SD-FEC技术：实现100G高性能传输的关键

　　中国探月工程二期嫦娥二号工程中，LDPC被列为嫦娥二号任务的六项工程目标和四大创新技术的核心内容之一。2010年11月，清华大学研制的低密度奇偶校验码（LDPC）遥测信道编码试验取得成功，这是LDPC信道编码技术首次应用于中国航天领域。LDPC纠错能力强、编码增益高的特点，可进一步提高信道余量，进而大幅度提高整星测控的可靠性，为未来深空探测提供技术储备。

　　在光通信领域，100G已经被业界认为是下一代主流的传输速率。随着电子技术的飞速进步，高速ADC（超过56Gbit/s的采样速率）和DSP的商用化，100G相干技术以其高频谱效率、高OSNR灵敏度、电CD/PMD补偿，成为主流的100G传输技术。这也为基于LDPC的软判决前向纠错（SD-FEC）应用到100G传输提供了技术基础。

　　同时，100G相干技术虽然在性能上相比非相干技术有大幅提升，但与当前已经被广泛应用的10G/40G传输相比，仍然存在传输距离不够远、覆盖范围有限的问题。基于LDPC的软判决前向纠错（SD-FEC）为进一步提升100G传输性能提供了很好的解决方案。

　　基于LDPC码的软判决高性能FEC方案

　　软判决方案的性能受码字构造，译码算法的影响较大。合理的构造，高效的译码算法，采用交织、级联、卷积等技术手段，充分利用冗余信息可以有效提高软判决方案的性能。

　　华为基于LDPC码构造的高性能FEC方案BICC，在传统的LDPC码基础上，创新地融合了交织技术、级联技术等手段，获得了11.5dB以上的高编码增益, 相对传统的硬判决方案提升了近2.6dB编码增益，可以很好支撑100G高速光传输系统的应用需求。

　　华为100G SD-FEC软判决算法具有如下特点：

　　· 创新的全软判决FEC，可获得更高的增益、更高的集成度和更低的功耗。

　　· 采用100%的软判决，没有级联HD-FEC码，延时大为降低。

　　· 独特的级联流水线架构，显著降低了软判决译码的实现复杂度。

　　· 创新软判决架构，可扩展实现不同功耗、不同性能的灵活解决方案。

　　· 软判决FEC采用20%以上的开销，结合发端频谱压缩技术，可以在传送带宽增加的同时，降低速率提升的传输代价，保证高开销软判决FEC带来的增益性能。

　　· 软判决FEC与独特的DSP算法相结合，提供差异化的应用场景解决方案。

　　随着FEC技术的发展，码字性能越来越接近香农限。然而，FEC技术在光传送系统中的应用需要结合系统的需求，选择合理的开销和判决方式，设计低复杂度、高性能的码字方案。

　　我们知道，硬判决FEC将长期应用于光通信领域，通过对融合、高性能的硬判决方案的研究，可以有效支撑现有10G、40G系统的升级需求。针对100G、400G甚至1T的高速光传输应用，软判决算法将在如何提升吞吐量和净编码增益，降低错误平层和算法复杂度，以及软判决算法如何适应Non-AWGN非线性信道等方面持续改进，以适应更高速率系统的性能要求。我们相信，高性能低复杂度的软判决将成为主流，支撑和推动光传送应用与发展。