论文部分内容阅读
目前，光信噪比(OSNR)是限制高速光通信系统的主要因素，100Gbit/s系统对于OSNR的要求相比目前的40Gbit/s系统要高4dB。在目前可行的技术中，通过前向纠错(Forward Error Correction，FEC)技术来获得净编码增益是最有效的方式。现在，传统的FEC方案已经不能满足系统的需求，需要构造更加有效的超级FEC(Super-FEC)方案。在用于前向纠错的码型中，博斯-查的胡里-霍昆格姆（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem, BCH）码构造简单，相关器件成熟。最近几年，低密度单奇偶校验（Low Density Parity Check, LDPC）码由于具有逼近香农限的误码改善性能得到了广泛关注。本文以G.975.1中提出的Super-FEC的实现方案为指导，对FEC技术的性能加以分析和研究。根据高速光通信对于FEC技术的要求，通过仿真分析了不同进制的BCH码的性能。对于LDPC码，详细分析了解调器的硬判决和软判决，译码算法不同迭代次数，不同的译码算法以及不同的码率对于系统纠错性能的影响。结果表明，软判决译码相对硬判决译码性能要好1.9dB到2.2dB，译码算法20次迭代可以实现性能与代价的相对平衡，BP算法比最小和译码算法性能要好0.3dB，而码率越低，误码改善性能越好，同时冗余度也越高。此外，本文还设计了缩短仿真时间的终止条件并分析了其对性能的影响。为了获得更好的性能，本文提出了一种基于非规则LDPC长码的级联Super-FEC方案。级联方案中外码采用不同形式的BCH码，内码则采用LDPC码。针对不同的系统，构造并详细分析了BCH(63,51)码为外码，LDPC(64800,32400)码为内码；RS(255,239)码为外码，LDPC(64800,43200)码为内码；RS(1023,1007)码为外码，LDPC(64800,51840)码为内码以及BCH(511,493)码为外码，LDPC(64800,57600)码为内码等四种方案的性能，四种方案级联时长度匹配的填充位比例低。通过仿真分析，在四种Super-FEC方案中，BCH（511,493）+LDPC（64800,57600）方案造成的额外速率开销最小，净编码增益为7.46dB。