Page 32 - 通信工程技术管理与发展

Technology Management and Development of Communication Engineering
通信工程技术管理与发展

基于系统容量（C）取决于并行空间路径数量（M）、系统带宽（B）和频
谱效率（SE）之积（C=MBSE）可知，在光通信带宽资源有限的情况下，实现超
高速率超大容量超长距离光传输系统的实质就是不断提升空间并行度和系统频谱

效率，其技术路径主要聚焦于 3 种实现方式。
一是高阶调制技术，通过提升码元速率及码元调制阶数，尽可能获取单位光
带宽下的信号传输速率。然而由于核心器件如数模转换芯片（Digital-to-Analog
Converter，DAC）、模数转换芯片（Analog-to-Digital Converter，ADC）的限制，

码元速率提升有限，且随着调制阶数的上升，调制信号对激光器线宽及稳定性要
求增高，对接收端 ADC 的采样速率及采样精度要求增高，引入的系统非线性效
应也越发显著，对系统各种损伤也更加敏感，如何实现高谱效率和抗损伤的高阶
调制是高速大容量相干光传输的关键。

二是频谱超级信道技术，通过减小信号频带间的保护间隔获取更多的有效
传输信道，主要采用超奈奎斯特（Nyquist）WDM 和 OFDM 两种方式。超奈奎
斯特本质上是以牺牲数字信号处理（digital signal processing，DSP）技术的资源
运算抵抗引入的码间干扰，从而获得系统谱效率的提升，其受限于硬件条件；而

OFDM 虽然其固有的正交性使得系统不受信道间串扰影响，然而其抵抗色散及信
道估计引入的额外开销、多载波固有的高峰均比引起的非线性效应等问题限制了
系统谱效率的进一步提升。
三是空分复用技术，主要采用模式复用及多芯复用。增加新的参数维度可扩

展信号的加载范围，而新维度的引入存在模式串扰及模式色散等复杂的信道环境
问题，需要大量数字信号处理运算和开销做信道均衡，减少信道间干扰及降低系
统冗余信息，这些问题的存在又制约了系统谱效率的提升。
因此，研究高速光通信系统中的先进调制技术和高阶调制格式、完善数字信

号处理算法、探索新的复用维度光传输系统架构等关键技术，在有限的带宽资源
下提升空间并行度和系统频谱效率，对于实现超高速率超大容量超长距离光传输
系统显得尤其必要。图 1-10 显示了可用于光纤通信中调制和多路复用的 5 个物
理维度。

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