基于FMF的两模式单通道1 000 km MDM传输

[目的]随着第五代移动通信技术(5G)、物联网和云计算等信息化带宽消耗型业务的不断涌现,人们对信息高速传输的需求急剧增长.然而由于固有的非线性效应,单模光纤的传输容量已逼近香农极限,其将不再能满足人们对于超高速大容量传输的需求.解决传输容量问题成为当务之急.为了解决大容量通信系统的需求与长距离高速传输等问题,文章搭建了两模式单通道的C波段少模光纤(FMF)传输系统.[方法]在发送端,使用任意波形发生器将数字信号转换为电信号,驱动正交(IQ)调制器对光载波进行调制.调制的信号同时使用模分复用(MDM)和偏振复用(PDM)两种复用技术进行传输.为了实现1 000 km的双模信号长距离传输,文章构建了一个双循环回路系统,信号每通过一次环路都将通过一段50 km长的FMF.在传输到目标距离后,由耦合器输出到解复用模块,相干光接收机对解复用的调制信号进行零差检测.最后,存储到示波器进行离线数字信号处理(DSP).依次对信号进行频域色散补偿、下采样、时钟恢复和最小均方算法,恢复出原始信号.[结果]文章发现,在实验中各信道光信噪比(OSNR)所处的区间内,低信噪比(SNR)情况下误码率(BER)接近理论信道结果,高SNR情况下BER为1×10-2时与理论值相差2.5 dB.文章分别测试了背靠背(BTB)和250、500、750以及1 000 km下LP11a和LP11b两种模式的BER,在所有距离下的BER均低于实验中设定的28％冗余的低密度奇偶校验码(LDPC)的软判决前向纠错(SD-FEC)门限(5.2×10-2).1 000 km传输后的BER分别为1.7×10-2和1.8×10-2,总净传输速率为400 Gbit/s.[结论]文章演示了 32 Gbaud MDM-PDM 16进制正交振幅调制(QAM)的宽带C波段信号在1 000 km的两模式单通道FMF系统中的传输.在接收端,利用先进的多输入多输出(MIMO)DSP算法进行信道均衡,得到的两模式BER分别为1.7 × 10-2和1.8×10-2,均低于28％冗余的LDPC SD-FEC门限.传输结果达成了基于FMF传输400 Gbit/s的净传输速率国内纪录,并突出了 FMF在大容量远距离传输方面的潜力.