前向糾錯

前向糾錯是一種差錯控制方式，它是指信號在被送入傳輸信道之前預先按一定的算法進行編碼處理，加入帶有信號本身特征的冗碼，在接收端按照相應算法對接收到的信號進行解碼，從而找出在傳輸過程中產生的錯誤碼并將其糾正的技術。 

FEC前向糾錯(Forward Error Correction)也叫“前向糾錯碼”，是增加數(shù)據通訊可信度的方法。在單向通訊信道中，一旦錯誤被發(fā)現(xiàn)，其接收器將無權再請求傳輸。FEC 是利用數(shù)據進行傳輸冗長信息的方法，當傳輸中出現(xiàn)錯誤，將允許接收器再建數(shù)據。

FEC：Forward Error Correction，前向糾錯。    是一種數(shù)據編碼技術，傳輸中檢錯由接收方進行驗證，在FEC方式中，接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯，而且能確定二進制碼元發(fā)生錯誤的位置，從而加以糾正。FEC方式必須使用糾錯碼。發(fā)現(xiàn)錯誤無須通知發(fā)送方重發(fā)。區(qū)別于ARQ方式。    在目前的數(shù)字通信系統(tǒng)中，前向糾錯技術FEC(Forward Error Correction)得到了廣泛的應用。這一技術的產生和發(fā)展源于通信系統(tǒng)本身的需求，在工程實踐中并不存在理想的數(shù)字信道，信號在各種媒體的傳輸過程中總會產生畸變和非等時時延，對數(shù)字信號來說就意味著產生誤碼和抖動，而抖動的最終效果也反映在系統(tǒng)的誤碼上。 FEC編解碼可以用硬件實現(xiàn)也可用軟件實現(xiàn)，采用FEC技術可較好地改善誤碼性能。    前向糾錯是指信號在被傳輸之前預先對其進行按一定的格式處理，在接收端則按規(guī)定的算法進行解碼以達到找出錯碼并糾錯的目的?，F(xiàn)代糾錯碼技術是由一些對通信系統(tǒng)感興趣的數(shù)學家們和對數(shù)學有著深厚功底的工程師們在近50多年中發(fā)展起來的。1948年，法國數(shù)學家香農（Shannon）發(fā)表了現(xiàn)代信息理論奠基性的文章《通信系統(tǒng)數(shù)學理論》。漢明（Hamming）于1949年提出了可糾正單個隨機差錯的漢明碼。普朗基（Prange）于1957年提出了循環(huán)碼的概念，隨后，Hoopueghem,Bose和Chaudhum于1960年發(fā)現(xiàn)了BCH碼，稍后，里得(Reed)和所羅門(Solomon)提出了ReedSolomon(RS)編碼，這實際上是一種改進了的BCH碼，現(xiàn)代通信采用的各種新技術，如MMDS多點對多點分配業(yè)務、LMDS本地多點分配業(yè)務、藍牙技術、高速DH等要求信道編碼糾錯能力更高效率、更高運算速度、更快，這就導致了各種動態(tài)編碼方案的出現(xiàn)并在工程中得到廣泛運用，時至今日，信息理論仍是當前最活躍的研究領域之一。

光脈沖數(shù)字信號在光纖傳輸過程中，會受到各種不利因素的劣化影響，這些不利影響有外界的也有內部的，也有外界的干擾信號，內部有電路的熱噪聲、EDFA的ASE噪聲及模分配噪聲、光纖衰耗和色散的影響等，這些不利因素會使傳輸質量下降，如接收端的光功率減少、光脈沖發(fā)生畸變、光信噪比降低等，導致接收端出現(xiàn)誤碼，減少系統(tǒng)的傳輸距離。從誤碼發(fā)生性質看，可分為兩類：1、隨機性誤碼2、突發(fā)性誤碼誤碼糾錯方法通常用三種：1、自動請求重發(fā)（ARQ)2、前向糾錯（FEC)3、混合糾錯（HEC)。在海纜傳輸中主要使用前向糾錯FEC比較多。

波分設備或者海纜SLTE/LTU設備收高誤碼，其相連的SDH設備極大可能沒有誤碼，因為收到的誤碼經過FEC糾錯后就變成沒有誤碼的“好信號”傳給SDH了，SDH就沒有告警和任何誤碼了。

 

前向糾錯主要是利用軟件技術（也需少量硬件）在發(fā)送端對輸入信息進行編碼，在接收端再對之進行解碼，從而獲得增益，達到降低系統(tǒng)誤碼率、增加傳輸距離的目的。

前向糾錯（FEC)是指利用軟件技術在發(fā)送端對信源信息進行一定形式的編碼（如BCH編碼、R-S編碼），然后用新的編碼流進行傳輸，在接收端再進行解碼與糾錯，以此獲得增益從而增加系統(tǒng)的傳輸距離。

帶內FEC與帶外FEC

對于SDH而言，F(xiàn)EC有帶內與帶外之分。帶內FEC指對信源信息進行編碼后的冗余碼，存放于SDH段開銷中的某些尚未使用的字節(jié)中，帶內FEC常用BCH編碼方法。由于帶內FEC可供使用的字節(jié)數(shù)量有限，所以它的編碼增益不高。

帶外FEC指把對SDH信息進行編碼后的冗余碼放在SDH幀結構的外部，然后把冗余碼與信息碼組合在一起形成新的幀信號進行傳輸。帶外FEC通常采用R-S編碼方法。由于帶外FEC的冗余碼數(shù)量可以很大，所以它的糾錯能力遠高于帶內FEC。帶外FEC的缺點是增加了系統(tǒng)的傳輸速率。

對于WDM系統(tǒng)而言，采用FEC編碼所獲得的增益主要用于對OSNR的改善，以增加系統(tǒng)的傳輸距離。

編碼分為信源編碼和信道編碼。FEC編碼屬于信道編碼，F(xiàn)EC編碼可理解是把信息包進行再包裝，使得傳輸時更加可靠穩(wěn)定，不易損壞或者破碎（糾正誤碼），使得接收者收到時物品（通信質量）完美。 同時包裝使得物體體積更大（可理解為傳輸速率更大），使得要傳輸?shù)男畔⒘肯鄬Χ詴p少。

通過FEC編碼降低誤碼率，提高通信可靠性。前向糾錯（FEC）編碼，發(fā)送端編碼器將信息碼組編成具有一定糾錯能力的碼字，接收端譯碼時對接收馬子進行譯碼，若傳輸中產生的差錯數(shù)目在碼的糾錯能力之內時，譯碼器對差錯進行定位并加以糾正。 

相關概念：

FEC糾正的誤碼數(shù)

FEC糾正前誤碼率

FEC糾正后誤碼率

FEC糾正的1誤碼數(shù)（個）

FEC糾正的0誤碼數(shù)（個）

FEC不可糾正的幀（個）

 

調制是把信息放到光載波上面，使得純光束攜帶有信息。解調是把信息從光波中取出來。

調制是使得光波載體與業(yè)務信號有機結合，使得業(yè)務信號能夠高速發(fā)送出去，使得單純的光波帶有了業(yè)務信息。

在相干光纖通信系統(tǒng)中，光發(fā)射機的功能是將所需傳輸?shù)男盘栒{制到光載波上，使之適應光傳輸?shù)囊?。在發(fā)送端，可以采用直接調制或外調制方式，對光源載波進行幅度、頻率和相位調制。在相干通信系統(tǒng)中，可以傳輸模擬信號，也可以是數(shù)字信號，對于數(shù)字調制方式，一般采用以下三種基本形式。

1）幅頻鍵控（ASK），利用光信號的幅度在兩個值之間的改變來表示數(shù)字信號的變換，當系統(tǒng)傳送“1”碼時，有光波輸出，而當傳送“0”碼時，則無光載波輸出。

2）頻移鍵控（FSK)，利用光載波的頻率在兩個值之間的改變來表示數(shù)字信號的變化，當系統(tǒng)傳送“1”碼時，輸出頻率為f1的光載波，而當傳送“0”碼時，輸出頻率為f2的光載波。

3）相移鍵控（PSK)，利用光載波的相位差來表示數(shù)字信號的變化，當系統(tǒng)傳送“1”碼變?yōu)椤?”碼時，或由“0”碼變?yōu)椤?”碼時，輸出光載波相位變化180度，而僅僅是當傳送信號由“1”碼變?yōu)椤?”碼時，輸出光載波相位才會變化180度，則稱為差分相移鍵控（DPSK)。