研究目的
通过实验表征概率整形与均匀双偏振64-QAM因偏振相关损耗导致的比特级可达信息率及有效信噪比的统计特性。
研究成果
实验结果表明，分布式链路偏振相关损耗（PDL）会导致带宽空气比（BW AIR）和有效信噪比（SNR）遵循偏移的镜像麦克斯韦概率密度函数（PDF）。与均匀星座图相比，概率整形能显著降低中断概率（例如，在1200公里距离上每环路1.3分贝PDL时降低400倍），但整形带来的传输距离增益在中断概率阈值处会减少50%。若考虑PDL引起的信噪比波动而优化整形概率质量函数（PMF），则有望进一步提升性能。
研究不足
实验装置采用单跨环路，可能无法完全代表多跨系统；环路组件的固有偏振相关损耗不可忽略。标准QAM接收机数字信号处理在高偏振相关损耗下对整形星座图的效率可能较低。本研究仅针对特定偏振相关损耗值和传输距离，推广至其他条件可能需要进一步研究。自动化测量及每组1000次的测量次数确保了准确性，但可能耗费较多资源。
1：实验设计与方法选择：
采用单跨循环回路装置模拟分布式链路偏振相关损耗（PDL）。实验传输250 Gb/s双偏振64-QAM信号，通过离线信号处理计算带宽有效面积比（BW AIR）和有效信噪比（SNR）。方法包括使用偏振控制器和PDL模拟器仿真PDL效应，并进行1000次实现的自动化测量以保证统计准确性。
2：样本选择与数据来源：
生成两个不相关的2^17伪随机符号序列用于整形和均匀星座图。数据经循环回路传输后由相干接收机捕获。
3：实验设备与材料清单：
任意波形发生器（AWG）、IQ调制器、掺铒光纤放大器（EDFA）、光学带通滤波器（OBPF）、偏振控制器（PolCon）、PDL模拟器（PDLE）、声光调制器（AOM）、可调光衰减器（VOA）、相干接收机及单模光纤段。
4：实验流程与操作步骤：
生成数字波形并上传至AWG，进行光调制后注入循环回路。回路包含光纤段、EDFA、OBPF、PolCon、PDLE等组件。PolCon通过随机旋转矩阵改变偏振态。信号经接收、数字化后，采用匹配滤波、色散补偿、均衡和载波相位估计等数字信号处理算法进行离线处理。
5：数据分析方法：
基于非圆对称双变量高斯概率密度函数假设，采用蒙特卡洛积分和相关公式计算BW AIR与有效SNR。将直方图拟合至平移镜像麦克斯韦概率密度函数，并从累积分布函数推导中断概率。
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