100G技术革命：纠错编码技术

　　2. 100G软判决纠错技术

　　除了采用新的编码算法外，采用软判决也可以提高FEC编码增益。软判决是相对于硬判决而言的，与具体的纠错编码或后续算法没有必然关联。软硬判决的区别在于其对信号量化所采用的比特位数。硬判决以阈值为准绳，武断地对输入信号进行判定；软判决以阈值为参考，对输入信号进行猜测，并声明猜测的可信度。软判决并未判决，仅提供猜测信息和可信度信息，便于后续算法（如Viterbi）结合其他信息进一步处理、综合判定。

图1：QPSK调制软判决示意图

　　对于一般的单比特判决而言，判决软硬判决的不同在物理实现上表现为其对信号量化所采用的比特位数。硬判决对信号量化的比特数为1位，其判决结果非"0"即"1"，没有回旋余地。软判决则采用多个比特对信号进行量化，一个比特为猜测信息，额外的比特提供该猜测的可信度信息。

　　以如图1所示QPSK调制的符号判决为例：由于QPSK调制包含了四个相位状态（体现为4个点的星座图），每个载波符号承载2bit信息，I(In-phase)、Q(Quadrature-phase)两个维度分别承载1bit进行，每个维度上硬判决仅根据"判决阈值"进行"0"或"1"的判定；而软判决在硬判决的"判决阈值"基础上还提供了一组"置信度阈值"，图中"置信度阈值"中3个参考值将"判决阈值""0"或"1"判定之后的空间根据判决可靠性概率分为4个区域，需要用2bit对该组区域进行区分，所以软判决给后续纠错算法所提供的信息即为1bit的判决值＋2bit的置信度信息。

　　软判决所提供的可信度信息可以进一步提高FEC编码增益。一般而言，在相同开销和编码算法的情况下，相对于硬判决，软判决可以获得1.1dB以上的编码增益提升。对于主要受到非线性效应限制的100G光传输系统，1dB纠错编码增益对系统传输性能的提升远高于衰减或色散受限的光传输系统。根据中国移动、中国电信100G测试结果以及100G行标，G.655光纤时采用软判决的传输距离比硬判决多6个跨段，传输距离提升了60%。