[發(fā)明專利]通信系統(tǒng)中提供保護(hù)和DC平衡的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180009637.1
• 申請(qǐng)日: 2011-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102742236A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E.因德貝托;P.奧倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞典愛(ài)立信有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L25/03
• 分類(lèi)號(hào): H04L25/03;H04L25/49
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊美靈;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，并且更具體來(lái)說(shuō)涉及用于在通信系統(tǒng)中提供改進(jìn)的加擾、保護(hù)和DC平衡的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

一些通信系統(tǒng)是數(shù)字系統(tǒng)，其中使用時(shí)分復(fù)用（TDM）協(xié)議通過(guò)介質(zhì)傳送二進(jìn)制數(shù)據(jù)。此類(lèi)系統(tǒng)可以將二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼為不歸零（NRZ），且可以不利用任何線路編碼。傳送介質(zhì)可以是光纖，但是也可以是銅或任何其它類(lèi)型的物理媒體。

為了確保頻譜的較低部分中包含足夠低的信號(hào)內(nèi)容，可以采用線路編碼或加擾。這潛在地改進(jìn)了信號(hào)的直流（DC）平衡，并且潛在地降低有長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)相同數(shù)字（Contiguous?Identical?Digit，CID）的風(fēng)險(xiǎn)。一些系統(tǒng)對(duì)信號(hào)加擾，而必須保留數(shù)字的一些部分未加擾。

此類(lèi)系統(tǒng)的一個(gè)示例是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）光纖接入系統(tǒng)。PON是通過(guò)光纖基礎(chǔ)設(shè)施光分布網(wǎng)絡(luò)（ODN）以點(diǎn)到多點(diǎn)配置雙向傳送數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng)。ODN包括光線路終端（OLT），其駐留在中央局（CO）中。OLT服務(wù)于駐留在或接近最終用戶的駐地（premise）且通常使用光功率分配器以星形布置連接的多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）或光網(wǎng)絡(luò)終端（ONT）。因?yàn)槲锢斫橘|(zhì)是共享的，所以由OLT調(diào)度ONU以采用時(shí)分多址（TDMA）方式朝上游方向傳送。

更確切地來(lái)說(shuō)，10?Gbit/s能力的PON系統(tǒng)（其由ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化并稱為XG-PON）舉例說(shuō)明此類(lèi)系統(tǒng)。

在上文概述的系統(tǒng)類(lèi)型中，常常期望確保足夠低的信號(hào)內(nèi)容位于頻譜的較低部分中。對(duì)此有若干原因，包括但不限于：

●信號(hào)的低頻率部分可能被阻塞。這通常稱為“AC耦合”或“DC阻塞”，但是也存在若干其它名稱。之所以可以有意和無(wú)意地均將系統(tǒng)AC耦合有若干原因。有意的原因的一個(gè)示例是允許將接收的信號(hào)與其在時(shí)間上的平均值進(jìn)行比較的接收器設(shè)計(jì)。以此方式，能夠檢測(cè)傳送的信號(hào)是二進(jìn)制“一”還是二進(jìn)制“零”。

●當(dāng)信號(hào)中有足夠高的轉(zhuǎn)移密度（transition?density）時(shí)，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)（CDR）工作最好。

信號(hào)的DC平衡（或DC分量）是傳送的中央電平的移位。此移位是按信號(hào)處于開(kāi)（on）的平均時(shí)間與信號(hào)處于關(guān)（off）的時(shí)間之比來(lái)形成。傳送的信號(hào)從中央基線電平的任何漂移將形成DC不平衡，這使得通信的性能降級(jí)。此性能降級(jí)能夠例如依據(jù)在接收器的位差錯(cuò)率（BER）處罰或靈敏度處罰來(lái)量化。

加擾按照將數(shù)據(jù)隨機(jī)化的原理來(lái)工作。隨時(shí)間推移而計(jì)算，隨機(jī)數(shù)據(jù)信號(hào)具有良好的DC平衡以及低概率的長(zhǎng)時(shí)間CID。實(shí)際上，這降低了大量的信號(hào)內(nèi)容駐留在譜的低頻區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)。加擾通過(guò)計(jì)算輸入數(shù)據(jù)流與加擾序列的按位XOR來(lái)工作。此運(yùn)算的結(jié)果（加擾器輸出）通過(guò)物理鏈路來(lái)傳送。在接收器，重復(fù)相同的過(guò)程，常常稱為解擾。在通過(guò)物理鏈路的無(wú)錯(cuò)傳送的情況中，解擾器的輸出與輸入到加擾器的數(shù)據(jù)完全相同。

如果輸入到加擾器的數(shù)據(jù)精確地同步到加擾器序列，則在輸出僅會(huì)生成零。因此，會(huì)生成長(zhǎng)時(shí)間CID，其會(huì)負(fù)面地影響信號(hào)的DC平衡。這可能潛在地導(dǎo)致接收器中的同步丟失和位差錯(cuò)。此外，這會(huì)允許惡意用戶傳送包含加擾器序列的數(shù)據(jù)以蓄意地干擾系統(tǒng)。

利用加擾的系統(tǒng)的示例是GPON（ITU-T建議G.984系列）和下一代10?Gbit/s能力的PON系統(tǒng)，其目前正在由ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化（ITU-T建議G.987系列），并且本文稱為XG-PON。在這些系統(tǒng)中，傳送是基于幀的。除了初始部分外，幀的所有內(nèi)容均用幀同步加擾器來(lái)加擾（即，在每個(gè)幀的開(kāi)始，該加擾器預(yù)設(shè)成確定性狀態(tài)）。每個(gè)幀包含對(duì)于每個(gè)幀按一遞增的幀計(jì)數(shù)器。這向連接到這些系統(tǒng)的裝置提供定時(shí)信息。

防止輸入到加擾器的數(shù)據(jù)精確地同步到加擾器序列的一種方法是使用長(zhǎng)加擾器序列。例如，在XG-PON系統(tǒng)中，用幀同步加擾器將信號(hào)加擾，其是由按線路速率操作的58位移位寄存器生成。如果用戶數(shù)據(jù)包含加擾器序列的一部分，則長(zhǎng)加擾器序列的使用防止用戶數(shù)據(jù)精確地同步到加擾器序列。

因?yàn)閄G-PON幀遠(yuǎn)比加擾器序列短，所以使用位于幀的第一部分中的幀計(jì)數(shù)器以在每個(gè)幀傳送中向加擾器提供初始種子。該種子被用于將加擾器移位寄存器設(shè)成初始值。通過(guò)使用幀計(jì)數(shù)器作為到加擾器的種子，整個(gè)加擾器序列得以利用。在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，OLT將幀計(jì)數(shù)器初始化成特定開(kāi)始值。