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作者：朱曉宇（中興通訊）
前向糾錯（FEC）技術(shù)目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于光通信系統(tǒng)中，達到改善系統(tǒng)的誤碼率性能、提高系統(tǒng)通信的可靠性、延長光信號的傳輸距離、降低光發(fā)射機發(fā)射功率以及降低系統(tǒng)成本的目的。 近年來，ITU-T針對光通信系統(tǒng)的迅速發(fā)展而開展了FEC碼的研究，相繼提出了若干與此相關(guān)的建議（如ITU-T G.707、G.975、G.709和G.975.1等）。但隨著光通信系統(tǒng)向更長距離、更大容量和更高速度發(fā)展，特別是單波速率從40G向100G甚至超100G演進時，光纖中的傳輸效應(yīng)（如色散、偏振模色散和非線性效應(yīng)等）就會嚴重影響傳輸速率和傳輸距離的進一步提高。為此，人們不斷研究開發(fā)性能更好的FEC碼型，使其獲得更高的凈編碼增益（NCG）和更好的糾錯性能，滿足光通信系統(tǒng)高速發(fā)展的需要。
高效的FEC技術(shù)
目前10G NRZ（不歸零碼）在糾錯前誤碼率（pre-FEC）為2×10-3時（超強糾錯編碼糾錯門限）的OSNR容限小于12dB，而業(yè)界看好100G的PM-QPSK的pre-FEC BER@2×10-3時OSNR容限在15.5dB左右，也就是說采用相同能力的FEC，100G傳輸距離不到10G的一半。因此需要引入更高效的FEC技術(shù)。
10G和40G DWDM系統(tǒng)已普遍采用增強糾錯編解碼（AFEC）技術(shù)，凈編碼增益（NCG）約8.5dB。OIF（光互聯(lián)論壇）建議100G選擇冗余度在18%~20%的軟判決糾錯編碼（SD-FEC），凈編碼增益可達10.5dB左右，這時線路速率接近126Gbps。
采用SD-FEC的100G的PM-QPSK，OSNR容限在13dB左右，基本達到了與10G同量級的傳輸距離。
FEC分類
FEC從構(gòu)造方法上可分為分組碼（Block Codes）和卷積碼（Convolutional Codes）兩大類。
• 為大家熟知的Hamming碼、RS碼、BCH碼等都屬于分組碼，大部分分組碼是在Galois域上構(gòu)造的，因此具有嚴格的代數(shù)結(jié)構(gòu)，其譯碼算法主要采用基于代數(shù)的硬判決譯碼。目前分組碼已經(jīng)在光通信中廣泛應(yīng)用。
• 卷積碼具有動態(tài)格圖結(jié)構(gòu)，可用有限狀態(tài)機來描述其狀態(tài)，其譯碼算法一般采用軟判決譯碼。卷積碼由于不支持并行的譯碼器架構(gòu)，其解碼延遲較大，不適合光通信的應(yīng)用需求，因此卷積碼在光通信中的應(yīng)用很少。
FEC對接收信號處理方式的不同可以分為硬判決譯碼和軟判決譯碼兩大類。
• 硬判決譯碼是基于傳統(tǒng)糾錯碼觀點的譯碼方法：解調(diào)器首先對信道輸出值進行最佳硬判決，如對二進制數(shù)據(jù)，硬判決譯碼器接收到的是確定的“0/1”碼流，解調(diào)器將判決結(jié)果送入譯碼器，譯碼器根據(jù)判決結(jié)果，利用碼字的代數(shù)結(jié)構(gòu)來糾正其中的錯誤。
