[发明专利]一种光以太网数据链路层码元恢复及容错方法及装置

说明书

本发明公开了一种光以太网数据链路层码元恢复及容错方法及装置，其中方法包括如下步骤：接收光以太网载波信号，对其高速异步码元进行过采样，获得过采样值结果；将高速异步码元按照存储顺序依次读出，将过采样值按位前后依次进行异或操作，查找码元跳变沿确定寻沿数据；通过典型值递推法索引寻沿数据的跳变沿，得出翻转码元和非翻转码元，依据翻转码元和非翻转码元进行码元容错恢复并输出码元。通过对高速异步码元进行数据处理得到寻沿数据，进而对寻沿数据进行典型值递推计算，确定翻转码元和非翻转码元，消除各种因素造成的码元采样数据的畸变，并从畸变数据中还原原始数据，提升通讯的容错能力，实现光以太网数据链路层的码元恢复及容错。

技术领域

本发明涉及电力网络数据传输技术领域，特别涉及一种光以太网数据链路层码元恢复及容错方法及装置。

背景技术

在以太网七层模型中，PHY芯片主要实现数据链路层的功能，PHY的内部功能和结构如图1所示，PHY芯片用于实现以太网数据链路层的数据编码和解码功能。基于光信号收发的PHY芯片功能相对来说比较单一，其通讯速率固定在百兆或者千兆,编码格式固定为NRZI模式，同时不需要自协商等功能。由于其电平标准固定，且主要功能基于数字逻辑，因此通过FPGA等纯数字器件及数字逻辑实现光以太网数据链路层的编解码功能具备可行性。

光以太网链路层的通过数字逻辑编码来实现，其中涉及到的主要难点为高速异步码元的采集解码及容错技术。以太网数据链路层底层的编码方式为NRZI码元，NRZI码元又名非归零反相编码，是一种不归零码元，主要通过电平的跳变沿来代表码元。首先需要对125M波特率的光以太网载波信号(NRZI编码)进行数据采样，按照奈奎斯特采样定律，一个周期的采样点一般不低于8个点。光以太网高速串行数据进行8倍的过采样后，要将采样的数值存贮在缓存中。我们以一串异步串行数据序列为例：“0101101010，10100110”。每个码元的宽度持续一个时钟周期8ns。理想情况下8倍过采样后，码元1对应8个BIT的过采样值为：11111111，码元0对应8个BIT的过采样值为00000000，以上码元经过过采样后在缓存中的存储序列应该是“00000000，11111111，00000000，11111111，11111111，00000000，11111111，00000000，11111111，…………”。

由于接收端收到的是异步串行数据,实际采样的数据不是理想值，真实的采样数据具有很大的畸变，如表1所示，造成采样数据畸变的原因包括：一是异步串行数据通讯，收发端的时钟存在差异，由于收发侧时钟偏差的累积，造成过采样数据的偏差，累积后会出现过采样BIT的增加或者减少；二是电路造成波形畸变，特别是以太网光电信号转换过程，容易造成方波高低电平占空比失真，最终造成过采样值的偏差；三是接收端过采样时钟抖动造成过采样数据的偏差。如表1所示，实际的采样数据和理想的数据存在较大的差异，因此要从畸变波形和时钟偏差造成的失真波形中还原出原始的码元并完成码元的容错具有较大的难度，目前光PHY都是通过模拟锁相环等模拟回路来实现反馈补偿。单纯的通过数字逻辑没有成熟的算法来实现。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种光以太网数据链路层码元恢复及容错方法及装置，通过对高速异步码元进行数据处理得到寻沿数据，进而对寻沿数据进行典型值递推计算，确定翻转码元和非翻转码元，消除各种因素造成的码元采样数据的畸变，并从畸变数据中还原原始数据，提升通讯的容错能力，实现光以太网数据链路层的码元恢复及容错。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种光以太网数据链路层码元恢复及容错方法，包括如下步骤：

接收光以太网载波信号，对其高速异步码元进行过采样，获得过采样值结果；

将所述高速异步码元按照存储顺序依次读出，将所述过采样值按位前后依次进行异或操作，查找码元跳变沿确定寻沿数据；

通过典型值递推法索引所述寻沿数据的跳变沿，得出翻转码元和非翻转码元，依据所述翻转码元和所述非翻转码元进行码元容错恢复并输出码元。