FEC判决技术助力100G实现高性能传输

　　移动通信网消息，伴随着网络流量的快速增长，波分复用技术作为现在通信系统的基础承载技术，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的相干技术。

　　FEC技术概述

　　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。FEC技术的原理是在发送端对k bit信息进行分组编码，并加入(n-k)bit冗余校验比特组成长度为n bit的码字；而在接收端则通过译码来完成错误比特的筛选和纠正，以提高通信系统的可靠性。FEC的纠错性能主要取决于如下三个因素：判决方式、编码开销以及码字方案。

　　软判决和硬判决FEC技术

　　FEC的判决方式可分为硬判决（HD）和软判决（SD）两种。HD-FEC广泛用于10G，40G非相干及早期的40G/100G相干传输系统，是一种复杂度低，理论成熟的判决方式。HD-FEC的特点为，在FEC译码单元之前，有一个阈值电平判决电路，对携带有噪声的传输后的信号进行1比特量化。即先设定一个固定的判决电平，若信号高于此阈值电平则被判决为1，低于此阈值电平则被判决为0。该两电平信息输入译码器，后者再根据纠错算法将被误判为1的0比特纠正为0，将被被误判为0的1比特纠正为1。由于HD-FEC的1比特量化过程不够精细，不能估计1比特量化过程中的可信度，更无法向译码器传递量化的可信度，因此提前损失了待判决信号的电平分布的概率性信息；类似于用黑白相机拍摄世界，不可避免地忽略了大千世界丰富的色彩信息。反映在纠错性能上，HD-FEC的净编码增益不能做得很高，在7％ OH条件下净编码增益一般不超过9dB。

　　硬判决FEC对前端电路的要求是比较低的，对阈值电平判决电路之前的信号是模拟信号也可以正常工作。因此硬判决FEC广泛用于2.5G，10G，40G非相干等采用模拟接收机的传输系统。另一方面，对于业已采用了数字接收机的40G/100G相干传输系统，传输后的信号在相干接收后即经由ADC实现了多比特量化，已经包含了待纠错信号的电平估计值和概率性信息。此时再使用HD-FEC，则要对多比特量化信息重新进行单比特量化，即没有充分利用数字相干接收机带来的多比特量化的好处。而SD-FEC技术则可克服HD-FEC的这种局限性。