5G 时代高容量长距离光纤传输技术进展
1. 概率整形调制技术优势
概率整形（PS）技术在光纤传输中展现出显著优势。未整形的 16 - QAM 可实现长达 1500 公里的无差错传输，而 PS - 16QAM 不仅将传输距离延长至 2000 公里，还额外提供了光信噪比（OSNR）裕量，其相对于未整形 16 - QAM 的有效 OSNR 增益约为 2 dB。
近期，采用 7 纳米专用集成电路（ASIC）的 400 - Gb/s 净数据速率的偏振复用概率整形 16 - QAM（PDM - PS - 16QAM）收发器已实现实时演示。该收发器以 69 Gbaud 进行调制，在前向纠错（FEC）阈值为 2.4×10⁻²时，所需的 OSNR 为 20.1 dB，其 OSNR 性能比早期基于硅光子学的 400ZR 收发器高出约 4 dB。此外，使用 7 纳米 ASIC 的 800 - Gb/秒净数据速率的 PDM - PS - 64QAM 也已实现实时演示。
在这些实时演示中，测量到的有效整形增益通常大于理论整形增益，这表明 PS 比未整形的调制方式对传输损伤（如非线性失真）和实现缺陷具有更强的容忍能力，凸显了 PS 技术在高容量长距离光网络中的应用价值。
2. 改进光纤与 EDFA 提升传输性能
新型光纤通过降低损耗系数（α）、提高色散、减小非线性系数（γ）等方式，如增大有效面积（Aeff），可提高频谱效率（SE）和传输距离。为比较不同类型光纤的传输性能，可使用品质因数（FOM）来衡量给定光纤相对于参考光纤（通常为国际电信联盟（ITU）标准 G.652.D 光纤）的传输距离优势（以 dB 为单位）。FOM 的近似定义如下：
[FOM =
