光纤通信系统信道编码基础知识

学术   2024-10-16 18:01   北京  


文章来源:睐芯科技LightSense

原文作者:LIG

本文介绍了光纤通信的信道编码基础知识



信道编码基础知识
光纤通信系统,由于受到通道内和通道间光纤非线性、偏振模色散(PMD) 和色散的影响,其性能显著下降。为了解决这些信道损伤,需要设计和开发更为先进的调制和检测、编码和信号处理等方面的新的先进技术。

由ITU-T 标准化的FEC 码的现有技术包括Bose-Ray-Chaudhuri-Hocqunghem (BCH)和Reed-Solomon(RS) 码的不同变体。特别是RS(255,239)码字被广泛应用于长途通信系统中,通常被认为是第一代FEC。

可以将基本FEC 方案组合在一起、以获得编解码能力更强的FEC 方案,如RS(255, 239)+ RS(255, 233) 组合的情况, lTU-T G975.1文档中对这几种级联编码进行了标准规范化。类似这类级联方案,如两个RS 码的级联,或RS和卷积码的级联,通常被认为是第二代FEC。ITU-T 还定义了不同码字长度的光信道传输单元,以更好地适应信息内容和FEC 尺寸。

主要的第三代光通信FEC 编解码是基于图形方式编码的 ,如Turbo码和低密度奇偶校验( LDPC) 码。

信道编码原理
采用信道编码直接检测的典型数字光通信系统如图所示。离散源以符号序列的形式产生码流信息。信道编码器接收消息符号,并根据规定的规则添加冗余符号。信道编码将长度为k的序列转换为长度为n的码字。这种转换的规则即为信道编码,可以表示为以下映射:C:{M}- {X},其中,C表示信道编码,M表示长度为k的信息序列集, X表示长度为n的码字集。在接收端,解码器利用这些冗余符号来确定实际发送的消息符号。编码器和解码器将整个数字传输系统视为放置在它们之间的离散信道。

信道编码的分类
A. 错误检测码,其中我们只关注检测传输期间是否发生错误(如自动请求传输- ARQ功能)。
B. 前向纠错码(FEC),这类解码可以纠正在传输过程中发生的一定数量错误。C. 结合前两种方法的混合信道编码。

参考文献
[1]先进光通信系统及网络,milorad cvijetic ivan B. djordjevic 著,杨奇 译。

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