光模块FEC的含义/原理/发展历程/应用

随着光通信系统更长距离、更大容量和更高速度发展，特别是单波速率从40G向100G，甚至超100G演进时，光纤中的色度色散、非线性效应、偏振模色散等传输效应就会严重影响传输速率和传输距离的进一步提高。为此，行业专家不断研究开发性能更好的FEC码型，使其获得更高的净编码增益(NCG)和更好的纠错性能，满足光通信系统高速发展的需要。本期文章易天光通信（ETU-LINK）带大家来了解。

一、FEC的含义及原理

FEC（Forward Error Correction）也就是前向纠错，是增加数据通讯可信度的方法。光信号在传输时被扰乱，接收端可能会把“1”信号误判成“0”信号，或将“0”信号误判成“1”信号。因此，FEC功能通过在发送端的信道编码器上将信息码组成具有一定纠错能力的码，接收端信道译码器对接收码进行译码，若传输中产生的差错数目在纠错能力范围内（非连续性错误），译码器会对差错进行定位并加以纠正，以提高信号的质量。

二、FEC的两种接收信号处理方式

FEC对接收信号处理方式的不同可以分为硬判决译码和软判决译码两大类。硬判决译码基于传统纠错码观点的译码方法，解调器将判决结果送入译码器，译码器根据判决结果，利用码字的代数结构来纠正其中的错误。软判决译码包含了比硬判决更多的信道信息，译码器能够通过概率译码充分利用这些信息，从而获得比硬判决译码更大的编码增益。

三、FEC的发展历程

FEC从时间和性能上先后经历了三代。第一代FEC采用硬判决分组码，典型的代表是RS(255，239)，已经被写入ITU-T G.709和ITU-T G.975标准，码字开销为6.69%，当输出BER=1E-13时，其净编码增益为6dB左右。第二代FEC采用硬判决级联码，综合应用级联、交织、迭代译码等技术，码字开销仍以6.69%为主，当输出BER=1E-15时，其净编码增益为8dB以上，可支持10G和40G的系统长距离传输需求。第三代FEC采用软判决，码字开销为15%~20%，当输出BER=1E-15时，净编码增益达到11dB左右，可支持100G甚至超100G系统的长距离传输需求。

四、FEC与100G光模块应用

FEC功能被用于100G等高速率光模块中，通常开启这个功能后，高速率光模块的传输距离会比没有开启FEC功能时更长。例如，100G QSFP28 ZR4光模块，一般情况下可实现长达80KM的传输，在系统开启FEC功能时，通过单模光纤传输距离最高可达90KM。但是由于在纠正误码的过程中难免会造成一些数据包的延时，因此并不是所有高速率光模块都建议开启此项功能。例如，在使用100G QSFP28 LR4光模块时，就不建议开启FEC功能。同时，需要交换机支持FEC功能，如果A端光模块开启FEC功能，则B端光模块也要开启该功能，否则接口不Up。

FEC技术目前被广泛地应用于光通信系统中。以上就是本期文章的全部内容，易天光通信（ETU-LINK）致力成为国内领先的光模块解决方案与服务提供商，更多产品相关信息，请关注易天光通信官网！感谢您的信任与支持，不要忘记点赞哟！

审核编辑：汤梓红