光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。前向纠错技术（FEC）是实现长距离高速光通信的关键技术之一，光传输的编码技术主要是为了提高光传输的效率，前向纠错编码技术的出发点是在发射端编码时加入某些校验比特，在接收端通过解码，对校验比特进行一定的计算以纠正码流中的错误，从而达到改善系统误码性能的目的。本文从高速光通信的研究背景出发，简析了几代高速光通信标准的的发展。清晰地说明了数字通信系统的概念以及差错控制系统与纠错编码的分类，并分别对线性分组码、循环码、卷加码等码型作了详细的介绍。最后，介绍了几代前向纠错编码的演进。关键词 光纤通信 ，数字通信系统，差错控制，前向纠错
目 录
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 高速光通信的研究背景及意义 1
2 光通信系统中的纠错编码技术 3
2.1 概念 3
2.2 数字通信系统 3
2.3 差错控制系统和纠错码分类 7
2.4 纠错编码的分类方式 8
3 线性分组码 10
3.1 线性分组码的基本概念 10
3.2 线性分组码的编码 11
3.3 线性分组码的译码 15
4 循环码 18
4.1 循环码的一般概念 18
4.2 循环码的编码 19
4.3 循环码的译码 20
4.4 BCH码 21
4.5 RS码 23
5 卷积码 25
5.1 卷积码的表示 25
5.2 卷积码的编码原理 27
5.3卷积码的译码 27
6 几代前向纠错编码的演进 29
6.1 概述 29
6.2 第一代FEC 29
6.3 第二代FEC 30
6.4 第三 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
代 FEC 30
结 论 32
致 谢 33
参 考 文 献 34
1 绪论
1.1 引言
光纤通信技术从光通信中崭露头角，变成了现代通信的重要支撑，在现代电信网络中发挥着巨大作用。作为一种刚兴起的技术，光纤通信在近几年发展速度飞快，在通信历史上的应用广泛性是极为罕见的。同使它也成为世界新技术革命十分重要的标志。通过对毕业设计的实施，学生将能够运用所学知识，学习新的知识，特别是在光学通信中，前向纠错码的知识和技能。
1.2 高速光通信的研究背景及意义
随着科学技术的飞速发展，人们已迈入信息社会时代。他们渴望通过各种途径了解更多信息。不断增加的宽带接入用户数量，对通信服务的需求也越来越高。更快的传输速度，高清视频在线观看、以及高清晰度的实时视频对话等损耗了巨大已有的带宽资源。根据电信运营商多年来的数据，年传输容量增长率接近100%。正因如此，我们更急切地需要高速度、大容量、更可靠的光通信技术。
1.2.1 100G 高速光通信的标准发展
通信领域的许多权威机构参与制定了100个Gbit/s标准，其中包括:IEEE, ITUT、OIF。每一个不同的标准，关注的焦点是不同的，经过多次修订之后，2010年可以说是100Gbit/s系统的一个里程碑。
1）IEEE
为了满足高速通信需求，IEEE已经成立了一个IEEE 802.3ba标准小组，工作组的重点是制定40Gbit / s和100Gbit / s以太网的标准，并且致力于发展40Gbit / s的100 Gbit / s以太网相关物理层接口规则。其相应的标准发布于2006和IEEE标准802.3baTM2010已经完成，并于2010年在该标准中定义的物理100GE层采用的并联结构和物理编码子层（PCS）6月发布继续编码为64B / 66B。100GE的实际物理层速度定义为103.125 Gbit / s + 100 ppm。在这些规定中，与用户最相关的是与物理介质（PMD）相关的相应子层。
2）ITU
ITUT SG15是一个国际标准化组织，在光传输领域有着巨大的影响力。它在许多领域进行标准化工作，如物理层传输和OTN。 ITUT SG15标准100Gbit / s在Q6 / Q11中执行。 2009年12月批准的G.709 / Y.1331标准将OTU4定义为100 Gbit / s，标称速率为111,809,973,568 kbit / s。同时，该标准还规定了ODU4和OPU4的标称速率，如表11所示。在该标准中，定义了不同低速信号与OTU4之间的映射关系以及100GE与OTU4之间的映射关系。在G.709，ITUT要求使用FEC技术的和建议使用交织技术用于编码大约6dB增益通过合并的16字节的RS码（255,239）。
在其基于海底电缆传输的G.975标准中，提出的FEC代码也是RS(255239)代码。然而，为了满足长途DWDM系统开发的要求，在G.975.1的后续版本中提出了各种SuperFEC解决方案。
表11 OPU4，ODU4，OTU4 速率
项目
标称比特率
OPU4
104.355975330Gbit/s± 20 ppm
ODU4
104.794445815Gbit/s ±20 ppm
OTU4
111.809973568Gbit/s± 20 ppm
3）OIF
OIF从2008年5月开始进行远程DWDM传输项目的研究。主要研究了光接口的相关标准。主要有DWDM远程传输结构，集成光子学，先进的纠错技术，模块间接口和模块管理接口等五大项目。它符合ITUT的速率112并定义了超长距离100 Gbit / s DWDM系统的结构。该系统使用DPQPSK（PMQPSK）调制和相干接收技术。的100Gbit / s的传输速率+通过与50GHz的信道间隔四个光学通道波分复用进行。在实验中，发现基于软判决FEC方案可以实现更高的增益编码。同时，在2010年5月发布的100G系统的FG开发白皮书中，对FEC方案的性能进行了比较和总结。目前，高速光通信FEC系统的硬件实现主要基于OIF系统的结构。

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