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基于级联FEC的智能电网光纤通信技术研究
程续涛 王海云 王维庆 乔欣欣 刘刚
引言 作为智能电网光纤通信系统的候选FEC方案。
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，人类社会对 光纤信道模型
低碳生活和低碳经济的呼吁日益高涨，灵活、清洁、安全、
经济、友好的智能电网是未来电网的发展方向，也是国家能 光纤通信系统中，误码率（BER）是衡量系统传输质量的
源战略的必然选择。智能电网在现有电网的基础上，结合信 一个重要指标，误码主要由信道中的噪声干扰引起，信道模
息通信技术、传感与测量技术、电网设备技 型外的噪声可以通过采用适当的光器件来缓解。因此，本文
术、控制技术、决策支持和可视化技术等一系
列先进技术，实现电力从生产到用户各个环节 主要考虑光纤非线性效应产生的噪声、自发辐射
的优化配置和智能交互。光纤通信作为智能电 （ASE）噪声、泊松分布的散粒噪声和有源器件的
网通信的主干网络，承载着生产调度、电网运 热噪声。
行状态信息采集与监控、办公自动化、能量管
理系统、电力市场、多媒体数据业务以及关系 光纤非线性效应产生的串扰误码可以看成是
到电网安全可靠稳定运行的继电保护业务，为 无记忆的，已有文献显示四波混频表现出无记忆
电网的自动化控制、商业化运营和现代化管理 的噪声分布。对于非线性效应有可能产生的突发
提供了优质可靠的信息与通信保障服务。目 错误，至今尚没有其分布的理论支撑，但可以利
前，限制光纤通信发展的主要问题是信息传输 用能纠正突发错误的纠错码来减小其影响，进而
过程中光纤的色散和非线性效应。要尽量减少 将其忽略。泊松分布的散粒噪声和有源器件的热
这些现象产生的影响，除了增加输入光功率和 噪声可近似看作高斯分布。在对光纤通信系统中
提高通信设备性能外，经济高效的前向纠错码 的FEC进行研究时，ASE噪声也可以近似看作高斯
（FEC）编码技术也是值得优先考虑的方案。 白噪声。这样信道中的噪声就转化为两个高斯白
虽然关于FEC编码技术的理论研究较多，但将其应用于智能 噪声的叠加，由于若干个独立高斯白噪声叠加的
电网光纤通信中的研究却鲜有报道。不同的FEC码型有着不 结果还是高斯白噪声，因此，在研究光纤通信系
同的纠错性能，且适用于不同的通信信道，本文在分析光纤 统的FEC时，其信道模型可近似为加性高斯白噪声
通信系统信道特性建立信道模型的基础上，设计一种RS码与 (AWGN)信道。
BCH码级联的FEC方案，本方案纠错性能优越且易于实现，可
级联码原理
级联码具有强大的纠正突发错误和随机错误的能力，属
于高效FEC编码。由信道编码理论可知，随着编码码长的增
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