100-Gb/s海底传输:预滤波QPSK调制与高光谱效率实现

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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。