高速光通信的前向糾錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、目前，光信噪比(OSNR)是限制高速光通信系統(tǒng)的主要因素，100Gbit/s系統(tǒng)對(duì)于OSNR的要求相比目前的40Gbit/s系統(tǒng)要高4dB。在目前可行的技術(shù)中，通過(guò)前向糾錯(cuò)(Forward Error Correction，F(xiàn)EC)技術(shù)來(lái)獲得凈編碼增益是最有效的方式?，F(xiàn)在，傳統(tǒng)的 FEC方案已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)的需求，需要構(gòu)造更加有效的超級(jí)FEC(Super-FEC)方案。
　　在用于前向糾錯(cuò)的碼型中，博斯-查的胡里-霍昆格姆（ Bo

2、se-Chaudhuri-Hocquenghem, BCH）碼構(gòu)造簡(jiǎn)單，相關(guān)器件成熟。最近幾年，低密度單奇偶校驗(yàn)（Low Density Parity Check,LDPC）碼由于具有逼近香農(nóng)限的誤碼改善性能得到了廣泛關(guān)注。
　　本文以G.975.1中提出的Super-FEC的實(shí)現(xiàn)方案為指導(dǎo)，對(duì)FEC技術(shù)的性能加以分析和研究。根據(jù)高速光通信對(duì)于FEC技術(shù)的要求，通過(guò)仿真分析了不同進(jìn)制的BCH碼的性能。對(duì)于LDPC碼，詳細(xì)分析了解調(diào)

3、器的硬判決和軟判決，譯碼算法不同迭代次數(shù)，不同的譯碼算法以及不同的碼率對(duì)于系統(tǒng)糾錯(cuò)性能的影響。結(jié)果表明，軟判決譯碼相對(duì)硬判決譯碼性能要好1.9dB到2.2dB，譯碼算法20次迭代可以實(shí)現(xiàn)性能與代價(jià)的相對(duì)平衡，BP算法比最小和譯碼算法性能要好0.3dB，而碼率越低，誤碼改善性能越好，同時(shí)冗余度也越高。此外，本文還設(shè)計(jì)了縮短仿真時(shí)間的終止條件并分析了其對(duì)性能的影響。
　　為了獲得更好的性能，本文提出了一種基于非規(guī)則 LDPC長(zhǎng)碼的級(jí)聯(lián)

4、Super-FEC方案。級(jí)聯(lián)方案中外碼采用不同形式的BCH碼，內(nèi)碼則采用LDPC碼。針對(duì)不同的系統(tǒng)，構(gòu)造并詳細(xì)分析了BCH(63,51)碼為外碼，LDPC(64800,32400)碼為內(nèi)碼；RS(255,239)碼為外碼，LDPC(64800,43200)碼為內(nèi)碼；RS(1023,1007)碼為外碼， LDPC(64800,51840)碼為內(nèi)碼以及 BCH(511,493)碼為外碼， LDPC(64800,57600)碼為內(nèi)碼等四種方案