糾錯技術之FEC（向前糾錯）

糾錯碼(error correcting code)，在傳輸過程中發生錯誤后能在收端自行發現或糾正的碼。

僅用來發現錯誤的碼一般常稱為檢錯碼。

為使一種碼具有檢錯或糾錯能力，須對原碼字增加多余的碼元，以擴大碼字之間的差別 ，即把原碼字按某種規則變成有一定剩余度（見信源編碼）的碼字，並使每個碼字的碼之間有一定的關系。關系的建立稱為編碼。碼字到達收端后，可以根據編碼規則是否滿足以判定有無錯誤。當不能滿足時，按一定規則確定錯誤所在位置並予以糾正。糾錯並恢復原碼字的過程稱為譯碼。檢錯碼與其他手段結合使用，可以糾錯。

糾錯技術之FEC（向前糾錯）

在工程實踐中並不存在理想的數字信道，數字信號在各種媒質的傳輸過程中就會產生誤碼和抖動，從而導致線路的傳輸質量下降。

為解決此問題，需要引入糾錯機制。實用的糾錯碼是靠犧牲帶寬效率來換取可靠性，同時也增加了通信設備的復雜度。糾錯技術是一種差錯控制技術，按照應用場景和側重點不同，可以分為兩類:

• 檢錯碼：重在發現誤碼，比如奇偶監督編碼。
• 糾錯碼：要求能自動糾正差錯，比如BCH碼、RS碼、漢明碼。

二者沒有本質區別，只是應用場合不同而側重的性能參數不同。FEC屬於后者。

FEC的特點及應用

FEC的全稱是前向糾錯，一種數據編碼的技術，數據的接收方可以根據編碼檢查傳輸過程中的誤碼。前向是指糾錯過程是單方向的，不存在差錯的信息反饋。

• 無需重傳，實時性高
• FEC啟動后，能夠容忍線路上更大的噪聲，但是有額外的帶寬開銷（用戶需要根據實際情況在傳輸質量和帶寬間做出選擇）
• 適合於數據到達對端后通過自身來查驗並糾正的業務，不適合於查驗有重傳機制的業務
• 可用於網絡狀況較差時的數據傳輸，如：在工程使用中，ONT距離遠，線路質量差，導致光功率預算裕量不足或線路誤碼率高，推薦開啟FEC
• 可用於要求時延較小的業務（因為此時如果采用重傳，則時延會增大）

通過在發射端對信號進行一定的冗余編碼，並在接收端根據糾錯碼對數據進行差錯檢測，如發現差錯，由接收方進行糾正。常見的FEC技術有漢明碼、RS編碼以及卷積碼等。

例如

GPON采用的FEC算法是RS（255，239）算法，完全遵從ITU-T G.884.3的要求。FEC碼字長255字節，由239字節的正常數據和16字節的冗余開銷構成。考慮多幀尾碎片開銷，GPON系統開啟FEC后，系統帶寬降低為原吞吐量的90%左右。GPON在傳輸層使用FEC算法，大約可以將線路傳輸的10-3誤碼降低到10-12。