Fehlerkorrekturprotokolle

Fehlerkorrekturprotokolle sind Mechanismen, die in der Datenkommunikation und Datenspeicherung eingesetzt werden, um Fehler zu erkennen und zu korrigieren. Sie verbinden Techniken zur Fehlererkennung, wie Parität oder Prüfsummen (CRC), mit Verfahren zur Fehlerkorrektur oder Fehlerbehandlung. Ziel ist die Integrität der Daten bei möglichst geringer Wiederholung.

Grundsätzlich unterscheiden sich Fehlerkontrollverfahren in Forward Error Correction (FEC) und Automatic Repeat reQuest (ARQ). FEC fügt zusätzliche Redundanz hinzu, damit der Empfänger Fehler selbst korrigieren kann. ARQ setzt auf Bestätigungen und erneute Übertragung bei Fehlern. Oft werden beide Ansätze kombiniert.

Typische Technologien sind FEC-Codes wie Hamming, BCH, Reed-Solomon und LDPC; zur Fehlererkennung verwendet man CRCs. In Speichern nutzt ECC (Error-Correcting Code) Speicherbausteine, um Bitfehler zu korrigieren. In Netzwerken kommen FEC und ARQ in drahtlosen Verbindungen, Satelliten- und Speichersystemen zum Einsatz.

Die Wahl hängt von Latenz-, Durchsatz-, Energie- und Komplexitätsanforderungen ab. FEC senkt Retransmissionen, erhöht aber Redundanz und Rechenaufwand. ARQ minimiert Redundanz, kann aber zu Wartezeiten führen. Oft kommt eine Kombination zum Einsatz.

Historisch entwickelte sich das Feld aus der Nachrichtentechnik zu grundlegenden Bausteinen moderner Kommunikation und Speichertechnik. Standardisierung erfolgt durch Organisationen wie IEEE, ITU-T und ISO/IEC sowie branchenspezifische Protokolle.