22、超信道传输与灵活栅格波长路由技术解析

超信道传输与灵活栅格波长路由技术解析

1. 超信道简介

在光纤通信领域，为满足不断增长的容量需求，波分复用（WDM）系统中每个波长信道承载的数据速率呈指数级增长。自20世纪90年代引入WDM技术，允许在同一光纤链路中承载多个波长信道，系统容量大幅提升。2000年后，WDM系统容量与串行接口速率同步增长。2000年代后期，数字相干检测技术推动了相干调制和偏振复用（PDM）的发展，加速了串行接口速率的提升。2010年代初，商业系统实现了单通道100 Gb/s的数据速率，到2021年之前，又相继实现了200/400/600/800 Gb/s的单通道数据速率。

超信道的出现为突破电子瓶颈提供了可能。通过光并行技术，超信道实现了单通道数据速率达到甚至超过太比特每秒（Tb/s）的光传输。“超信道”这一术语由Chandrasekhar等人首次提出，最初指在正交频分复用（OFDM）条件下排列的多个单载波调制信号。后来，超信道的概念被推广到满足以下条件的光信号集合：
- 在同一源站点以高光谱效率（SE）进行调制和复用；
- 在同一光链路中传输和路由；
- 在同一目的站点接收。

为实现高SE复用，“Nyquist - WDM”、“准Nyquist - WDM”和“超Nyquist - WDM”等技术被提出，作为光OFDM（O - OFDM）的替代方案。自2009年首次报道1.2 Tb/s超信道传输以来，许多Tb/s级超信道传输的成果不断涌现，如2019年实现的基于梳状谱的19.2 Tb/s超信道在C波段的传输。

使用超信道在WDM系统中有以下五个关键优势：
1.更高的单通道数据速率：避免了光电器件、