随着互联网的飞速发展,人们对通信容量的需求越来越大。由于目前光通信运用的波长主要集中在C波段,所以在日益增长的庞大数据业务需求的背景下,如何增加传输容量、提高光谱利用效率的问题受到越来越多的关注。根据乃奎斯特极限,当带宽等于信号波特率时拥有最大的频谱效率,同时又满足无码间干扰。为了实现这一目标,目前有两种方案:一种是产生Nyquist脉冲,另一种是利用相关编码。但是他们都依赖高昂的器件成本,而且信号调制速率也受到器件的带宽限制。
武汉国家光电实验室光电子器件与集成功能实验室黄博博士在刘文教授指导下,联合复旦大学迟楠教授和余建军教授提出了一种实现Nyquist-WDM的简单方案,在光域上直接对QPSK信号进行频谱压缩,从而提高频谱利用率。一般的,直接对信号进行窄带滤波会产生强码间干扰,所以传统算法上直接恢复QPSK信号效果很差。但是我们发现,如果我们不对最佳采样点处理,而是处理最佳采样时刻的中间点有更好的效果,因为中间采样点对信号强滤波不敏感。中间采样点从星座图上看是9-QAM星座点分布,所以我们提出了一套算法来恢复9-QAM的信号。
通过仿真和系统实验展示了我们的设想。我们产生了11路112 Gb/s/ch 偏振复用QPSK信号,并对每一路信号进行强滤波,3-dB带宽为22 GHz,经过相干探测,采用我们提出的算法,克服了码间干扰,成功恢复出传输信息。
该工作的研究成果发表在美国Optics Express杂志上(vol. 21, No. 6, pp. 7216-7221, 2013)。该工作得到国家“ 973”计划(No. 2010CB328300)、国家自然科学基金(No.60837004, No.61250018)、国家“ 863”计划(No.2011AA010302, No. 2012AA011302)等项目资助。
(责任编辑:陈智敏)