"这篇文章主要探讨了一种用于直接检测双边带(DSB)PAM-4传输系统的非线性Tomlinson-Harashima预编码(THP)技术,旨在解决非线性失真问题,特别是由色散和平方律检测引起的信号失真。文章提出在传统THP基础上改进反馈项,引入非线性组件以提高反馈的准确性。此外,为降低计算复杂度,只保留了非线性THP中相邻抽头乘积的非线性内核。实验结果显示,与传统的线性THP相比,提出的非线性THP可以将误比特率(BER)降低三倍。结合非线性THP和Volterra FFE,实现了在硬决策前向纠错(HD-FEC)阈值下,在不同距离上的高速PAM-4信号传输。"
本文详细介绍了非线性Tomlinson-Harashima预编码技术在直接检测DSB-PAM-4传输系统中的应用。PAM-4是一种四电平脉冲幅度调制(Pulse Amplitude Modulation),在高速光通信中广泛使用,但面临非线性失真问题,例如信号-信号相互干扰和非线性功率级数。传统的THP是一种线性预编码方法,能有效抑制线性失真,但对非线性失真控制不足。
文章的核心创新在于对THP反馈机制的改进,通过添加非线性组件以增强反馈的精度,从而更好地缓解由色散和平方律检测导致的非线性失真。同时,为了简化计算过程,作者提出只保留非线性内核中相邻抽头乘积的部分,这不仅降低了处理复杂度,还保持了良好的性能。
实验部分,研究者在1550nm窗口下传输DSB-PAM-4信号,并利用Volterra有限冲激响应滤波器(FFE)进一步抑制线性和非线性前体。通过优化硬件参数和简化非线性THP内核,实验结果表明,提出的非线性THP方法相对于线性THP能显著提升系统性能,最多可将BER降低三倍。
最后,结合非线性THP和Volterra FFE,文章展示了在80 km和40 km距离上,分别以84 Gbps和107 Gbps的传输速率成功传输PAM-4信号,且在HD-FEC阈值下保持稳定,误码率低于3.8×10-3。这些成果对于长距离、高速光通信系统的非线性失真管理提供了新的解决方案。