前方誤り訂正技術について少し

拡張光トランスポートネットワークを設計する際の主な制限の1つは、信号対雑音比(OSNR)です。 WDMネットワークは、システムの正しい動作を保証するために、許容可能なOSNR制限内で動作する必要があります。



OSNRしきい値は、3R再生を必要とせずに信号をどこまで送信できるかを決定する重要なパラメーターの1つです。



10 Gbitを超える速度でデータ伝送チャネルを形成するには、光信号の複雑な変調メカニズムを使用して、通信チャネル1-10 Gbitの同様の伝送範囲を実現します。 これらの変調フォーマットは、色や偏光モードの分散などの光学現象の影響を最小限に抑え、最新のDWDMシステムで使用されるITU 100/50 GHz規格に準拠した光信号を生成するために必要です。 高速データチャネルの欠点は、従来の伝送システム(1〜10 Gbps)よりも大幅に高いOSNR比が必要であるという事実です。



100 Gbitシステムでは、最小OSNRは10 Gbitシステムの信号よりも10 dB高くなければなりません。 OSNRは、補正や補正を行わない場合、100Gデータ伝送を非常に短い距離に制限します;現時点では、最大伝送距離は標準のシングルモードファイバーで40 kmです。 ただし、最新の前方誤り訂正(FEC)メソッド、特にソフト決定FECアルゴリズムのおかげで、高速信号の伝送を長距離に拡張することが可能です。



Forward Error Correction(FEC)は、フィードフォワード方式を使用してエラーを検出し、情報を修正する機能を備えた信号符号化/復号化技術です。 したがって、受信機器は、伝送チャネルで発生するエラーを検出して修正できます。 FECはビットエラー(BER)の数を大幅に削減するため、再生せずに信号の伝送距離を延ばすことができます。



複雑さとパフォーマンスが異なるFECコーディングアルゴリズムがいくつかあります。 最も一般的な第一世代FECコードの1つは、リードソロモンコード(255、239)です。 このコードにより、テストバイトの7%とOSNRマージンが約6 dBわずかに追加されますが、高速光ネットワークでは、パフォーマンスインジケーターが6 dB増加すると改善され、再生器間の距離が約4倍になります。



リードソロモンコードに加えて、一部のメーカーは、より複雑な第2世代FECコーディングスキーム、たとえば10Gおよび40G光インターフェイスの予防パラメーターを提供しています。 「ultra」FECまたは「enhanced」FEC(EFEC)と呼ばれるこれらのアルゴリズムも、送信フレームの7%以下を使用しますが、OSNRゲインを大きくする2〜3のより複雑なエンコード/デコードアルゴリズムを含んでいます。リードソロモンコードよりdB。



10Gおよび40G信号のパフォーマンスを大幅に改善した第1世代のリードソロモンFECおよび第2世代のEFECに加えて、より強力な第3世代FECソリューションが開発され、 100G高速データチャネル。



第三世代のFECソリューションは、さらに強力なエンコード/デコードおよび反復コーディングアルゴリズムに基づいています。 硬判定FECでは、復号化ユニットは着信信号に基づいて「確実な」判定を決定し、しきい値と比較して1ビットの情報を「1」または「0」に初期化します。 設定されたしきい値を超える値は「1」として定義され、以下の値は「0」として定義されます。 デコーダは余分なビットを使用して、着信信号のより詳細で正確な表示を提供します。 言い換えれば、デコーダは、閾値に基づいて入力信号が「1」であるか「0」であるかを判断するだけでなく、「意思決定」の信頼性係数も提供する。 信頼性係数は、信号がしきい値をどれだけ上回るか下回るかを示すインジケータによって決定されます。



ビットの信頼性係数または「確率」と、より複雑な第3世代FECコーディングアルゴリズムを使用すると、SD-FECデコーダーでOSNRを1〜2 dB増加させることができます。 OSNRが1〜2 dB増加しても印象的ではありませんが、距離が20〜40%増加する可能性があると解釈できます。これは100Gの重要な指標です。



軟判定FECの欠点の1つは、送信フレームの〜20%を必要とするという事実です。これは、第1世代および第2世代の占有FECボリュームの2倍以上です。



データチャネルの速度が10Gから100Gに増加すると、OSNR要件は10 dB増加しました。 特定のタイプの補正または補正がないと、100Gのチャネル速度のトラックの長さは非常に制限され、不経済になります。



第1世代および第2世代のFECアルゴリズムが10Gおよび40Gで使用され、BERを低減して距離を延長しました。 SD-FECは第3世代のコーディングアルゴリズムであり、長距離で大きな中継セクションを備えた100G光ネットワークにデータ伝送を提供します。



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