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移動通信網(wǎng)，基于數(shù)字相干接收PM-QPSK調(diào)制的100G光傳輸技術在長距離光傳輸技術史上具有里程碑意義。在調(diào)制、檢測、均衡以及復用技術無法滿足系統(tǒng)傳輸性能要求的情況下，可采用糾錯編碼技術進一步改善系統(tǒng)性能。要在現(xiàn)有線路上達到目前10G OOK的傳輸誤碼率性能，100G收發(fā)機至少需要提高10dB 增益，而相干檢測PM-QPSK調(diào)制結合目前的電均衡補償技術最多能提供7dB增益，額外3dB增益需借助FEC提供。這要求100G傳輸系統(tǒng)的FEC編碼凈增益(NCG: Net Coding Gain)達到11dB以上。
1. 糾錯編碼技術
糾錯編碼是按照一定編碼規(guī)則人為增加冗余比特信息以便于在接收端檢錯糾錯的信道編碼。準確地說，就是把原碼字按某種規(guī)則變換成有一定剩余度的碼字，并使每個碼字的碼元間有一定的對應關系。關系的建立過程稱為編碼。碼字到達接收端后，用編碼時所用的規(guī)則去檢驗。如果沒有錯誤，則原規(guī)則一定滿足，否則就不滿足；由此足以判定傳輸或存取過程有無錯誤。當不能滿足時，在可糾錯能力之內(nèi)按一定的規(guī)則確定錯誤所在的位置，并予以糾正。
糾錯編碼的性能評價指標包括①編碼增益：單位為dB，一般用打開和關閉糾錯算法時背靠背無誤碼傳輸時最小信噪比之差來描述，該差值即是糾錯編碼處理增益對傳輸信噪比要求的改善；②編碼開銷：也稱冗余比，即所增加的冗余碼長與編碼前碼字長度之比，通常以百分比來表示。例如RS(255,239)的編碼開銷為(255-239)/239=6.69%；③實現(xiàn)復雜度：通常用物理實現(xiàn)的邏輯門數(shù)或軟件加乘運算的次數(shù)來描述；④處理時延：與所采用的算法以及算法實現(xiàn)的結構相關，算法的并行能力越強，處理時延越低。
光傳輸常用的糾錯編碼經(jīng)歷了三代：第一代是以RS、BCH為代表的基礎編碼，其編碼增益在6dB左右，編碼開銷約為7%；第二代為以RS、BCH為基礎兩級鏈接而成的鏈接編碼，其編碼增益在9dB左右，詳見G.975.1；第三代為以LDPC、Turbo為代表的軟判決迭代編碼，其編碼增益約在12dB左右，編碼開銷在15%以上。
LDPC碼即低密度奇偶校驗碼（Low Density Parity Check Code），它由Robert G.Gallager博士于1963年提出的一類具有稀疏校驗矩陣的線性分組碼，不僅有逼近Shannon限的編碼增益，而且譯碼復雜度低、處理時延短、結構靈活，是近年信道編碼領域的研究熱點，目前已廣泛應用于深空通信、光纖通信、衛(wèi)星數(shù)字視頻和音頻廣播等領域。未來的第四代糾錯編碼將是調(diào)制技術與LDPC技術的融合產(chǎn)物。
糾錯編碼技術可以跳出傳輸物理層的限制，在邏輯層對一切物理傳輸損傷進行補償，特別是對非線性效應影響的補償。糾錯編碼的編碼增益越大，相同傳輸距離下對入纖光功率的要求越低，接收機OSNR要求越小。另一方面，光信號在傳輸過程中OSNR越小，纖芯光功率強度的變化越小，纖芯折射率的波動越小，非線性效應的影響就越不明顯。
