Você entende a função FEC (correção direta de erros) dos módulos ópticos?

Com o desenvolvimento de sistemas de comunicação óptica com distâncias maiores, capacidades maiores e velocidades mais altas, especialmente quando a taxa de onda única evolui de 40G para 100G, ou mesmo além de 100G, a transmissão de dispersão cromática, efeitos não lineares, dispersão do modo de polarização, etc. em fibras ópticas O efeito afetará seriamente a melhoria da taxa de transmissão e da distância de transmissão.Para este fim, os especialistas da indústria continuam a pesquisar e desenvolver padrões de código FEC com melhor desempenho, para que possam obter maior ganho de codificação líquida (NCG) e melhor desempenho de correção de erros para atender às necessidades do rápido desenvolvimento de sistemas de comunicação óptica.Este artigo fará com que você entenda.

1. O significado e princípio da FEC

FEC (Forward Error Correction), também conhecido como Forward Error Correction, é um método para aumentar a confiabilidade da comunicação de dados.Quando o sinal óptico é perturbado durante a transmissão, a extremidade receptora pode julgar erroneamente o sinal '1' como um sinal '0', ou o sinal '0' como um sinal '1'.Portanto, a função FEC combina o código de informação em um código com uma certa capacidade de correção de erros no codificador de canal na extremidade de transmissão, e o decodificador de canal na extremidade de recepção decodifica o código recebido.Se o número de erros gerados durante a transmissão estiver dentro da faixa de capacidade de correção de erros (erro descontínuo), o decodificador localizará e corrigirá o erro para melhorar a qualidade do sinal.

Dois, dois métodos de processamento de sinal recebido de FEC

A FEC pode ser dividida em duas categorias: decodificação de decisão difícil e decodificação de decisão suave.A decodificação de decisão difícil é um método de decodificação baseado no ponto de vista tradicional do código de correção de erros.O demodulador envia o resultado do julgamento para o decodificador, e o decodificador usa a estrutura algébrica da palavra-código para corrigir os erros de acordo com o resultado do julgamento.A decodificação de decisão suave contém mais informações de canal do que a decodificação de decisão difícil, e o decodificador pode fazer uso total dessas informações por meio de decodificação probabilística, obtendo assim maior ganho de codificação do que a decodificação de decisão difícil.

3. A história do desenvolvimento da FEC

A FEC passou por três gerações em termos de tempo e desempenho.A primeira geração de FEC usa códigos de bloco de decisão difícil, normalmente RS(255, 239), que foram escritos nos padrões ITU-T G.709 e ITU-T G.975, e a sobrecarga da palavra de código é de 6,69%.Quando a saída BER Quando = 1E-13, seu ganho líquido de codificação é de cerca de 6dB.O FEC de segunda geração adota códigos concatenados de difícil decisão e aplica de forma abrangente tecnologias como concatenação, intercalação e decodificação iterativa.A sobrecarga da palavra-código ainda é dominada por 6,69%.Quando a saída BER=1E-15, o ganho líquido de codificação é superior a 8dB., que pode suportar requisitos de transmissão de longa distância de sistemas 10G e 40G.O FEC de terceira geração adota decisão suave e a sobrecarga da palavra de código é de 15% a 20%.Quando a saída BER=1E-15, o ganho líquido de codificação atinge cerca de 11dB, o que pode suportar os requisitos de transmissão de longa distância de sistemas 100G e até mesmo além de 100G.

Quarto, aplicação de módulo óptico FEC e 100G

A função FEC é usada em módulos ópticos de alta velocidade, como 100G.Normalmente, depois que esta função é ativada, a distância de transmissão do módulo óptico de alta velocidade será maior do que quando a função FEC não está ativada.Por exemplo, um módulo óptico 100G QSFP28 ZR4 pode atingir uma distância de transmissão de até 80 km em circunstâncias normais.Quando a função FEC está habilitada no sistema, a distância de transmissão através de fibra monomodo pode chegar a até 90KM.Porém, devido ao atraso inevitável de alguns pacotes de dados no processo de correção de erros de bits, não é recomendado habilitar esta função para todos os módulos ópticos de alta velocidade.Por exemplo, ao usar um módulo óptico 100G QSFP28 LR4, não é recomendado habilitar a função FEC.Ao mesmo tempo, o switch precisa suportar a função FEC.Se a função FEC estiver habilitada no módulo óptico do lado A, o módulo óptico do lado B também deverá habilitar esta função, caso contrário a interface não subirá.