前向纠错_FEC_技术在光通信网络中的应用及FEC性能测试_杜会峰
FEC在高速光纤通信中的应用
2017年第3期信息通信2017 (总第 171 期）INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No 171)FEC在高速光纤通信中的应用唐锡龙(贵州大学明德学院，贵州贵阳55〇〇14)摘要:在大数据时代，通信系统已经走向了光通信时代，在城域网、骨干网中大量应用了高速光纤网络。
高速光纤网络目 前是光纤通信领域中的一个研究热点，而高速光纤通信系统中FEC是其一项重要技术。
文章主要研究了 F E C的相关原 理、作用及工作方式，然后研究了 FE C与其他技术结合运用于光纤通信系统中。
通过研究FEC技术在高速光纤通信系 统中的应用来研究高速光纤通信系统的组网与实际应用。
关键词:FE C编码；高速光纤通信;R S码中图分类号:TN929.il文献标识码:A文章编号：1673-1131(2017)03-0206-02智能光网络中普遍采用的动态路由分配技术使光信号传 输距离变得更加难以测量与估计，造成了 PMD在传输过程中 的叠加效应越来越严重，从而导致接收端信号质量的下降。
PMD已经成为光纤通信系统传输速率提高的一个重要技术瓶 颈，许多学者都试图寻找新的技术和新型器件来解决这个问题。
1 F E C技术原理在高速光网络通信系统中对通信的延时要求比较高，故 往往采用了前向纠错(FEC)的方式。
目前在F E C的应用中主 要有以下三种编码方式:带外FEC、带内F E C以及并行FEC。
这种分类方法实际上是根据F E C与SDH之间的关系来划分 的。
带外F E C在实际应用中使用更为广泛，最典型的是RS 码,在本文中将以R S码为例研究FEC技术的基本原理。
R S码的定义为:在有限域中G F(q),则码长n=q-l的本原 B C H码称为R S码，其主要的特点为码元的符号域与根域均 取自G F(q)上，因此，对于码长为n=q-l,设计距离为d的R S 码而言，其生成多项式为：g h H j c-a K j r-W X x-a—-2) ⑴通常m=0或l,q=2°，其中为本原域元素。
光传输系统中FEC的研究与应用分析
光传输系统中FEC的研究与应用分析作者：吴颖来源：《中国新通信》2016年第05期【摘要】前向纠错技术（FEC）是一种诞生较早的通信纠错技术，其已经广泛应用到数字通信过程中，提高通信的可靠性和安全性。
光传输系统采用的FEC技术包括带内FEC技术、带外FEC技术、超级FEC技术，这些技术能够采用强化光传输系统的数据传输可靠性，具有重要的作用。
【关键词】光传输系统 FEC 信号传输误码率一、引言前向纠错（Forward Error Correction，FEC）是一种协议技术，其可以通过在传输码列中加入冗余纠错码，可以大幅度降低接收端的OSNR容限，减少误码率和发射功率[1]。
在光纤传输系统中，FEC技术已经得到了广泛的应用，这一技术的产生和发展源于通信系统自身传输的需求，其可以有效的提高光纤信号传输的信道，信号在各个媒体传输过程中总会产生各类型的畸变和非等时时延，对于信号产生误码率和抖动都可以将最终的结果反映在系统误码率上、FEC技术能够解决长距离、超长距离、大容量DWDM光纤通信系统的光纤色散、信号衰减、信道噪声以及多根光纤之间的干扰，大大的降低了各个系统之间的性能，为了能够提高系统中各个信号的可靠性，可以有效延长数据的传输距离[2]。
二、光传输系统中的FEC技术研究1、带内FEC技术。
带内FEC可以将FEC冗余监督位置定义在SDH原有帧格式开销位置上，这样就不需要增加任何的带宽资源，使用SDH帧中相关开销字节装载FEC码的监督码元，带内FEC可以有效的应用在4路OC-48或STM-16、单路OC-192或STM-64信号中，使得光传输系统的信号速率达到10Gbps[3]。
带内FEC采用可纠3个比特错误速率，如果经过交织处理就可以使得带内FEC可纠正单个接收码组中的任意3个比特的错误，并且有效提高数据传输速率，纠正STM-16的长度可以达到24位置比特、带内FEC在使用过程中不需要改变SDH原有帧结构，可以有效的与FEC相互兼容，纠错使用中，为了让接收机区分发送端是否使用FEC，在开销中增加两个比特的FEC状态指示器（FSI），如果FSI位置置为零，则表明其使用了FEC，如果FSI位置置为00，则表示系统未使用FEC。
光通信系统中前向纠错_FEC_码型的理论分析
2
带内、 外 F EC 码型纠错性能的比较分析
BCH ( 4 359, 4 320) 码的简介
2. 1 带内 FEC 码型的性能分析 2. 1. 1 IT U T G. 707 建议规定了在 SDH 系统中的带 内 F EC 码型 [ 5] , 所用的 F EC 码型是从 BCH ( 8 191, 8 152) 缩短而来的 BCH 码, 即 BCH ( 4 359, 4 320) 码。BCH ( 4 359, 4 320) 可提供充足的纠错比特以 支持连续 3 个突发错误的纠错 , 简称 BCH 3 。按照 ST M 16 帧结构取信息码长 k = 4 320 个数据比特加 39 个校验比特作为带内 FEC 的一个 分组, 即分组 码长度 n = 4 359, 其最小码距为 7, 可纠正最大突发 误码 r = 3。BCH ( 4 359, 4 320) 码生成的多项式为 G( x ) = G 1 ( x ) G 3 ( x ) G 5 ( x ) 式中
第 31 卷 第 2 期 20 09 年 4 月
压
电
与
声
光
V ol. 31 N o. 2 A pr . 2009
P IEZOEL ECT ECT RICS & A CO U ST O OP T ICS
文章编号 : 1004 2474( 2009) 02 0198 04
光通信系统中前向纠错( FEC) 码型的理论分析
Abstract: T he const ruct ion principle, application selectio n and erro r co rrection per formance of the fo rw ard err or co rr ect ion ( F EC) code types to be a pplicable fo r optical communication systems have theor et ically been analyzed. T he main co nstr uctio n principles of the FEC co de ty pe for o ptical communication systems ar e pr oposed. Both the simulatio n analyses and the com par ative analy ses o f the er ro r cor rectio n perfo rmance for t he in band F EC code type and out of band F EC code type in optical co mmunication sy stems ar e per for med. T he analyses show that the err or co rr ect ion per for mances of the in band F EC code ty pe and o ut of band F EC code ty pe are relatively lo wer , so it is necessar y to study the super forw ard er ro r cor rection ( super FEC) code t ype w ith t he bett er er ro r cor rectio n per fo rmance in o rder to meet the r equir ements of the increasing development fo r o ptica l communicat ion systems. Key words: fo rw ard err or co rr ect ion ( F EC) code; the constructio n pr inciple o f the code type; in band FEC code type; out o f band FEC co de ty pe; optical co mmunicatio n sy st ems
OTN中FEC技术的应用
OTN中FEC技术的应用谢军冯浩蒋旭【摘要】：光传送网(OTN)是随着WDM技术的发展而产生的,ITU T在2001年提出了其接口标准—G.709建议。
该建议采用数字包封技术,定义了数据的封装格式,将前向纠错(FEC)技术引入光传送网标准接口中。
文章分析了OTN的帧格式,着重介绍了其采用的FEC技术。
将G.709标准应用到实际光接口盘的设计中,并通过实验验证了FEC技术的良好效果。
【作者单位】：电子科技大学宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室大唐电信技术有限公司光通信分公司大唐电信技术有限公司光通信分公司【关键词】：光传送网前向纠错数字包封也叫[前向纠错码](Forward Error Correction简称FEC)，是增加数据通讯可信度的方法。
在单向通讯信道中，一旦错误被发现，其接收器将无权再请求传输。
FEC 是利用数据进行传输冗长信息的方法，当传输中出现错误，将允许接收器再建数据。
在卫视接收的参数中，FEC是个非常重要的数据。
在早期的数字机中，例如NO KIA9500是需要输入FEC参数的。
只是后来的数字机的运算速度提高，可以自动测定FEC，而不需要用户自己输入FEC参数了。
但是在数字节目解码过程中，FEC还是必不可少的一个重要参数。
这就像今天运算速度更快的盲扫机器不用输入参数便可以接收节目一样，但是下行频率和符码率仍是最基本的节目数据。
那么FEC到底有什么作用呢?大家都知道，数字节目和模拟节目比，效果更清晰，色彩更纯净，通透性更高，画面没有杂质干扰。
这都要得益于数字信号出色的抗干扰能力。
在数字信号中,为了防止外界信号干扰,保护信号不变异,要进行多重的纠错码设置。
数字信号在解码过程中,对错误信号十分敏感,每秒钟只要有很小很小的误码,就无法正常解码。
而数字卫星信号之所以能顺利播放,又是得益于数字信号中的纠错码的设置。
在各种纠错码的设置中,被称做FEC的前向纠错是一个非常重要的防干扰算法。
FEC前向纠错
前向纠错是一种差错控制方式，它是指信号在被送入传输信道之前预先按一定的算法进行编码处理，加入带有信号本身特征的冗码，在接收端按照相应算法对接收到的信号进行解码，从而找出在传输过程中产生的错误码并将其纠正的技术。
目录∙• 概念∙• 应用∙• 分类∙• 作用[显示全部]概念回目录FEC前向纠错(Forward Error Correction)也叫“前向纠错码”，是增加数据通讯可信度的方法。
在单向通讯信道中，一旦错误被发现，其接收器将无权再请求传输。
FEC 是利用数据进行传输冗长信息的方法，当传输中出现错误，将允许接收器再建数据。
应用回目录由于前向纠错能自动实现纠错，不要求检错重发，因而延时小、实时性好，在高速及超高速系统中得到应用。
由于增加了一些额外的冗码，前向纠错技术要付出一定的带宽代价。
但是，相对于直接传输，使用前向纠错技术可以使得误码率下降，而且对于光、无线等不同的传输媒质，根据其物理特点可以设计不同的前向纠错算法，从而获得最高的效率，以很小的带宽代价获得很大的误码率改善。
前向纠错在数字通信领域应用很广，在无线、接入、传输等各个方面都有广泛的应用。
如在光通信领域，前向纠错最先应用于长距离传输的海缆，应用结果表明：前向纠错可以有效地延长光信号的传输距离，提高整个通信系统的性能。
分类回目录前向纠错分为带内和带外两种。
ITU-TG.70建议利用SDH的段开销中空余字节以BCH-3码方式增加前向纠错可选功能，可应用到2.5Gbit/s、10Gbit/s SDH系统，预期可获得2~3dB的误码性能改善。
或者在承载的客户层电信号之外附加前向纠错功能，可以改善光信噪比5-7dB。
作用回目录FEC是个非常重要的数据。
在早期的数字机中,例如NOKIA9500是需要输入FEC 参数的。
只是后来的数字机的运算速度提高，可以自动测定FEC，而不需要用户自己输入FEC参数了。
但是在数字节目解码过程中，FEC还是必不可少的一个重要参数。
FEC：ForwardErrorCorrection,前向纠错
FEC：ForwardErrorCorrection，前向纠错。
是一种数据编码技术，传输中检错由接收方进行验证，在FEC方式中，接收端不但能发现差错，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而加以纠正。
FEC方式必须使用纠错码。
发现错误无须通知发送方重发。
区别于ARQ方式。
在目前的数字通信系统中，前向纠错技术FEC(ForwardErrorCorrection)得到了广泛的应用。
这一技术的产生和发展源于通信系统本身的需求，在工程实践中并不存在理想的数字信道，信号在各种媒体的传输过程中总会产生畸变和非等时时延，对数字信号来说就意味着产生误码和抖动，而抖动的最终效果也反映在系统的误码上。
FEC编解码可以用硬件实现也可用软件实现，采用FEC技术可较好地改善误码性能。
前向纠错是指信号在被传输之前预先对其进行按一定的格式处理，在接收端则按规定的算法进行解码以达到找出错码并纠错的目的。
现代纠错码技术是由一些对通信系统感兴趣的数学家们和对数学有着深厚功底的工程师们在近50多年中发展起来的。
1948年，法国数学家香农（Shannon）发表了现代信息理论奠基性的文章《通信系统数学理论》。
汉明（Hamming）于1949年提出了可纠正单个随机差错的汉明码。
普朗基（Prange）于1957年提出了循环码的概念，随后，Hoopueghem,Bose和Chaudhum于1960年发现了BCH 码，稍后，里得(Reed)和所罗门(Solomon)提出了ReedSolomon(RS)编码，这实际上是一种改进了的BCH码，现代通信采用的各种新技术，如MMDS多点对多点分配业务、LMDS 本地多点分配业务、蓝牙技术、高速DH等要求信道编码纠错能力更高效率、更高运算速度、更快，这就导致了各种动态编码方案的出现并在工程中得到广泛运用，时至今日，信息理论FEC分为带内FEC和带外FEC。
所谓带外FEC，是指在SDH层下面另外增加一个FEC 层，专门用于FEC的处理。
光通信系统中的FEC技术的应用分析3
光通信系统中的FEC技术的应用分析（重庆邮电大学光电工程学院重庆400065）摘要：前向纠错编码在光通信系统中有着极高的应用。
文章首先介绍了前向纠错编码技术及其在光通信系统中的应用，然后描述了ITU-T 6.709中定义的FEC帧的具体格式，数学推导了FEC编码给带来的误码率改善，并列出了具体的计算结果。
最过通过实测几种BCH码纠错性能的仿真，给出了BCH 码型在特定信噪比下误码性能改善。
关键词:信道编码技术；前向纠错；编码增益；误码率；Analysis and Application of Optical Communication System in FECTechnology（The Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065）Abstract：Forward error correction coding in the optical communication system has a high application. This article first introduces the forward error correction coding technology and its application in optical commu- nication system, and then describes the specific format defined in ITU-T 6.709 FEC frames, mathematics FEC coding bring error rate improvement was deduced, and lists the concrete computation. The error correct ing performance measured through simulation of several kinds of BCH codes, BCH codes are given to im- prove the performance of bit error in a particular type of signal to noise ratio.Key words:Channel coding technology; forward error correction; coding gain;The bit error rate;0.引言前向纠错编码（FEC）技术通过在传输码列中加入冗余纠错码，在一定条件下，通过解码可以自动纠正传输误码，降低接收信号的误码率（BER）。
基于LDPC的软判决前向纠错(SD-FEC)技术
基于LDPC的软判决前向纠错(SD-FEC)技术泰尔网 2014-06-09 14:06:24 来源 [电信网技术] 作者华为技术有限公司摘要1 FEC实现光通信系统的可靠传输波分复用技术作为现在通信系统的基础承载技术，伴随着网络流量的快速增长，也经历了容量从小到大的发展过程。
在这一发展过程中，每一次单波长速率的提升都伴随着技术的重大变化。
从单波长2.5G时代的直接调制方式到10G时代的外调制方式及DCM色散补偿。
10G时代到40G时代则是OOK调制技术向PSK调制技术的转变。
40G 时代到100G时代的关键技术特征则是高速DSP（ADC采用速率达到56Gbit/s以上）使能的相干技术。
在波分复用技术的发展过程中，前向纠错（FEC，Forward Error Correction）技术作为实现信息可靠传输的关键，逐渐成为必不可少的主流技术。
光纤通信中的FEC 也经历了几代技术的演变，从经典硬判决，到级联码，100G相干技术的出现使得软判决成为演进的方向。
FEC技术是一种广泛应用于通信系统中的编码技术。
以典型的分组码为例，其基本原理是：在发送端，通过将kbit信息作为一个分组进行编码，加入（n-k）bit的冗余校验信息，组成长度为n bit的码字；码字经过信道到达接收端之后，如果错误在可纠范围之内，通过译码即可检查并纠正错误bit，从而抵抗信道带来的干扰，提高通信系统的可靠性。
在光通信系统中，通过FEC的处理，可以以很小的冗余开销代价，有效降低系统的误码率，延长传输距离，实现降低系统成本的目的（见图1）。
图1 FEC在光通信中的位置FEC的使用可以有效提高系统的性能，根据香农定理可以得到噪声信道无误码传输的极限性能（香农限）。
从图2可以看出，FEC方案性能主要由编码开销、判决方式、码字方案这3个主要因素决定。
图2 硬判决FEC和软判决FEC的香农限（1）编码开销校验位长度（n-k）与信息位长度k的比值，称为编码开销。