超低噪声放大器提升高速光通讯性能

当前光纤传输链路的范围和容量受到噪声（源自链路中的光放大器）以及来自传输光纤中的非线性效应信号失真等的限制。研究人员表明，使用相敏放大器（PSA）可以减少这两种干扰的影响。

通过使用超低噪声PSA，研究人员实现了4000km的光纤传输链路。这一结果几乎是使用传统光放大器所能实现距离的六倍。

来自查尔姆斯理工大学和塔林理工大学的研究人员使用多通道兼容以及搭载串联PSA的调制格式独立长途传输链路进行了演示，以最佳发射功率实现了5.6倍的覆盖范围改善。该PSA链路传输两个数据承载波，与相位不敏感放大的链路相比，占用带宽是其两倍，传播总功率也是其两倍。该链路既与调制格式无关，又与多通道兼容。结果表明，使用同时提供低噪声放大和非线性缓解的串联PSA可以提供前所未有的非线性容差和传输范围的提升。

此次研究，使用具有10GBd正交相移键控（QPSK）数据的信号，进行了长距离PSA放大传输演示。然而，原则上来讲，任何调制格式和符号率都可以与copier-PSA方案共同使用。研究人员发送了一个单一的信道，通过使用copier-PSA方案，就能实现多信道传输；尽管由于极化、延迟和相位对准等需求而增加了每个信道的复杂性。

Peter Andrekson教授表示：“虽然在商用前仍然存在一些工程挑战，但研究结果首次非常明确地证实了在光通讯中使用这些放大器的巨大好处。”与传统方法相比，这些放大器可以极大地提高覆盖范围，并且可能提高未来光纤通信系统对更高传输容量要求的性能。

Andrekson指出：“这种放大器也可用于量子信息学和相关领域，以及光谱学或任何其他可能受益于超低噪声放大的应用。”

此次研究成果发表于《Nature Communications》。