O que é Correção de Erros Direta e seu Princípio Básico de Funcionamento

Como uma tecnologia fundamental para garantir a qualidade da transmissão de sinais, FEC é um meio comprovado e muito eficaz à medida que a demanda das pessoas por largura de banda aumenta e sua tolerância a erros e atrasos diminui. Ela pode ser usada para alcançar uma transmissão de sinais eficiente e de alta qualidade em canais de sinal ruidosos e, à medida que a quantidade de transmissão de dados aumenta e a distância de transmissão aumenta, FEC também está sendo usado cada vez mais amplamente. Este artigo ajudará você a entender o que é FEC e como ele é usado na transmissão 100G.

O que é FEC

FEC é uma tecnologia de processamento digital de sinais para detecção e correção de erros, usada para aumentar a confiabilidade dos dados. Ela adiciona informações redundantes aos dados transmitidos ou armazenados, permitindo que a extremidade receptora detecte e corrija erros de dados que ocorrem durante o processo de transmissão, garantindo a integridade dos dados no canal de comunicação sem solicitar ao remetente que retransmita os dados. Ao usar a função FEC, a eficiência da transmissão da rede pode ser efetivamente melhorada e o atraso pode ser reduzido, tornando a rede mais eficiente.

Como o FEC funciona

Durante o processo de transmissão de sinal, geralmente ocorre atenuação do sinal, o que causará erros na extremidade receptora, resultando em erros de dados ou falha no recebimento. O princípio de funcionamento de Tecnologia FEC é adicionar informações redundantes durante o processo de transmissão de dados, o que pode permitir que a extremidade receptora detecte e corrija erros automaticamente.

Quando o transmissor envia dados, o codificador FEC processa os dados originais e adiciona informações redundantes por meio de algoritmos de codificação FEC, como Hamming Code ou Reed-Solomon Code. Eles são usados para detectar e corrigir erros que podem ocorrer durante o processo de transmissão.

Quando a extremidade receptora recebe os dados transmitidos, ela usa o mesmo algoritmo de decodificação FEC do transmissor para detectar se os dados recebidos têm erros, como inversão de bits ou perda, e tentar corrigir esses erros. No entanto, deve-se observar que, embora o FEC possa corrigir alguns erros, se exceder a faixa de correção do FEC, a extremidade receptora não conseguirá restaurar completamente os dados originais, e ocorrerá perda de dados ou retransmissão.

Além disso, o FEC pode garantir a correção de erros dos dados sob diferentes condições de rede usando diferentes modos. Por exemplo, o FEC in-band insere o código de correção de erros diretamente nos dados transmitidos, transmite-o para a extremidade receptora e o detecta e corrige. O FEC out-of-band usa um canal separado para transmissão. Você pode escolher como transmitir com base na largura de banda da rede e nos requisitos de desempenho.

Tipos e características de Forward Error Correction

Em sistemas como SDH e DWDM, as tecnologias FEC comuns incluem FEC em banda (ganho de codificação de 3-4dB), FEC fora de banda (ganho de codificação de 5-6dB) e FEC aprimorado (EFEC). Essas tecnologias podem reduzir erros na transmissão de dados, ampliar o alcance da transmissão de sinal e reduzir efetivamente os requisitos de energia do sistema.

O FEC melhora a confiabilidade do sistema introduzindo bits de verificação redundantes, reduz a retransmissão de dados causada por interferência de ruído e, assim, melhora a taxa de transferência de dados. Embora os bits de verificação redundantes aumentem a quantidade de dados transmitidos, a função FEC ainda pode melhorar efetivamente a eficiência do sistema e aumentar a confiabilidade dos dados na extremidade receptora corrigindo automaticamente erros de dados.

Em redes 100G e redes de maior velocidade, FEC é um componente crítico. Ele se baseia principalmente em dois mecanismos de correção de erros: decisão rígida e decisão suave. O método de decisão rígida é simples de implementar, mas sua capacidade de correção de erros é fraca, enquanto a decisão suave pode fornecer uma capacidade de correção de erros mais forte, especialmente no caso de baixa qualidade do sinal.

O uso de FEC pode não apenas estender efetivamente a distância de transmissão (por exemplo, a distância de transmissão de um link 100G pode ser aumentada em 30-40% quando SD-FEC é usado), mas também reduzir a perda de dados e evitar a retransmissão de dados, economizando assim largura de banda e melhorando o desempenho geral da rede. No entanto, como a implementação de FEC requer a transmissão de informações redundantes adicionais, isso pode causar atrasos. Para implementar a função FEC, também é necessário garantir que o transmissor e o receptor usem o mesmo tipo de FEC para garantir o sucesso, o que pode aumentar a complexidade da configuração ao usar equipamentos de vários fornecedores. Apesar disso, FEC continua sendo uma tecnologia essencial para garantir a estabilidade e a confiabilidade da transmissão de dados em alta velocidade.

Módulo óptico 100G QSFPTEK com FEC

Aplicação de FEC em Rede 100G

Computação em nuvem

Em aplicações de computação em nuvem, as redes 100G são responsáveis por transportar tráfego de dados de alta velocidade de diferentes servidores, dispositivos de armazenamento, switches e outros dispositivos. Em um volume de transmissão tão grande, erros de dados frequentes e retransmissões causarão tempo de inatividade do servidor ou aumento dos atrasos. Nesse momento, a função de correção automática de erros do FEC pode melhorar a confiabilidade da transmissão de dados, evitar perda de pacotes ou erros causados por ruído e atenuação de sinal, melhorando assim a confiabilidade da rede e evitando atrasos.

Provedores de serviços de telecomunicações

Como os provedores de serviços de telecomunicações precisam fornecer serviços de transmissão de dados em larga escala por meio de links de fibra óptica de longa distância, os links de fibra óptica 100G são a solução mais comum. Na transmissão de longa distância que abrange centenas ou milhares de quilômetros, a atenuação do sinal e o ruído são muito maiores do que na transmissão de curta distância. Nesse momento, a tecnologia FEC é necessária para corrigir códigos de erro, garantir a confiabilidade da transmissão, evitar retransmissões e riscos de interrupção da rede, e fornecer melhores serviços. Ao mesmo tempo, ela também pode reduzir a necessidade de amplificação de sinal e diminuir o custo geral dos links de fibra óptica.

Conclusão

Forward Error Correction (FEC) é uma tecnologia importante para garantir uma transmissão de dados confiável e eficiente, especialmente em redes de alta velocidade, como 100G. Ao adicionar informações redundantes aos dados transmitidos, o FEC pode melhorar a integridade dos dados, reduzir erros e melhorar o desempenho geral da rede. É crucial para aplicações como computação em nuvem, serviços de telecomunicações e transmissão por fibra de longa distância, pois pode corrigir erros sem retransmitir dados, evitando desperdício de largura de banda e aumento da latência, tornando o FEC uma função indispensável para melhorar a estabilidade e a eficiência da rede.