FEC前向纠错技术是什么,它怎么让数据传输变得稳定的?

FEC的英文全称是Forward Error Correction,中文翻译过来就是前向纠错。它是信息通信领域中的差错控制技术之一

简单说吧,它是发送端在传输数据的时候,提前添加的冗余纠错信息,接收端通过这些信息自动检测并纠正传输过程中产生的部分错误,这样就不用向发送端请求重传了

数据传输的过程中总是出错怎么办

什么是前向纠错?

发送端预设的纠正信息

FEC:传输信息的时候,发送端给它附带的纠错密码,接收端收到内容后,即使部分信息因干扰出错,也能通过提前留下的密码自行修复,就不用回头再让发送端重传了,减少传输卡顿,提升稳定性和可靠性

冗余信息:FEC编码过程中,基于原始数据计算生成的额外信息,比如发送“123”时,额外添加了1+2+3等于6的校验信息,如果接收端收到的是“124”那就能通过这些信息反推出错误并修正

编码效率:有效内容占总传输数据的比例,如果它的比例是0.8,那就是每传输十个数据,八个是主要的,剩下两个是纠正信息,所以编码效率越高,带宽利用率也越好,但纠正能力就会变弱了

 

相关联的纠正技术

差错控制:相当于通信中的数据纠错工具包,FEC是自行修复,ARQ是出错了喊对方重发,HARQ是先自己修复,修不好再重发,但FEC是唯独不用重传的技术

信道干扰:相当于传输过程中在路上遇到的障碍,比如WiFi信号被微波炉干扰,光纤信号因距离太远而衰减,导致接收端收到错误的内容

 

人们对纠错技术的一些误解

FEC能纠正所有的传输错误,根本不需要其它的纠错机制

错,它其实只能根据预留的线索纠正一些小问题,如果预留的线索较少或者超过了能力上限,那还是得叫接收端重传

甚至很多时候得结合其他纠正技术一起做事,无法单独解决所有问题

 

冗余信息越多越好,纠正能力越强越实用吗?

看具体场合,过多的冗余会占用额外的带宽,导致效率和速度就变慢了,所以需要根据信道干扰强度适配冗余量,并不是越多越好的

 

FEC会增加传输延迟,不适合低延迟场景

怎么说呢,它无需重传,反而能减少重传带来的延迟,仅在编码和解码环节产生毫秒级的延迟

对于大多数情况是没什么影响的,低延迟场景可以选用高效编码方案

 

主流的编码方式

RS码:纠错能力较强,尤其擅长应对突发错误,编码解码不那么复杂。适合光盘存储、有线电视传输、短波通信等,广西山区的短波通信也常用它来减少信号衰减

LDPC码:编码效率高,纠错性能在理论上相对接近于完美,编码解码的难度还行,适合光纤、5G和卫星通信

Turbo码:纠错能力也很强,但适合低信噪比场景,解码复杂度比较高,适合的场景也更深度

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