¿Conoce la función FEC (corrección directa de errores) de los módulos ópticos?

Con el desarrollo de sistemas de comunicación óptica con distancias más largas, mayores capacidades y mayores velocidades, especialmente cuando la velocidad de onda única evoluciona de 40G a 100G, o incluso más allá de 100G, la transmisión de dispersión cromática, efectos no lineales, dispersión del modo de polarización, etc. en fibras ópticas El efecto afectará seriamente la mejora adicional de la velocidad de transmisión y la distancia de transmisión.Con este fin, los expertos de la industria continúan investigando y desarrollando patrones de código FEC con mejor rendimiento, de modo que puedan obtener una mayor ganancia neta de codificación (NCG) y un mejor rendimiento de corrección de errores para satisfacer las necesidades del rápido desarrollo de los sistemas de comunicación óptica.Este artículo le permitirá comprenderlo.

1. El significado y principio de FEC

FEC (Corrección de errores directa), también conocida como corrección de errores directa, es un método para aumentar la confiabilidad de la comunicación de datos.Cuando la señal óptica se altera durante la transmisión, el extremo receptor puede juzgar erróneamente la señal '1' como una señal '0', o la señal '0' como una señal '1'.Por lo tanto, la función FEC combina el código de información en un código con una cierta capacidad de corrección de errores en el codificador de canal en el extremo transmisor, y el decodificador de canal en el extremo receptor decodifica el código recibido.Si la cantidad de errores generados durante la transmisión está dentro del rango de capacidad de corrección de errores (error discontinuo), el decodificador localizará y corregirá el error para mejorar la calidad de la señal.

Dos, dos métodos de procesamiento de señales recibidas de FEC

FEC se puede dividir en dos categorías: decodificación de decisiones duras y decodificación de decisiones blandas.La decodificación de decisión difícil es un método de decodificación basado en el punto de vista tradicional del código de corrección de errores.El demodulador envía el resultado del juicio al decodificador, y el decodificador utiliza la estructura algebraica de la palabra clave para corregir los errores de acuerdo con el resultado del juicio.La decodificación de decisión suave contiene más información de canal que la decodificación de decisión dura, y el decodificador puede hacer uso completo de esta información mediante decodificación probabilística, obteniendo así una mayor ganancia de codificación que la decodificación de decisión dura.

3. La historia del desarrollo de FEC

FEC ha pasado por tres generaciones en términos de tiempo y desempeño.La primera generación de FEC utiliza códigos de bloque de decisión dura, normalmente RS(255, 239), que se han escrito en los estándares ITU-T G.709 y ITU-T G.975, y la sobrecarga de palabras de código es del 6,69 %.Cuando la BER de salida es = 1E-13, su ganancia neta de codificación es de aproximadamente 6 dB.El FEC de segunda generación adopta códigos concatenados de decisión difícil y aplica de manera integral tecnologías como concatenación, entrelazado y decodificación iterativa.La sobrecarga de palabras en clave todavía está dominada por un 6,69%.Cuando la BER de salida = 1E-15, la ganancia neta de codificación es superior a 8 dB., que puede soportar los requisitos de transmisión de larga distancia de los sistemas 10G y 40G.El FEC de tercera generación adopta una decisión suave y la sobrecarga de palabras clave es del 15% al ​​20%.Cuando la BER de salida = 1E-15, la ganancia neta de codificación alcanza aproximadamente 11 dB, lo que puede soportar los requisitos de transmisión de larga distancia de 100G e incluso más allá de los sistemas de 100G.

Cuarto, aplicación de módulo óptico FEC y 100G.

La función FEC se utiliza en módulos ópticos de alta velocidad como 100G.Por lo general, después de activar esta función, la distancia de transmisión del módulo óptico de alta velocidad será mayor que cuando la función FEC no está activada.Por ejemplo, un módulo óptico 100G QSFP28 ZR4 puede alcanzar una distancia de transmisión de hasta 80 km en circunstancias normales.Cuando la función FEC está habilitada en el sistema, la distancia de transmisión a través de fibra monomodo puede alcanzar hasta 90 km.Sin embargo, debido al inevitable retraso de algunos paquetes de datos en el proceso de corrección de errores de bits, no se recomienda habilitar esta función para todos los módulos ópticos de alta velocidad.Por ejemplo, cuando se utiliza un módulo óptico 100G QSFP28 LR4, no se recomienda habilitar la función FEC.Al mismo tiempo, el interruptor debe admitir la función FEC.Si la función FEC está habilitada en el módulo óptico del lado A, el módulo óptico del lado B también debe habilitar esta función; de lo contrario, la interfaz no se activará.