上行FEC编码和解码的方法、装置和光网络设备与流程

上行fec编码和解码的方法、装置和光网络设备
技术领域
1.本技术涉及光网络通信技术领域，特别涉及一种上行fec编码和解码的方法、装置和光网络设备。


背景技术：

2.随着宽带接入技术的迅速发展，无源光网络(passive optical network，pon)已经完成大规模的普及。随着用户对带宽的需求量不断急剧增大，10g pon已经进入了规模部署阶段，下一代的pon的标准也逐步指定和完善，如在国际电信联盟(international telecommunication union-telecommunication sector，itu-t)中下一代的pon为50g pon。在各种pon中，由于链路预算的需求，从10g pon开始，前向纠错(forward error correction，fec)编码是一个必选的功能，通过引入冗余编码，可以使得传输过程中出现一定误码的情况下，保证pon的传输性能。
3.相关技术中，规定了50g pon中下行的fec编码的方法，例如，在50g pon中选用的fec编码的方法为低密度奇偶校验码(low density parity check code，ldpc)，考虑到下行的fec码字的连续性，50g pon的标准中规定下行的fec码字长度为17280比特，ldpc码字数据位为14592比特，ldpc码字校验位为2688比特。
4.由于在pon中涉及上行和下行传输，相关技术中仅涉及下行的fec编码的方法，所以需要提供一种上行的fec编码的方法。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种上行fec编码和解码的方法、装置和光网络设备，用以提供上行的fec编码的方法。
6.第一方面，本技术提供了一种上行fec编码的方法，应用于高速无源光网络(high speed passive optical network，hsp)，hsp的上行速率高于10g，该方法包括：获取上行时隙的授权长度，其中，授权长度等于上行时隙的授权数目与授权粒度的乘积，授权粒度为上行时隙所属设备支持的授权粒度；基于授权长度和ldpc编码方式，获得上行数据的fec码字，其中，fec码字包括ldpc码字数据位，ldpc编码方式中ldpc码字数据位被授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数。
7.本技术所示的方案，上行fec编码的方法可以应用于hsp，该方法可以由编码装置执行，编码装置可以基于从光线路终端(optical line terminal，olt)获取的授权数目，确定出授权长度。然后使用授权长度和ldpc编码方式，编码获得上行数据的fec码字。该fec码字包括ldpc码字数据位，ldpc编码方式中ldpc码字数据位被授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数。这样，会出现授权长度等于正整数倍的ldpc码字数据位的长度的情况，所以在这些情况下，上行数据的每个fec码字是完整的fec码字，即在传输ldpc码字校验位时，就传输规定的ldpc码字数据位长度的上行数据，从整体上看码率比较高，所以既提供了一种上行fec编码方法，也使得整体码率比较高。
8.在一种可能的实现方式中，fec码字还包括ldpc码字校验位，ldpc编码方式中ldpc码字校验位被授权粒度整除和/或m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除，m为大于或等于1的正整数。
9.本技术所示的方案，fec码字中还包括ldpc码字校验位，该ldpc编码方式中ldpc码字校验位被授权粒度整除和/或m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除，m为大于或等于1的正整数。这样，每个fec码字中ldpc码字校验位都是整数个授权粒度，或者多个fec码字中的ldpc码字校验位整体是整数个授权粒度，方便olt为onu预留ldpc码字校验位占用的时隙。
10.在一种可能的实现方式中，基于授权长度和ldpc编码方式，获得上行数据的fec码字，包括：基于授权长度、ldpc编码方式中ldpc码字数据位和ldpc编码方式对应的母码矩阵，获得上行数据的fec码字。
11.本技术所示的方案，onu获取下行编码的ldpc编码方式的母码矩阵，作为上行编码的ldpc编码方式的母码矩阵。按照授权长度，确定上行数据的fec码字的数目，在每个fec码字中，若上行数据截短的长度为s，则在上行数据中补入s比特0。然后将补0后的上行数据与母码矩阵编码，获得该fec码字中的ldpc码字数据位和ldpc码字校验位，然后将该fec码字中ldpc码字校验位进行裁剪，获得裁剪后的上行数据的fec码字。这样，可以获取到上行数据的fec码字。
12.在一种可能的实现方式中，hsp为50g无源光网络pon，ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1760字节，ldpc编码方式中ldpc码字校验位为320字节；50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为20字节；50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为40字节；50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为80字节。
13.这样，在上行编码的ldpc编码方式沿用下行编码的ldpc编码方式时，ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，码率为1824/(1824+336)＝84.4。而经过对ldpc码字数据位和ldpc码字校验位进行裁剪，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1760字节，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字校验位为320字节，码率为1760/(1760+320)＝84.6，码率与沿用下行编码的ldpc编码方式接近，而且ldpc码字校验位和ldpc码字数据位为整数个授权粒度，有可能会存在授权长度等于整数个ldpc码字数据位的长度，这样在传输等量的ldpc码字校验位，可以最大可能的传输上行数据。
14.在一种可能的实现方式中，n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除，ldpc编码方式为hsp对应的下行编码的ldpc编码方式。
15.这样，上行的ldpc编码方式沿用下行的ldpc编码方式，可以使得上行编码和下行编码的兼容性更好。
16.在一种可能的实现方式中，hsp为50g pon，ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为2，ldpc编码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为4；50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为16字节；50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为32字节；50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为64字节。
17.这样，基于现有下行编码的ldpc编码方式，仅调整授权粒度，就可以使得在传输相同量的ldpc码字校验位时，最大可能的传输上行数据，而且仅调整授权粒度，可以使得授权粒度被4倍的ldpc码字校验位整除，所以olt在预留ldpc码字校验位时，可以按照整数个时隙进行预留，减少带宽浪费。因此，在极小的修改下，可以最大程度的实现下行编码和上行
pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为80字节。
27.在一种可能的实现方式中，n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除，ldpc解码方式为hsp对应的下行解码的ldpc解码方式。
28.这样，上行的ldpc解码方式可以沿用下行的ldpc解码方式，可以使得上行解码和下行解码的兼容性更好。
29.在一种可能的实现方式中，hsp为50g pon，ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为2，ldpc解码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为4；50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为16字节；50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为32字节；50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为64字节。
30.这样，基于现有下行解码的ldpc解码方式，仅调整授权粒度，可以最大程度的实现下行解码和上行解码的复用逻辑设计。
31.在一种可能的实现方式中，hsp为50g pon，ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为1，ldpc解码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为1；50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为4字节；50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为8字节；50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为16字节。
32.这样，基于现有下行解码的ldpc解码方式，仅调整授权粒度，可以最大程度的实现下行解码和上行解码的复用逻辑设计。
33.第三方面，本技术提供了一种上行fec编码的装置，该装置包括一个或多个模块，该一个或多个模块用于实现上述第一方面所述的上行fec编码的方法。
34.第四方面，本技术提供了一种上行fec解码的装置，该装置包括一个或多个模块，该一个或多个模块用于实现上述第二方面所述的上行fec解码的方法。
35.第五方面，本技术提供了一种上行fec编码的光网络设备，光网络设备包括处理器和通信接口，其中：通信接口用于上行时隙的授权数目，处理器用以实现第一方面及其可能的实现方式的方法中的编码处理。
36.第六方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，当计算机可读存储介质中的计算机指令被光网络设备执行时，使得光网络设备执行第一方面及其可能的实现方式的方法，或者使得光网络设备实现上述第三方面及其可能的实现方式的装置的功能。
37.第七方面，本技术提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在光网络设备上运行时，使得光网络设备执行上述第一方面及其可能的实现方式的方法，或者使得光网络设备实现上述第三方面及其可能的实现方式的装置的功能。
38.第八方面，本技术提供了一种上行fec解码的光网络设备，光网络设备包括处理器和通信接口，其中：通信接口用于接收上行数据的fec码字，处理器用以实现第二方面及其可能的实现方式的方法中的解码处理。
39.第九方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，当计算机可读存储介质中的计算机指令被光网络设备执行时，使得光网络设备执行第二方面及其可能的实现方式的方法，或者使得光网络设备实现上述第四方面及其可能的实现方式的装置的功能。
40.第十方面，本技术提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在光网络设备上
运行时，使得光网络设备执行上述第二方面及其可能的实现方式的方法，或者使得光网络设备实现上述第四方面及其可能的实现方式的装置的功能。
41.第十一方面，本技术提供了一种上行fec编码和下行fec解码的系统，该系统包括如第三方面所述的上行fec编码的装置和如第四方面所述的上行fec解码的装置。
附图说明
42.图1是本技术一个示例性实施例提供的pon中下行传输的示意图；
43.图2是本技术一个示例性实施例提供的pon中上行传输的示意图；
44.图3是本技术一个示例性实施例提供的光网络设备的结构示意图；
45.图4是本技术一个示例性实施例提供的上行fec编码的方法的流程示意图；
46.图5是本技术一个示例性实施例提供的fec码字的示意图；
47.图6是本技术一个示例性实施例提供的fec编码的示意图；
48.图7是本技术一个示例性实施例提供的误码率性能的对比示意图；
49.图8是本技术一个示例性实施例提供的fec码字的示意图；
50.图9是本技术一个示例性实施例提供的olt的结构示意图；
51.图10是本技术一个示例性实施例提供的上行fec解码的方法的流程示意图；
52.图11是本技术一个示例性实施例提供的上行fec编码的装置的结构示意图；
53.图12是本技术一个示例性实施例提供的上行fec解码的装置的结构示意图。
具体实施方式
54.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
55.为了便于对本技术实施例的理解，下面首先介绍所涉及到的名词的概念：
56.1、pon下行传输过程：光线路终端(optical line terminal，olt)将一路下行数据通过分光器(splitter)分为n路，同时发送给olt连接的所有光网络单元(optical network unit，onu)或者光网络终端(optical network terminal，ont)，onu或者ont选择性接收与自身编号相同的下行数据，丢弃其它数据，在本技术实施例中以onu为例进行说明。如图1所示，olt连接有3个onu(onu1、onu2和onu3)，onu1的数据为数据1，onu2的数据为数据2，onu3的数据为数据3，onu1仅接收数据1，onu2仅接收数据2，onu3仅接收数据3。由于在下行传输时，可以连续传输数据，所以pon中下行传输是连续模式。
57.2、pon上行传输过程：多个onu采用时分多址(time division multiple access，tdma)技术进行上行传输。原理为：olt将上行传输时间分为若干时隙ti(i＝1,2,3,
……
32,
……
)，该时隙可以称为是上行时隙，在每个时隙内，仅安排一个onu以向olt发送数据，各onu按照olt规定的顺序依次发送数据，从而避免各onu之间产生冲突。每个onu仅在olt给自身分配的时隙内发射光信号，在其余时隙必须关闭发射机，否则，多个onu同时发射光信号会造成冲突，使得olt无法正确接收onu的数据，整个pon的业务会全部中断。如图2所示，olt连接有3个onu(onu1、onu2和onu3)，onu1的数据为数据1，onu2的数据为数据2，onu3的数据为数据3，onu1向olt发送数据1，onu2向olt发送数据2，onu3向olt发送数据3。由于在上行传输时，每个onu按照不同时隙传输数据，所以pon中上行传输是突发模式。
58.3、hsp，是指速率高于10g的pon，该速率包括上行速率和下行速率。例如，hsp为50g pon、25g pon等。此处速率高于10g指每秒传输的数据量高于为10g比特。
59.4、fec编码，指通过在传输数据中加入冗余纠错码，在一定条件下，通过解码可以自动纠正传输误码。在hsp中，fec编码方式可以包括ldpc编码方式。在fec编码使用ldpc编码方式时，fec码字包括ldpc码字数据位和ldpc码字校验位。
60.5、上行时隙，指olt每次给onu分配的时隙，上行时隙有基本单位，基本单位为授权粒度。
61.6、授权长度，等于上行时隙的授权数目与授权粒度的乘积。由于上行时隙的授权数目为整数，所以授权长度一定是授权粒度的整数倍。此处需要说明的是，olt给onu的授权长度用于传输上行数据，不用于传输开销部分，开销部分指后文提到的ldpc码字校验位，ldpc码字校验位在olt为onu默认预留的时隙上传输，例如，olt为onu分配0-80时隙，81-100时隙用于onu传输ldpc码字校验位，81-100的时隙不会再分配给其他onu。
62.相关技术中，规定了50g pon中下行的fec编码的方法，并未规定上行的fec编码的方法，所以需要提供一种上行的fec编码的方法。
63.另外，考虑到上行和下行传输的兼容设计，上行的fec编码需要参考下行的fec编码。在一种方式下，为了简化onu和olt的fec编译码设计，上行的fec编码可以沿用下行的fec编码，下行的fec编码采用ldpc编码方式，通过ldpc编码方式编码后获得的fec码字为17280比特，即2160字节，ldpc码字数据位为14592比特，即1824字节，ldpc码字校验位为336字节。50g pon有多种上行速率，为12.5g、25g和50g，分别对应的授权粒度为20字节、40字节和80字节，ldpc码字数据位为1824字节，均不能被20字节、40字节和80字节整除，这样，按照此种方式选择的ldpc码字，在上行数据发送过程中，有可能会出现不完整的fec码字，在某些情况下会有带宽浪费。例如，olt给某个onu的上行时隙的授权数目为22，授权粒度为80字节，上行时隙的授权长度等于1760字节，ldpc码字数据位为1824字节，每个fec码字中最多包括1824字节的上行数据，由于授权长度为1760字节，所以该onu本次最多能传输1760字节的上行数据，该onu发送的数据长度为(1760字节+336字节)，可见在并未发送1824字节的上行数据，就需要发送336字节的ldpc码字校验位，码率为1760/(1760+336)＝83.9％。再例如，olt给某个onu的上行时隙的授权数目为23，授权粒度为80字节，上行时隙的授权长度等于1840字节，ldpc码字数据位为1824字节，每个fec码字中最多包括1824字节的上行数据，该onu发送的数据长度为(1824字节+336字节)+(16字节+336字节)，可见在第二个fec码字中发送16字节的上行数据，就需要发送336字节的ldpc码字校验位，码率为1824+16/(1824字节+336字节)+(16字节+336字节)＝73.2％。由于不管fec码字包括的ldpc码字数据位为多少，该fec码字中均需要发送336字节的ldpc码字校验位，所以在ldpc码字数据位不能被授权粒度整除时，有可能会造成一定的带宽浪费。
64.基于上述问题，本技术提供了一种上行fec编码的方法，该方法可以由编码装置执行。该编码装置可以是一个软件程序，安装于光网络设备，该编码装置也可以是一个硬件装置，如光网络设备，光网络设备为onu或者ont。
65.在编码装置为硬件装置时，如图3所示，提供了光网络设备的结构示意图，光网络设备包括通信接口301和处理器302。
66.处理器302可以采用通用的中央处理器(central processing unit，cpu)，微处理
器，应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)，图形处理器(graphics processing unit，gpu)或者一个或多个集成电路。处理器302还可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。在本技术实施例中，处理器302可以用于实现fec编码处理。
67.通信接口301用于实现光网络设备与其他设备之间的通信。在本技术实施例中，通信接口301可以用于接收上行时隙的授权数目。
68.下面将结合图4对本技术实施例提供的上行fec编码的方法进行说明，该方法可以由onu执行，图4中描述了onu编码一次上行数据的流程。如图4所示，该方法的处理流程如下：
69.步骤401，获取上行时隙的授权长度，其中，授权长度等于上行时隙的授权数目与授权粒度的乘积，授权粒度为上行时隙所属设备支持的授权粒度。
70.其中，上行时隙用于onu向olt传输上行数据，每个onu仅在olt为自身分配的上行时隙中传输上行数据。授权长度等于上行时隙的授权数目与授权粒度的乘积，授权粒度为该上行时隙所属设备支持的授权粒度。授权数目也可以称为是授权大小，英文可以为grant size。
71.在本实施例中，olt可以按照时隙分配规则为olt连接的所有onu分配上行时隙，由于每个onu的带宽需要不相同，每个onu分配的上行时隙不一样，分配的上行时隙可以包括上行时隙的开始点和上行时隙的授权数目。
72.onu获取到上行时隙的授权数目后，可以获取存储的授权粒度，在onu上行速率不相同的情况下，onu的授权粒度不相同，上行速率与授权粒度成正比。onu可以使用授权数目乘以授权粒度，获得上行时隙的授权长度。例如，hsp为50g pon，50g pon的授权粒度为80字节，授权数目为22，授权长度为1760字节。
73.步骤402，基于授权长度和ldpc编码方式，获得上行数据的fec码字，其中，fec码字包括ldpc码字数据位，ldpc编码方式中ldpc码字数据位被授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数。
74.其中，ldpc编码方式是fec编码方式的一种，可以用于上行传输的编码。在数据通过ldpc编码后，获得该数据的fec码字。如图5所示，每个fec码字包括ldpc码字数据位和ldpc码字校验位，且每个fec码字中ldpc码字校验位的长度相同，在图5中示出了2个fec码字，fec码字1的ldpc码字数据位为1760字节，fec码字2的ldpc码字数据位为160字节，fec码字1和fec码字2的ldpc码字校验位均为320字节。在ldpc编码方式中规定ldpc码字数据位被授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数。此处上行数据指onu向olt传输的数据，可以是onu的业务数据，也可以是其他数据等。
75.在本实施例中，onu使用授权长度，确定onu本次传输的上行数据。然后使用ldpc编码方式，编码该上行数据，获得该上行数据的fec码字。具体的编码过程可参见ldpc编码原理。
76.示例性的，ldpc码字数据位被授权粒度整除，或者n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，均有可能会出现授权长度等于正整数倍的ldpc码字数据位的长度的情况。在这些情况下，将上行数据通过ldpc编码方式编码后，获得上行数据的一个或多个完整的fec码
字，该每个fec码字包括ldpc码字数据位和上行数据的ldpc码字校验位，所有fec码字中ldpc码字数据位的长度总和等于授权长度。完整的fec码字的指包括的ldpc码字数据位的长度等于规定的ldpc码字数据位长度的fec码字。这样，由于传输每个fec码字，需要传输ldpc码字校验位，所以在fec码字中ldpc码字数据位的长度等于规定的ldpc码字数据位的长度时，相当于传输每个fec码字能够传输最大量的上行数据，所以按照这种方式，可以传输比较多的上行数据。
77.另外，如果授权长度小于ldpc编码方式中ldpc码字数据位的长度，则将上行数据通过ldpc编码方式编码后，可以获得一个fec码字，该一个fec码字包括ldpc码字数据位和上行数据的ldpc码字校验位。这样，由于授权长度小于ldpc编码方式中ldpc码字数据位的长度，所以在编码时要在上行数据的前面补0，使得补入0后的上行数据的数据量等于ldpc编码方式中规定的ldpc码字数据位的长度，在编码完成后将补入的0删除，所以传输的上行数据的数据量小于规定的ldpc码字数据位的长度，进而该一个fec码字中ldpc码字数据位的长度小于规定的ldpc码字数据位的长度。
78.另外，如果授权长度大于ldpc编码方式中ldpc码字数据位的长度，则将上行数据通过ldpc编码方式编码后，可以获得至少一个完整的fec码字，该每个fec码字包括ldpc码字数据位和上行数据的ldpc码字校验位。在完整的fec码字中ldpc码字数据位的长度等于ldpc编码方式中规定的ldpc码字数据位的长度，在不完整的fec码字中，在编码时要在上行数据的前面补0，使得补入0后的上行数据的数据量等于ldpc编码方式中规定的ldpc码字数据位的长度，这样，经过编码后的上行数据的数据量等于授权长度，所以不完整的fec码字中ldpc码字数据位的长度小于ldpc编码方式中ldpc码字数据位的长度。
79.可选的，fec编码的流程可以在onu的传输汇聚(transmission convergence，tc)层实现，在tc层编码获得上行数据的fec码字后，送入onu的物理层进行处理，经过onu的物理层处理后，通过光纤向olt发送。
80.这样，在本技术实施例，上行编码的ldpc编码方式中规定ldpc码字数据位被授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，会出现授权长度等于正整数倍的ldpc码字数据位的长度的情况，所以在这些情况下，上行数据的每个fec码字是完整的fec码字，即在传输ldpc码字校验位时，就传输规定的ldpc码字数据位长度的上行数据，从整体上看码率比较高，所以既提供了一种上行fec编码方法，也使得整体码率比较高。
81.如下针对图4所示的流程进行进一步说明：
82.在一种可能的实现方式中，ldpc编码方式中ldpc码字校验位与授权粒度的关系可以为：
83.1、ldpc编码方式中ldpc码字校验位被授权粒度整除，例如，授权粒度为80字节，ldpc码字校验位为320字节，olt为onu预留4个时隙即可。这样，每个fec码字中ldpc码字校验位都是整数个授权粒度，方便olt为onu预留ldpc码字校验位占用的时隙。
84.2、m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除，m为大于或等于1的正整数。例如，m为4，授权粒度为64字节，ldpc码字校验位为336字节，虽然336不能被64整除，但是4倍的336可以被64整除。这样，4个fec码字中ldpc码字校验位整体也是整数个授权粒度，从整体上看，olt可以onu预留整数个时隙用于传输ldpc码字校验位。
85.3、ldpc编码方式中ldpc码字校验位被授权粒度整除和m倍的ldpc码字校验位被授
权粒度整除，m为大于或等于1的正整数。这样，同时满足上述两个条件，更方便olt为onu预留ldpc码字校验位占用的时隙。
86.在一种可能的实现方式中，在ldpc编码方式中ldpc码字数据位被授权粒度整除的情况下，步骤202的处理为：基于授权长度、ldpc编码方式中ldpc码字数据位和ldpc编码方式对应的母码矩阵，获得上行数据的fec码字。
87.其中，ldpc编码方式对应的母码矩阵可以预先存储在onu中。该母码矩阵可以是一个12
×
69的准循环矩阵，循环大小为256。此处母码矩阵与下行编码中定义的母码矩阵相同。
88.在本实施例中，onu获取下行编码的ldpc编码方式的母码矩阵，作为上行编码的ldpc编码方式的母码矩阵，按照授权长度，确定上行数据的fec码字的数目，在每个fec码字中，若上行数据截短的长度为s，则在上行数据中补入s比特0。然后将补0后的上行数据与母码矩阵通过编码，获得该fec码字中的ldpc码字数据位和ldpc码字校验位，然后将该fec码字中ldpc码字校验位进行裁剪，获得裁剪后的上行数据的fec码字，即获得可以进行上行传输的fec码字。示例性的，裁剪可以是对生成的ldpc码字校验位进行穿孔处理，获得上行数据的fec码字。详细穿孔处理参见下行编码的ldpc编码方式的标准。
89.如图6所示，提供了fec编码流程，上行数据为k比特，假设上行数据截短s比特，ldpc码字校验位为p比特，穿孔后ldpc码字校验位为m比特，fec码字的比特数n＝k+m。k比特的上行数据最后面经过补s比特0后，获得k+s比特，将k+s比特上行数据和母码矩阵通过编码，获得k比特ldpc码字数据位和m+p比特ldpc码字校验位，对m+p比特ldpc码字校验位穿孔处理，获得n＝k+m比特的fec码字。
90.此处需要说明的是，在本技术实施例中，对上行数据需要截短的情况包括但不限于：
91.情况1，现有下行编码的ldpc编码方式中，ldpc码字数据位为1824字节，本技术实施例中，ldpc码字数据位小于1824字节。由于每个完整的fec码字中包括的ldpc码字数据位的长度小于1824字节，所以需要截短上行数据。
92.情况2，现有下行编码的ldpc编码方式中，ldpc码字数据位为1824字节，本技术实施例中，授权长度小于一个完整的fec码字，由于上行数据小于1824字节，所以需要截短上行数据。
93.在一种可能的实现方式中，在hsp为50g pon时，原有的下行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，经过对ldpc码字数据位和ldpc码字校验位进行裁剪，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1760字节，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字校验位为320字节。在50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为20字节，能被ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。并且在50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为40字节，能被ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。在50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为80字节，能被ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。
94.这样，在上行编码的ldpc编码方式沿用下行编码的ldpc编码方式时，ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，码率为1824/(1824+336)＝84.4。而经过对ldpc码字数据位和ldpc码字校验位进行裁剪，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位
为1760字节，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字校验位为320字节，码率为1760/(1760+320)＝84.6，码率与沿用下行编码的ldpc编码方式接近，而且通过误码率性能仿真，性能仿真结果如图7所示，裁剪后的误码率性能与沿用下行编码的ldpc编码方式时接近，在图7中，纵坐标表示误码率，横坐标表示信噪比。
95.此处需要说明的是，上行速率为12.5g其实是表征上行速率接近12.5g(如实际上行速率能达到12.4416g比特/s)，同理上行速率为25g和50g，也是说明上行速率分别接近25g和50g，25g pon实际上行速率能达到24.8832g比特/s；50g pon上行速率实际能达到49.7664g比特/s。
96.在一种可能的实现方式中，n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除的情况下，上行编码的ldpc编码方式可以直接沿用hsp对应的下行编码的ldpc编码方式，此时上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节。
97.针对上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，授权粒度可以有多种选择，如下给出两种可能的方式：
98.1、hsp为50g pon，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为2，ldpc编码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为4。这样，在50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为16字节，能被上行编码的ldpc编码方式中2倍的ldpc码字数据位和4倍的ldpc码字校验位整除。并且在50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为32字节，能被上行编码的ldpc编码方式中2倍的ldpc码字数据位和4倍的ldpc码字校验位整除。在50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为64字节，能被上行编码的ldpc编码方式中2倍的ldpc码字数据位和4倍的ldpc码字校验位整除。例如，如图8所示，授权长度为64字节*114＝7296字节，恰好等于1824字节*4，这样，是存在四个fec码字，四个fec码字的ldpc码字数据位均为1824字节，ldpc码字校验位为4*336字节，正好预留21个时隙用于传输ldpc码字校验位。
99.2、hsp为50g pon，上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为1，ldpc编码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为1。这样，在50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为4字节，能被上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。并且在50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为8字节，能被上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。在50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为16字节，能被上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。
100.这样，基于现有下行编码的ldpc编码方式，在极小的修改下(仅修改授权粒度)，可以最大程度的实现下行编码和上行编码的复用逻辑设计。
101.此处需要说明的是，在上行编码的ldpc编码方式沿用下行编码的ldpc编码方式时，授权粒度的选择有多种可能实现方式，上述仅示例性的给出两种可能的方式。另外，在修改授权粒度时，ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，截短的ldpc码字数据位为0比特，不需要截短，而对于ldpc码字校验位，沿用现有下行编码的ldpc编码方式，本身就需要裁减ldpc码字校验位，所以也需要进行裁剪。
102.在一种可能的实现方式中，ldpc编码方式中ldpc码字数据位被授权粒度整除，以
及n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数。在这种情况下，需要对fec码字中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位进行裁剪，并且对授权粒度进行调整，使误码率性能保持与下行编码的误码率性能接近。
103.对应前文中描述的fec编码的流程，本技术中，还提供了fec解码的方法，该方法可以由解码装置执行。该解码装置可以是一个软件程序，安装于光网络设备，该解码装置可以是一个硬件装置，如光网络设备等。光网络设备可以是olt。
104.在解码装置为硬件装置时，如图9所示提供了olt的结构示意图，olt包括通信接口901和处理器902。
105.处理器902可以采用通用的cpu，微处理器，asic，gpu或者一个或多个集成电路。处理器902还可以是dsp、fpga或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。在本技术实施例中，处理器902可以用于实现fec解码处理。
106.通信接口901用于实现olt与其他设备之间的通信。在本技术实施例中，通信接口901可以用于接收上行数据的fec码字。
107.下面将结合图10对本技术实施例提供的上行fec解码的方法进行说明，该方法可以由olt执行，图10中描述了olt解码onu发送的上行数据的流程。如图10所示，该方法的处理流程如下：
108.步骤1001，接收上行数据的fec码字，其中，fec码字包括ldpc码字数据位。
109.在本实施例中，olt通过光纤接收onu在授权的时隙上发送的上行数据的fec码字，每个fec码字包括ldpc码字数据位和ldpc码字校验位，每个fec码字包括的ldpc码字校验位的长度相同，每个fec码字包括的ldpc码字数据位基于授权长度有可能不相同，这取决于fec码字中上行数据的数据量。
110.步骤1002，基于fec码字、ldpc解码方式和上行时隙对应的授权长度，获得上行数据，其中，授权长度等于上行时隙的授权数目与授权粒度的乘积，ldpc解码方式中ldpc码字数据位被授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数。
111.在本实施例中，ldpc解码方式与步骤402中的ldpc编码方式对应。olt可获取于olt分配给onu的时隙的授权数目和onu的授权粒度，将授权数目和授权粒度相乘，获得授权长度。olt可以基于olt分配给onu的授权长度，确定出onu发送的fec码字，然后使用ldpc解码方式，解码onu发送的fec码字，获得onu发送的上行数据。
112.可选的，fec解码的流程可以在olt的tc层实现，在通过olt的物理层接收到上行数据的fec码字后，olt的tc层可以执行解码处理，获得上行数据。然后通过olt的tc层的后续处理后，如果上行数据是送往核心网，则可以送往核心网，如果上行数据是发送给olt，则olt可以针对上行数据进行相应的处理。
113.如下针对图10所示的流程进行进一步说明：
114.在一种可能的实现方式中，ldpc解码方式中ldpc码字校验位与授权粒度的关系可以为：
115.fec码字还包括ldpc码字校验位，ldpc编码方式中ldpc码字校验位被授权粒度整除和/或m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除，m为大于或等于1的正整数。详细描述可参见ldpc编码方式的描述。
116.在一种可能的实现方式中，步骤1002的处理可以为：
117.基于fec码字、ldpc解码方式中ldpc码字数据位、ldpc解码方式对应的母码矩阵和上行时隙对应的授权长度，获得上行数据。
118.其中，ldpc编码方式对应的母码矩阵可以预先存储在onu中。该母码矩阵可以是一个12
×
69的准循环矩阵，循环大小为256。此处母码矩阵与下行解码中定义的母码矩阵相同。
119.在本实施例中，olt可以基于olt分配给onu的授权长度，确定出onu发送的fec码字。然后olt获取下行解码的ldpc解码方式对应的母码矩阵，确定为上行解码的ldpc解码方式对应的母码矩阵。对每个fec码字进行校验，获得上行数据。详细校验过程参见下行解码的ldpc解码方式的标准。
120.在上行编码的ldpc编码方式确定后，下行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位与上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字数据位对应，下行解码的ldpc解码方式中ldpc码字校验位与上行编码的ldpc编码方式中ldpc码字校验位对应，如下进行说明：
121.在一种可能的实现方式中，在hsp为50g pon时，原有的下行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，经过ldpc码字数据位和ldpc码字校验位进行裁剪，上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1760字节，上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字校验位为320字节。在50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为20字节，能被上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。并且在50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为40字节，能被上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。在50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为80字节，能被上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。
122.这样，在上行解码的ldpc解码方式沿用下行解码的ldpc解码方式时，ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，码率为1824/(1824+336)＝84.4。经过对ldpc码字数据位和ldpc码字校验位进行裁剪，上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1760字节，上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字校验位为320字节，码率为1760/(1760+320)＝84.6，码率与沿用下行解码的ldpc解码方式接近。
123.在一种可能的实现方式中，n倍的ldpc码字数据位被授权粒度整除，m倍的ldpc码字校验位被授权粒度整除的情况下，上行解码的ldpc解码方式可以直接沿用hsp对应的下行解码的ldpc解码方式，此时上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节。
124.针对上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，ldpc码字校验位为336字节，授权粒度可以有多种选择，如下给出两种可能的方式：
125.1、hsp为50g pon，上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为2，ldpc解码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为4。这样，在50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为16字节，能被上行解码的ldpc解码方式中2倍的ldpc码字数据位和4倍的ldpc码字校验位整除。并且在50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为32字节，能被上行解码的ldpc解码方式中2倍的ldpc码字数据位和4倍的ldpc码字校验位整除。在50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为64字节，能被上行解码的ldpc解码方式中2倍的
ldpc码字数据位和4倍的ldpc码字校验位整除。
126.2、hsp为50g pon，上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为1，ldpc解码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为1。这样，在50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为4字节，能被上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。并且在50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度8字节，能被上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。在50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为16字节，能被上行解码的ldpc解码方式中ldpc码字数据位和ldpc码字校验位整除。
127.这样，基于现有下行解码的ldpc解码方式，在极小的修改下，可以最大程度的实现下行解码和上行解码的复用逻辑设计。
128.在本技术实施例中，解码(decode)也可以称为是译码。
129.图11是本技术实施例提供的上行fec编码的装置的结构图，该装置应用于hsp，该hsp的上行速率高于10g。该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为装置中的部分或者全部。本技术实施例提供的装置可以实现本技术实施例图4所述的流程，该装置包括：获取模块1110和编码模块1120，其中：
130.获取模块1110，用于获取上行时隙的授权长度，其中，所述授权长度等于上行时隙的授权数目与授权粒度的乘积，所述授权粒度为所述上行时隙所属设备支持的授权粒度，具体可以用于实现步骤401的获取功能以及执行步骤401包含的隐含步骤；
131.编码模块1120，用于基于所述授权长度和低密度奇偶校验码ldpc编码方式，获得上行数据的fec码字，其中，所述fec码字包括ldpc码字数据位，所述ldpc编码方式中ldpc码字数据位被所述授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被所述授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数，具体可以用于实现步骤402的编码功能以及执行步骤402包含的隐含步骤。
132.在一种可能的实现方式中，所述fec码字还包括ldpc码字校验位，所述ldpc编码方式中ldpc码字校验位被所述授权粒度整除和/或m倍的ldpc码字校验位被所述授权粒度整除，m为大于或等于1的正整数。
133.在一种可能的实现方式中，所述编码模块1120，用于：
134.基于所述授权长度、所述ldpc编码方式中ldpc码字数据位和ldpc编码方式对应的母码矩阵，获得上行数据的fec码字。
135.在一种可能的实现方式中，所述hsp为50g无源光网络pon，所述ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1760字节，所述ldpc编码方式中ldpc码字校验位为320字节；
136.所述50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为20字节；
137.所述50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为40字节；
138.所述50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为80字节。
139.在一种可能的实现方式中，n倍的ldpc码字数据位被所述授权粒度整除，m倍的ldpc码字校验位被所述授权粒度整除，所述ldpc编码方式为所述hsp对应的下行编码的ldpc编码方式。
140.在一种可能的实现方式中，所述hsp为50g pon，所述ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为2，所述ldpc编码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为4；
141.所述50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为16字节；
142.所述50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为32字节；
143.所述50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为64字节。
144.在一种可能的实现方式中，所述hsp为50g pon，所述ldpc编码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为1，所述ldpc编码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为1；
145.所述50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为4字节；
146.所述50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为8字节；
147.所述50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为16字节。
148.图12是本技术实施例提供的上行fec解码的装置的结构图，该装置应用于hsp，该hsp的上行速率高于10g。该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为装置中的部分或者全部。本技术实施例提供的装置可以实现本技术实施例图4所述的流程，该装置包括：接收模块1210和解码模块1220，其中：
149.接收模块1210，用于接收上行数据的fec码字，其中，所述fec码字包括低密度奇偶校验码ldpc码字数据位，具体可以用于实现步骤901的接收功能以及执行步骤1001包含的隐含步骤；
150.解码模块1220，用于基于所述fec码字、ldpc解码方式和上行时隙对应的授权长度，获得所述上行数据，其中，所述授权长度等于上行时隙的授权数目与授权粒度的乘积，所述ldpc解码方式中ldpc码字数据位被所述授权粒度整除和/或n倍的ldpc码字数据位被所述授权粒度整除，n为大于或等于1的正整数，具体可以用于实现步骤902的解码功能以及执行步骤1002包含的隐含步骤。
151.在一种可能的实现方式中，所述fec码字还包括ldpc码字校验位，所述ldpc解码方式中ldpc码字校验位被所述授权粒度整除和/或m倍的ldpc码字校验位被所述授权粒度整除，m为大于或等于1的正整数。
152.在一种可能的实现方式中，所述解码模块1220，用于：
153.基于所述fec码字、所述ldpc解码方式中ldpc码字数据位、ldpc解码方式对应的母码矩阵和上行时隙对应的授权长度，获得所述上行数据。
154.在一种可能的实现方式中，所述hsp为50g无源光网络pon，所述ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1760字节，所述ldpc解码方式中ldpc码字校验位为320字节；
155.所述50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为20字节；
156.所述50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为40字节；
157.所述50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为80字节。
158.在一种可能的实现方式中，n倍的ldpc码字数据位被所述授权粒度整除，m倍的ldpc码字校验位被所述授权粒度整除，所述ldpc解码方式为所述hsp对应的下行解码的ldpc解码方式。
159.在一种可能的实现方式中，所述hsp为50g pon，所述ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为2，所述ldpc解码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为4；
160.所述50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为16字节；
161.所述50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为32字节；
162.所述50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为64字节。
163.在一种可能的实现方式中，所述hsp为50g pon，所述ldpc解码方式中ldpc码字数据位为1824字节，n为1，所述ldpc解码方式中ldpc码字校验位为336字节，m为1；
164.所述50g pon的上行速率为12.5g时，对应的授权粒度为4字节；
165.所述50g pon的上行速率为25g时，对应的授权粒度为8字节；
166.所述50g pon的上行速率为50g时，对应的授权粒度为16字节。
167.本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时也可以有另外的划分方式，另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成为一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
168.该集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台光网络设备(可以是onu等)或处理器(processor)执行本技术各个实施例该方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
169.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现，当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令，在光网络设备上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从onu通过光纤向olt进行传输。所述计算机可读存储介质可以是光网络终端能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(如软盘、硬盘和磁带等)，也可以是光介质(如数字视盘(digital video disk，dvd)等)，或者半导体介质(如固态硬盘等)。