1.3微米PAM-4信号140Gbps短距离通信20公里传输实验

本文档是一篇研究论文，标题为"140Gbit/s 20km 传输的1.3微米PAM-4信号在短距离通信中的应用"，发表于2015年8月的《光电子技术快报》。文章的主要焦点在于实现140吉比特每秒（140 Gb/s）的数据传输速率，通过脉冲幅度调制（Pulse-Amplitude Modulation，PAM-4）和直接检测（Direct Detection, DD）技术在标准单模光纤上进行20公里的传输。这是在当时的一个重要突破，因为在1.3微米波长下，直接检测的PAM-4信号达到了前所未有的高速度——70吉比特每秒（70 GBd）的波特率，这在单极化和直接检测条件下是短距离通信中最高的数据通道速率。 研究者们展示了实验验证，通过采用超越奈奎斯特极限的直接检测策略来补偿光纤通道中的损耗和干扰。论文详细探讨了决策导向的最小均方误差（Decision Directed Least Mean Square, DDLMS）滤波器的最佳抽样点长度和数字后处理滤波器的最优系数选择，以优化接收端的性能。实验结果显示，140 Gb/s的PAM-4信号经过20公里传输后，可以实现-5.5分贝的接收灵敏度，对应的误码率为3.8×10^-3，显示出系统的高稳定性和可靠性。 PAM-4是一种多电平调制技术，通过增加信号的离散状态，可以在保持相同带宽下传输更多的信息，从而提高数据传输效率。直接检测则避免了复杂的光电转换过程，降低了系统复杂性，但对信号质量的要求更高，因此优化接收端的信号处理技术至关重要。 该研究对于数据中心和其他高速通信应用具有重要意义，因为它提供了一种经济高效的解决方案，能够在现有基础设施中实现较高的数据传输速率，满足日益增长的带宽需求。然而，随着技术的不断进步，后续的研究可能已经探索了更高的传输速率和更远的距离，但这篇文章奠定了早期在短距离通信中利用PAM-4和直接检测技术实现高速数据传输的基础。