Felkontrollkoder

Felkontrollkoder är metoder som används för att upptäcka och i vissa fall korrigera fel som uppstår när data överförs eller lagras. De bygger på matematisk redundans som gör det möjligt att verifiera att mottagen information stämmer överens med vad som skickats. Genom att lägga till extra bitar till data kan mottagaren kontrollera integriteten och i vissa system återställa felaktiga bitar.

Delkategorierna inkluderar felupptäckarkoder och felkorrigeringskoder. Felupptäckarkoder som paritybitar, checksummor och CRC (cyklisk redundanskontroll) gör det möjligt att upptäcka fel, men inte alltid korrigera dem. Felkorrigeringskoder som Hamming-koder och Reed-Solomon-koder tillåter samtidigt felkorrigering och därmed högre tillförlitlighet.

Paritetsbitar används ofta i enklare överföringar; checksummor räcker för sammanställningar av längre meddelanden; CRC används i nätverk och lagringssystem eftersom de fångar ett större antal felmönster än enklare metoder. Reed-Solomon-koder är särskilt vanliga i lagringsmedia och optiska skivor och används även i moderna kommunikationssystem och QR-koder.

Användningsområden inkluderar ECC-minne i datorer, där fel kan korrigeras direkt i minnet, samt RAID-system och olika nätverksprotokoll som använder CRC för felupptäckt. CD-, DVD- och Blu-ray-skivor samt QR-koder använder Reed-Solomon-koder för att skydda data mot läsfel.

Historiskt sett var Hamming bland de tidigaste som utvecklade praktiska felkorrigeringskoder under 1950-talet. CRC har sina rötter i telekommunikation, medan Reed-Solomon utvecklades på 1960-talet och blivit ett internationellt etablerat verktyg inom felkontroll.

Begränsningar inkluderar att inga koder kan garantera felfri data i alla lägen, samt att extra redundans ökar lagrings- eller överföringskostnader. Valet av kod beror på önskad felupptäckt/felkorrigering, överföringshastighet och felmiljö.