Com o desenvolvimento de sistemas de comunicação óptica com maior distância, maior capacidade e maior velocidade, principalmente quando a taxa de onda única evolui de 40g para 100g ou mesmo super 100g, dispersão cromática, efeito não linear, dispersão do modo de polarização e outros efeitos de transmissão em fibra óptica irão afetar seriamente a melhoria adicional da taxa de transmissão e da distância de transmissão. Portanto, os especialistas da indústria continuam a pesquisar e desenvolver tipos de código FEC com melhor desempenho para obter maior ganho de codificação líquida (NCG) e melhor desempenho de correção de erros, de modo a atender às necessidades do rápido desenvolvimento de sistemas de comunicação óptica.
1. Significado e princípio do FEC
FEC (correção direta de erros) 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 sinal “0″ ou julgar erroneamente o sinal “0″ como sinal “1″. Portanto, a função FEC transforma o código de informação em um código com certa capacidade de correção de erros no codificador de canal na extremidade de envio, e o decodificador de canal na extremidade de recepção decodifica o código recebido. Se o número de erros gerados na transmissão estiver dentro da faixa de capacidade de correção de erros (erros descontínuos), o decodificador localizará e corrigirá os erros para melhorar a qualidade do sinal.
2. Dois tipos de 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 na visão tradicional de código de correção de erros. O demodulador envia o resultado da decisão para o decodificador, e o decodificador usa a estrutura algébrica da palavra-código para corrigir o erro de acordo com o resultado da decisão. A decodificação de decisão suave contém mais informações do canal do que a decodificação de decisão difícil. O decodificador pode aproveitar ao máximo essas informações por meio da decodificação probabilística, de modo a obter maior ganho de codificação do que a decodificação de decisão difícil.
3. História de desenvolvimento da FEC
A FEC passou por três gerações em termos de tempo e desempenho. A primeira geração FEC adota código de bloco de decisão difícil, o representante típico é RS (255239), que foi escrito 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=1e-13, seu ganho líquido de codificação é de cerca de 6dB. A segunda geração do FEC adota código concatenado de decisão difícil e aplica de forma abrangente concatenação, intercalação, decodificação iterativa e outras tecnologias. A sobrecarga da palavra-código ainda é de 6,69%. Quando a saída ber = 1e-15, seu ganho líquido de codificação é superior a 8dB, o que pode suportar os requisitos de transmissão de longa distância dos sistemas 10G e 40g. O FEC de terceira geração adota decisão suave e a sobrecarga da palavra-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 ou mesmo super 100g.
4、 Aplicação de módulo óptico FEC e 100g
A função FEC é usada em módulos ópticos de alta velocidade como 100g. Geralmente, quando esta função está ativada, a distância de transmissão do módulo óptico de alta velocidade será maior do que quando a função FEC não está ativada. Por exemplo, módulos ópticos de 100g geralmente podem atingir transmissão de até 80km. Quando a função FEC está ligada, a distância de transmissão através de fibra óptica monomodo pode chegar a até 90km. Porém, devido ao atraso inevitável de alguns pacotes de dados no processo de correção de erros, nem todos os módulos ópticos de alta velocidade são recomendados para habilitar esta função.
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