《高頻譜效率奈奎斯特相干光通信理論和實驗研究》是依託北京大學，由張帆擔任負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高頻譜效率奈奎斯特相干光通信理論和實驗研究
- 項目負責人：張帆
- 項目類別：面上項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於奈奎斯特脈衝成形的數字相干檢測光通信技術是高速光傳輸領域的重要發展方向。本項目將以高頻譜效率奈奎斯特相干光通信技術為研究中心，在理論和實驗兩方面開展如下工作：建立多進制調製格式奈奎斯特相干光通信系統的理論和仿真模型，發展調製格式透明的信道估計與信道均衡技術，建立相應的數位訊號處理算法體系；發展高相位噪聲容忍度的載波相位恢複方法，採用低成本兆赫茲線寬雷射器實現奈奎斯特超級光信道相干光傳輸；研究不同高階多進制調製格式和可變頻譜效率的混合調製格式奈奎斯特超高速相干光傳輸系統，闡明採用不同光子載波頻寬顆粒度情況下,超級光信道非線性光纖傳輸損傷物理機制及其對信道容量的影響，並發展相應的非線性補償技術；發展超級光信道光子載波間聯合均衡技術，研究逼近理想奈奎斯特信道間隔的多進制相干光傳輸系統。預期研究成果將為多進制調製格式高頻譜效率奈奎斯特相干光通信技術的套用奠定堅實基礎。
結題摘要
本項目以高頻譜效率奈奎斯特相干光通信理論和實驗研究為中心開展科研工作，取得了以下主要成果：提出調製格式透明的時域和頻域信道估計與均衡方案，建立了高頻譜效率高階調製格式奈奎斯特光傳輸實驗平台，實現基於發射端和接收端MHz量級線寬雷射器的T比特奈奎斯特光傳輸系統。實現1.25Tb/s偏振復用奈奎斯特64QAM光信號傳輸400km，515Gb/s偏振復用奈奎斯特128QAM光信號無中繼傳輸120km，447Gb/s偏振復用奈奎斯特64QAM光信號無中繼傳輸160km。提出正交頻分復用交錯正交幅度調製光傳輸系統頻域和時域信道估計方法和相位噪聲抑制方法。提出正交波帶交錯正交幅度調製超級光信道方案，實現可變速率和顆粒度的奈奎斯特交錯正交幅度調製光傳輸系統。實現單波長速率448Gb/s、總容量1.792Tb/s偏振復用奈奎斯特16QAM波分復用外差相干檢測光傳輸系統，取得外差相干光傳輸最高速率紀錄和最高頻譜效率紀錄5.71bit/s/Hz。提出發射端數字強濾波和接收端部分回響均衡方案，實現信道間距55GHz、60Gbaud 偏振復用16QAM信號、30路波分復用、總容量14.4Tb/s的超大容量超奈奎斯特光傳輸系統。實現32Gbaud偏振復用16QAM 信號的11路波分復用1400km單模光纖相干光傳輸，完成高波特率光傳輸系統無需相鄰信道信息的信道間非線性補償。針對單波400G/800G 奈奎斯特波分復用系統，研究了不同顆粒度高波特率光傳輸系統非線性補償方案。提出疊代均衡方法補償信號-信號間拍頻串擾，基於單邊帶奈奎斯特64QAM信號實現單偏振自相干檢測T比特波分復用系統最高頻譜效率紀錄3.25 bit/s/Hz。提出預均衡方法補償光纖非線性，實現112Gb/s單邊帶自相干檢測系統長距離傳輸960km。提出非對稱孿生單邊帶方案，實現224Gb/s單邊帶自相干檢測光傳輸240km以及300Gb/s單邊帶自相干光傳輸80km。提出基於正交偏置載波的偏振復用單邊帶自相干光傳輸方案，實現320Gb/s 偏振復用奈奎斯特16QAM單邊帶信號傳輸80km。本項目在高速高頻譜效率奈奎斯特相干光傳輸，超大容量超奈奎斯特相干光傳輸，高速單邊帶自相干檢測光傳輸，奈奎斯特相干光傳輸光纖非線性補償等方面取得了多項創新性成果，將為高速相干檢測光纖通信系統的實際套用提供理論指導和技術方案。
