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。
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+。
光混频器(90度光混频)+平衡探测器+高速ADC+DSP引擎。
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。
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