Вы понимаете функцию FEC (упреждающее исправление ошибок) оптических модулей?

С развитием систем оптической связи с большими расстояниями, большей пропускной способностью и более высокими скоростями, особенно когда скорость одноволновой передачи изменяется от 40G до 100G или даже за пределами 100G, передача хроматической дисперсии, нелинейных эффектов, поляризационной модовой дисперсии и т. д. в оптических волокнах Эффект серьезно повлияет на дальнейшее улучшение скорости передачи и дальности передачи.С этой целью отраслевые эксперты продолжают исследовать и разрабатывать шаблоны кодов FEC с более высокой производительностью, чтобы они могли получить более высокий чистый выигрыш от кодирования (NCG) и лучшую производительность исправления ошибок для удовлетворения потребностей быстрого развития систем оптической связи.Эта статья поможет вам понять.

1. Смысл и принцип ФЭК

FEC (прямое исправление ошибок), также известное как прямое исправление ошибок, представляет собой метод повышения надежности передачи данных.Когда оптический сигнал нарушается во время передачи, принимающая сторона может ошибочно принять сигнал «1» за сигнал «0» или сигнал «0» как сигнал «1».Таким образом, функция FEC объединяет информационный код в код с определенной способностью исправления ошибок в кодере канала на передающей стороне, а декодер канала на принимающей стороне декодирует принятый код.Если количество ошибок, генерируемых во время передачи, находится в пределах диапазона возможности исправления ошибок (прерывистая ошибка), декодер обнаружит и исправит ошибку, чтобы улучшить качество сигнала.

Два, два метода обработки принятого сигнала FEC

FEC можно разделить на две категории: декодирование с жестким решением и декодирование с мягким решением.Декодирование с жестким решением — это метод декодирования, основанный на традиционной точке зрения кода с исправлением ошибок.Демодулятор отправляет результат оценки в декодер, а декодер использует алгебраическую структуру кодового слова для исправления ошибок в соответствии с результатом оценки.Декодирование с мягким решением содержит больше информации о канале, чем декодирование с жестким решением, и декодер может в полной мере использовать эту информацию посредством вероятностного декодирования, тем самым получая больший выигрыш от кодирования, чем декодирование с жестким решением.

3. История развития ТЭК

FEC сменил три поколения с точки зрения времени и производительности.Первое поколение FEC использует блочные коды с жестким решением, обычно RS(255, 239), которые записаны в стандартах ITU-T G.709 и ITU-T G.975, а накладные расходы кодового слова составляют 6,69%.Когда выходной BER = 1E-13, его чистый выигрыш от кодирования составляет около 6 дБ.FEC второго поколения использует каскадные коды с жестким решением и комплексно применяет такие технологии, как конкатенация, перемежение и итеративное декодирование.Накладные расходы на кодовое слово по-прежнему составляют 6,69%.Когда выходной BER=1E-15, чистый выигрыш от кодирования составляет более 8 дБ., который может поддерживать требования к передаче на большие расстояния систем 10G и 40G.FEC третьего поколения принимает мягкое решение, а накладные расходы на кодовое слово составляют 15–20%.Когда выходной BER = 1E-15, чистый выигрыш от кодирования достигает около 11 дБ, что может удовлетворить требования к передаче на большие расстояния в системах 100G и даже за пределами 100G.

В-четвертых, применение оптического модуля FEC и 100G.

Функция FEC используется в высокоскоростных оптических модулях, таких как 100G.Обычно после включения этой функции расстояние передачи высокоскоростного оптического модуля будет больше, чем при выключенной функции FEC.Например, оптический модуль 100G QSFP28 ZR4 может обеспечить дальность передачи до 80 км при нормальных обстоятельствах.Когда в системе включена функция FEC, расстояние передачи по одномодовому волокну может достигать 90 км.Однако из-за неизбежной задержки некоторых пакетов данных в процессе исправления битовых ошибок не рекомендуется включать данную функцию для всех высокоскоростных оптических модулей.Например, при использовании оптического модуля 100G QSFP28 LR4 не рекомендуется включать функцию FEC.В то же время коммутатор должен поддерживать функцию FEC.Если функция FEC включена на оптическом модуле стороны A, оптический модуль стороны B также должен включить эту функцию, иначе интерфейс не будет работать.