单载波400 Gbit/s无中继超长距传输实验研究

张勇生，张 林，吴剑军

(1. 国网内蒙古东部电力有限公司信息通信分公司，呼和浩特 012000； 2. 国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院，哈尔滨 150000； 3. 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205)

0 引 言

超长距无中继传输系统由于其传输跨距长和经济成本低等特点被广泛应用在跨洋海底通信、岛屿及电力通信网络特别是特高压电力通信系统中。随着第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Networks, 5G)大数据时代的到来，通信系统传输容量将呈指数增长，为满足海量数据传输需求，复杂的编码方式和高波特率器件不断涌现，单载波传输速率也不断提升，从100到400甚至600 Gbit/s，而传输速率的提高将对超长跨距通信系统的传输距离带来巨大挑战[1-2]。这是由于单载波传输速率越高，接收端需要的信噪比也越高，这将使得传输距离大大缩短，因此提高传输距离对高速率超长距无中继传输系统具有重要意义。

电子和光路子系统是超长跨距无中继通信系统中最重要的两部分，前向纠错(Forward Error Correction ，FEC)技术、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)技术及性能优越的电子子系统使得单波400 Gbit/s传输将成为下一代通信网络主流的传输速率，据报道，目前单载波400 Gbit/s无中继传输的最远距离为482.35 km[3]。本文采用高阶泵浦方式，通过优化光路子系统参数，结合大有效面积光纤(G.654E)、子载波频分多路复用(Frequency-Division Multiplexing，FDM)技术及遥泵放大( Remote Optically Pumped Amplifier，ROPA)技术实现了500 km单载波400 Gbit/s速率单纤芯无中继传输。

1 理论分析

高阶泵浦对信号光的放大作用是拉曼放大原理，信号光和泵浦光在光纤中传输时，由于拉曼散射效应，强功率泵浦光与光纤相互作用产生斯托克斯(Stokes)散射光，当信号光波长在Stokes散色光波长范围内时，可实现信号光的增益放大。……