光通信从强度调制-直接检测（直调直检）演进到相干检测，接收机灵敏度不断提升，最终逼近探测器点噪声极限。这一过程的关键拐点包括：数字相干接收技术的商业化、双极化-正交相移键控（DP-QPSK）成为主流、高阶调制格式的引入，以及最终在理论和实验上实现点噪声极限。
从直调直检到数字相干：灵敏度的根本性跃升
早期直调直检系统仅能对光波进行强度调制，接收机灵敏度受限于散粒噪声和热噪声，典型值在-20dBm左右。相干光通信的核心优势在于，通过信号光与本振光的相干混合，输出光电流的大小与信号光功率和本振光功率的乘积成正比。由于本振光功率远大于信号光功率，接收机的灵敏度大大提高，以致于可以达到探测器的点噪声极限，并因此显著增加了光信号的传输距离。
数字信号处理（DSP）与调制格式的演进
2008年前后，数字相干接收技术实现商业化突破，使得相干检测系统能够利用电子学技术补偿光纤色散效应，同时支持多种调制方式（如ASK、FSK、PSK、DPSK、CPFSK等）。随后，双极化-正交相移键控（DP-QPSK）成为长距离传输的主流格式，在频谱效率和灵敏度之间取得平衡。高阶调制格式（如16QAM、64QAM）则进一步提升了频谱效率，但通常对信噪比要求更高，其灵敏度优势体现在相同带宽下承载更多比特。
点噪声极限的实现：理论与实验里程碑
相干探测技术的核心价值在于，它能够理论上逼近点噪声极限——这是探测器在散粒噪声限制下的最优灵敏度。实验上，通过优化本振光功率、平衡探测器和数字信号处理算法，系统已在实际部署中实现了接近该极限的性能。这一里程碑标志着光通信接收机灵敏度从-20dBm量级向理论极限的跨越。
常见问题
什么是点噪声极限？
点噪声极限是探测器在散粒噪声限制下的理论最优灵敏度。相干光通信通过使用大功率本振光，使接收机的灵敏度大大提高，以致于可以达到这一极限。
数字相干技术比直调直检有哪些优势？
数字相干技术具有灵敏度高、中继距离长、选择性好、通信容量大、可补偿光纤色散、支持多种调制方式（如ASK、FSK、PSK、DPSK、CPFSK等）等优势。
中国厂商在相干光商用化中扮演什么角色？
以中际旭创为代表的国内光模块厂商，在数通和电信市场布局全系列产品线，包括400G、800G等高端光模块，并持续研发相干方案和硅光技术，在行业技术演进中保持重要参与地位。