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前向纠错(FEC)技术目前已经被广泛地应用于光传输系统中,通过在信号中加入少量的冗余信息来发现并纠正误码,降低接收端的光信噪比(OSNR)容限。光传输系统设计中可采用FEC技术来解决下列问题:用最小的光功率保证最大的数据准确性,给既定的光纤链路分配最少的中继段数,使光纤非线性效应的影响最小化。经由适当的纠错系统设计,FEC技术使得系统可以在入纤功率、系统误码率与系统设计复杂度之间取得一个极佳的平衡。因此,人们不断研究新型的FEC编码类型并将FEC技术的设计与应用付诸实践,用获得的编码增益来应对光传输系统迅猛发展的需求。
要实现FEC技术在光传输系统中的实际应用,首先就要对FEC编码的基本原理进行了解。所以在本文的第2章首先介绍了纠错编码的编码原理、编码思想和编码分类。在对光传输系统的特点分析的基础上,总结了FEC码型的构造原则。
第3章主要研究了光传输系统中常用的FEC编码技术,分析了带内FEC和带外FEC的原理、算法和帧结构。最后对具有更强纠错能力的超强FEC进行了简要的介绍,对其中的BTC和LDPC码的编译码原理进行了说明。
编码增益是衡量FEC编码性能的主要指标,本文在第4章对其进行了系统的研究。首先用理论计算的方法给出了编码增益的计算过程,并对RS(255,239)和BCH(4359,4320)的纠错性能进行了比较。然后采用2种实验方法对RS(255,239)的编码增益进行了测试,并比较了测试方法的科学性。
在对FEC技术的理论研究的基础上,第5章给出了在双向转发器中集成FEC技术的具体设计方法,对各个功能模块进行了详细的说明,针对SDH/WDM系统的指标要求对器件进行了选型,最后对整个FEC-OEO的工作原理进行了说明。
第6章分析了印制电路板(PCB)设计中的多个注意事项,通过对传输线和电源系统的合理设计来增强FEC设备的抗干扰能力和稳定性,最后通过极限指标测试、高温和温循3个实验对上述性能进行了验证,并对FEC-OEO的实际应用做了实验研究。