華中科技大學光學與電子信息學院付松年教授課題組在高速數字相干光纖傳輸技術領域取得了新成果。課題組提出了基于載波間串擾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用16進制正交幅度（PDM-16QAM）調制格式的FTN傳輸實驗，并打破了PDM-16QAM單模光纖傳輸頻譜效率記錄。
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隨著云計算、3D視頻、虛擬現實等新的網絡技術及應用的不斷涌現，對光纖通信傳輸容量的需求日益增長。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鍵技術。目前,光纖通信系統(tǒng)普遍采用密集波分復用（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。當信道間隔小于信道的波特率時，依據傳統(tǒng)的信號接收和處理手段難以恢復出信號，需要特定的信號處理方案來抑制信道間的頻譜串擾，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制整形技術，在發(fā)射端對每個波長信道進行窄帶濾波來抑制信道間串擾。該方案僅適用于偏振復用正交相移鍵控(PDM-QPSK)調制格式。盡管高階調制格式PDM-16QAM具有兩倍于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(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調制格式的FTN傳輸方案，并首次完成了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制高頻串擾成分，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。隨后，對信號進行判決并依據判決結果重構出串擾成分，最后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公里,獲得7.7 b/s/Hz的頻譜效率。這是目前PDM-16QAM調制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(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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