超奈奎斯特高頻譜效率光纖傳輸

華中科技大學光學與電子信息學院付鬆年教授課題組在高速數字相幹光纖傳輸技術領域取得了新成果。課題組提出了基於載波間串擾抑製的超奈奎斯特傳輸（Fast Than Nyquist, FTN）解決方案，在國際上首次完成了偏振複用16進製正交幅度（PDM-16QAM）調製格式的FTN傳輸實驗，並打破了PDM-16QAM單模光纖傳輸頻譜效率記錄。

“2017中國光學十大進展”候選推薦

隨著雲計算、3D視頻、虛擬現實等新的網絡技術及應用的不斷湧現，對光纖通信傳輸容量的需求日益增長。由於單模光纖可傳輸利用的頻帶資源有限，高頻譜效率光傳輸成為解決容量需求的關鍵技術。目前,光纖通信係統普遍采用密集波分複用（DWDM）傳輸，減小信道間的頻率間隔是提高頻譜效率的有效技術。當信道間隔小於信道的波特率時，依據傳統的信號接收和處理手段難以恢複出信號，需要特定的信號處理方案來抑製信道間的頻譜串擾，這一傳輸方案被稱為FTN傳輸。

傳統的FTN傳輸方案基於雙二進製整形技術，在發射端對每個波長信道進行窄帶濾波來抑製信道間串擾。該方案僅適用於偏振複用正交相移鍵控(PDM-QPSK)調製格式。盡管高階調製格式PDM-16QAM具有兩倍於PDM-QPSK的頻譜效率，但是其載波間串擾的容忍度卻遠不如PDM-QPSK，因此傳統的FTN傳輸方案無法用於PDM-16QAM傳輸。

付鬆年教授課題組提出一種適用於PDM-16QAM調製格式的FTN傳輸方案，並首次完成了PDM-16QAM的FTN光纖傳輸實驗。

實驗中，接收到的信號首先通過部分響應低通濾波器來抑製高頻串擾成分，所得信號再經過最大似然序列估計補償窄帶濾波帶來的碼間串擾。隨後，對信號進行判決並依據判決結果重構出串擾成分，最後由自適應數字濾波器消除信道間串擾，在普通單模光纖中成功實現16 GBd PDM-16QAM信號以15 GHz的載波間隔傳輸960公裏,獲得7.7 b/s/Hz的頻譜效率。這是目前PDM-16QAM調製格式在標準單模光纖傳輸中能實現的最高頻譜效率。

相關研究成果以First experimental demonstration of faster-than-Nyquist PDM-16QAM transmission over standard single mode fiber 為題發表在Optics Letters [42 (6) , 1072-1075, (2017)] 上，課題組博士生肖卓鵬為第一作者,付鬆年教授為通訊作者。

轉載請注明出處。