分、列和行奇偶信息、以及同步信息；和接口，用于提供和接收來自數據處理器的信號。
43.權利要求42的系統(tǒng)，其中接口與XAUI兼容。
44.權利要求42的系統(tǒng)，其中接口與IEEE 1394兼容。
45.權利要求42的系統(tǒng)，其中接口與PCI兼容。
46.權利要求42的系統(tǒng)，進一步包括耦合到接口的交換結構。
47.權利要求42的系統(tǒng)，進一步包括耦合到接口的包處理器。
48.權利要求42的系統(tǒng)，進一步包括與數據處理器交換信號的總線。
49.權利要求48的系統(tǒng)，進一步包括耦合到總線的存儲設備。
50.權利要求42的系統(tǒng)，其中數據處理器執(zhí)行遵循IEEE 802.3的媒體訪問控制。
51.權利要求42的系統(tǒng)，其中數據處理器執(zhí)行遵循ITU-T G.709的光傳輸網絡去成幀。
52.權利要求42的系統(tǒng)，其中數據處理器執(zhí)行遵循ITU-T G.975的前向糾錯處理。
53.一種系統(tǒng)，包括數據處理器，包括同步器，用于確定列和行奇偶信息在第一幀中的位置，第一映射器，用于將第一幀轉換為第二幀，其中第一幀包括開銷部分、數據部分和同步信息，并且其中第二幀包括可編程的尺寸，并且包括列和行奇偶信息，并且進一步包括開銷部分和數據部分，解碼器，用于對第二幀執(zhí)行前向糾錯，和第二映射器，用于將第二幀轉換為第三幀，其中第三幀包括開銷部分和數據部分；和接口，用于提供和接收來自數據處理器的信號。
54.權利要求53的系統(tǒng)，其中接口與XAUI兼容。
55.權利要求53的系統(tǒng)，其中接口與IEEE 1394兼容。
56.權利要求53的系統(tǒng)，其中接口與PCI兼容。
57.權利要求53的系統(tǒng)，進一步包括耦合到接口的交換結構。
58.權利要求53的系統(tǒng)，進一步包括耦合到接口的包處理器。
59.權利要求53的系統(tǒng)，進一步包括與數據處理器交換信號的總線。
60.權利要求59的系統(tǒng)，進一步包括耦合到總線的存儲設備。
61.權利要求53的系統(tǒng)，其中數據處理器執(zhí)行遵循IEEE 802.3的媒體訪問控制。
62.權利要求53的系統(tǒng)，其中數據處理器執(zhí)行遵循ITU-T G.709的光傳輸網絡去成幀。
63.權利要求53的系統(tǒng)，其中數據處理器執(zhí)行遵循ITU-T G.975的前向糾錯處理。
全文摘要
簡而言之，在不改變幀的線速率的情況下提供增強的前向糾錯保護的變化級別的技術。
文檔編號H04J3/16GK1849767SQ200480025868
公開日2006年10月18日 申請日期2004年8月25日 優(yōu)先權日2003年9月10日
發(fā)明者N·林克維特施 申請人:英特爾公司