光通信系统中

SD-FEC 软判决纠错编码技术浅析

前向纠错（

FEC）技术目前已经被广泛地应用于光通信系统中，达到改善系统的误码

率性能、提高系统通信的可靠性、延长光信号的传输距离、降低光发射机发射功率以及降低系
统成本的目的。

 近年来，ITU-T 针对光通信系统的迅速发展而开展了 FEC 码的研究，相继

提出了若干与此相关的建议（如

ITU-T G.707、G.975、G.709 和 G.975.1 等）。但随着光通信

系统向更长距离、更大容量和更高速度发展，特别是单波速率从

40G 向 100G 甚至超 100G

演进时，光纤中的传输效应（如色散、偏振模色散和非线性效应等）就会严重影响传输速率
和传输距离的进一步提高。为此，人们不断研究开发性能更好的

FEC 码型，使其获得更高

的净编码增益（

NCG）和更好的纠错性能，满足光通信系统高速发展的需要。

高效的

FEC 技术

目前

10G NRZ（不归零码）在纠错前误码率（pre-FEC）为 2×10-3 时（超强纠错编码

纠 错 门 限 ） 的

OSNR 容 限 小 于 12dB ， 而 业 界 看 好 100G 的 PM-QPSK 的 pre-FEC 

BER@2×10-3 时 OSNR 容限在 15.5dB 左右，也就是说采用相同能力的 FEC，100G 传输距
离不到

10G 的一半。因此需要引入更高效的 FEC 技术。

10G 和 40G DWDM 系统已普遍采用增强纠错编解码（AFEC）技术，净编码增益

（

NCG）约 8.5dB。OIF（光互联论坛）建议 100G 选择冗余度在 18%~20%的软判决纠错编

码（

SD-FEC），净编码增益可达 10.5dB 左右，这时线路速率接近 126Gbps。

采用

SD-FEC 的 100G 的 PM-QPSK，OSNR 容限在 13dB 左右，基本达到了与 10G 同

量级的传输距离。

FEC 分类

FEC 从构造方法上可分为分组码（Block Codes）和卷积码（Convolutional Codes）两

大类。

为大家熟知的

Hamming 码、RS 码、BCH 码等都属于分组码，大部分分组码是在 Galois

域上构造的，因此具有严格的代数结构，其译码算法主要采用基于代数的硬判决译码。目前
分组码已经在光通信中广泛应用。

卷积码具有动态格图结构，可用有限状态机来描述其状态，其译码算法一般采用软判

决译码。卷积码由于不支持并行的译码器架构，其解码延迟较大，不适合光通信的应用需求，
因此卷积码在光通信中的应用很少。

FEC 对接收信号处理方式的不同可以分为硬判决译码和软判决译码两大类。

硬判决译码是基于传统纠错码观点的译码方法：解调器首先对信道输出值进行最佳硬

判决，如对二进制数据，硬判决译码器接收到的是确定的

“0/1”码流，解调器将判决结果送

入译码器，译码器根据判决结果，利用码字的代数结构来纠正其中的错误。