FEC

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Forward Error Correction (FEC, dt. Vorwärtsfehlerkorrektur) bezeichnet Verfahren, mit denen auf der Empfangsseite Übertragungsfehler korrigiert werden können, ohne die entsprechende Information neu anfordern zu müssen.

Dazu wird zu den Daten Redundanz hinzugefügt. Ein einfaches Verfahren wäre, die Bits von 8 Informationsbytes als 8x8-Tabelle anzuordnen und für jede Zeile und jede Spalte Paritätsbits zu berechnen. Den 8 Byte Nutzinformation werden so 2 Byte Redundanz hinzugefügt. Dafür kann der Empfänger Einzelbit-Fehler innerhalb dieses Datenblocks korrigieren.

Die speziellen Vorteile von FEC-Verfahren sind:

  • Da FEC knapp über der physikalischen Transportschicht angeordnet ist, können die Verfahren gut an die Übertragungseigenschaften des physikalischen Transportmediums angepasst werden. So ist die Fehlerrate auf Glasfasern in aller Regel sehr gering, aber aus rein statistischen Gründen nicht null. Einfache Verfahren wie das oben skizzierte sind also im Prinzip ausreichend und haben den Vorteil, dass sie sich auch für Datenraten von 10 Gbit/s und mehr verwirklichen lassen. Auf Kurzwelle sind die Fehlerraten viel größer und deshalb ein größerer Redundanzanteil sinnvoll.
  • FEC kann gute Übertragungskanäle für die höheren Transportebenen praktisch fehlerfrei machen.
  • FEC ermöglicht eine viel schnellere Korrektur als entsprechende Verfahren in höheren Protokollebenen. Ein extremes Beispiel ist das TCP/IP-Protokoll: Jedes Datenpaket enthält CRC-Information, anhand derer seine Unversehrtheit überprüft werden kann. Wenn das Datenpaket als beschädigt erkannt wird, darf es unterwegs verworfen werden. Das merkt der Empfänger aber erst später und muss das Datenpaket dann neu anfordern. Bei Streaming-Protokollen (Audio, Video, UTP) ist diese Wiederholung aus Verzögerungsgründen nicht möglich, der Fehler schlägt also bis zum Ende durch.
  • Der nötige Störabstand für eine praktisch fehlerfreie Datenübertragung wird um 1-3 dB reduziert. Das kompensiert die größere benötigte Bandbreite bei weitem.
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