T比特級超長距離光傳輸再進一步

曹麗娟

1976年，我國第一根光纖誕生，當時的光通信研究還是“非主流”。

33年過去，如今，寬帶光網(wǎng)絡(luò)已成為全球信息互通的管道，成為國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)、國家工業(yè)化與信息化融合的重要紐帶。

時代仍在進步。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)支撐的大數(shù)據(jù)存貯、云計算等層出不窮的新型業(yè)務(wù)蜂擁而至，互聯(lián)網(wǎng)用戶對信息獲取速率的需求不斷提高，我國的超高速長距離光傳輸技術(shù)研究迫在眉睫，如何不斷提升光纖傳輸系統(tǒng)的容量成為新的挑戰(zhàn)。

目前，100Gbit/s的波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)已開始商用部署，400Gbit/s也已在實驗室條件下實現(xiàn)，而市場對更高速光傳輸系統(tǒng)設(shè)備的需求愈發(fā)強烈。未來研究必將向著1Tbps乃至更高速率發(fā)展。“超高速超長距離T比特光傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與工程實現(xiàn)”項目，就是在這樣的背景下開展。

該項目針對國內(nèi)高速光通信迅速發(fā)展的迫切需求，突破了高階調(diào)制與信道編碼的聯(lián)合設(shè)計、超低信噪比的光信號放大、變采樣點的光數(shù)字均衡等關(guān)鍵技術(shù)，解決了抑制超長距離大容量光傳輸中的色散與非線性聯(lián)合作用、大跨段損傷等關(guān)鍵難題。

研究過程中，項目組提出了一種基于多概率分布的光子矢量整形方法，將等概率星座點劃分為不同信息編碼的多類型、多概率分布和不同歐式距離下的相關(guān)編碼，通過數(shù)據(jù)流的多概率分布以及光信號的矢量整形，使其更符合光纖非線性傳輸信道，保證了極限糾錯誤碼率，解決了千公里鏈路的大跨段損傷的難題。

他們突破了多級并行信息同步、復(fù)合時鐘鎖定、多采樣點光信號變速均衡等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出的國際首款60Gbaud的ODSP芯片達到了單載波速率100G、200G、400G靈活配置能力。

他們提出“16QAM+偏振復(fù)用+多波并行”的技術(shù)方法和實時在線處理的單通道T比特光傳輸系統(tǒng)方案，突破2T量級OTN交叉互聯(lián)單板實現(xiàn)、5個子載波的動態(tài)聚合與多板卡高速背部互聯(lián)等關(guān)鍵技術(shù)，最終完成了單通道T比特光傳輸系統(tǒng)設(shè)備研制，搭建了T比特千公里鏡像傳輸系統(tǒng)。

在此基礎(chǔ)上，項目組建成了“武漢-上海”T比特示范工程，實現(xiàn)了單載波l.36Tb/s實時在線傳輸，總譜效率達到5.44bit/s/Hz。

以這一工程為藍本與示范，相關(guān)成果得到了國內(nèi)外部分主流運營商的認可，又相繼應(yīng)用在“青島至濟南的單波長200G聯(lián)通骨干網(wǎng)絡(luò)”“西班牙骨干網(wǎng)200G升級（與西班牙運營商orange合作實現(xiàn)）”“國家有線電視網(wǎng)建設(shè)與改造”“新型特種光纖測試系統(tǒng)”等工程項目中。到目前為止，相關(guān)成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，已實現(xiàn)直接經(jīng)濟效益12.93億元，社會效益同樣顯著。

這一項目的實現(xiàn)，表明我國未來光纖骨干網(wǎng)建設(shè)有能力平滑升級到1T平臺。而相關(guān)成果的成功應(yīng)用，也促進了國內(nèi)光纖通信行業(yè)的發(fā)展，提高了我國在光通信領(lǐng)域的國際影響力，為“寬帶中國”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等國家發(fā)展戰(zhàn)略的實施提供了重要的技術(shù)支撐與保障。

光載萬物，通聯(lián)你我。在無數(shù)科研人的共同努力下，我國的光通信研究與行業(yè)正一步步走向遠方，走向更高速、更長距離、更大容量。

責編/高妍