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光通信基础

数字相干光通信:从开关键控到星座图的范式革命

技术就绪度 TRL
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相干检测DSP匹配滤波脉冲压缩QAM载波恢复400GMTI

概述

相干检测+DSP=现代光通信的核心范式。通过恢复光信号的幅度和相位,单波长从10Gbps跃升到800Gbps+。这个范式和微波光子雷达的相干检测一脉相承——都源自雷达的匹配滤波思想。

详细内容

为什么需要相干检测?

传统IM/DD只检测光功率,扔掉了相位信息。相干检测同时恢复幅度和相位——像从听音量变成听音符。结合高阶QAM,频谱效率提升10倍+。

四大模块

光混频器(90度光混频)+平衡探测器+高速ADC+DSP引擎。

与微波光子雷达的同源性

光通信的相干检测←雷达的匹配滤波/脉冲压缩。光通信的DSP色散补偿←雷达的脉冲压缩去斜。光通信的载波恢复←雷达的MTI。两者解决同一个问题:从噪声中提取微弱信号的相位和幅度。算法同构。

趋势

400G-ZR已商用→800G→1.6T。高速ADC和实时DSP是光通信和光子雷达的共同瓶颈。

参考:《数字相干光通信技术》| Agrawal 第10章 | Bogoni 第5章

更新于 2026-05-22 18:25:52