圖1：QPSK調(diào)制軟判決示意圖

對(duì)于一般的單比特判決而言，判決軟硬判決的不同在物理實(shí)現(xiàn)上表現(xiàn)為其對(duì)信號(hào)量化所采用的比特位數(shù)。硬判決對(duì)信號(hào)量化的比特?cái)?shù)為1位，其判決結(jié)果非“0”即“1”，沒(méi)有回旋余地。軟判決則采用多個(gè)比特對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化，一個(gè)比特為猜測(cè)信息，額外的比特提供該猜測(cè)的可信度信息。

以如圖1所示QPSK調(diào)制的符號(hào)判決為例：由于QPSK調(diào)制包含了四個(gè)相位狀態(tài)(體現(xiàn)為4個(gè)點(diǎn)的星座圖)，每個(gè)載波符號(hào)承載2bit信息，I(In-phase)、Q(Quadrature-phase)兩個(gè)維度分別承載1bit進(jìn)行，每個(gè)維度上硬判決僅根據(jù)“判決閾值”進(jìn)行“0”或 “1”的判定;而軟判決在硬判決的“判決閾值”基礎(chǔ)上還提供了一組“置信度閾值”，圖中“置信度閾值”中3個(gè)參考值將“判決閾值”“0”或“1”判定之后的空間根據(jù)判決可靠性概率分為4個(gè)區(qū)域，需要用2bit對(duì)該組區(qū)域進(jìn)行區(qū)分，所以軟判決給后續(xù)糾錯(cuò)算法所提供的信息即為1bit的判決值+2bit的置信度信息。

軟判決所提供的可信度信息可以進(jìn)一步提高FEC編碼增益。一般而言，在相同開(kāi)銷和編碼算法的情況下，相對(duì)于硬判決，軟判決可以獲得1.1dB以上的編碼增益提升。對(duì)于主要受到非線性效應(yīng)限制的100G光傳輸系統(tǒng)，1dB糾錯(cuò)編碼增益對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的提升遠(yuǎn)高于衰減或色散受限的光傳輸系統(tǒng)。根據(jù)中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信100G測(cè)試結(jié)果以及100G行標(biāo)，G.655光纖時(shí)采用軟判決的傳輸距離比硬判決多6個(gè)跨段，傳輸距離提升了60%。

3. 烽火100G糾錯(cuò)編碼技術(shù)

烽火100G糾錯(cuò)編碼采用13%軟判決低密度奇偶校驗(yàn)編碼(LDPC)，并輔以7% EFEC編碼，分別置于ASIC和framer中(圖2)。其中7%的硬判決糾錯(cuò)編碼為G.975.1所定義的二級(jí)鏈接碼，這種組合實(shí)際上構(gòu)成三級(jí)鏈接碼。

圖2：烽火100G糾錯(cuò)編碼

之所以采用三級(jí)鏈接碼編碼形式，是因?yàn)長(zhǎng)DPC編碼具極強(qiáng)的突發(fā)大誤碼糾錯(cuò)能力，可以將2.5e-2 的誤碼降低到1e-5以下，但LDPC因其解碼過(guò)程出現(xiàn)環(huán)路和死鎖導(dǎo)致“誤碼平層”問(wèn)題，無(wú)法將誤碼降低到1e-12以下。烽火在外部采用G.975.1 所定義的7%二級(jí)鏈接硬判決糾錯(cuò)編碼消除了LDPC“誤碼平層”的影響。通俗地講，內(nèi)部13%軟判決LDPC編碼的作用屬于大炮式的大火力“面攻擊”，外部7%硬判決糾錯(cuò)編碼屬于狙擊槍式的“點(diǎn)清除”。

烽火100G糾錯(cuò)編碼方式一方面利用了LDPC編碼對(duì)大誤碼的糾錯(cuò)能力，利用外部硬判決糾錯(cuò)編碼消除了“誤碼平層”的影響，另一方面利用成熟商用7%硬判決糾錯(cuò)編碼的高增益盡可能的降低了LDPC編碼的復(fù)雜度、功耗和時(shí)延，具有最優(yōu)的性價(jià)比。

4. 烽火100G特性

烽火全系列100G OTN產(chǎn)品支持五超特性：96*100G超大系統(tǒng)容量、2600Km無(wú)電中繼超長(zhǎng)傳輸距離、NCG>11.5dB超強(qiáng)糾錯(cuò)編碼、超高色散容限、小于50ms超快保護(hù)恢復(fù)。為進(jìn)一步降低每比特傳送成本，持續(xù)提升網(wǎng)絡(luò)容量，烽火正在研制400G 波分傳輸系統(tǒng)，分別針對(duì)長(zhǎng)距離干線傳輸和城域應(yīng)用提供了兩套解決方案，滿足移動(dòng)在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和投資收益方面的迫切要求。

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