纠错技术之FEC（向前纠错）

纠错码(error correcting code)，在传输过程中发生错误后能在收端自行发现或纠正的码。

仅用来发现错误的码一般常称为检错码。

为使一种码具有检错或纠错能力，须对原码字增加多余的码元，以扩大码字之间的差别 ，即把原码字按某种规则变成有一定剩余度（见信源编码）的码字，并使每个码字的码之间有一定的关系。关系的建立称为编码。码字到达收端后，可以根据编码规则是否满足以判定有无错误。当不能满足时，按一定规则确定错误所在位置并予以纠正。纠错并恢复原码字的过程称为译码。检错码与其他手段结合使用，可以纠错。

纠错技术之FEC（向前纠错）

在工程实践中并不存在理想的数字信道，数字信号在各种媒质的传输过程中就会产生误码和抖动，从而导致线路的传输质量下降。

为解决此问题，需要引入纠错机制。实用的纠错码是靠牺牲带宽效率来换取可靠性，同时也增加了通信设备的复杂度。纠错技术是一种差错控制技术，按照应用场景和侧重点不同，可以分为两类:

• 检错码：重在发现误码，比如奇偶监督编码。
• 纠错码：要求能自动纠正差错，比如BCH码、RS码、汉明码。

二者没有本质区别，只是应用场合不同而侧重的性能参数不同。FEC属于后者。

FEC的特点及应用

FEC的全称是前向纠错，一种数据编码的技术，数据的接收方可以根据编码检查传输过程中的误码。前向是指纠错过程是单方向的，不存在差错的信息反馈。

• 无需重传，实时性高
• FEC启动后，能够容忍线路上更大的噪声，但是有额外的带宽开销（用户需要根据实际情况在传输质量和带宽间做出选择）
• 适合于数据到达对端后通过自身来查验并纠正的业务，不适合于查验有重传机制的业务
• 可用于网络状况较差时的数据传输，如：在工程使用中，ONT距离远，线路质量差，导致光功率预算裕量不足或线路误码率高，推荐开启FEC
• 可用于要求时延较小的业务（因为此时如果采用重传，则时延会增大）

通过在发射端对信号进行一定的冗余编码，并在接收端根据纠错码对数据进行差错检测，如发现差错，由接收方进行纠正。常见的FEC技术有汉明码、RS编码以及卷积码等。

例如

GPON采用的FEC算法是RS（255，239）算法，完全遵从ITU-T G.884.3的要求。FEC码字长255字节，由239字节的正常数据和16字节的冗余开销构成。考虑多帧尾碎片开销，GPON系统开启FEC后，系统带宽降低为原吞吐量的90%左右。GPON在传输层使用FEC算法，大约可以将线路传输的10-3误码降低到10-12。

标签：编码,FEC,误码,传输,码字,纠错,向前
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