增大傳輸容量和延長傳輸距離是光通信系統(tǒng)發(fā)展的兩個重要方向。密集波分復(fù)用（DWDM）是提高光纖傳輸容量一個非常有效的途徑，也是目前最主要的發(fā)展方向。隨著市場需求的驅(qū)動，各廠家不斷開發(fā)新技術(shù)新產(chǎn)品，來提升光通信系統(tǒng)容量的增加和延長傳輸距離。就延長光信號的傳輸距離這方面來說，可以通過增大發(fā)射機(jī)的功率，使用光放大器件等方式，也可以采用一些行之有效的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，比如美國小型光傳輸設(shè)備供應(yīng)商Avvio網(wǎng)絡(luò)公司在9月24日推出帶有FEC編碼功能的A1020G OC-192/10G以太網(wǎng)中繼器，就是采用了前向糾錯FEC技術(shù)來延長傳輸距離，增加系統(tǒng)的可靠性。A1020G可以通過一個可選的延伸距離接口，無需增加外部的色散補(bǔ)償就可以支持普通SMF-28光纖上達(dá)200公里傳輸。下面我們就來談?wù)勱P(guān)于FEC技術(shù)以及光通信系統(tǒng)中FEC技術(shù)在延長傳輸距離上的應(yīng)用。
1 前向糾錯碼FEC
前向糾錯FEC是通過在傳輸碼列中加入冗余位，在接受端通過糾錯譯碼自動糾正傳輸中的差錯來實(shí)現(xiàn)碼糾錯功能。前向糾錯的優(yōu)點(diǎn)是不需要反饋信道，譯碼實(shí)時性較好，控制電路比ARQ的簡單。缺點(diǎn)是譯碼設(shè)備比較復(fù)雜，所選用的糾錯碼必須與信道的干擾情況相匹配，對信道的適應(yīng)性差。
前向糾錯碼FEC技術(shù)廣泛應(yīng)用于電通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)，已成為數(shù)字通信系統(tǒng)的一個重要組成部分，在很多通信產(chǎn)品當(dāng)中都是采用了這項(xiàng)技術(shù)來改善通信系統(tǒng)的性能。在光傳輸系統(tǒng)中采用前向糾錯（FEC）技術(shù)，能夠消除系統(tǒng)性能曲線中的誤碼率平臺現(xiàn)象，其編碼增益也提供了一定的系統(tǒng)富余量，從而降低光鏈路中線性及非線性因素對系統(tǒng)性能的影響，達(dá)到延長傳輸距離的目的。Intel公司以經(jīng)推出應(yīng)用于10G光傳輸系統(tǒng)的Intel® IXF30003型FEC編碼和解碼芯片，該芯片廣泛應(yīng)用于SDH/SONET、海底光纜和光傳送網(wǎng)。我國烽火承擔(dān)的國家863項(xiàng)目 “超強(qiáng)前向誤碼糾錯（FEC）技術(shù)”也通過了專家組的一致驗(yàn)收，該超強(qiáng)FEC子系統(tǒng)在全面支持G.709的FEC技術(shù)的同時，還提供超強(qiáng)FEC技術(shù)，光信噪比預(yù)算可以提高至少8dB以上，與標(biāo)準(zhǔn)FEC相比，該系統(tǒng)對光信噪比的容忍度大大改善。該子系統(tǒng)已成功應(yīng)用于FONST W1600骨干網(wǎng)傳輸設(shè)備中，為中國電信東北環(huán)、昆拉干線、中國網(wǎng)通覆蓋西南、西北及東南部分省份的數(shù)條國家一級干線提供了大跨距的解決方案，并實(shí)現(xiàn)了該技術(shù)在國家一級干線中的大規(guī)模成熟商用。
2 FEC在光通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
光纖通信系統(tǒng)采用FEC技術(shù)首要目的是來改善和優(yōu)化光鏈路傳輸質(zhì)量，延長傳輸距離，從而來減少昂貴的中繼器的數(shù)目，降低網(wǎng)絡(luò)投資成本。光傳輸系統(tǒng)無電中繼傳輸距離受放大自發(fā)射輻射噪聲積累、色度色散、非線性效應(yīng)和偏振模色散等這些物理限制因素限制。在單信道10Gbps的ULH DWDM光傳輸中，又以前三種物理效應(yīng)最為明顯，而偏振模色散(PMD)效應(yīng)主要在更高速率如40G傳輸系統(tǒng)中才明顯起作用。為了應(yīng)對這些技術(shù)挑戰(zhàn)，誕生了多種技術(shù)，包括喇曼放大技術(shù)、前向糾錯技術(shù)、色散補(bǔ)償和非線性技術(shù)等。
通常延長傳輸距離可采用兩種方法：降低OSNR（光信噪比）容限，如采用前向糾錯(FEC)技術(shù)、碼型技術(shù)等，或采用低噪聲光放大器，延緩OSNR的劣化，如喇曼放大技術(shù)等。Avvio公司A1020G中繼器就是采用FEC技術(shù)來延長傳輸距離的一個成功的解決方案，采用前向糾錯FEC，能在接收端光信噪比OSNR較低的情況下依然獲得較佳的誤碼性能指標(biāo)。在WDM傳輸系統(tǒng)中“OSNR容限”是衡量系統(tǒng)性能的最重要的光學(xué)指標(biāo)之一。其它條件不變，傳輸系統(tǒng)的OSNR容限越低，系統(tǒng)性能也越優(yōu)異。由于隨著傳輸距離的增加，OSNR會不斷地減少，對傳輸距離造成限制。FEC技術(shù)通過在傳輸碼列中加入冗余糾錯碼，可降低接收端的OSNR容限，從而達(dá)到延長傳輸距離、改善系統(tǒng)性能、降低系統(tǒng)成本的目的。FEC所貢獻(xiàn)的傳輸系統(tǒng)OSNR容限的降低可以稱為“FEC編碼增益”，編碼增益越強(qiáng)，糾錯性能高越。
3 光通信系統(tǒng)中FEC分類
目前業(yè)界提出的用于SDH/DWDM的實(shí)用化FEC技術(shù)主要有以下三種：1帶內(nèi)FEC 帶內(nèi)FEC由ITU-T G.707標(biāo)準(zhǔn)支持。利用SDH幀中的一部分開銷字節(jié)裝載FEC碼的監(jiān)督碼元。編碼增益較小(3-4dB)。2帶外FEC 帶外FEC由ITU-T G.975/709標(biāo)準(zhǔn)支持。帶外FEC的編碼冗余度大，糾錯能力強(qiáng)，具有較強(qiáng)的靈活性，編碼增益較高(5-6dB)。3增強(qiáng)型FEC(EFEC) 　　增強(qiáng)型FEC主要應(yīng)用于時延要求不嚴(yán)、編碼增益要求特別高的光通信系統(tǒng)。涉及的碼型包括RS級聯(lián)碼、分組Turbo碼和Goppa碼等。雖然EFEC的編解碼過程比較復(fù)雜，目前還較少應(yīng)用，但由于其性能優(yōu)勢，必將發(fā)展成為一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，并成為下一代帶外FEC的主流。 
總體來講，若對編碼增益要求不太高，不想對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行大的調(diào)整，帶內(nèi)FEC是一種最佳方案，方便平滑升級。帶外FEC具有靈活的開銷，可用于需要更大的編碼增益的通信系統(tǒng)，但由于會改變調(diào)制速率，需要根據(jù)碼率對整個發(fā)送/接收設(shè)備作一定的更換。