Одним из основных ограничений при проектировании оптических транспортных сетей дальней связи является соотношение сигнал/шум (OSNR).
Сети WDM должны работать в допустимых пределах OSNR, чтобы гарантировать правильную работу систем.
Порог OSNR — один из ключевых параметров, определяющий, насколько далеко могут распространяться сигналы без необходимости регенерации 3R. Для формирования каналов передачи данных со скоростями выше 10 Гбит используются сложные механизмы модуляции оптических сигналов, позволяющие достичь аналогичной дальности передачи каналов связи 1-10 Гбит. Эти форматы модуляции необходимы для минимизации эффектов оптических явлений, таких как хроматическая и поляризационная модовая дисперсия, а также для генерации оптического сигнала, соответствующего стандартам ITU 100/50 ГГц, используемым в современных системах DWDM. Недостатком высокоскоростных каналов передачи данных является тот факт, что они требуют значительно более высокого OSNR, чем традиционные системы передачи (1-10 Гбит).
В системах 100 Гбит минимальное значение OSNR должно быть на 10 дБ выше, чем для сигналов в системах 10 Гбит. Без какой-либо коррекции или компенсации OSNR ограничивает передачу данных 100G очень короткими расстояниями, при этом максимальная дальность передачи на данный момент составляет 40 км по стандартному одномодовому оптоволокну.
Однако благодаря современным методам исправления ошибок (Forward Error Correction – FEC), особенно алгоритму Soft Decision FEC, можно расширить передачу высокоскоростных сигналов на большие расстояния.
Прямая коррекция ошибок (FEC) — это метод кодирования/декодирования сигнала, позволяющий обнаруживать ошибки и исправлять информацию с использованием прямого метода.
Таким образом, приемное оборудование может обнаруживать и исправлять ошибки, возникающие в канале передачи.
FEC значительно снижает частоту ошибок по битам (BER), позволяя передавать сигнал на большие расстояния без регенерации.
Существует несколько алгоритмов кодирования FEC, которые различаются по сложности и производительности.
Одним из наиболее распространенных кодов FEC первого поколения является код Рида-Соломона (255, 239).
Этот код добавляет немного — 7% проверочных байтов и около 6 дБ дополнительного запаса OSNR — но для высокоскоростных оптических сетей увеличение на 6 дБ является улучшением производительности, увеличивая расстояние между регенераторами примерно в четыре раза.
Некоторые производители предлагают более сложные схемы кодирования FEC второго поколения в дополнение к схеме Рида-Соломона, например, профилактический вариант для оптических интерфейсов 10G и 40G. Эти алгоритмы, получившие название «ультра» FEC или «улучшенное» FEC (EFEC), также используют не более 7% объема передаваемого кадра, но содержат более сложные алгоритмы кодирования/декодирования, обеспечивающие больший выигрыш в OSNR – от на 2–3 дБ, чем код Рида-Соломона.
Наряду с разработками первого поколения, Reed-Solomon FEC, и второго поколения, EFEC, которые значительно улучшили производительность для сигналов 10G и 40G, было разработано более производительное решение FEC третьего поколения, обеспечивающее увеличенную дальность действия и оптимальную производительность для высоких частот. -Скорость каналов передачи данных 100G. Решение FEC третьего поколения основано на еще более мощных алгоритмах кодирования/декодирования и итеративного кодирования.
При FEC с жестким решением блок декодирования определяет «жесткое» решение на основе входящего сигнала и инициализирует один бит информации как «1» или «0» путем сравнения с пороговым значением.
Значения выше установленного порога определяются как «1», а значения ниже — как «0».
Декодер использует дополнительные биты для обеспечения более подробной и точной индикации входящего сигнала.
Другими словами, декодер не только определяет на основе порогового значения, является ли входящий сигнал «1» или «0», но также обеспечивает коэффициент надежности «решения».
Коэффициент надежности определяется показателем, показывающим, насколько сигнал выше или ниже порогового значения.
Использование коэффициента надежности или «вероятности» битов вместе с более сложными алгоритмами кодирования FEC третьего поколения позволяет декодеру SD-FEC обеспечить дополнительное улучшение OSNR на 1–2 дБ.
Хотя увеличение OSNR на 1-2 дБ звучит не впечатляюще, его можно интерпретировать как возможное увеличение расстояния на 20-40%, что существенно для 100G. 
Одним из недостатков FEC с мягким решением является тот факт, что для него требуется ~20% объема передаваемого кадра, что более чем в два раза превышает занимаемый объем FEC первого и второго поколения.
С увеличением скорости канала передачи данных с 10G до 100G требование OSNR увеличилось на 10 дБ.
Без какой-либо компенсации или коррекции длина скоростных каналов 100G будет очень ограниченной и неэкономичной.
Алгоритмы FEC первого и второго поколения использовались в сетях 10G и 40G для уменьшения BER и увеличения расстояния.
SD-FEC — алгоритм кодирования третьего поколения, обеспечивающий передачу данных для оптических сетей 100G на большие расстояния и с большей ретрансляционной секцией.
Теги: #ИТ-инфраструктура #телекоммуникации #ВОЛС #системы передачи данных #оптические волокна
-
Как Изменить Пароль Домена
19 Oct, 24 -
Fon – Бесплатный Wi-Fi По Всему Миру
19 Oct, 24 -
Кризис Остался Оффлайн
19 Oct, 24
