随着400G技术的迅速采用，带宽需求激增，数据传输中对错误和延迟的容忍度较低。数据中心现在正在重新考虑数据通信系统的设计，以扩大可用带宽，同时提高传输质量。
实现这一目标可能相当具有挑战性，因为改进数据传输的一个方面会损害另一个方面。然而，就实现可靠、高效和高质量的数据传输而言，有一种解决方案似乎在其他解决方案中脱颖而出。我们在下一节中讨论了更多关于前向纠错(FEC)和400G技术的内容，包括400Gbps以太网的FEC注意事项。
什么是联邦选举委员会?
前向纠错(Forward Error Correction)是一种在数字信号中用于提高数据可靠性的纠错方法。该技术用于检测和纠正传输数据中的错误，而无需重传数据。
FEC在数据传输之前引入冗余数据和纠错码。冗余位/数据是原始信息的复杂函数，由于在任何传输的样本中都可能出现错误，因此将多次发送。然后，接收方通过只确认没有明显错误的部分数据来纠正错误，而不要求重新传输数据。
FEC代码还可以生成误码率信号，用作微调模拟接收电子设备的反馈。FEC代码设计决定了可以纠正的缺失位的数量。分组码和卷积码是两种被广泛使用的FEC码类别。卷积码处理任意长度的数据，并使用维特比算法进行解码。另一方面，分组码处理固定大小的数据包，部分码块在多项式时间内解码到码块长度。
400G是什么?
这是下一代云基础设施，广泛用于高流量数据中心、电信服务提供商和其他有大量数据传输需求的大型企业。快速增长的网络流量使网络运营商不断面临带宽挑战。机器学习、云计算、人工智能(AI)和物联网设备部署的增加推动了流量的指数级增长。
与之前的100G解决方案相比，400G，也被称为400GbE或400GB/s，速度快了4倍。这种太比特以太网以每秒4000亿比特的速度传输数据，即光波长;因此，它在高速、高性能的部署中得到了应用。
400G技术还提供了虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、5G和4K视频流等尖端技术所需的功率、数据密度和效率。除了消耗更少的电力，这种速度还通过提供高密度、低成本和可靠的吞吐量来支持向外扩展和向上扩展的架构。
为什么400G需要FEC
由于更快的网络速度和扩展的用例带来了新的商业机会，一些数据中心正在采用400千兆以太网。该400GE数据传输标准采用PAM4技术，传输速度是100GE NRZ技术的两倍。
PAM4速度和便利性的提高也带来了自身的挑战。例如，PAM4的传输速度是NRZ的两倍，但信号水平是100G技术的一半。这降低了信噪比(SNR);因此，400G传输更容易失真。
因此，前向纠错(FEC)被用于解决400GE传输常见的波形失真问题。也就是说，400G以太网链路的实际传输速率是425Gbps，在建立FEC技术时使用了额外的25位。400GE元件，如DR4和FR4光学器件，有传输误差，FEC有助于纠正。
400Gbps以太网的FEC注意事项
对于802.3bj标准，与fec相关的延迟通常被设定为等于或小于100ns。在这里，fec帧的接收时间大约为50ns，其余时间预算用于解码。这个FEC延迟目标是切实可行的。
对于400GbE传输使用类似/相同的FEC代码可以实现更低的延迟。但是当需要更高的编码增益FEC时，例如，在PMD级别，可以用FEC延迟来换取所需的编码增益。因此，建议保持一个相似的延迟目标(最好是100ns)，同时推动更高的FEC编码增益。
如果采用PAM4调制，FEC的目标编码增益(CG)可能超过8dB。由于软决策FEC具有过高的功耗，因此它通常不适合400GE部署。同样，传统的分组码由于延迟有限，需要更高的超频比来实现目标。
假设包含类似于802.3bj中使用的转码方案，则超频比应小于10%。这有助于最小化行率增加，同时确保足够的编码增益和有限的延迟。
因此，在100ns的延迟和小于10%的超频比下，可以实现约8.5dB编码增益的FEC码用于400GE传输。类似地，您可以为M交错分组码使用M(即M>1)独立编码器，而不是使用并行编码器来实现400G吞吐量。
结论
对于依赖高速数据传输实现高效运行的数据中心和大型企业来说，400GE传输有很多好处。虽然这种400G技术非常可靠，但它引入了一些传输误差，可以通过前向纠错技术有效解决。对于400G以太网，还有一些FEC方面的考虑，其中大部分取决于您独特的数据传输和网络需求。
文章来源：FEC对400G的重要性
vwin德赢平台客服
400G以太网如何影响企业网络?
5G如何推动400G网络转型?
400G收发器、DAC或AOC:如何选择?
