基于极化码符号分割复用的短距光互连超高带宽效率实现方案

本文创新性地提出了一种基于极化码（Polar Code）的符号分割复用（SDM）方案，通过8QAM星座图中四路32QAM符号的联合编码调制，在22.5 GBaud波特率下实现66.7%的符号容量提升和带宽效率（BE）优化。实验证明该方案在10公里单模光纤传输中，相比传统分布式QAM可获得1.28 dB的接收机功率灵敏度（RPS）提升，其比特交织极化编码调制迭代解码（BIPM-ID）机制为短距光互连提供了低复杂度、高灵活性的解决方案。

　　

亮点

基于极化码的符号分割复用（SDM）方案在光离散多音（DMT）正交幅度调制（QAM）互连中展现出突破性性能：

1. 1.

   每个8QAM星座点承载四路32QAM符号，实现66.7%的符号容量飞跃

2. 2.

   独创的比特交织极化编码调制迭代解码（BIPM-ID）机制，通过软输入软输出（SISO）信息交换破解模糊符号决策难题

实验与结果

如图3所示实验平台中，22.5 GBaud的极化编码DMT信号（等效112.5 Gb/s）在10公里单模光纤传输后：

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  相比传统分布式32QAM和8QAM分别获得1.28 dB和0.88 dB的接收功率灵敏度（RPS）提升

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  保持相同净数据率的同时，频谱压缩特性显著缓解带宽受限损伤

应用复杂度

与LDPC方案对比显示显著优势：

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  解码运算量仅需2.5×N_max×N×(log₂N+1)次乘加操作

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  超短码长和可调码率特性更适配短距互连的低延迟需求

结论

这项研究为短距光互连树立了新标杆：

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  SDM-8QAM星座图创新设计实现"一载四"的高效传输

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  极化码与迭代解码的协同效应，在功耗、成本和延迟方面超越传统LDPC方案

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  为云计算、人工智能等带宽饥渴型应用提供了光互连新范式