什么是FEC，其主要作用是什么？

什么是FEC，其主要作用是什么？

前向纠错（Forward Error Correction，FEC）是通信系统中广泛采用的技术，主要作用是提高光链路预算。在PON系统中，可以扩展传输距离或提高光分路比。

EPON系统的FEC编码算法选择了在其他光通信系统中广泛采用的RS（Reed-Solomon）算法，具体为RS（255，239），详细规定见ITU-TG.975。这种算法基于8bit的符号进行，在239个字节的数据后加上16个字节的奇偶校验码（因此可表示为RS（255，239，8））。这种码适合于纠正突发误码，在一个255字节的码字（Codeword）中最多可纠正8字节的错误符号。可增加光功率预算2～3dB。

EPON系统将每个以太网帧切割成长度为239个字节的信息分组，每个信息分组使用RS（255，239，8）编码器进行编码，产生16个字节的奇偶校验码，因此每个信息分组进行RS编码后的码字长度为255个字节。RS码属于一种系统码，也就是说对编码过程不改变信息分组，而是将校验码附加在每个信息分组的后面。在高速SDH和DWDM系统中，一个信息分组的校验码直接放置在该信息分组的后面和下一个信息分组的前面，但在EPON中，每个以太网帧中所有信息分组的校验码都按顺序附加在以太网帧的尾部。这样，当不支持FEC功能的设备接收到编码的以太网帧时，也可以接收以太网帧的全部信息分组，忽略以太网帧尾部的校验码。

在将以太网帧分割成信息分组的时候，最后一个信息分组经常会少于239个字节，这种信息分组被称为短分组。首先将短分组填充成长度为239字节的标准长度分组。例如，对于长度为r的短分组，填充后的标准长度分组中从第238个字节到第r个字节之间的数据全部填充为O，第r-1个字节到第O个字节之间为原短分组。然后RS编码器对填充后的标准长度分组进行编码，产生16个字节的校验码。在发送时所有填充字节将被删除，不会发送给对端，短分组的校验码将与其他标准长度分组的校验码一样附加在以太网帧的后面并发送给对端。在接收端，解码器也将以太网帧的最后一个短分组填充成标准长度分组后进行解码。

为了使接收端知道以太网帧是否进行了FEC编码并正确地建立帧同步，IEEE 802.3定义了3种FEC帧定界符：S_FEC、T_FEC_E、T_FEC_O。其中，S_FEC和T_FEC_O/E中的前两个字节（/T/R/）与普通以太网帧的帧起始定界符（SPD）和帧结束定界符（EPD）相同，不会导致互通性问题。S_FEC用于表示FEC编码帧的开始，T_FEC_O和T_FEC_E用于表示FEC编码帧的结束，具体使用哪一个取决于这个以太网帧是奇对齐还是偶对齐。在校验码的后面有一个T_FEC_E表示校验码的结束。FEC编码的以太网帧的格式如图1所示。

图1　FEC编码的以太网帧的结构

具体实现上，EPON系统FEC功能可以针对每个ONU的上行和下行分别打开、关闭；ONU设备可以支持带FEC编码和无FEC编码的下行业务流的自适应接收。

GPON系统的FEC也采用RS（255，239，8）算法。