Н.В. Шишкин1, А.В. Юрлов2, И.Н. Молчанов3, В.О. Юдин4

1–4 Академия ФСО России (г. Орёл, Россия)
1 shishkin_nv@mail.ru, 2 yurlov@bk.ru, 3 zorro_42@rambler.ru, 4 attitudehxc@gmail.com

Постановка проблемы. Строительство и функционирование ВОЛС на территории страны осуществляется на оборудовании зарубежных производителей, ограничивших поставки в Россию, что требует его глубокого изучения с целью перехода в дальнейшем на отечественные решения.

Цель. Провести сравнительный анализ помехоустойчивых кодов, применяемых согласно как международным, так и проприетарным стандартам в современных ВОЛС.

Результаты. Рассмотрены современные тенденции совершенствования оптических транспортных сетей за счет внедрения когерентных методов обработки сигналов и методов помехоустойчивого кодирования, обеспечивающих увеличение скорости передачи, энергетической и экономической эффективности функционирования магистральных волоконно-оптических систем связи. Обоснована необходимость модификации известных алгоритмов декодирования низкоплотностных кодов, что позволило бы значительно сократить ресурсоемкость разрабатываемых декодеров и обеспечить возможность реализации декодеров на ПЛИС при их функционировании в реальном масштабе времени.

Практическая значимость. Изложенный материал может быть использован при разработке методов аппаратной реализации алгоритмов декодирования FEC на базе современных программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), что требует изучения особенностей формирования цифрового потока, как с учетом кадровых структур OTN, так и с учетом проприетарных решений производителей оборудования.

Шишкин Н.В., Юрлов А.В., Молчанов И.Н., Юдин В.О. Характеристика помехоустойчивых конструкций, применяемых в волоконно-оптических системах связи // Динамика сложных систем. 2024. Т. 18. № 3. С. 34−47. DOI: 10.18127/j19997493-202403-04

1. Золотарев В.В. Теория и алгоритмы многопорогового декодирования / Под ред. Ю.Б. Зубарева. М.: Радио и связь, Горячая линия – Телеком. 2006. 232 с.: ил.
2. Леонов А.В., Трещиков В.Н., Убайдуллаев Р.Р. Достижения и перспективы отечественных DWDM-систем связи // Волоконно-оптические устройства и технологии. Фотоника. 2022. Т. 16. № 7.
3. Морелос-Сарагоса Р. Искусство помехоустойчивого кодирования. Методы, алгоритмы, применение. М.: Техносфера. 2005. 320 с.: ил.
4. Черес Р.В. Сравнение 400ZR/ZR+, Open ROADM и OpenZR+. FS Сообщество. Центр знаний. 2022.
5. Tzimpragos G., Kachris C., Djordjevic I.B., Cvijetic M., Soudris D., Tomkos I. Survey on FEC Codes for 100G and Beyond Optical Networks / IEEE Global Communications Conference. 2020.
6. Barakatain M. Low-Complexity Forward Error Correction and Modulation for Optical Communication. PhD thesis. Department of Electrical and Computer Engineering University of Toronto. 2021.
7. Chang D., Yu F., Xiao Z. FPGA Verification of a Single QC-LDPC Code for 100 Gb/s. Optical Society of America: OFC/NFOEC Technical Digest. 2011.
8. Zhang C., Forchhammer S., Andersen J.D., Mehmood T., Yankov M.P., Larsen K.J. Fast SD-Hamming Decoding in FPGA for High-Speed Concatenated FEC for Optical Communication / IEEE Global Communications Conference. 2020.
9. White Paper Soft Decision Forward Error Correction for Coherent Super-Channels. Infinera Corporation, 2019.
10. Wu K. Digital Signal Processing for Signal-Dependent Impairments in Optical Fiber Communication. PhD Thesis. Eindhoven University of Technology. 2023.
11. Min L., Shulong S. Low Complexity High Performance Non-Binary QC-LDPC Decoding System. Scientific Conference on Network, Power Systems and Computing (NPSC 2019). 2019. Р. 147–151.
12. Zhang Z., Zhou L., Zhou Z.H. Design of A Parallel Decoding Method for LDPC Code Generated via Primitive Polynomial // Electro­nics. 2021. V. 10. № 4.
13. Choi C.-S., Lee H., Kaneda N. Concatenated Non-Binary LDPC and HD-FEC Codes for 100 Gb/s Optical Transport Systems // IEEE: ISCAS. 2012. Р. 1783–1786.
14. Mizuochi T., Onohara K., Sugihara T. Soft-Decision-Based Forward Error Correction for 100 Gb/s Transport Systems // IEEE journal of selected topics in quantum electronics. 2010. V. 16. № 5. Р. 1258–1267.
15. Chang D., Yu F., Xiao Z. LDPC convolutional codes using layered decoding algorithm for high speed coherent optical transmission // IEEE: OFC/NFOEC Technical Digest. 2012.