利用基于频移键控和最小频移键控的恒定包络调制的高速光传输（特邀论文）

在现代光通信领域，高速数据传输是推动技术进步的关键因素之一。本论文“利用基于频移键控（FSK）和最小频移键控（MSK）的恒定包络调制的高速光传输”探讨了一种新颖的40-Gb/s恒定包络光频率键控（FSK）发射器，并对其传输特性进行了模拟和实验研究。同时，为了提高FSK的频谱效率，提出了一个新的光最小频移键控（MSK）方案，并与其它MSK方案及其他传统调制格式的性能进行了比较分析。模拟和实验结果显示，新提出的FSK方案可能成为未来高速传输和标签交换系统的一个潜在候选者；同时，新型MSK方案因其潜在的优越性能，值得未来深入研究。 FSK是一种数字调制技术，通过不同的频率来代表不同的数据位。与传统的幅度调制（如ASK）或相位调制（如PSK）相比，FSK具有更好的非线性容忍度和抗干扰能力。因此，在高速光通信系统中，尤其是那些对非线性失真敏感的系统中，FSK是一种受到关注的调制格式。由于FSK可以实现差分检测，模拟结果显示FSK在10-Gb/s传输系统中的光学信号噪声比（OSNR）增益与差分相移键控（DPSK）相当，这表明FSK在高速光通信中具有潜在优势。 MSK是一种连续相位调制技术，由于它实现了数据流的连续相位变化，因此具有较窄的主瓣宽度和较低的旁瓣电平，从而提高了频谱效率。MSK在保持恒定包络的同时，还能提供比一般PSK更高的频谱效率。在高速光通信中，MSK和其他调制格式的性能比较，包括频谱效率、功率效率和抵抗色散及光纤非线性效应的能力，都是重要的研究方向。 随着光器件的发展，许多在电子通信系统中已被广泛应用的先进调制格式，例如差分正交相位偏移键控（DQPSK）、正交幅度调制（QAM）等，在光通信领域也吸引了越来越多的关注。这些先进调制格式通常被用来增强光信号对色度色散和光纤非线性效应的鲁棒性，或减少电电路的带宽需求。恒定包络调制格式，如差分相移键控（DPSK）、频率偏移键控（FSK）等，因其优异的非线性鲁棒性而成为研究的重点。本论文通过对新型40-Gb/s恒定包络FSK发射器的模拟和实验研究，强调了恒定包络调制在高速光传输中的重要性。 在论文中，作者指出，为提高FSK的频谱效率，提出了一个新的光学最小频移键控（MSK）方案。该方案相较于现有的MSK方案和其他传统调制格式，在性能上有其潜在的优势。通过模拟和实验，作者对该方案进行评估，并与现有的调制技术进行了对比。研究结果表明，新型MSK方案具备了成为高速通信系统中一种高效调制技术的潜力。 对于光通信系统的性能评估，涉及到多个参数，包括但不限于OSNR、比特误码率（BER）、发射机和接收机的复杂性、以及系统对色散和非线性效应的抵抗能力等。在当前高速、大容量光网络的需求推动下，本论文所提出的FSK和MSK方案，提供了对新型高速光通信技术的深入理解，并对未来的光通信系统设计具有指导意义。随着研究的深入，这些技术有望在未来实现在实际高速光通信系统中的应用。 论文对高速光传输技术的研究，特别是针对恒定包络调制的FSK和MSK技术的探索，不仅加深了我们对现有技术的理解，也为未来光通信技术的发展提供了新的思路和可能的解决方案。这些技术在提高光通信系统的性能、降低系统成本以及应对高速网络需求方面，都将发挥关键作用。