Die Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC) ist eine digitale Signalverarbeitungstechnik, die zur Verbesserung der Datenzuverlässigkeit verwendet wird. Dies geschieht durch Einfügen redundanter Daten, die als Fehlerkorrekturcode bezeichnet werden, vor der Datenübertragung oder -speicherung. FEC bietet dem Empfänger die Möglichkeit, Fehler ohne Rückkanal zu korrigieren, um die Neuübertragung von Daten anzufordern. Wie wir wissen, können sich optische Signale manchmal aufgrund einiger Faktoren während der Übertragung verschlechtern, was zu Fehleinschätzungen auf der Empfängerseite führen kann, wodurch möglicherweise das „1“-Signal mit dem „0“-Signal oder „0“ verwechselt wird. Signal für ein "1"-Signal. Wenn die Anzahl der Übertragungsfehler innerhalb der Korrekturkapazität liegt (diskontinuierliche Fehler), lokalisiert und korrigiert der Kanaldecoder das falsche „0“ oder „1“, um die Qualität des Signals zu verbessern.
Die Entwicklung der Vorwärtsfehlerkorrektur in der optischen Kommunikation kann in drei Generationen unterteilt werden. Die FEC der ersten Generation ist die erste, die erfolgreich in U-Boot-Systemen und terrestrischen Systemen eingesetzt wird. Als WDM-Systeme ausgereift waren, wurde eine stärkere FEC der zweiten Generation in kommerziellen Systemen installiert. Das Aufkommen von FEC der dritten Generation eröffnete neue Perspektiven für die nächste Generation optischer Kommunikationssysteme.
Anwendung von FEC in100G-Netzwerke
In the context of fiber-optic networking, FEC is used to address optical SNR (OSNR) - one of the key parameters that determine how far a wavelength can travel before it needs regeneration. FEC is especially important at high-speed data rates, wherein advanced modulation schemes are required to minimize dispersion and signal correspondence with the frequency grid. Without the incorporation of FEC, 100G transport would be limited to extremely short distances. To implement long-haul transmission (>2500 km), muss die Systemverstärkung noch um ca. 2 dB verbessert werden. Das Upgrade von FEC von Hard-Decision auf Soft-Decision schließt diese Leistungslücke.
Da der Drang nach immer höheren Übertragungsraten anhält, erfreuen sich Soft-Decision-Forward-Error-Correction (SD-FEC)-Schemata zunehmender Beliebtheit. Obwohl diese einen Byte-Overhead von etwa 20 Prozent erfordern können – fast dreimal so groß wie das ursprüngliche RS-Codierungsschema –, sind die Gewinne, die sie im Zusammenhang mit Hochgeschwindigkeitsnetzwerken erzielen, beträchtlich. FEC, das beispielsweise in einem 100G-Netzwerk zu einem Gewinn von 1 bis 2 dB führt, bedeutet eine um 20 bis 40 Prozent größere Reichweite.
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