400G技術的快速普及導致帶寬需求激增，數據傳輸對錯誤和延遲的容忍度較低。數據中心現在正在重新考慮數據通信系統的設計，以擴大可用帶寬並提高傳輸質量。

實現這一目標可能非常具有挑战性，因爲改進數據傳輸的一個方面會損害另一個方面。然而，就實現可靠、高效和高質量的數據傳輸而言，有一種解決方案似乎脫穎而出。我們在以下部分中討論了更多關於前向糾錯(FEC)和400G技術的內容，包括400Gbps以太網的FEC注意事項。

什么是FEC？

前向糾錯是數字信號中使用的一種糾錯方法，用於提高數據可靠性。該技術用於檢測和糾正正在傳輸的數據中的錯誤，而無需重新傳輸數據。

FEC在數據傳輸完成之前引入了冗余數據和糾錯碼。冗余位/數據是原始信息的復雜函數，並且會多次發送，因爲任何傳輸的樣本都可能出現錯誤。然後，接收器通過僅確認沒有明顯錯誤的數據部分來糾正錯誤，而無需請求重新傳輸數據。

FEC碼還可以生成誤碼率信號，用作反饋來微調模擬接收電子設備。FEC碼設計決定了可以糾正的丟失位數。塊碼和卷積碼是兩種廣泛使用的FEC碼類別。卷積碼處理任意長度的數據並使用維特比算法進行解碼。另一方面，塊碼處理固定大小的數據包，部分代碼塊在多項式時間內解碼爲代碼塊長度。

什么是400G？

這是下一代雲基礎設施，被高流量數據中心、電信服務提供商和其他具有持續數據傳輸需求的大型企業廣泛使用。快速增長的網絡流量使網絡運營商不斷面臨帶寬挑战。流量的這種指數級增長是由機器學習、雲計算、人工智能(AI)和物聯網設備的部署增加推動的。

與之前的100G解決方案相比，400G（也稱爲400GbE或400GB/s）的速度提高了四倍。這種太比特以太網以每秒4000億比特（即光波長）的速度傳輸數據；因此，它適用於高速、高性能部署。

400G技術還提供了虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、5G和4K視頻流等尖端技術所需的功率、數據密度和效率。除了消耗更少的功率外，這些速度還通過提供高密度、低每比特成本和可靠的吞吐量來支持橫向擴展和縱向擴展架構。

爲什么400G需要FEC

由於網絡速度更快、用例擴展，爲新商機提供了可能，許多數據中心正在採用400千兆以太網。此400GE數據傳輸標准採用PAM4技術，其傳輸速度是100GE所用NRZ技術的兩倍。

PAM4的速度和便利性提升也帶來了挑战。例如，PAM4傳輸速度是NRZ的兩倍，但信號電平只有100G技術的一半。這會降低信噪比(SNR)；因此400G傳輸更容易失真。

因此，前向糾錯(FEC)用於解決400GE傳輸中常見的波形失真問題。也就是說，400G以太網鏈路的實際傳輸速率爲425Gbps，另外25位用於建立FEC技術。400GE元件（例如DR4和FR4光學元件）存在傳輸錯誤，FEC有助於糾正這些錯誤。

400Gbps以太網的FEC注意事項

根據802.3bj標准，FEC相關延遲通常被設定爲等於或小於100納秒。此處，FEC幀的接收時間大約爲50納秒，其余時間用於解碼。此FEC延遲目標是切實可行的。

在400GbE傳輸中使用類似/相同的FEC代碼可以實現更低的延遲。但是，當需要更高的編碼增益FEC時（例如在PMD級別），可以用FEC延遲換取所需的編碼增益。因此，建議在追求更高的FEC編碼增益的同時保持類似的延遲目標（最好是100ns）。

考慮到使用PAM4調制，FEC的目標編碼增益(CG)可能超過8dB。而且由於軟判決FEC的功耗過大，因此它通常不是400GE部署的首選。同樣，傳統的塊碼由於其有限的延遲，需要更高的超頻率才能實現目標。

假設採用與802.3bj類似的轉碼方案，超頻率應小於10%。這有助於最大限度地減少线路速率增加，同時確保在有限的延遲下獲得足夠的編碼增益。

因此，在100ns延遲和低於10%的超頻率下，對於400GE傳輸，可以實現約8.5dB編碼增益的FEC碼。同樣，您可以使用M（即M>1）個獨立編碼器進行M交錯塊碼，而不是使用並行編碼器來實現400G吞吐量。

總結

400GE傳輸爲依賴高速數據傳輸實現高效運營的數據中心和大型企業提供了諸多好處。雖然400G技術非常可靠，但它會引入一些傳輸錯誤，這些錯誤可以通過前向糾錯技術有效解決。400G以太網還需要考慮一些FEC問題，其中大部分取決於您獨特的數據傳輸和網絡需求。

---

標題：FEC對於400G的重要性

地址：https://www.utechfun.com/post/384062.html