一种通信方法、装置及系统与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种通信方法、装置及系统。

背景技术：
随着FTTx(FiberToThex，光纤接入x，比如FTTH代表光纤入户，FTTB，光纤入大楼)的大规模部署，光接入的带宽需求越来越大，目前光接入主流采用PON(PassiveOpticalNetwork，无源光网络)技术，PON技术是一种点到多点的无源光网络系统。一个PON网络包括一个安装于中心控制站的OLT(OpticalLineTerminal，光线路终端)，以及一批配套的安装于用户场所的ONU(OpticalNetworkUnit，光网络单元)或ONT(OpticalNetworkTerminal，光网络终端)。在OLT与ONU之间的ODN(OpticalDistributionNetwork，光分配网络)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。PON由于消除了局端与用户端之间的有源设备，从而使得维护简单、可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源，是未来FTTH(FiberToTheHome，光纤入户)的主要解决方案。现阶段各种PON技术都共存着，EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork，以太网无源光网络)，10G-EPON(10GigabitEPON，10吉比特以太网无源光网络)，GPON(GigabitPassiveOpticalNetwork，吉比特无源光网络),10G-GPON(10GigabitPON，10吉比特无源光网络)，40G-TWDMPON(40GigabitTimeWavelengthDivisionMultiplexPON，吉比特时分波分复用无源光网络)。链路总带宽从1G到10G，甚至40G。根据对用户带宽需求分析，目前的带宽已经可以满足用户较长时间的需求。在总的下行带宽为10G或40G情况下，每个用户没有必要达到10G以上。脉冲幅度调制(PulseAmplitudeModulation，PAM)是脉冲载波的幅度随基带信号变化的一种调制方式，可以根据不同比特组合形成多阶PAM调制。如果下行欲实现不同PAM阶数调制，会存在下行突发，无法实现。

技术实现要素：
本发明的实施例提供一种实现通信方法、装置及系统，用于解决如果在下行实现不同PAM阶数调制的问题。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：第一方面，一种通信方法，包括确定脉冲幅度调制PAM阶数F，F为2的P次方，1≤P≤m；将所述脉冲幅度调制PAM阶数反馈至所述ONU；将所述脉冲幅度调制PAM阶数扩展为PAMN阶数，采用所述扩展后的PAMN阶数与所述ONU通信，其中，所述N为2的m次方，m≥2。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括以PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码实现ONU的注册。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码，具体包括将数据流中每1比特扩展为m比特，且扩展后的第2比特至第m比特均与第1比特位相同。结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述将所述脉冲幅度调制PAM阶数扩展为PAM-N阶数，具体包括将数据流中每P比特扩展为m比特，且扩展后的第p+1比特至第m比特均与第1比特位相同，1≤p≤m。第二方面，一种通信的方法，包括接收所述OLT发送的以PAM-N阶调制的数据，其中，N为为2的m次方，其中m≥2；以所述脉冲幅度调制PAM阶数为2的P次方解调由所述OLT发送的以PAM-N阶调制的数据，其中1≤p≤m。结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述ONU以PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码注册，其中，N为2的m次方，其中m≥2。结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，将数据流中每1比特扩展为m比特，且扩展后的第2比特至第m比特均与第1比特位相同。结合第二方面，在第三种可能的实现方式中，所述方法还包括将整个数据流以m为单位，分为多个子数据流，丢弃每个子数据流中的第p+1比特至第m比特，重新组成新的数据流，以用于所述ONU以PAM阶数为2的p次方进行解调。第三方面，一种通信装置，包括处理单元，用于确定脉冲幅度调制PAM阶数为2的P次方，1≤P≤m1的整数；发送单元，用于将所述脉冲幅度调制PAM阶数反馈至所述ONU；所述处理单元，还用于将所述脉冲幅度调制PAM阶数扩展为PAM-N阶数，采用所述扩展后的PAM-N阶数与所述ONU通信，其中，所述N为2的m次方，m≥2。结合第三方面，在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于以PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码实现ONU的注册。结合第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，将数据流中每1比特扩展为m比特，且扩展后的第2比特至第m比特均与第1比特位相同。结合第三方面，在第三种可能的实现方式中，将数据流中每P比特扩展为m比特，且扩展后的第p+1比特至第m比特均与第1比特位相同，1≤p≤m。第四方面，一种通信装置，包括接收单元，用于接收所述OLT发送的以PAM-N阶调制的数据，其中，N为2的m次方，其中m≥2；处理单元，用于以所述脉冲幅度调制PAM阶数为2的P次方解调由所述OLT发送的以PAM-N阶调制的数据，其中1≤p≤m。结合第四方面，在第四方面的第一种可能的实现方式中，所述处理单元还用于以PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码注册，其中，N为2的m次方，其中m为大于等于2的整数。结合第四方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于将数据流中每1比特扩展为m比特，且扩展后的第2比特至第m比特均与第1比特位相同。结合第四方面，在第三种可能的实现方式中，所述处理单元还用于将整个数据流以m为单位，分为多个子数据流，丢弃每个子数据流中的第p+1比特至第m比特，重新组成新的数据流，以用于所述ONU以PAM阶数为2的p次方进行解调。第五方面，一种光线路终端OLT，包括处理器，所述处理器用于执行如第一方面及第一方面任意一项所述的方法。第六方面，一种光网络单元ONU，包括处理器，所述处理器用于执行如第二方面及第二方面任意一项所述的方法。第七方面，一种无源光网络系统PON，包括OLT和ONU，其中，OLT包括如第五方面所述的OLT，或者ONU包括如第六方面所述的ONU。通过本发明的通信方法、装置及系统，可实现下行PAM不同阶数连续调制，实现不同ONU自适应链路速率等级。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为PON网络系统组网结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种OLT与ONU交互流程图；图3为本发明实施例提供的多阶PAM灵活PON网络系统结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种采用PAM-8编码的信号结构图；图5为本发明实施例提供的一种通过扩展编码形成伪PAM-4编码的信号结构图；图6为本发明实施例提供的一种通过扩展编码形成伪PAM-2编码的信号结构图；图7为本发明实施例提供的一种下行数据流编码扩展流程示意图；图8a为本发明实施例提供的一种采用可编程阵列FPGA实现PAM-8编码扩展的示意图；图8b为本发明实施例提供的一种采用可编程阵列FPGA实现PAM-4编码扩展为PAM-8编码的示意图；图8c为本发明实施例提供的一种采用可编程阵列FPGA实现PAM-2编码扩展为PAM-8编码的示意图；图9为本发明实施例提供的一种光线路终端OLT媒体接入控制MAC模块内部做自适应PAM阶数的发送编码扩展的示意图；图10为本发明实施例提供的一种光网络单元ONU根据反馈的PAM阶数进行自适应解调的示意图；图11为本发明实施例提供的一种装置的结构示意图；图12为本发明实施例提供的另一种装置的结构示意图；图13为本发明实施例提供的一种OLT的结构示意图；图14为本发明实施例提供的一种ONU的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一、以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。如图1所示，无源光网络(PassiveOpticalNetwork，PON)由局侧的光线路终端(OpticalLineTerminal，OLT)、用户侧的光网络单元(OpticalNetworkUnit，ONU)或者光网络终端(OpticalNetworkTerminal，ONT)以及光分配网络(OpticalDistributeNetwork，ODN)组成。目前，具有代表性的PON技术是GPON(Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork，千兆无源光网络)、EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork，以太网无源光网络)、10G-GPON(也可以称为XG-PON)、10G-EPON。OLT为PON系统提供网络侧接口，连接一个或多个ODN。ONU为PON系统提供用户侧接口，与ODN相连。如果ONU直接提供用户端口功能，如个人电脑(PersonalComputer，PC)上网用的以太网用户端口，则称为ONT。无特殊说明，下文提到的ONU统指ONU和ONT。ODN是由光纤和无源分光器件组成的网络，用于连接OLT设备和ONU设备，用于分发或复用OLT和ONU之间的数据信号。在PON系统中，从OLT到ONU称为下行；反之，从ONU到OLT为上行。实施例一本发明实施例公开一种通信的方法，如图2所示，包括：S200：OLT确定脉冲幅度调制PAM阶数为F阶，将所述PAM阶数发送至ONU，F为2的P次方，p为大于等于1的整数，并且小于等于m；S202：OLT将该PAM阶数为F阶扩展为PAM阶数为N阶，采用PAMN阶数调制与该ONU通信，其中，N为2的m次方，m为大于等于2的整数；S204：该ONU接收所述OLT发送的以PAMN阶调制的数据，以所述脉冲幅度调制PAM阶数为F阶解调由所述OLT发送的以PAMN阶调制的数据。可选地，所述OLT确定脉冲幅度调制PAM阶数，可以通过以下步骤实现：ONU探测接收光功率，向光线路终端OLT反馈接收光功率；OLT根据ONU接收光功率，确定PAM阶数为F，其中，F为2的p次方，p为大于等于1的整数，并小于等于m；其中，根据ONU接收光功率，确定PAM阶数，可以通过OLT预存储光功率与PAM阶数映射关系表，通过查询表格获取到与ONU接收光功率对应的PAM阶数；还可以通过手动输入命令行、网管系统来人工进行配置；还可以采用现有技术公开的其他方案，这里不再赘述。OLT将确定好的PAM阶数反馈给ONU。可选地，所述OLT确定脉冲幅度调制PAM阶数，还可以通过以下步骤实现：ONU探测通道的SNR(SignalNoiseRatio，信噪比)，向光线路终端OLT反馈该SNR；OLT根据该SNR，确定PAM阶数为F，F为2的p次方，p为大于等于1的整数，并小于等于m；其中，根据通道的SNR，确定PAM阶数，可以通过OLT预存储SNR与PAM阶数映射关系表，通过查询表格获取对应的PAM阶数；还可以通过手动输入命令行、网管系统来人工进行配置；还可以采用现有技术公开的其他方案，这里不再赘述。OLT将确定好的PAM阶数反馈给ONU。可选地，所述方法还包括：OLT与ONU通过扩展编码实现ONU注册上线。其中，所述扩展编码可以是将PAM-2阶调制通过扩展编码为PAM-N阶调制，N为2的m次方，m为大于等于2的整数。具体地，将PAM-2扩展为PAM-N编码，包括：将数据流中每1比特扩展为m比特，且扩展后的第2比特至第m比特均与第1比特位相同。可选地，所述将所述脉冲幅度调制PAM阶数扩展为PAM-N阶数，具体包括：将数据流中每P比特扩展为m比特，且扩展后的第p+1比特至第m比特均与第1比特位相同，1≤p≤m。可选地，以所述脉冲幅度调制PAM阶数为2的P次方解调由所述OLT发送的以PAM-N阶调制的数据，具体包括：将整个数据流以m为单位，分为多个子数据流，丢弃每个子数据流中的第p+1比特至第m比特，重新组成新的数据流，以用于所述ONU以PAM阶数为F进行解调。下面结合具体的应用场景对本发明实施例进一步说明，以N＝8为例进行说明。本发明PON网络系统下行采用单波多阶PAM调制，比如PAM-2阶、PAM-4阶、PAM-8阶等，通过TDMA(TimeDivisionMultiplexingAccess，时分复用接入)形式，满足ONU链路自适应不同等级速率要求。如图3所示，以10G光电器件为例，通过PAM-2阶、PAM-4阶、PAM-8阶等不同调制阶数可实现下行10G、20G、30G相对应的链路等级速率(PAM-2阶对应10G，PAM-4阶对应20G，PAM-8阶对应30G)。本发明PON网络具有自适应灵活特性，可根据ONU接收光功率自适应匹配的PAM阶数，动态调整调制格式，实现各ONU链路不同等级传输速率。由于在下行直接采用不同PAM阶数调制，会导致下行无法实现连续模式，而突发模式在下行较难实施。如何在保证下行连续模式基础上，采用不同PAM调制阶数实现弹性功率预算是解决问题的关键。我们通过在OLT发送侧进行编码扩展，可实现下行不同PAM阶数连续发送。当下行30G时，可直接采用PAM-8调制。编码不需做编码扩展，每3比特形成一个电平即可。如图4所示。当下行20G时，需采用PAM-4调制，如果不做任何处理，则下行需在PAM-4，PAM-8之间不断切换，导致下行突发。本发明通过创新编码扩展，将PAM-4的11，10，01，00分别扩展成111，101，010，000。从而形成本质是PAM-8的伪PAM-4调制信号。如图5所示。同理，当下行10G时，需采用PAM-2调制，如果不做任何处理，则下行需在PAM-2，PAM-8之间不断切换，导致下行突发。通过创新编码扩展，将PAM-2的1，0分别扩展成111，000。从而形成本质是PAM-8的伪PAM-2调制信号。如图6所示。通过以上编码扩展，可通过下行连续PAM-8形式发送，实现产生不同的PAM阶数，即PAM-8，PAM-4，PAM-2。从而现实下行不同速率(PAM-8对应30G，PAM-4对应20G，PAM-2对应10G)TDMA发送，ONU接收侧根据PAM阶数进行自适应解码。同时，以上特定编码扩展可实现不同PAM调制阶数下最大消光比状态，最大限度提升系统性能。进一步地，OLT端扩展编码可通过FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)模块实现，当然也可以采用专用集成芯片(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)，还可以采用系统芯片(SystemonChip，SoC)，还可以采用中央处理器(CentralProcessorUnit，CPU)，还可以采用网络处理器(NetworkProcessor，NP)，还可以采用数字信号处理电路(DigitalSignalProcessor，DSP)，还可以采用微控制器(MicroControllerUnit，MCU)，还可以采用可编程控制器(ProgrammableLogicDevice，PLD)或其他集成芯片。如图7所示为下行数据流编码扩展流程示意图。针对不同PAM-N调制阶数内部实现示意图如图8a～图8c所示。先对下行串行数据流Data进行串并转换，根据OLTMAC(MediaAccessControl，媒体接入控制)反馈数据流所属PAM阶数值，对转换后的并行数据流进行自适应编码扩展。如图8a所示，编码扩展从PAM-8到PAM-8，编码扩展后并行数据流保持不变；如图8b所示，编码扩展从PAM-4到PAM-8，并行数据流编码扩展每2bit扩展为3bit，且第3bit与第1bit数据相同；如图8c所示，编码扩展从PAM-2到PAM-8，并行数据流编码扩展每1bit扩展为3bit，且第2bit，第3bit均与第1bit数据相同。由编码扩展后并行数据流再经并串转换DeSerdes形成新的下行数据流Data，之后再经3BitDAC(DigitalAnalogConvert，数模转换器)形成PAM-8信号，经激光器发送出去。如图9所示，OLTMAC内部做自适应PAM阶数的发送编码扩展。如图10所示，ONU接收端解调由两种实现方法，第一种即实施例三种所述的通过FPGA实现。第二种实现方法是通过高速ADC(AnalogDigitalConvert，模数转换器)实现多阶PAM编码，由ONUMAC反馈的动态调制阶数控制自适应解码ADC采样频率。当反馈调制阶数为PAM-8时，ADC采样频率自适应设置为30GHz；当反馈调制阶数为PAM-4时，ADC采样频率自适应设置为20GHz；当反馈调制阶数为PAM-2时，ADC采样频率自适应设置为10GHz。通过ADC自适应采样频率即可实现不同PAM阶数自适应解码。实施例二本发明实施例还公开了一种通信装置，如图11所示，包括：处理单元110，用于确定脉冲幅度调制PAM阶数为F，F为2的p次方，1≤p≤m；还用于将该确定好的PAM阶数F扩展为PAMN阶调制；发送单元120，用于将所述PAM阶数为F反馈至光网络单元ONU；以扩展后的PAMN阶调制格式与ONU通信。可选地，所述处理单元110还用于以PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码实现ONU的注册。其中，所述处理单元110还用于以PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码实现ONU的注册，具体包括将数据流中每1比特扩展为m比特，且扩展后的第2比特至第m比特均与第1比特位相同。所述处理单元110还用于将所述脉冲幅度调制PAM阶数F扩展为PAM-N阶数，具体包括将数据流中每P比特扩展为m比特，且扩展后的第p+1比特至第m比特均与第1比特位相同，1≤p≤m。所述通信装置在物理实体上，可以是FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)模块实现，当然也可以采用专用集成芯片(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)，还可以采用系统芯片(SystemonChip，SoC)，还可以采用中央处理器(CentralProcessorUnit，CPU)，还可以采用网络处理器(NetworkProcessor，NP)，还可以采用数字信号处理电路(DigitalSignalProcessor，DSP)，还可以采用微控制器(MicroControllerUnit，MCU)，还可以采用可编程控制器(ProgrammableLogicDevice，PLD)或其他集成芯片。实施例三本发明实施例还公开一种通信装置，如图12所示，包括：接收单元122，用于接收光线路终端OLT发送的脉冲幅度调制PAM阶数为F，其中F为2的P次方，其中p为大于等于1，并且小于等于m的整数；接收所述OLT发送的以PAM-N阶调制的数据，其中，N为2的m次方，其中m为大于等于2的整数；处理单元124，用于以所述脉冲幅度调制PAM阶数为F解调由所述OLT发送的以PAM-N阶调制的数据，其中p为大于等于1的整数。可选地，所述处理单元124还用于以PAM2阶编码扩展为PAMN阶编码注册，其中，N为2的m次方，其中m为大于等于2的整数。具体包括所述处理单元124将数据流中每1比特扩展为m比特，且扩展后的第2比特至第m比特均与第1比特位相同。可选地，所述处理单元124还用于将整个数据流以m为单位，分为多个子数据流，丢弃每个子数据流中的第p+1比特至第m比特，重新组成新的数据流，以用于所述ONU以PAM阶数为F进行解调。所述通信装置在物理实体上，可以是FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)模块实现，当然也可以采用专用集成芯片(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)，还可以采用系统芯片(SystemonChip，SoC)，还可以采用中央处理器(CentralProcessorUnit，CPU)，还可以采用网络处理器(NetworkProcessor，NP)，还可以采用数字信号处理电路(DigitalSignalProcessor，DSP)，还可以采用微控制器(MicroControllerUnit，MCU)，还可以采用可编程控制器(ProgrammableLogicDevice，PLD)或其他集成芯片。实施例四本发明实施例还公开一种光线路终端OLT，如图13所示，所述OLT包括处理器130，光模块132，数模转换器134，模数转换器136，其中，所述处理器包括如实施例二所述的通信装置。本发明实施例还公开了一种光网络单元ONU，如图14所示，所述ONU包括处理器140，光模块142，数模转换器144，模数转换器146，其中，所述处理器包括如实施例三所述的通信装置。本发明实施例还公开一种无源光网络PON，如图1所示，包括光线路终端OLT和光网络单元ONU，所述OLT通过光分配网络ODN连接至少一个ONU，其中，光线路终端和光网络单元用于执行如实施例一所述的方法。通过本发明公开的通信方法、装置及系统，可实现下行PAM不同阶数连续调制，实现不同ONU自适应链路速率等级。通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括RAM(RandomAccessMemory，随机存储器)、ROM(ReadOnlyMemory，只读内存)、EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableReadOnlyMemory，电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(CompactDiscReadOnlyMemory，即只读光盘)或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL(DigitalSubscriberLine，数字用户专线)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定影中。如本发明所使用的，盘和碟包括CD(CompactDisc，压缩光碟)、激光碟、光碟、DVD碟(DigitalVersatileDisc，数字通用光)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性的复制数据，而碟则用激光来光学的复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。