前向纠错(FEC)多年来一直是电缆行业的强大工具。事实上，DOCSIS 3.1规范中最大的性能改进可能是通过将以前版本中使用的FEC Reed-Soloman (RS)更改为具有改进性能的新编码方案:低密度亚博苹果版怎么下载奇偶校验(LDPC)实现的。同样，FEC也成为高速光传输系统中不可缺少的元素，特别是在当前相干光传输时代。

FEC是一种有效的数字信号处理方法，它通过在发送端数据中添加冗余信息(奇偶校验位)来提高通信链路的误码率，从而使接收端使用冗余信息来检测和纠正可能在传输链路中引入的错误。如下图所示，为了提取原始信号信息，在发送端进行的信号编码必须由接收端正确解码。需要对编码规则进行精确的定义和实现，以避免接收方解码信号时对信息的误解。只有当发送方和接收方都遵循并实现相同的编码和解码规则时，才能实现成功的互操作性。

如您所见，FEC是需要定义的基本元素，以便能够在点对点链路上使用光学技术开发可互操作的收发器。目前的行业趋势是，当运营商在大容量的短距离应用中提倡更开放、更分散的传输时，将消除专有方面，实现互操作。

在考虑为新规范选择哪种FEC时，您需要考虑一些关键指标，包括以下内容:

• 编码开销率-冗余位数与信息位数的比率
• 净编码增益(NCG) -使用和不使用FEC与增加比特率相关的接收光学灵敏度的提高
• fec前误码率阈值-由NCG确定的fec后无差错传输的预定义阈值

其他需要考虑的因素包括硬件复杂性、延迟和功耗。

FEC编解码的一个主要决策点是在硬决策FEC (HD-FEC)和软决策FEC (SD-FEC)之间。HD-FEC根据精确的阈值判断发生了1还是0，而SD-FEC则根据发生1或0的概率做出决定。SD-FEC可以提供更高的NCG以接近理想的香农极限，但牺牲了更高的复杂性和更高的功耗。

第一代FEC码是RS码，用于光通信。RS用于ITU-T G.709和G.975建议定义的长途光传输。在这个RS实现中，每个码字包含255个码字字节，其中239个字节是数据，16个字节是奇偶校验，通常表示为RS(255,239)，名称为通用FEC (GFEC)。ITU-T G. 975.1在第二代FEC编码中针对高比特率密集波分复用(DWDM)潜艇系统推荐了几种FEC编码方案。增加NCG的常见机制是使用带有迭代硬决策解码的串联编码方案。最常见的实现示例是G.975.1条款I.4中用于10G和40G光接口的增强FEC (EFEC)。

在100gbps数据速率下，CableLabs采用了I亚博yabo888vip网页版TU-T G.709.2中定义的硬判定(HD)阶梯FEC，并包含在ITU-T G.709.2中亚博yabo888vip网页版CableLabs P2P相干光学物理层v1.0 (PHYv1.0)规范．这种阶梯FEC，也被称为高增益FEC (HG-FEC)，是第一个提供9.38 dB NCG和4.5E-3 FEC前误码率的相干FEC。100G线侧互操作性已在第一届CableLabs点对点相干光学互操作性活动中得到验证。亚博yabo888vip网页版

在200gbps数据速率下，CableLabs最新发布的openFEC (oFEC)被选中亚博yabo888vip网页版P2P相干光学PHYv2.0规范．在3次软决策迭代后，oFEC为正交相移键控(QPSK)提供了11.1 dB的NCG，预fec误码率为2E-2，为16QAM格式提供了11.6 dB，以覆盖多个用例。这个oFEC也被Open ROADM标准化了，目标是地铁应用。

虽然CableLa亚博yabo888vip网页版bs没有指定400G相干光传输，但光互联论坛(OIF)在其400G ZR标准中采用了400G级联FEC (cFEC)，该FEC具有软决策内部汉明码和硬决策外部楼梯码;该FEC已被IEEE 802.3ct工作组选为基线建议。该400G实现协议(IA)为相干双极化16QAM调制格式提供了10.8 dB的NCG和1.22E-2的预fec误码，专门用于数据中心互连(DCI)。

下表总结了光纤传输系统中标准化FEC的性能指标。

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