50 Gb/s PAM4水下光通信系统：突破水-空气-水界面传输挑战

本文探讨了一种在实际应用中实现的50 Gb/s四电平脉冲幅度调制（PAM4）水下无线光通信（UWOC）系统，该系统特别关注了水-空气-水界面的通信挑战。海洋湍流是影响这种高数据速率通信系统性能的关键因素，它可能导致激光束的失准，从而降低通信效率。为了克服这一问题，研究者采用了具有电气控制器的反射型空间光调制器（SLM）。SLM 的使用使得激光能够被精确地调整，不仅实现了水下-空气-水的环境适应，而且解决了海洋工程中的问题，有助于建立一个可靠的水下通信链路。 通过采用先进的光学技术，如PAM4调制，可以提供更高的数据传输速率，这对于现代通信需求，如海底数据中心连接和远程海洋监控，具有重要意义。然而，水下环境的复杂性，如温度变化、盐度和折射率波动，对光学信号的传播构成了额外的挑战。通过精密的信号处理和优化算法，研究团队能够在这样的环境下维持较高的信噪比和比特错误率（BER）表现，从而确保了系统的稳健性和可靠性。 文中提到的"明亮的比特错误率性能"可能是指尽管存在恶劣的海洋条件，但通过精心设计的系统架构，他们依然能在50 Gb/s的高速度下实现了较低的错误率，这是对传统UWOC技术的一个重大突破。此外，这项工作还可能涉及到光信号的编码、解码、以及抗干扰策略，这些都是构建高效水下通信网络的关键要素。 这篇文章展示了如何通过集成先进的光学元件和控制技术来提升水下无线光通信的性能，特别是在面临海洋环境挑战时。这对于未来光纤通信网络的扩展和深海通信系统的开发具有重要的参考价值。未来的研究可能进一步探索更高带宽和更远距离的水下光通信解决方案，以满足不断增长的全球通信需求。