光模塊FEC的含義/原理/發展歷程/應用

隨著光通信系統更長距離、更大容量和更高速度發展，特別是單波速率從40G向100G，甚至超100G演進時，光纖中的色度色散、非線性效應、偏振模色散等傳輸效應就會嚴重影響傳輸速率和傳輸距離的進一步提高。為此，行業專家不斷研究開發性能更好的FEC碼型，使其獲得更高的凈編碼增益(NCG)和更好的糾錯性能，滿足光通信系統高速發展的需要。本期文章易天光通信（ETU-LINK）帶大家來了解。

一、FEC的含義及原理

FEC（Forward Error Correction）也就是前向糾錯，是增加數據通訊可信度的方法。光信號在傳輸時被擾亂，接收端可能會把“1”信號誤判成“0”信號，或將“0”信號誤判成“1”信號。因此，FEC功能通過在發送端的信道編碼器上將信息碼組成具有一定糾錯能力的碼，接收端信道譯碼器對接收碼進行譯碼，若傳輸中產生的差錯數目在糾錯能力范圍內（非連續性錯誤），譯碼器會對差錯進行定位并加以糾正，以提高信號的質量。

二、FEC的兩種接收信號處理方式

FEC對接收信號處理方式的不同可以分為硬判決譯碼和軟判決譯碼兩大類。硬判決譯碼基于傳統糾錯碼觀點的譯碼方法，解調器將判決結果送入譯碼器，譯碼器根據判決結果，利用碼字的代數結構來糾正其中的錯誤。軟判決譯碼包含了比硬判決更多的信道信息，譯碼器能夠通過概率譯碼充分利用這些信息，從而獲得比硬判決譯碼更大的編碼增益。

三、FEC的發展歷程

FEC從時間和性能上先后經歷了三代。第一代FEC采用硬判決分組碼，典型的代表是RS(255，239)，已經被寫入ITU-T G.709和ITU-T G.975標準，碼字開銷為6.69%，當輸出BER=1E-13時，其凈編碼增益為6dB左右。第二代FEC采用硬判決級聯碼，綜合應用級聯、交織、迭代譯碼等技術，碼字開銷仍以6.69%為主，當輸出BER=1E-15時，其凈編碼增益為8dB以上，可支持10G和40G的系統長距離傳輸需求。第三代FEC采用軟判決，碼字開銷為15%~20%，當輸出BER=1E-15時，凈編碼增益達到11dB左右，可支持100G甚至超100G系統的長距離傳輸需求。

四、FEC與100G光模塊應用

FEC功能被用于100G等高速率光模塊中，通常開啟這個功能后，高速率光模塊的傳輸距離會比沒有開啟FEC功能時更長。例如，100G QSFP28 ZR4光模塊，一般情況下可實現長達80KM的傳輸，在系統開啟FEC功能時，通過單模光纖傳輸距離最高可達90KM。但是由于在糾正誤碼的過程中難免會造成一些數據包的延時，因此并不是所有高速率光模塊都建議開啟此項功能。例如，在使用100G QSFP28 LR4光模塊時，就不建議開啟FEC功能。同時，需要交換機支持FEC功能，如果A端光模塊開啟FEC功能，則B端光模塊也要開啟該功能，否則接口不Up。

FEC技術目前被廣泛地應用于光通信系統中。以上就是本期文章的全部內容，易天光通信（ETU-LINK）致力成為國內領先的光模塊解決方案與服務提供商，更多產品相關信息，請關注易天光通信官網！感謝您的信任與支持，不要忘記點贊喲！

審核編輯：湯梓紅