400G前向糾錯冗余度FEC Margin問題分析

以太網(wǎng)上一代100G的100GEBASE-SR4（KR4/CR4），PSM4，CWDM4以及ER-lite的傳輸中，都是采用NRZ的調(diào)制格式，F(xiàn)EC用到的是RS（528，514）。 在物理層光模塊的測試中，誤碼相對容易做到0誤碼，所以對FEC的重視程度并不高。

但是到了400G，由于采用PAM4調(diào)制格式傳輸，每個電平之間挨得更近，誤碼儀自環(huán)能做到0誤碼，已經(jīng)變得不太容易，更難實現(xiàn)在光模塊測試的時候做到0誤碼。那么FEC的重要性就顯示出來了。FEC可以對1 E-4的誤碼率糾正到1E-15;但這樣是不是就意味著模塊測試的時候，保證誤碼率到1E-6/-7兩級就行了，其他所有誤碼都靠FEC來糾正？下面將來討論一下。

●基于FEC的原理，事實上即使誤碼率比1E-4更優(yōu)，比如1E-6，也有可能因為有連續(xù)誤碼導(dǎo)致FEC糾不回來。

●當(dāng)然也有可能被糾回來，但是系統(tǒng)很脆弱，禁不起外界干擾，或是禁不起激光器老化后，光功率降低所帶來的丟包可能。

所以FEC Margin這個概念就被提了出來，400G這一-代， 發(fā)射端看TDECQ，接收端看靈敏度，對傳系統(tǒng)測試中，除了誤碼率，就看FEC Margin了。

IEEE802.3bs中，規(guī)定用到的FEC Reed Solomon（544，514，15，10） ，簡稱RS（544，514）。FEC編碼中，以每個symbol為單位，每個symbol中包含10個bit。 RS（544，154）就是在每514個symbol的后面，插入30 （2*15） 個symbol （冗余碼）。

這544個symbol稱為- -個codeword。可以通過這30個冗余碼的插入，接收端能識別這544個symbol中，symbol發(fā)生錯誤的個數(shù)以及位置，并且糾回來，最多可以糾回15個符號錯誤。下面看幾種情況：

第一種：假如這個codeword多于15個symbol錯誤，那么整個codeword就不能通過FEC糾回來，最終導(dǎo)致這個codeword被拋棄，導(dǎo)致丟包。此時會用另外一個參數(shù)“Frame Loss Ratio”來評判系統(tǒng)優(yōu)劣。Frame Loss Ratio在光模塊的測試中，意義不大，此處不做討論。

第二種：假如這個codeword有15個symbol錯誤，那么FEC可以糾回來，但是這個系統(tǒng)很脆弱，禁不起任何折騰。此時，稱這個系統(tǒng)的FEC Margin是0，計算公式是（15-誤符號個數(shù)） /15*100%。

第三種：假如這個codeword有10個symbol錯誤，那么FEC更可以糾回來，這個系統(tǒng)可以禁得起稍微折騰。此時，稱這個系統(tǒng)的FEC Margin是33%。

第四種：假如這個codeword有0個symbol錯誤（理想情況），那么FEC肯定可以糾回來。此時，稱這個系統(tǒng)的FEC Margin是100%。如果誤碼儀有FEC功能，那么FEC Margin肯定是可以算出來的。以下是截取的一-個400G誤碼儀開通FEC功能后測試某一通道的結(jié)果。

編輯：黃飛

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