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FEC實(shí)現(xiàn)光通信系統(tǒng)的可靠傳輸
伴隨著網(wǎng)絡(luò)流量的快速增長，波分復(fù)用技術(shù)作為現(xiàn)在通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)承載技術(shù)，也經(jīng)歷了容量從小到大的發(fā)展過程。在這一發(fā)展過程中，每一次單波長速率的提升都伴隨著技術(shù)的重大變化：從單波長2.5G時(shí)代的直接調(diào)制方式到10G時(shí)代的外調(diào)制方式及DCM色散補(bǔ)償；10G時(shí)代到40G時(shí)代是OOK調(diào)制技術(shù)向PSK調(diào)制技術(shù)的轉(zhuǎn)變；40G時(shí)代到100G時(shí)代的關(guān)鍵技術(shù)特征則是高速DSP（ADC采樣速率達(dá)到56Gbit/s以上）使能的相干技術(shù)。
在波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展過程中，前向糾錯(cuò)（FEC，F(xiàn)orward Error Correction）技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)信息可靠傳輸?shù)年P(guān)鍵，逐漸成為必不可少的主流技術(shù)。光纖通信中的FEC也經(jīng)歷了幾代技術(shù)的演變，從經(jīng)典硬判決，到級(jí)聯(lián)碼，而100G相干技術(shù)的出現(xiàn)使得軟判決成為演進(jìn)的方向。
圖1 FEC在光通信中的位置
FEC技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)中的編碼技術(shù)。以典型的分組碼為例，其基本原理是：在發(fā)送端，通過將kbit信息作為一個(gè)分組進(jìn)行編碼，加入（n-k）bit的冗余校驗(yàn)信息，組成長度為n bit的碼字。碼字經(jīng)過信道到達(dá)接收端之后，如果錯(cuò)誤在可糾范圍之內(nèi)，通過譯碼即可檢查并糾正錯(cuò)誤bit，從而抵抗信道帶來的干擾，提高通信系統(tǒng)的可靠性。在光通信系統(tǒng)中，通過FEC的處理，可以以很小的冗余開銷代價(jià)，有效降低系統(tǒng)的誤碼率，延長傳輸距離，實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)成本的目的。
FEC的使用可以有效提高系統(tǒng)的性能，根據(jù)香農(nóng)定理可以得到噪聲信道無誤碼傳輸?shù)臉O限性能（香農(nóng)限），如圖2所示。從圖2可以看出，F(xiàn)EC方案的性能主要由編碼開銷、判決方式、碼字方案這三個(gè)主要因素決定。
