[00105353]高速相干光通信基礎理論與關鍵技術研究

　　該項目為國家自然科學基金資助重點項目（項目批準號：61331010）。

　　該項目圍繞非線性傳輸與放大機理、大容量調制、復用與編碼以及相干光信號性能監測與損傷補償這三個瓶頸問題開展理論與實驗研究。主要研究成果如下：

　　1. 在多維調制的相干光信號傳輸與放大的基礎理論方面：在國際上首次理論提出并實驗證實了拉曼泵浦相對強度噪聲導致的信號相對相位噪聲和相對偏振噪聲的概念及統計特性， 提出了改進相位恢復算法；同時對 GN（高斯噪聲）模型的準確性進行了驗證，證明了將 GN 模型和 FWM 噪聲的預測結合起來，可以準確預計最佳波特率的區間。并進一步優化了基于分布式拉曼放大器的超長跨距相干光通信系統的設計方案。

　　2. 在大容量長距離靈活譜相干光傳輸的關鍵技術方面：提出并驗證了一系列的高頻譜效率自適應光傳輸技術，有效提升了系統的頻譜效率；采用預編碼技術，實現頻率分集和自適應分塊加載，達到更高的功率效率；在 2 微米新波段也通過預編碼技術實現了高頻譜效率調制方案，解決了帶寬受限問題；針對容量受限難題，系統地研究了空分復用光纖通信系統關

　　鍵技術及應用，開展了新型傳輸介質多芯光纖設計與制備，搭建了基于多芯光纖的大容量空分復用通信系統，同時還進行了多芯光纖功能器件及空分復用分布式光纖測量技術研究。

　　3. 在相干光通信信號的性能監測與損傷補償方面：基于先進信號處理技術特別是分數階傅里葉變換時頻域信號處理以及深度學習神經網絡等，創新構造人工信道訓練序列，實現了非線性效應、OSNR、時間同步、頻率偏移、以及色散等主要信道損傷的估計與補償，并在此 基礎上獨立自主開發出超寬帶相干光采樣示波器的原理樣機，開展了工程應用等。

　　該項目搭建并實現了大于 30T 容量和大于 2000km 光纖的相干光傳輸系統，完成了主要研究成果的驗證、測試與示范工作。