[发明专利]一种面向下一代光纤通信标准的oFEC译码系统

说明书

本发明提供了一种面向下一代光纤通信标准的oFEC译码系统，包括oFEC码译码器，所述oFEC码译码器遵循单指令多数据SIMD过程，即每条指令下对P个BCH子码进行译码，其中P为并行度。本系统基于SIMD的思想，通过推导得到oFEC码的在存储器中的位置遵循一定规律，进而通过使用奇偶两块完全一致的双端口存储器，有效地解决了译码过程中存在的结构冒险问题；通过额外的硬件开销解决译码输出时的数据冒险问题。上述手段避免了流水线停顿，提升了吞吐率。

技术领域

本发明涉及一种面向下一代光纤通信标准的oFEC译码系统。

背景技术

光纤通信是现代通信系统中的关键组成部分，其吞吐量巨大的特点完美契合当代互联网通信的需求。为了保证如此庞大的传输数据量的可靠性，前向纠错码(FEC)在光纤通信中发挥着至关重要的作用。纠错码也叫做差错控制编码，亦称为信道编码，目的是为了克服信道噪声对传输数据的干扰，接收端可以通过某种译码算法对接收到的信息自行进行错误纠正。纠错功能的实现需要以冗余作为代价，牺牲有效数据，提升数据传输的可靠性，越多的冗余意味着越高的纠错能力。

目前，400G光纤通信系统的标准化工作已经完成，下一代800G光纤通信也进入研究阶段。400G光纤通信标准400ZR已经被提出。400G光纤通信系统采用的纠错码是staircase码，该码可提供高达400Gbps的吞吐量。随着对400G光纤通信系统的研究不断深入，以及相关产品的问世和商用，吞吐量高达800Gbps的下一代光纤通信系统引起了广泛的关注。目前，Open ROADM标准化工作中提出下一代光纤通信标准中采用的纠错码为oFEC码，该码的本质是一种以BCH码为子码的卷积码。BCH的译码算法包括Berlekamp-Massey(BM)算法、欧几里得算法、彼得森(Peterson-Gorenstein-Zierler，PGZ)算法等。其中，彼得森算法适用于纠错能力小的BCH码。

现有的光纤通信系统采用的是400ZR标准中所提出的设计方案。该系统采用的纠错码是staircase码，在当前公开的设计中(参考文献：Truhachev D,El-Sankary K,KaramiA,et al.Efficient Implementation of 400Gbps Optical Communication FEC[J].Circuits and Systems I:Regular Papers,IEEE Transactions on,2020,PP(99))，针对staircase码的译码器能达到的最大吞吐量为511Gbps，并不能满足下一代光纤通信的吞吐量需求。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种面向下一代光纤通信标准的oFEC译码系统，包括oFEC码译码器，所述oFEC码译码器遵循单指令多数据SIMD过程，即每条指令下对P个BCH子码进行译码，其中P为并行度。

所述oFEC码译码器包括存储器、BCH译码器、输入转置模块和输出转置模块；

所述oFEC码译码器通过如下操作完成译码过程：

读rd操作：所述oFEC码译码器的输入是oFEC码的P行，这也是P个BCH码字的后半部分；同时，从存储器中读出P个BCH码字的前半部分；所述P个BCH码字的前半部分是存储格式的，后半部分是译码格式的；

输入转置tp操作：输入转置模块将输入的存储格式的BCH码字前半部分转换为用于译码器进行译码的格式输出，与BCH码字的后半部分直接拼接成P个完整的BCH码字，准备译码；

译码dec操作：BCH译码器对BCH码字进行译码；

输出转置tb操作：输出转置模块在译码后把输出BCH译码器的BCH码字转换成存储格式；

写wr操作：将存储格式的BCH码字写入存储器；

输出out操作：已译码的oFEC的P行从存储器中读出作为输出。