本节是对IEEE 802.3定义的PCS层的扩展，以支持在点对多点物理介质中的突发模式操作。本节也描述了一个可选择的前向纠错机制，用于提高光连接可靠性和传输距离。1000BASE-X设备可使用自协商机制进行连接，但在1000BASE-PX的P2MP网络中，禁止使用自协商协议。
C.2.2 突发模式操作
C.2.2.1 概述
为了避免近端ONU的发射噪声造成远端ONU的信号衰减，ONU的激光器在信号发送间隔必须能够关闭。为了控制激光器，PCS必须进行扩展以便能根据信号状态产生PMD_SIGNAL.request(tx_enable)信号，在正确的时刻开/关激光器。图C. 2描述了这一有信号监测器功能的实现原理。
C.2.2.2 操作原则
数据监测器使用一个延迟队列（FIFO缓冲器）来缓存要发送的码组。FIFO缓冲器的长度必须能够使PMA有足够的时间去打开激光器并发送预定数目的idle字符。一定量的idle字符用于接收器调整接收增(Treceiver_settling)、同步接收时钟(Tcdr)并完成同步流程(Tsync)。在初始化时，FIFO缓冲器用/I/填充而且关闭激光器。当第一个非/I/码组到达时，数据监测器置PMD_SIGNAL.request(tx_enable)信号为ON，并通知PMD子层打开激光器，如图C. 2所示。
当缓冲区数据清空时（ 例如， 仅包含/I/ 序列） ， 数据监测器将置PMD_SIGNAL.request(tx_enable)为OFF，并通知PMD子层把激光器关掉。在数据包发送间隔，/I/或/R/字节序列将送入缓冲区。如果这些/I/或/R/序列不足以填满缓冲区，则激光器不会被关闭。
图C. 3显示了填充缓冲器和产生laser_control之间的关系。因为OLT的激光器一直处于打开状态，所以OLT的数据监测器不需要缓冲数据。
本节主要描述功能实现，包括变量、常数和功能定义。表中的变量没有特别说明的，均为缺省值。
C.2.2.3.1 变量
BEGIN
类型：Boolean
用法：此变量用于初始化，在初始化或复位时置位为true。
DelayBound
类型：16位无符号数
缺省值：00-6A (106个码组= 848 ns)
用法：用于标识激光器的稳定时间，此变量仅在ONU使用。缺省值根据laserOnTime和SyncTime来确定。
dtx_code-group
一个10-bit 向量组构成一个码组， 数据检测器将其作为
PMA_UNITDATA.request(dtx_code-group) 的参量发送到PMA 。数据流发送时dtx_code-group<0>居先dtx_code-group<9>最后。
laser_control
类型：boolean
此变量标识激光器状态，ON表示激光器开，OFF表示关闭。
tx_code-group
此变量表示需要发送的码组，发送时tx_codegroup<0>居先，tx_code-group<9>最后。
C.2.2.3.2 函数
IsIdle(tx_code-group)
该函数用设定发送码组类型，tx_code-group类型可以是/T/、/R/、/K28.5/，或者在/K28.5/后除了/D21.5/或/D2.2/之外的其它码组。
FIFO.RemoveHead()
该函数的功能是将FIFO缓存中的第一个码组清除，剩余的码组均前移一位。返回被清除的码组向量（10bit）。
FIFO.Append(tx_code_group)
该函数的功能是在FIFO缓冲器的最后添加一个新的码组（10bit向量）。
C.2.2.3.3 消息
PMD_SIGNAL.request(tx_enable)
此原语原语用于在PMD子层打开或关闭激光器。OLT始终为ON，ONU则需要由数据监测器的状态确定其值(见图C. 4)。PUDRPMA_UNITDATA.request(tx_code-group<9:0>)的简称。
C.2.2.3.4 计数器
IdleLength
该计数器计算连续插入的idle字符的数目，以最近的tx_code-group结尾。如果最近一个tx_code-group表征的是非填充字符，则IdleLength复位为0。
类型：32-bit的无符号数
C.2.2.4 流程图
ONU的数据解码实现流程见图C. 4，图中状态描述见C.2.2.3 节。
C.2.3 前向纠错（可选）
C.2.3.1 概述
前向纠错码（FEC）是经过二进制运算后（例如用Galois算法）附加在以太网数据包后面的一组数据，附加的纠错码（如FEC奇偶码）用于在接收侧进行数据校验和纠错。FEC包括三部分功能：FEC编码，FEC解码，FEC同步，如图C. 2所示。如果不需要FEC，图C. 2中的TBI之间模块可以省略。虽然FEC功能是可选的，但在多点光链路中的实现还是要遵循C.2.3 节的规定。
FEC具有以下基本特性：
a) 保证帧格式符合1000BASE-X PCS；
b) 支持功能可选；
c) 向后兼容1000BASE-X设备；
d) 支持PCS子层10-12误码特性；
e) 支持FEC子层10-4误码特性。
C.2.3.3 FEC帧格式
本节描述具有FEC编码的以太网帧格式。
C.2.3.3.1 奇偶码
从PCS子层接收到以太网帧后，数据被分成长度为239个码元的数据块，第一个数据块以/S/码组后第一个码元开始，最后一个数据块以/T/码组前的最后一个码元结束。每个数据块使用RS(255,239,8)编码器进行编码，同时产生16个奇偶校验码，因此每个RS码字有255个码元。生成的16个奇偶码附加在数据包的末尾。
C.2.3.3.2 末尾短数据块处理
在对数据进行块分割的时候，最后一块数据经常会少于239个码元，这种数据块成为短数据块。处理如下：
在长度为x的短数据块中，D238到Dr之间的数据填充为0，Dr-1到D0之间为有效数据，其中Dr-1是短块中第一个数据字节，D0是最后一个字节，填充后的数据块编码后产生16个奇偶码，数据在发送时将去掉值为0的填充码元，在接收端，解码器将恢复完整长度的块（填充0码元）后进行解码。
C.2.3.3.3 特殊帧标识
以太网帧包括起始标志和数据帧，在接收器进行FEC解码前，要先进行帧同步，FEC不会对以太网帧标识进行校验保护，因此为了提高抗干扰性，在FEC编码中增加了特殊的起止帧标识，另外通过简单的运算保证特殊标识的可靠性，标识长度至少5字节，以保证可靠检测，起始的FEC帧序列为/S_FEC/，结束序列为/T_FEC/。
为监测FEC编码的起始帧，对输入的码流进行/S_FEC/序列匹配扫描，在小于d/2错误时，确认起始，结束判断扫描序列为/T_FEC_0/或/T_FEC_E/，匹配小于d/2错误时，确认结束。上述d值选为10，编码序列在不采用FEC的PCS子层可以透传（在虚装载模式下）。起始和终止的符号码采用8B/10B码组：
/S_FEC/：FEC起始码，码序列为：/K28.5/D6.4/K28.5/D6.4/S/
/T_FEC_E/：FEC结束码，偶对齐方式码序列为：/T/R/I/T/R/
/T_FEC_O/：FEC结束码，奇对齐方式码序列为：/T/R/R/I/T/R/
/S/, /T/, /R/ 和 /I/序列定义见IEEE 802.3 36章规定。/I/序列可分为/T_FEC_E/和
/T_FEC_O/两种序列，记为/I1/和/I2/。
图C. 5描述了FEC码的以太网帧格式，在FCS和PARITY域之间，T_FEC可以采用
/T_FEC_E/或/T_FEC_O/序列，PARITY域之后，T_FEC只能用/T_FEC_E/序列。
C.2.3.4 FEC操作
C.2.3.4.1 工作原理
在发送端，FEC子层从PCS子层接收到数据包，进行FEC编码，添加校验码之后将数据传送到PMA层。
在接收端，FEC子层从PMA子层接收到数据，完成字节对齐，监测FEC起始序列，解码FEC编码，纠正编码错误（如果有错误码）后，将奇偶码替换为IDLE后传送到PCS。注：为完成正确的MPCP操作，FEC必须保证所有码流信号连续并且等延迟的通过PM进入PCS层。FEC的功能实现不得增加数据延迟。
C.2.3.4.2 功能框图
如图C. 2所示，FEC子层包含发送侧和接收侧。
C.2.3.4.3 发送
图C. 6描述了FEC子层数据传输通道的框图，首先监测从PCS层来的数据包定界符。将/I/I/S/替换成/S_FEC/序列。将8B/10B数据解码以便进行FEC编码和并产生校验码，相应地，将检测到的/T/R/I/I/或/T/R/R/I/I/序列替换成/T_FEC_E/或/T_FEC_O/。然后加入奇偶码和另外一个/T_FEC_E/来替换扩展帧间间隔。
FEC的发送过程是根据PMA_UNITDATA.request和tx_code-group<9:0>的数据状态，生成连续的码组，并随即将之通过ftx_code-group<9:0>发送到PMA层接口。
C.2.3.4.4 接收
图C. 7描述了FEC子层接收数据通道的接收同步处理过程。FEC同步处理模块根据通过PMA_UNITDATA.indicate 服务原语连续进行码组接收， 并根据通过SYNC_UNITDATA.indicate服务原语将码组转送到FEC接收处理模块。FEC同步处理通过设置同步状态标识来指示来自PMA数据是否已经可以无误接收。
图C. 8 描述了FEC 子层接收数据处理的过程， FEC 的接收处理根据SYNC_UNITDATA.indicate连续接收码组，将码组加入缓冲区，同时将误码小于d/2的/S_FEC/转换为/I/I/S/序列，并将所有误码少于d/2的/T_FEC/转换为完全的/T_FEC/。缓存在接收到足够的数据并且奇偶码能完成数据纠错之前一直有效，数据纠错在缓存中完成。当缓存清空时，奇偶码连同第一个/T_FEC/之后的/T/R/序列以及整个第二个/T_FEC/序列全部转换为/I/。
注：在特殊情况下，PCS可能会产生大量的FALSE_CARRIER事件。因为FEC编码仅仅保护以太网数据，不保证IDLES数据。因此，在空闲（idle）期间，过多的比特错误将导致FALSE_CARRIER事件，另外，当具有FEC功能和不具有FEC功能的设备在同一EPON系统中使用时，不具有FEC功能的设备将对FEC的奇偶数据产生FALSE_CARRIER事件。
C.2.3.5 详细功能和实现流程图
C.2.3.5.1 状态变量
C.2.3.5.2 符号约定
/x/
表示36.2.5.1.2中定义的常量码组（有效码组必须符合IEEE 802.3 36章的规定）
表示缓存的接收到的码组。此码组可以是码组数据（ /x/ ） ， 或是由SYNC_UNITDATA.indicate 消息转送的数据，见IEEE 802.3 36章定义。C.2.3.5.3 常量定义
/COMMA/
是一种包含逗点的码组集合，具体见IEEE 802.3 36章定义。
/D/
是一个包含256个有效数据的码组集合，见IEEE 802.3 36章定义。
/Dx.y/
是一个包含256个有效数据的码组集合的一个子集，见IEEE 802.3 36章定义。
/I/
IDLE序列组，包含 /I1/ 或 /I2/ 序列集合, 见IEEE 802.3 36章定义。
/INVALID/
无效数据或特殊码组的集合，见IEEE 802.3 36章定义。
/Kx.y/
含有效特殊编码的12个码组集之一。见IEEE 802.3 36章定义。
/R/
用于以下用途：包结束第二定界符；包结束第三定界符；载荷扩展；与/I/对应。
/S/
包起始定界符(SPD) 见IEEE 802.3 36章定义。
/T/
用于包结束第一定界符。
/V/
差错传播码组，定义见IEEE 802.3 36章定义。
C.2.3.5.4 变量
Buffer
接收处理时接收码组的缓存。
buffer_head
接收缓存的头指针。
Cgbad
下面算式的简称：
((rx_code-group ∈ /INVALID/) + (rx_code-group=/COMMA/*rx_even=TRUE)) *
PMA_UNITDATA.indicate
Cggood
下面算式的简称：
!((rx_code-group ∈ /INVALID/) + (rx_code-group=/COMMA/*rx_even=TRUE)) *
PMA_UNITDATA.indicate
fec_encode
在FEC发送处理中用于指示函数RS_Encode(Data)返回状态。
取值：TRUE，表示数据已经被RS_Encode(Data)函数确定有效，即FEC编码结束。
FALSE，表示数据无效，即FEC编码未完成。
ftx_bit
是一个二进制参数，表示根据PMD_UNITDATA.request服务原语，从PMA发送到PMD的数据位。
取值：ZERO，数据位为逻辑0；
ONE，数据为是逻辑1。
ftx_code-group<9:0>
FEC将要发送的码组向量，定义见表 36–1a 到36–2,作为PMA_UNITDATA.request(ftx_code-group) 函数的参量传送到PMA. 发送顺序是ftx_code-group<0> 最先发送，ftx_code-group<9> 最后发送。
parity<D7:D0>
是一个8比特向量，存放FEC发送处理过程中生成的当前奇偶码；在进入XMIT_PARITY状态后，将会被下一个8比特奇偶码覆盖。
parity_buffer_empty
布尔变量，由FEC发送处理赋值，指示是否有奇偶字节需要编码。
取值：TRUE，表示没有奇偶字节需要编码；
FALSE，有奇偶字节需要编码。
rx_disparity
布尔变量，由FEC接收处理赋值，以二进制位标识接收到的0、1数目比较。
取值：POSITIVE；
NEGATIVE。
rx_even
布尔变量，在FEC同步过程中标识接收的码组数目是奇数还是偶数。
取值：TRUE，偶数个码组被接收；
FALSE，奇数个码组被接收。
rx_code-group<9:0>
10 比特向量， 标识刚从PMA接收到的码组。rx_code-group<0> 是最后接收位，rx_code-group<9>是最先接收位，所有位收齐后，刚好构成一个码组。
signal_detect
布尔变量，由PMD根据PMD_SIGNAL.indicate(signal_detect)消息进行置位，标识信号连接状态。
取值：FAIL，链路无信号；
OK，链路有信号。
sync_status
FEC同步过程的返回，指示接收同步状态。
取值：FAIL，接收器没有同步好码组数据边界；
OK，接收器已经同步好码组数据边界。
tx_bit
二进制参数，标识依据PMD_UNITDATA.request服务原语从PMA向PMD发送的数据位。
取值：ZERO，数据位为逻辑0；
ONE，数据位为逻辑1。
tx_code-group<9:0>
PCS 将要发送的码组向量， 属性定义见IEEE 802.3 36 章。作为PMD_UNITDATA.request(tx_bit)服务原语的参数发送到PMA。tx_code-group<0>首先发送，tx_code-group<9> 最后发送。
tx_disparity
布尔变量，标识FEC发送过程完成后，所发送的0/1数目比较值。算法见IEEE 802.3 36章定义。
取值：POSITIVE；
NEGATIVE。
C.2.3.5.5 功能函数
check_ahead_tx
检测函数，用于FEC发送处理时识别包起始符，以便将包起始符及其两个IDLE前导码替换为/S_FEC/。
check_ahead_rx
检测函数，用于FEC接收处理时检测少于d/2个错误的/S_FEC/ 和/T_FEC/。
DECODE ([/x/])
在PCS接收处理过程中，用于锁存rx_code-group<9:0>([/x/])的值，以进行解码，返回值为GMII RXD<7:0> 、rx_Config_Reg<D7:D0> 或rx_Config_Reg<D15:D8>, 见表36-1a–e.DECODE同时更新0/1比较（running disparity）计算结果。算法见IEEE 802.3 36章。
ENCODE(x)
在PCS 发送时， 对发送数据进行编码， 发送数据包括GMII TXD<7:0> 、tx_Config_Reg<D7:D0>或tx_Config_Reg<D15:D8>，返回值为10比特码组。ENCODE还完成0/1比计算更新。
POP_BUFFER
移出接收缓冲区的第一个字节，使下一个字节成为可用。
RS_Encode(Data)
完成对数据的RS(255,239,8)编码。
RS_Decode(Data)
用于对RS(255,239,8)编码数据进行解码。
signal_detectCHANGE
用于PCS信号同步处理，标识链路信号监测值（signal_detect）是否发生变化。取值：TRUE，链路信号连接状态发生了变化；
FALSE，链路状态没有变化。
C.2.3.5.6 计数器
good_cgs
用于计数连续收到的有效码组。
loop_count
3bit计数器，用于计算接收同步过程中的锁定（loop）次数。
C.2.3.5.7 消息定义
FEC_UNITDATA.indicate(frx_code-group<9:0>)
FEC接收过程中的信号标志，表示已经有数据要发送。
FUDI
FEC_UNITDATA.indicate(frx_code-group<9:0>)的简写。
PMA_UNITDATA.indicate(rx_code-group<9:0>)
PMA接收处理过程中的标识，表示有数据已经可以接收。
PMA_UNITDATA.request(tx_code-group<9:0>)
发送给PMA或FEC发送处理模块的信号标识，标识数据准备好，等待发送。
PUDI
PMA_UNITDATA.indicate(rx_code-group<9:0>)的简写。
PUDR
PMA_UNITDATA.request(tx_code-group<9:0>)的简写。
SUDI
SYNC_UNITDATA.indicate(parameters)的简写。
SYNC_UNITDATA.indicate(parameters)
在传送以下参数时，由FEC同步处理过程向FEC接收处理过程发送的信号标识。
参数：[/x/]，标志码组(/x/)的锁存值；
EVEN/ODD，接收奇偶状态变量（rx_even）的锁存值。
当为EVEN时，rx_even=TRUE；为ODD时，rx_even=FALSE。
C.2.3.6 状态图
C.2.3.6.1 发送流程状态图
FEC发送功能实现流程图见图C. 9。
C.2.3.6.2 接收同步处理流程图
FEC同步处理实现流程见图C. 10。
C.2.3.6.3 接收功能流程图
FEC接收功能流程见图C. 11和图C. 12。
只有接收到缓冲器中的数据才能进行FEC解码。
C.2.3.7 误码监测能力
以下计数器用于FEC子层的管理和误码监测。如果提供MDIO接口（见IEEE 802.3 22章），则通过该接口完成。如果不提供，建议采用类似方式实现。计数器在FEC子层复位或被读出后清零，在计数器溢出后，停止计数。这些计数器用于帮助检测链路质量。
C.2.3.7.1 buffer_head_coding_violation_counter
32位计数器，在链路中每收到一个无效码组时计数器加一，计数值可以通过管理接口映射到寄存器中。
C.2.3.7.2 FEC_corrected_blocks_counter
32位计数器，在FEC解码时，每校正一个错码块时计数器加一，计数值可以通过管理接口映射到寄存器中。
C.2.3.7.3 FEC_uncorrected_Blocks_counter
32位计数器，在FEC解码过程中，每出现一个不能校正的FEC块计数器加一，其值可以通过管理接口映射到寄存器中。
