華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院付松年教授課題組在高速數(shù)字相干光纖傳輸技術(shù)領(lǐng)域取得了新成果。課題組提出了基于載波間串?dāng)_抑制的超奈奎斯特傳輸 （Fast Than Nyquist, FTN） 解決方案，在國際上首次完成了偏振復(fù)用16進(jìn)制正交幅度（PDM-16QAM）調(diào)制格式的FTN傳輸實(shí)驗(yàn)，并打破了PDM-16QAM單模光纖傳輸頻譜效率記錄。
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隨著云計(jì)算、3D視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，對(duì)光纖通信傳輸容量的需求日益增長(zhǎng)。由于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(guān)鍵技術(shù)。目前,光纖通信系統(tǒng)普遍采用密集波分復(fù)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(shù)。當(dāng)信道間隔小于信道的波特率時(shí)，依據(jù)傳統(tǒng)的信號(hào)接收和處理手段難以恢復(fù)出信號(hào)，需要特定的信號(hào)處理方案來抑制信道間的頻譜串?dāng)_，這一傳輸方案被稱為FTN傳輸。
傳統(tǒng)的FTN傳輸方案基于雙二進(jìn)制整形技術(shù)，在發(fā)射端對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)信道進(jìn)行窄帶濾波來抑制信道間串?dāng)_。該方案僅適用于偏振復(fù)用正交相移鍵控(PDM-QPSK)調(diào)制格式。盡管高階調(diào)制格式PDM-16QAM具有兩倍于PDM-QPSK的頻譜效率，但是其載波間串?dāng)_的容忍度卻遠(yuǎn)不如PDM-QPSK，因此傳統(tǒng)的FTN傳輸方案無法用于PDM-16QAM傳輸。
付松年教授課題組提出一種適用于PDM-16QAM調(diào)制格式的FTN傳輸方案，并首次完成了PDM-16QAM的FTN光纖傳輸實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)中，接收到的信號(hào)首先通過部分響應(yīng)低通濾波器來抑制高頻串?dāng)_成分，所得信號(hào)再經(jīng)過最大似然序列估計(jì)補(bǔ)償窄帶濾波帶來的碼間串?dāng)_。隨后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行判決并依據(jù)判決結(jié)果重構(gòu)出串?dāng)_成分，最后由自適應(yīng)數(shù)字濾波器消除信道間串?dāng)_，在普通單模光纖中成功實(shí)現(xiàn)16 GBd PDM-16QAM信號(hào)以15 GHz的載波間隔傳輸960公里,獲得7.7 b/s/Hz的頻譜效率。這是目前PDM-16QAM調(diào)制格式在標(biāo)準(zhǔn)單模光纖傳輸中能實(shí)現(xiàn)的最高頻譜效率。
相關(guān)研究成果以First experimental demonstration of faster-than-Nyquist PDM-16QAM transmission over standard single mode fiber 為題發(fā)表在Optics Letters [42 (6) , 1072-1075, (2017)] 上，課題組博士生肖卓鵬為第一作者,付松年教授為通訊作者。
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