用于光通信的方法、设备、装置和计算机可读介质

技术领域

本公开的技术一般光通信领域，更具体地涉及在用于光通信的方法、设备、装置和计算机可读介质。

背景技术

对于高速PON(无源光网络)系统的上行数据传输，基于自适应数字信号处理(DSP)的均衡器将被用于光线路终端(OLT)，以精确地恢复来自不同光网络单元(ONU)的信号，这些光网络单元具有各种信道条件(例如，波长、组件带宽和光纤长度)。

为了自适应地调整/训练均衡器的系数，在来自ONU的每个突发之前附加一个OLT已知的前导码序列。然而，前导码时间构成了物理层开销的重要部分。

发明内容

总体上，本公开的示例实施例涉及一种优化前导码配置的技术方案。

在本公开的第一方面，提供了一种用于光通信的方法，包括：在光线路终端处，确定从光网络单元到光线路终端的信道特性；基于信道特性，确定用于从光网络单元向光线路终端的传输的前导码性质，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真；向光网络单元发送前导码信息，前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码；以及从光网络单元接收具有前导码性质的前导码。

在本公开的第二方面，提供一种用于光通信的方法，包括：在光网络单元处，从光线路终端接收前导码信息，前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码，前导码性质是基于从光网络单元到光线路终端的信道特性确定的，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真；基于前导码信息，生成用于从光网络单元向光线路终端的传输的前导码；以及向光线路终端发送具有前导码性质的前导码。

在本公开的第三方面，提供一种用于光通信的设备，包括：处理器；以及收发器，以通信方式耦合到处理器；处理器被配置为使设备执行根据第一方面的方法。

在本公开的第四方面，提供一种用于光通信的设备，包括：处理器；以及收发器，以通信方式耦合到处理器；处理器被配置为使设备执行根据第二方面的方法。

在本公开的第五方面，提供一种用于光通信的装置，包括：用于确定从光网络单元到光线路终端的信道特性的部件；用于基于信道特性，确定用于从光网络单元向光线路终端的传输的前导码性质的部件，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真；用于向光网络单元发送前导码信息的部件，前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码；以及用于从光网络单元接收具有前导码性质的前导码的部件。

在本公开的第六方面，提供一种用于光通信的装置，包括：用于从光线路终端接收前导码信息的部件，前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码，前导码性质是基于从光网络单元到光线路终端的信道特性确定的，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真；用于基于前导码信息，生成用于从光网络单元向光线路终端的传输的前导码的部件；以及用于向光线路终端发送具有前导码性质的前导码的部件。

在本公开的第七方面，提供一种计算机可读介质，计算机可读介质上存储有指令，当指令在被至少一个处理单元执行时，使得至少一个处理单元被配置为执行根据第一方面的方法。

在本公开的第八方面，一种计算机可读介质，计算机可读介质上存储有指令，当指令在被至少一个处理单元执行时，使得至少一个处理单元被配置为执行根据第二方面的方法。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例通信系统的框图；

图2示出了根据本公开的某些实施例的用于光通信的方法的交互示意图；

图3示出了根据本公开的某些实施例的前导码生成算法模型示意图；

图4示出了根据本公开的某些实施例的ONU的激活流程示意图；

图5示出了根据本公开的某些实施例的PON系统的示意图；

图6示出了根据本公开的某些实施例的用于光通信的方法的原理示意图；

图7示出了高速PON系统中ONU激活阶段采用专用波长的说明示意图；

图8示出了根据本公开的某些实施例的OLT与ONU之间的交互示意图；

图9示出了根据本公开的另一些实施例的OLT与ONU之间的交互示意图；

图10示出了根据本公开的某些实施例的TDM-PON上行链路场景下物理层开销的说明示意图；

图11示出了本公开实施例与基于传统方案的均衡器训练的收敛速度比对示意图；

图12示出了根据本公开的某些实施例的用于光通信的流程示意图；

图13示出了根据本公开的另一些实施例的用于光通信的流程示意图；

图14示出了适合实现本公开实施例的电子设备的简化方框图；

图15示出了适合实现本公开的实施例的计算机可读介质的示意图。

在所有附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。

具体实施方式

下面将参考附图中所示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些具体的实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

如本文所使用的，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可以包括运算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、选取、建立等。

本文使用的术语“电路”是指以下的一项或多项：(a)仅硬件电路实现方式(诸如仅模拟和/或数字电路的实现方式)；以及(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如果适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及(ii)硬件处理器的任意部分与软件(包括一起工作以使得诸如OLT或其他计算设备等装置执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)；以及(c)硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或者微处理器的一部分，其要求软件(例如固件)用于操作，但是在不需要软件用于操作时可以没有软件。

电路的定义适用于此术语在本申请中(包括任意权利要求中)的所有使用场景。作为另一示例，在此使用的术语“电路”也覆盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)、或者硬件电路或处理器的一部分、或者其随附软件或固件的实现方式。例如，如果适用于特定权利要求符号，术语“电路”还覆盖基带集成电路或处理器集成电路或者OLT或其他计算设备中的类似的集成电路。

图1示出了本公开的实施例可以在其中实施的示例通信系统的框图。如图1所示，该通信系统100包括OLT 110以及ONU 120。它们可以经由通信信道进行通信，数据传输可以通过从ONU 120到OLT110的上行链路，也通过从OLT 110和ONU 120的下行链路。应当理解，图1所示的OLT 110和ONU的数目是为了说明的目的而给出的。通信网络100可以包括任何合适数目的OLT 110和ONU 120。在一些实施例中，OLT 110与ONU 120之间的通信信道可以包括光纤通信信道。在另一些实施例中，OLT 110与ONU 120之间的通信信道也可以是任何其他形式的有线或无线信道。在一些实施例中，通信系统100可以是无源光网络(PON)的一部分。在这样的实施例中，在低速激活波长上，OLT 110首先注册ONU 120，然后指定一个长前导码，用于高速波长信道上的初始均衡器训练。在均衡器第一次完成训练后，此后可以为该特定ONU 120使用较短的前导码。前导码时间构成了物理层开销的重要部分，因此，降低前导码开销对于提高传输效率是非常理想和有益的。

为了总体上减少前导码开销，并提高例如PON等通信系统的运行效率，本公开实施例提出了改进前导码配置的技术方案，下面基于图2至图13详细介绍本公开的实施例。

图2示出了根据本公开的某些实施例的用于光通信的方法的交互示意图。

如图2所示，本公开实施例的光线路终端(OLT 110)与光网络单元(ONU 120)之间的交互流程200如下：

光线路终端110确定(201)从光网络单元120到光线路终端110的信道特性。如本文中使用的，信道特性可以指代与光网络单元120到光线路终端110的信号传输有关的任何信道特性，包括光网络单元120到光线路终端110的信道介质特性(诸如光纤特性)、信号发送设备和信号接收设备本身的属性，诸如发送设备和接收设备本身的带宽，等等。在一些实施例中，信道特性可以包括光线路终端110在光网络单元120的激活过程中获得的与光网络单元120有关的信道特性。例如，光网络单元120本身的特性、光纤长度、硬件版本、调制格式、调制器带宽、以及其他校准数据，诸如驱动器频率响应、调制器S参数等模块特性数据。

一般而言，光线路终端110可以采用任何适当的方式来确定上述信道特性。例如，光线路终端110可以存储事先测量好的信道特性。又例如，光线路终端110可以向光网络单元120发送请求，以请求双方执行信道特性的测量。再例如，光线路终端110可以在光网络单元120的激活阶段获取与光网络单元120相关联的信道特性。后文将进一步详述这样的实施例。

继续参考图2，基于确定的该信道特性，光线路终端110可以确定(202)用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码性质。该前导码性质可以至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真。需要说明的是，光线路终端110确定的前导码性质可以是如下的任何适当的前导码属性，其能够消除或部分消除前导码经过信道传输之后的失真。在一些实施例中，这样的前导码性质例如可以通过前导码序列的符号转移概率和频谱整形配置来体现。然而，将理解，任何其他的可以用于体现出前导码抵抗信道传输影响的前导码性质也都是可能的。

之后，光线路终端110向光网络单元120发送(203)前导码信息210，该前导码信息210可以用于生成具有前导码性质的前导码220。需要指出的是，该前导码信息210可以此任何适当的形式，只要光网络单元120可以基于该前导码信息210生成具有上述前导码性质的前导码220。例如，前导码信息210可以是直接向光网络单元120指明前导码220是何种序列的指示，诸如前导码序列本身。又例如，前导码信息210可以是一些用于生成前导码220的配置参数，光网络单元120可以使用这些配置参数来生成前导码220。

相应地，光网络单元120将接收(204)前导码信息210。光网络单元120在接收到前导码信息210之后，基于该前导码信息210，得到(205)用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码220。在得到前导码220之后，光网络单元120可以向光线路终端110发送(206)具有上述前导码性质的前导码220，相应地，光线路终端110将接收(207)该前导码220。

ITU-T G.9804.2/3(G.HSP)是最新的50G PON标准规范，该规范使用伪随机二进制序列(PRBS)作为训练序列，PRBS类型的前导码模式具有直流均衡、平坦的功率谱、像随机数据一样的符号转移概率的特征。然而，当由于光纤传播造成的带宽限制和频率选择性衰落的损害而使信号严重失真时，就均衡器训练速度而言，这可能远非最佳选择。因此，在激活阶段必须使用较长的前导码，这将导致大量开销。研究表明，在某些极端情况下，开销的数量将变得不可接受。

由于本公开实施例基于光网络单元120到光线路终端110的信道特性来确定用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码性质，进而生成具有前导码性质的前导码，使得本公开实施例的前导码是特定于ONU 120的前导码序列，其中考虑了从ONU 120到OLT110的信道条件。克服了采用PRBS类型的前导码模式由于光纤传播造成的带宽限制、频率选择性衰落的损害而使信号严重失真等影响而导致的前导码开销大以及影响OLT的均衡器训练速度的缺陷。

在一些实施例中，光线路终端110向光网络单元120发送前导码信息，具体可以是发送用于生成前导码的配置参数，该配置参数是由光线路终端110基于前导码性质确定的，具体地，光线路终端110可以将前导码性质转换为该配置参数并发送到光网络单元120，从而在光网络单元120处，可以基于该配置参数来生成前导码。

通过将配置参数发送到光网络单元120以由光网络单元120来基于配置参数生成前导码的方式，可以更好地减少前导码的传输开销。

在一些实施例中，光网络单元120可以基于作为配置参数的滤波器系数，来确定用于生成前导码的滤波器，然后使用滤波器对原始前导码序列进行滤波，以生成前导码。如图3所示，示出了根据本公开的某些实施例的前导码生成算法模型示意图，以原始前导码序列是映射自PRBS的随机PAM4(4电平脉冲幅度调制信号)序列为例，滤波器的参数配置即滤波器系数，其是光线路终端110以前导码信息的方式发送给光网络单元120的。算法模型对输入的随机PAM4序列进行过滤，滤波后信号的频谱被整形为大致补偿信道损耗，随后的PAM4再生模块将过滤后的符号电平舍入至最接近的PAM4电平，得到再生后的PAM4序列，算法模型输出的再生后的PAM4序列将具有非平坦的频谱和非均匀的符号转移概率，换言之，在本示例中，由OLT 110计算的所需的前导码性质可以被转换成一组滤波器抽头系数，然后OLT110将该滤波器抽头系数作为配置参数发送至ONU 120。该示例中，前导码性质体现为与前导码相关联的频谱整形配置，而频谱整形配置一般表示为滤波器抽头矩阵，这样就实现了前导码性质到配置参数的转换。

通过上述方法生成的前导码是非PRBS序列，并且是考虑了从具体光网络单元120到光线路终端110的信道特性而生成的前导码，从而通过本公开实施例的方法可以得到特定于ONU的前导码，由于特定于ONU的前导码是与该ONU对应的信道条件相关的，因此能够得到针对该ONU的最小开销的前导码。

表1示出了用于生成前导码的配置参数进行编码的示例，以对PAM4前导码参数配置的字节编码为例。在PON系统中，该消息优选地被实现为一个或多个连续的PLOAM(物理层操作管理和维护)消息，携带表1中的八位字节，以补充传统的Burst_Profile(突发简档)消息。表1的内容仅为举例说明，不构成对本公开实施例的保护范围的限定。

在另外一些实施例中，可以应用能够生成具有所需前导码性质(例如频谱形状)的PAM4序列的任何其他前导码生成方法来实现等同或类似的效果，本公开实施例对此不做限定。

在一些其他实施例中，前导码生成算法模型不使用滤波器抽头作为参数。例如，算法可以使用符号转移概率表作为输入，然后类似地，是概率值而非滤波器抽头系数值被相应地编码到配置参数的消息中。

在另一些实施例中，光线路终端110向光网络单元120发送前导码信息，具体可以是发送指明前导码的指示，其中该前导码是光线路终端110基于前导码性质确定的，例如光线路终端110可以根据滤波器抽头系数值或符号转移概率值来确定前导码。

光线路终端110可以通过各种形式的指示来指明前导码，例如，可以在指示中包括前导码的序列。光线路终端110向光网络单元120发送前导码信息的过程，具体地，可以先基于前导码性质确定该前导码，然后将携带该前导码的序列的指示发送至光网络单元120，光网络单元120接收该指明前导码的指示，然后根据该指示，将前导码的序列转换成前导码的物理信号，得到生成的前导码。

光线路终端110向光网络单元120发送指明前导码的指示时，也可以参照表1所示的编码方式进行编码，例如，如果OLT 110通过发送指示的方式直接向ONU 120发送前导码，则前同步码内容被编码为表1提及的八位字节，并作为一系列前导码信息发送至光网络单元120。

如上文提到的，在一些实施例中，光线路终端110可以在光网络单元120的激活阶段获取与光网络单元120相关联的信道特性。例如，光线路终端110在确定信道特性时，可以基于在光网络单元120的激活阶段从光网络单元120收集的信息来确定信道特性。光网络单元120可以向光线路终端110发送这些信息，相应地，光线路终端110接收这些信息，这些信息可以包括光网络单元120的序列号和测距结果等至少一项信息，光线路终端110基于这些信息来确定信道特性。

光网络单元120激活阶段可以采用标准激活流程来进行，包括序列号报告以及ONU120测距等等。图4示出了根据本公开的某些实施例的ONU 120的激活流程示意图，如图4所示，标准的激活流程包括：

OLT 110通过λ

ONU 120通过λ

OLT 110通过λ

OLT 110通过λ

ONU 120通过λ

OLT 110通过λ

由于在光网络单元120的激活阶段收集的信息与信道条件是相关联的，从而可以比较准确地确定信道特性。

上述的在低速激活通道的协助下，序列号报告与测距流程可以与标准操作相同，但是为了获得更优化的前导码序列生成算法的输出，在另一些实施例中，光线路终端110在确定信道特性时，还可以选择性地从光网络单元120收集另外的附加信息，这些附加信息也是用于确定上述信道特性的。具体地，光线路终端110在采集到光网络单元120的序列号和测距结果之后，可以先确定是否需要从光网络单元120进一步获取附加信息，如果是，则向光网络单元120发送对附加信息的请求，光网络单元120从光线路终端110接收到该请求，则向光线路终端110发送附加信息，从而光线路终端110可以从光网络单元120收集到该附加信息。

在一些实施例中，从光网络单元120收集的附加信息可以包括但不限于光网络单元120的硬件版本、调制格式、调制器带宽、以及校准数据等一种或多种信息。校准数据例如驱动器频率响应、调制器S参数，等等。附加信息可以通过PLOAM(物理层操作管理和维护)消息或ONU管理和控制接口(OMCI)消息携带。

继续参考图4，在407和408处，示出了光线路终端110从光网络单元120查询附加信息以及相应地光网络单元120返回附加信息的过程。具体地，OLT 110通过λ

通过收集附加信息来用于确定信道特性，可以实现基于与信道条件相关的更多信息来反映信道特性，进一步提高了确定信道特性的准确性。

λ

在一些实施例中，光线路终端110确定前导码性质时，可以先基于从光网络单元120接收的信息，在存储器中查找对应的已存前导码性质，已存前导码性质是光线路终端110过去基于从该光网络单元120收集的信息生成并存储到存储器中的前导码性质，光线路终端110在查找到该已存前导码性质后，即可将该已存前导码性质确定为用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码性质。利用已存前导码性质作为用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码性质，可以实现快速确定前导码性质，节省算法的时间成本。

在一些实施例中，前导码性质可以包括与前导码相关联的符号转移概率，由于对于N电平脉冲幅度调制信号(例如PAM4)，前导码的N符号幅度电平的分布概率的可能不均匀，以及N*N电平转移概率不均衡。那么，OLT 110根据从ONU 120收集的信息，可以确定前导码对应的概率配置，从而较容易地确定出前导码性质。

可替代地或附加地，前导码性质可以包括与前导码相关联的频谱整形配置，考虑每个ONU 120链路信道的特定频率选择性衰落，频谱能量分配(通常为较高频率元素的预加重)需要专门定制，由此可以确定前导码的频谱整形配置，该频谱整形配置通常为预均衡滤波器的抽头矩阵，从而也可以较容易地确定出前导码性质。

在一些实施例中，光线路终端110可以向光网络单元120发送第一指示，以指示光网络单元120向光线路终端110发送前导码。相应地，光网络单元120对于该第一指示做出响应，将第一指示中指定的前导码发送至光线路终端110。其中，第一指示中可以指定前导码的ID，光网络单元120根据该前导码的ID来查找要发送的前导码。

在一些实施例中，光线路终端110向光网络单元120发送前导码信息之后，光网络单元120可以向光线路终端110发送对前导码信息的确认(ACK)，光线路终端110可以在接收到光网络单元120对前导码信息的确认后，向光网络单元120发送第一指示。这可以保证在光网络单元120成功地接收到所有前导码信息之后，光线路终端110再发起带宽分配，以防止光网络单元120不能及时响应第一指示来发出对应的前导码。

上述实施例中，框205处由光网络单元120向光线路终端110发送、并由光线路终端110接收的具有前导码性质的前导码为长前导码，或称第一前导码。

光线路终端110可以使用接收到的第一前导码训练光线路终端110的均衡器。

在一些实施例中，光线路终端110使用前导码(具体为长前导码)对光线路终端110的均衡器训练完成后，还可以向光网络单元120发送第二指示，以指示光网络单元120向光线路终端110发送第二前导码，该第二前导码又称短前导码，即第二前导码的长度小于第一前导码的长度。

光网络单元120可以基于从光线路终端110接收的前导码信息生成第二前导码，并在从光线路终端110接收到发送第二前导码的第二指示后，将第二前导码发送至光线路终端110，相应地，光线路终端110接收该第二前导码。第二前导码具有本公开实施例提及的前导码性质。

在一些实施例中，光线路终端110可以使用第一下行波长(λ

在一些实施例中，光网络单元120可以使用第一上行波长(λ

通过对应传输速度不同的波长来发送相应的信息，有利于光线路终端110或光网络单元120恢复从信道传输过来的信息。

本公开实施例的第一前导码、第二前导码为非伪随机二进制序列。由于采用非伪随机二进制序列，从而避免了因PRBS类型的前导码导致的大量开销。

图6示出了根据本公开的某些实施例的用于光通信的方法的原理示意图。如图6所示，ONU 120使用激活波长(λ

OLT 110在得到ONU 120的序列号和测距结果后，可以确定该特定ONU 120所需的前导码性质(602)。

在一些实施例中，OLT 110可以基于ONU 120的信息反馈(例如ONU 120的序列号、测距结果等信息)来确定信道特性。

在另一些实施例中，OLT 110在得到ONU 120的序列号、测距结果等信息之后，还可以确定是否需要ONU 120进一步提供附加信息。附加信息例如ONU 120的硬件版本、调制格式、调制器带宽、校准数据中的一种或多种信息。如果OLT 110确定从ONU 120获取附加信息，则从ONU 120收集所需这些附加信息，ONU 120可通过激活波长(λ

通过进一步从ONU 120获取上述附加信息，能够使得OLT 110可以基于更多的信息来确定信道特性，从而确定的信道特性更加准确。

OLT 110基于从ONU 120收集的信息确定信道特性之后，基于信道特性可以确定用于从ONU 120向OLT 110的传输的前导码性质。

在一些实施例，对于N电平脉冲幅度调制信号(例如PAM4)，前导码的N符号幅度电平的分布概率的可能不均匀，以及N*N电平转移概率不均衡。那么，OLT 110根据从ONU 120收集的信息，可以确定前导码对应的概率配置，例如，根据ONU 120的序列号、测距结果、硬件版本、调制格式、调制器带宽、校准数据等一种或多种信息确定前导码对应的符号转移概率，符号转移概率与前导码的信号电平之间具有预设映射关系。OLT 110根据从ONU 120收集的信息，可以通过查表的方式确定相应的符号转移概率。查找的表中预先存储了从ONU120收集的信息与符号转移概率的对应关系。前导码对应的符号转移概率是前导码性质的一个示例。

在另一些实施例，考虑每个ONU 120链路信道的特定频率选择性衰落，频谱能量分配(通常为较高频率元素的预加重)需要专门定制，由此可以确定前导码的频谱整形配置，该频谱整形配置通常为预均衡滤波器的抽头矩阵，即生成前导码的过程中所使用的滤波器的滤波器系数，频谱整形配置是前导码性质的另一示例。

OLT 110基于所确定的前导码性质，相应地向ONU 120发送详细的前导码信息(603)。

在一些实施例中，OLT 110可以根据确定出的前导码性质生成前导码，并通过一系列PLOAM消息将指明前导码的指示发送给ONU120，对于通过何种形式来向ONU 120指明前导码，本公开实施例具体不做限定，例如可以在指示中包括前导码的整个序列，从而ONU可以从指示中获取到OLT 110生成的前导码。

在另一些实施例中，OLT 110可以向ONU 120发送用于生成前导码的前导码配置参数，由ONU 120基于该参数利用预定义的程序生成前导码的符号序列。通过将前导码配置参数发送到ONU 120，并由ONU 120生成前导码的方式，可以更大地节省前导码开销。

ONU 120根据OLT 110发送过来的前导码配置的消息(即前导码信息)确定前导码(604)，以组装上行帧。由于本公开实施例是基于特定于ONU 120的前导码配置而生成的前导码，可称为配置的前导码。

在高速波长(λ

目前，50G PON标准对于所有ONU仅支持基于PRBS的前导码模式，其中在ONU激活过程中，在ONU开始发送数据流量之前，OLT为ONU指定至少一个PRBS前导码模式和随机种子(random seed)。尽管已经讨论了针对不同的ONU和不同的上行突发使用不同的PRBS序列，但对基于LMS的均衡器的收敛速度优化问题仍缺乏考虑和讨论。

为了解决上述问题，本公开实施例进行了改进，从对本公开实施例的上述介绍，可以看出，本公开实施例的方案不需要生成PRBS和随机种子，即本公开实施例的前导码是特定于ONU的non-PRBS(非伪随机二进制序列)，考虑了均衡器的收敛速度以减少总体前导码开销和提高PON系统的运行效率。

在高速PON系统中，ONU组件具有有限的带宽，因为OLT 110可能无法从ONU 120恢复高度失真的初始序列号注册信号，使得ONU 120的激活程序可能会失败。可使用附加的激活波长用于激活ONU 120。在低速激活波长上，OLT 110首先注册ONU 120，然后指定一个长前导码，用于高速波长信道上的初始均衡器训练。在均衡器第一次完成训练后，此后可以为该特定ONU 120使用较短的前导码，高速PON系统中ONU激活阶段采用专用波长的说明示意图可参见图7，图7虽以50G PON为例，但本公开实施例不仅限于50G PON。本公开的一些实施例基于图7的方案进行了扩展，在采用低速激活波长上注册ONU 120的基础上，还进一步优化了前导码配置，从而实现进一步减少激活和后续正常操作的前导码开销。

图8示出了根据本公开的某些实施例的OLT与ONU之间的交互示意图。需要说明的是，图8中描绘的OLT与ONU之间的交互过程可以认为是图2示出的交互过程的一种具体示例。

如图8所示，ONU首先通过低速激活信道，使用标准的激活流程向OLT 110注册(801)。通过注册ONU，OLT 110可以收集到ONU的序列号和测距结果中的至少一项信息，然后，OLT 110基于ONU激活阶段所收集的该信息，确定ONU 120所需的前导码性质以及基于前导码性质生成前导码(802)。

在一些实施例中，某ONU 120是一个未被OLT 110记录的新激活的ONU，那么OLT110通过执行算法以获得所需的前导码性质或具有某前导码性质的前导码。具体地，该算法的输入可以包括但不限于ONU的序列号、测距结果(例如光纤长度)、硬件版本、调制格式、调制器带宽、校准数据(例如调制器特性数据，诸如驱动器频率响应机调制器S参数等等)中的一种或多种信息。算法的输出可以是一组所需的前导码性质(例如长度、频谱分布、符号转移概率等)，通过上述输入得到上述输出的算法的具体逻辑本公开实施例不做具体限定，作为其中的一个示例，算法逻辑可以规定上述算法输入的一种或多种信息与上述算法输出的对应关系。

在一些实施例中，若某ONU 120不是新激活的ONU，OLT 110可以利用上述算法的历史输出结果，例如，OLT 110之前已经存储过对应ONU的已存前导码性质，那么可以根据从该ONU收集的信息，从存储器加载对应的算法输出结果，即对应该ONU的已存前导码性质，将该已存前导码性质确定为ONU 120所需的前导码性质。

在一些实施例中，OLT 110执行的算法的输出可以直接为具有所需的前导码性质的一个或多个前导码序列。

本实施例中，在OLT 110处直接生成前导码序列，并通过一系列前导码信息，通过λ

ONU 120在收到OLT 110发送的前导码信息之后，可以选择性地向OLT 110回复一条或多条确认消息，以指示所有前导码序列的成功配置。

然后，OLT 110通过λ

一旦ONU 120接收到该分配结构，其就开始在λ

OLT 110在利用来自ONU 120的一个或多个长前导码成功训练其均衡器(806)后，将更新ONU 120的带宽分配结构，即通过λ

ONU 120根据第二指示，通过λ

图9示出了根据本公开的另一些实施例的OLT与ONU之间的交互示意图。需要说明的是，图9中描绘的OLT与ONU之间的交互过程可以认为是图2示出的交互过程的一种具体示例。

ONU 120首先通过低速激活信道，使用标准的激活流程向OLT110注册，即利用激活波长进行ONU 120激活(901)。然后，OLT 110基于ONU 120激活阶段所收集的该信息，确定ONU 120所需的前导码性质(902)。OLT 110基于前导码性质确定前导码信息，并通过λ

ONU 120根据前导码配置参数生成配置的前导码(904)。

作为优选实施方式，ONU 120在收到前导码信息后可以通过λ

OLT 110通过λ

ONU 120接收到该第一指示后就开始在λ

OLT 110在利用来自ONU 120的一个或多个长前导码成功训练其均衡器(908)后，将更新ONU 120的带宽分配结构，即通过λ

ONU 120根据第二指示，通过λ

在图9所示的实施例中，在ONU 120使用激活波长进行初始注册后，OLT 110不直接生成前导码序列，而是将前导码生成所需的算法参数发送给ONU 120。在接收到前导码参数配置的消息后，ONU120执行预定义算法以生成序列。然后，ONU 120发送确认消息，以指示使用λ

图10示出了根据本公开的某些实施例的TDM-PON上行链路场景下物理层开销的说明示意图。

如图10所示，ONU 120可以为多个，例如ONU-1、ONU-2……等等，ONU 120与OLT 110经由通信信道进行通信。每个ONU 120包括光传输模块，前导码通过光传输模块经由通信信道发送至OLT110，用于OLT 110的均衡器训练。对于高速PON系统的上行数据传输，基于自适应数字信号处理(DSP)的均衡器将被用于光线路终端(OLT)110，以精确地恢复来自不同光网络单元(ONU)120的信号，这些光网络单元120具有各种信道条件(例如，波长、组件带宽和光纤长度)。为了自适应地调整或训练基于均衡器的系数，在来自ONU120的每个突发之前附加一个OLT 110已知的前导码序列。

物理层开销时间T

PON上控制逻辑的另一参数是总峰间定时不确定性T

根据图10可以看出，前导码时间T

图11示出了本公开实施例与基于传统方案的均衡器训练的收敛速度比对示意图。传统方案指的是采用基于PRBS的前导码来训练均衡器。由于本公开实施例的特定于ONU120的前导码序列是在考虑其信道条件的情况下确定的non-PRBS序列(非伪随机二进制序列)，因此LMS均衡器训练收敛速度可以比传统方案的训练速度有所提高。图11示出了模拟结果，其中来自ONU 120的带宽受限的PAM4信号在OLT 110被典型的LMS均衡器均衡。使用该方法，达到同样误码率(BER)性能所需的LMS训练前导码长度显著减少。

图12示出了根据本公开的某些实施例的用于光通信的流程示意图。如图12所示，方法1200可以在光线路终端110处实现。

在框1202，确定从光网络单元120到光线路终端110的信道特性。

在框1204，基于信道特性，确定用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码性质，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真。

在框1206，向光网络单元120发送前导码信息，前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码。

在框1208，从光网络单元120接收具有前导码性质的前导码。

在一些实施例中，光线路终端110发送前导码信息，具体发送的是用于生成前导码的配置参数，该配置参数是由光线路终端110基于前导码性质确定的。

在一些实施例中，光线路终端110发送前导码信息，具体发送的是向光网络单元120发送指明前导码的指示，其中前导码是由光线路终端110基于前导码性质确定的。

在一些实施例中，光线路终端110可以基于在光网络单元120的激活阶段从光网络单元120接收的信息，来确定信道特性。

在光网络单元120的激活阶段从光网络单元120接收的信息例如可以包括光网络单元120的序列号和测距结果中的至少一项。

光线路终端110还可以确定需要光网络单元120的附加信息以用于确定信道特性，并向光网络单元120发送对该附加信息的请求，以从光网络单元120接收附加信息。

附加信息在一些实施例中可以包括但不限于光网络单元120的硬件版本、调制格式、调制器带宽、以及校准数据等信息。

光线路终端110确定前导码性质时，可以基于从光网络单元120接收的信息，在存储器中查找对应的已存前导码性质，若查找到已存前导码性质，则将已存前导码性质确定为前导码性质。

在一些实施例中，前导码性质可以包括与前导码相关联的符号转移概率，可替代地或附加地，前导码性质可以包括频谱整形配置。

在一些实施例中，光线路终端110可以向光网络单元120发送第一指示，以指示光网络单元120向光线路终端110发送前导码。

在一些实施例中，光线路终端110可以基于从光网络单元120接收到对前导码信息的确认的情况下，向光网络单元120来发送第一指示。

在一些实施例中，框1206和框1208中提及的前导码是第一前导码。光线路终端110可以使用第一前导码来训练光线路终端110的均衡器。在均衡器训练完成后，光线路终端110可以向光网络单元120发送第二指示，以指示光网络单元120向光线路终端110发送第二前导码，以从光网络单元120接收第二前导码，第二前导码的长度小于第一前导码的长度。

本公开实施例的第一前导码和第二前导码均具有上述提及的前导码性质，并且均为非伪随机二进制序列。

在一些实施例中，前导码信息是使用第一下行波长或第二下行波长发送的，第一指示或第二指示是使用第二下行波长发送的，并且与第二下行波长相对应的传输速度高于与第一下行波长相对应的传输速度。

图13示出了根据本公开的另一些实施例的用于光通信的流程示意图。如图13所示，方法1300可以在光网络单元120处实现。

在框1302，从光线路终端110接收前导码信息。

其中前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码，前导码性质是基于从光网络单元120到光线路终端110的信道特性确定的，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真。

在框1304，基于前导码信息，生成用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码。

在框1306，向光线路终端110发送具有前导码性质的前导码。

在一些实施例中，前导码信息包括用于生成前导码的配置参数。

在一些实施例中，光网络单元120基于前导码信息生成前导码，具体过程为：基于作为配置参数的滤波器系数，确定用于生成前导码的滤波器，然后使用滤波器对原始前导码序列进行滤波，以生成前导码。

在一些实施例中，前导码信息包括指明前导码的指示。

在一些实施例中，光网络单元120可以向光线路终端110发送用于确定信道特性的信息。例如，在光网络单元120的激活阶段，向光线路终端110发送光网络单元120的序列号和测距结果等信息。

在一些实施例中，光网络单元120在从光线路终端110接收到对附加信息的请求之后，将向光线路终端110发送附加信息，该附加信息用于确定信道特性。

在一些实施例中，附加信息可以包括但不限于光网络单元120的硬件版本、调制格式、调制器带宽、以及校准数据。

在一些实施例中，前导码性质包括与前导码相关联的符号转移概率，可替代或附加地，前导码性质可以包括频谱整形配置。

在一些实施例中，光网络单元120可以在从光线路终端110接收到发送前导码的第一指示后，根据第一指示中指定的前导码的ID，将对应的前导码发送至光线路终端110。

在一些实施例中，光网络单元120在从光线路终端110接收到前导码信息后，可以向光线路终端110发送对前导码信息的确认。

框1302至框1306提及的前导码可以称为第一前导码，在一些实施例中，光网络单元120还可以从光线路终端110接收到发送第二前导码的第二指示，并且根据第二指示中指定的前导码的ID，将对应的第二前导码发送至光线路终端110，第二前导码的长度小于第一前导码的长度。

在一些实施例中，第二前导码也是基于前导码信息生成的。

在一些实施例中，用于确定信道特性的信息是使用第一上行波长发送的，第一前导码或第二前导码是使用第二上行波长发送的，并且与第二上行波长相对应的传输速度高于与第一上行波长相对应的传输速度。

在一些实施例中，第一前导码和第二前导码为非伪随机二进制序列。

在一些示例实施例中，能够执行方法1200的装置(例如在光线路终端110处实现)可以包括用于执行方法1200的各个步骤的部件。该部件可以以任何合适的形式来实现。例如，该部件可以在电路或软件模块中实现。

在一些示例实施例中，该装置可以包括用于确定从光网络单元120到光线路终端110的信道特性的部件；用于基于信道特性，确定用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码性质的部件，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真；用于向光网络单元120发送前导码信息的部件，前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码；以及用于从光网络单元120接收具有前导码性质的前导码的部件。

在一些实施例中，用于向光网络单元120发送前导码信息的部件具体可以用于向光网络单元120发送用于生成前导码的配置参数，该配置参数是由光线路终端110基于前导码性质确定的。

在另一些实施例中，用于向光网络单元120发送前导码信息的部件具体可以用于向光网络单元120发送指明前导码的指示，该前导码是由光线路终端110基于前导码性质确定的。

在一些实施例中，用于确定从光网络单元120到光线路终端110的信道特性的部件可以基于在光网络单元120的激活阶段从光网络单元120接收的信息，来确定信道特性。

在一些实施例中，在光网络单元120的激活阶段从光网络单元120接收的信息可以包括光网络单元120的序列号和测距结果等一项或多项信息。

在一些实施例中，光线路终端110可以包括响应于确定需要光网络单元120的附加信息用于确定信道特性，向光网络单元120发送对附加信息的请求的部件。

在一些实施例中，上述的附加信息可以包括光网络单元120的硬件版本、调制格式、调制器带宽、以及校准数据等一种或多种信息。

在一些实施例中，用于基于信道特性，确定用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码性质的部件具体用于：基于从光网络单元120接收的信息，在存储器中查找对应的已存前导码性质，若查找到已存前导码性质，则将已存前导码性质确定为前导码性质。

在一些实施例中，前导码性质可以包括与前导码相关联的符号转移概率，可选地或附加地，前导码性质可以包括与前导码相关联的频谱整形配置。

在一些实施例中，光线路终端110还可以包括用于使用接收到的前导码训练光线路终端110的均衡器的部件。

在一些实施例中，光线路终端110还可以包括用于向光网络单元120发送第一指示，以指示光网络单元120向光线路终端110发送前导码的部件。

在一些实施例中，用于向光网络单元120发送第一指示，以指示光网络单元120向光线路终端110发送前导码的部件具体可以在从光网络单元120接收到对前导码信息的确认后，向光网络单元120发送第一指示。

通过上述前导码信息生成具有前导码性质的前导码可以称为第一前导码，在一些实施例中，光线路终端110还可以包括用于在使用前导码对光线路终端110的均衡器训练完成后，向光网络单元120发送第二指示，以指示光网络单元120向光线路终端110发送第二前导码的部件。并且还可以包括用于从光网络单元120接收第二前导码的部件。其中第二前导码的长度小于第一前导码的长度。

在一些实施例中，第二前导码具有上文提及的前导码性质。

在一些实施例中，前导码信息是使用第一下行波长或第二下行波长发送的，第一指示或第二指示是使用第二下行波长发送的，并且与第二下行波长相对应的传输速度高于与第一下行波长相对应的传输速度。

在一些实施例中，上述提及的前导码(第一前导码或第二前导码)可以为非伪随机二进制序列。

在一些实施例中，该装置还包括用于执行方法1200的一些实施例中的其他步骤的部件。在一些实施例中，部件包括至少一个处理器和存储有计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，与至少一个处理器一起，促使装置的执行。

在一些示例实施例中，能够执行方法1300的装置(例如，在光网络单元120处实现)可以包括用于执行方法1300的各个步骤的部件。该部件可以以任何合适的形式来实现。例如，该部件可以在电路或软件模块中实现。

在一些示例实施例中，该装置可以包括用于从光线路终端110接收前导码信息的部件，前导码信息用于生成具有前导码性质的前导码，前导码性质是基于从光网络单元120到光线路终端110的信道特性确定的，前导码性质至少部分地补偿由信道特性导致的传输失真；用于基于前导码信息，生成用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码的部件；以及用于向光线路终端110发送具有前导码性质的前导码的部件。

在一些实施例中，前导码信息可以包括用于生成前导码的配置参数。

在一些实施例中，用于基于前导码信息，生成用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码的部件具体可以基于作为配置参数的滤波器系数，确定用于生成前导码的滤波器，然后使用滤波器对原始前导码序列进行滤波，以生成前导码。

在另一些实施例中，前导码信息可以包括指明前导码的指示。

在一些实施例中，光网络单元120还可以包括用于向光线路终端110发送用于确定信道特性的信息的部件。

在一些实施例中，用于向光线路终端110发送用于确定信道特性的信息的部件具体可以在光网络单元的激活阶段，向光线路终端110发送光网络单元的序列号和测距结果等一项或多项信息。

在一些实施例中，光网络单元120还可以包括根据从光线路终端110接收到对附加信息的请求，向光线路终端110发送附加信息的部件，附加信息用于确定信道特性。

在一些实施例中，附加信息可以包括光网络单元的硬件版本、调制格式、调制器带宽、以及校准数据等一项或多项信息。

在一些实施例中，前导码性质包括与前导码相关联的符号转移概率，可选地或替代地，前导码性质包括与前导码相关联的频谱整形配置。

在一些实施例中，用于向光线路终端110发送具有前导码性质的前导码的部件具体可以根据从光线路终端110接收到的发送前导码的第一指示，来将前导码发送至光线路终端110。

在一些实施例中，光网络单元120还包括用于响应于从光线路终端110接收到前导码信息，向光线路终端110发送对前导码信息的确认的部件。

在一些实施例中，基于前导码信息生成的用于从光网络单元120向光线路终端110的传输的前导码是第一前导码。光网络单元120还可以包括用于在从光线路终端110接收到发送第二前导码的第二指示后，将第二前导码发送至光线路终端110的部件，第二前导码的长度小于第一前导码的长度。

在一些实施例中，光网络单元120还可以包括基于前导码信息生成第二前导码的部件。

在一些实施例中，用于确定信道特性的信息是使用第一上行波长发送的，第一前导码或第二前导码是使用第二上行波长发送的。与第二上行波长相对应的传输速度高于与第一上行波长相对应的传输速度。

在一些实施例中，上述提及的前导码(第一前导码或第二前导码)为非伪随机二进制序列。

在一些实施例中，该装置还包括用于执行方法1300的一些实施例中的其他步骤的部件。在一些实施例中，部件包括至少一个处理器和存储有计算机程序代码的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，与至少一个处理器一起，促使装置的执行。

本公开的一些实施例还提供了一种用于光通信的设备，包括：处理器；以及收发器，以通信方式耦合到处理器；处理器被配置为使该设备执行方法1200。

本公开的另一些实施例还提供了一种用于光通信的设备，包括：处理器；以及收发器，以通信方式耦合到处理器；处理器被配置为使设备执行方法1300。

图14是适合于实现本公开的实施例的电子设备1400的简化框图。可以提供设备1400以实现通信设备，例如如图1所示OLT 110以及ONU 120。如图所示，设备1400包括一个或多个处理器1410，一个或多个存储器1420被耦合到处理器1410，并且一个或多个通信模块1440被耦合到处理器1410。

通信模块1440用于双向通信，例如通信模块1440可以包括用于本公开的实施例的发射机、接收机、或收发机。通信接口可以表示与其他网络元件通信所必需的任何接口。

处理器1410可以是适合于本地技术网络的任何类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)、以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个。设备1400可以具有多个处理器，例如专用集成电路芯片，其在时间上从属于与主处理器同步的时钟。

存储器1420可以包括一个或多个非易失性存储器和一个或多个易失性存储器。非易失性存储器的示例包括但不限于只读存储器(ROM)1424，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，闪存，硬盘，光盘(CD)，数字视频盘(DVD)和其他磁存储和/或光存储。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)1422和不会在断电持续时间中持续的其他易失性存储器。

计算机程序1430包括由关联处理器1410执行的计算机可执行指令。程序1430可以存储在ROM 1420中。处理器1410可以通过将程序1430加载到RAM 1420中来执行任何合适的动作和处理。

可以借助于程序1430来实现本公开的实施例，使得设备1400可以执行如参考图2至13所讨论的本公开的任何过程。本公开的实施例还可以通过硬件或通过软件和硬件的组合来实现。

在一些实施例中，程序1430可以有形地包含在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以包括在设备1400中(诸如在存储器1420中)或者可以由设备1400访问的其他存储设备。可以将程序1430从计算机可读介质加载到RAM 1422以供执行。计算机可读介质可以包括任何类型的有形非易失性存储器，例如ROM，EPROM，闪存，硬盘，CD，DVD等。

图15示出了CD或DVD形式的计算机可读介质1500的示例。计算机可读介质上存储有程序1430。

通常，本公开的各种实施例可以以硬件或专用电路，软件，逻辑或其任何组合来实现。一些方面可以用硬件实现，而其他方面可以用固件或软件实现，其可以由控制器，微处理器或其他计算设备执行。虽然本公开的实施例的各个方面被示出并描述为框图，流程图或使用一些其他图示表示，但是应当理解，本文描述的框，装置，系统，技术或方法可以实现为，如非限制性示例，硬件，软件，固件，专用电路或逻辑，通用硬件或控制器或其他计算设备，或其某种组合。

本公开还提供有形地存储在非暂时性计算机可读存储介质上的至少一个计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机可执行指令，例如包括在程序模块中的指令，其在目标的真实或虚拟处理器上的设备中执行，以执行如上参考图12和图13的方法1200和1300。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程，程序，库，对象，类，组件，数据结构等。在各种实施例中，可以根据需要在程序模块之间组合或分割程序模块的功能。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质中。

用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。

在本公开的上下文中，计算机程序代码或者相关数据可以由任意适当载体承载，以使得设备、装置或者处理器能够执行上文描述的各种处理和操作。载体的示例包括信号、计算机可读介质、等等。信号的示例可以包括电、光、无线电、声音或其它形式的传播信号，诸如载波、红外信号等。

计算机可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。计算机可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开的方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤组合为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。还应当注意，根据本公开的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的具体实施例。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。