100-Gb/s海底传输：预滤波QPSK调制与高光谱效率实现

本文是一篇邀请论文，聚焦于100吉比特每秒（Gb/s）的海底传输技术，特别是在跨洋和区域海底通信中的高光谱效率（High Spectral Efficiency, SE）实现。作者团队在2010年9月进行了一项实验，展示了通过预滤波器与最大后验概率（Maximum A Posteriori Probability, MAP）检测算法相结合，如何显著提升数据传输的光谱效率。 实验的核心内容是采用预过滤的极化分复度调制方式，即预滤波的Polarization Division Multiplexed Return-to-Zero Quadrature Phase Shift Keying (PDM-RZ-QPSK)。这种调制方式允许在10608公里的海底通信距离上，使用每根150微米直径光纤的52公里段，实现了高达300%的光谱效率，这意味着传输的数据量相对于所需光谱资源有了极大的节省。 此外，研究者还实现了400%的光谱效率在4368公里的距离上，这表明了预滤波和MAP检测技术在改善信号质量和传输距离上的潜力。整个系统使用的是简单的单级掺铒光纤放大器（EDFA），这种放大器在海底通信中扮演了关键角色，因为它能有效补偿信号在长途传输过程中的衰减。 这篇论文的重要性在于它展示了一种实用且成本效益高的解决方案，对于推动高带宽、远距离的海底通信技术发展具有重要意义。随着对光通信容量需求的增长，这些技术进步对于满足未来互联网、数据中心间以及海上设施间的高速数据传输有着重大影响。同时，它也为未来的海底通信网络设计提供了有价值的参考，尤其是在面对更长距离和更高容量需求时，如何通过优化信号处理方法来提升光通信系统的性能。