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资源说明：在现代数据中心、移动前传/回传以及其他短距离光通信应用中，数据流量的快速增长导致对高速光互连系统的强烈需求。现有的光学互连系统预计在不久的将来难以满足需求，因此迫切需要高容量的光互连系统。与长距离传输系统相比，直接检测的强度调制（Intensity Modulation with Direct Detection，IM-DD）在成本、占用空间和功耗方面对短距离光系统而言具有优势。
IM-DD技术特别适合于短距离通信系统，因为它的实现不需要复杂的光学元件，如外差检测器或激光器，从而降低了成本和功耗。近年来，为了提高短距离通信的传输容量，学术界和工业界对采用各种高级调制格式与IM/DD结合的方式进行了广泛研究，包括无载波幅度和相位调制（Carrier-less Amplitude and Phase，CAP）、离散多音调制（Discrete Multi-Tone，DMT）和脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation，PAM）等。
本文提出了一种简单的基于多输入多输出（MIMO）数字信号处理（DSP）的接收器，用于短距离通信系统的偏振复用IM-DD系统。该接收器的性能在一个224 Gbit/s的偏振复用PAM-4（即四电平脉冲幅度调制）10公里IM-DD传输系统中得到展示。
PAM技术通过将比特编码到幅度电平上，允许数据在单个信号周期内传输更多的比特数。特别是PAM-4，它将每个符号分成四个不同的幅度电平，与二进制PAM（PAM-2）相比，可以实现数据速率的翻倍，从而增加了传输容量。然而，与高阶调制格式一样，PAM-4的实现增加了对光信号噪声比（Optical Signal-to-Noise Ratio，OSNR）以及光学和电学组件的要求。
偏振复用技术是另一种增加系统容量的有前途的方法，已经广泛应用于光通信系统中。该技术通过同时利用光信号的两个正交偏振状态来传输独立的数据流，有效将传输容量翻倍，而无需增加更多的光谱资源。
本文中提到的MIMO DSP技术，指的是在接收端采用多输入多输出和数字信号处理相结合的技术，来进一步改善接收信号的质量。通过DSP技术，可以实现对信号的精准恢复和干扰消除，对于高速率传输系统至关重要。
通过实验验证，该接收器不仅能够有效应用于100Gbps以上的短距离传输系统，而且还能够应对未来数据中心和通信网络中不断增长的带宽需求。在这样的高速传输系统中，保持低功耗和高效率是设计的关键因素，同时还需要考虑系统的复杂性和成本效益。
文章中也指出，未来的系统可能需要采用更高的调制格式来进一步提升传输容量。但随着调制阶数的提升，对于光信号噪声比、光学和电学组件的要求都会显著增加。因此，如何平衡传输性能、系统复杂性与成本是一个重要的研究方向。
本文在短距离光通信领域提出了一种简单有效的解决方案，既考虑了系统的高容量传输需求，又兼顾了成本效益和系统实现的简洁性。通过偏振复用IM-DD系统和MIMO DSP接收器的设计，为短距离光通信的发展提供了新的思路和实践路径。
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