Optimizing Bipolar Constellations for High-Rate Transmission in Short-Reach Fiber Links with Direct Detection
针对直接检测短距离光纤链路，提出利用调制器偏置偏移优化双极星座，并结合带连续干扰消除的神经网络均衡器，实现较标准接收机超过100 Gbit/s的速率提升。
2024-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
Digital Radio-over-Multicore-Fiber System with Self-Homodyne Coherent Detection and Entropy Coding for Mobile Fronthaul
我们实验演示了一个28-Gbaud 16-QAM自零差数字无线电在33.6km-7芯光纤系统与熵编码的移动前传，实现了330个100-MHz 4096-QAM 5G新无线电信道和921个100-MHz QPSK 5G新无线电信道的无差错载波聚合，CPRI等效数据速率高达3.73-Tbit/s。
2018-11-08 eess.SP
Volterra-assisted Optical Phase Conjugation: a Hybrid Optical-Digital Scheme For Fiber Nonlinearity Compensation
光纤非线性的缓解是光通信领域中的一个活跃的研究领域，这是由于所导致的传输性能的显著改善。随着光相干检测技术的兴起，数字非线性补偿（NLC）方案如数字反向传播（DBP）和Volterra均衡等受到了广泛的关注。可替代地，已经提出了光学NLC，特别是光学相位共轭（OPC），以减轻数字信号处理的复杂性。在这项工作中，提出了一种新的混合光学数字NLC方案相结合的OPC和Volterra均衡器，称为Volterra辅助OPC（VAO）。它具有双重优点：它克服了OPC在非对称链路中的限制，并大大提高了Volterra均衡器的性能。所提出的方案优于OPC和Volterra均衡单独高达4.2 dB，在1000公里的EDFA放大的光纤链路。此外，VAO也被证明是非常强大的，当应用到长传输距离，在3000公里的OPC只有系统的2.5 dB的增益。VAO结合了光学和数字NLC的优点，为未来的高速光通信系统提供了性能和复杂性之间的折衷。
2018-10-26 eess.SP
Wiener Filter for Short-Reach Fiber-Optic Links
解析表达式推导出的维纳滤波器（WF），也被称为线性最小均方误差（LMMSE）估计器，强度调制/直接检测（IM/DD）短程光纤通信系统。该链路是纯色散的，非线性平方律检测器（SLD）工作在热噪声极限。与忽略SLD的WF相比，通过考虑SLD，几何形状的PAM星座的可实现速率显著增加。
2020-08-05 cs.IT eess.SP math.IT
Compensation of Fiber Nonlinearities in Digital Coherent Systems Leveraging Long Short-Term Memory Neural Networks
University of the Aegean（爱琴海大学）；University of West Attica（西阿提卡大学）；LIBRA MLI Ltd（LIBRA MLI有限公司）；LIBRA AI Technologies（LIBRA人工智能技术公司）
我们首次介绍了利用长短期记忆（LSTM）神经网络架构来补偿数字相干系统中的光纤非线性。我们进行数值模拟，考虑无论是C波段或O波段传输系统的单信道和多信道16-QAM调制格式与偏振复用。详细分析了隐藏单元的数量和训练LSTM算法并对应于所考虑的信道记忆的符号字的长度的影响，以揭示基于LSTM的接收器在性能和复杂度方面的限制。数值结果表明，LSTM神经网络可以非常有效地作为光接收器的后处理器，对光纤中经历非线性损伤的数据进行分类，并提供比数字反向传播更优越的性能，特别是在多通道传输场景中。复杂度分析表明，LSTM随着隐藏单元的数量而变得更加复杂，并且在长距离（> 1000 km）中，通道记忆的增加可能比DBP更简单。
2020-09-23 cs.LG eess.SP stat.ML
Nonlinearity Compensation and Link Margin Analysis of 112-Gbps Circular-Polarization Division Multiplexed Fiber Optic Communication System using a Digital Coherent Receiver over 800-km SSMF Link
非线性效应一直被认为是限制相干光光纤传输系统性能的主要因素。基于DSP的数字反向传播（DBP）方法的CO接收机，近年来促进了光纤非线性损伤的补偿以及光纤色散的补偿。提出了一种基于DSP的圆偏振复用（CPDM）8-正交幅度调制（8-QAM）光纤通信（FOC）系统CO接收机的综合设计方案，以研究非线性的影响。我们已经研究了非线性补偿的DSP为基础的CO接收机的性能与DBP方法，并证明它可以有效地用来减轻信道内的非线性CPDM 8-QAM FOC系统超过800公里的SSMF链路。通过对光纤非线性的有效补偿，分析了系统的误比特率（BER）、光信噪比（OSNR）、最佳发射功率等性能，并通过对特定发射功率下的OSNR裕度进行评估，研究了链路裕度。此外，CPDM技术有助于作为最大化链路容量以及增强FOC系统的频谱效率（SE）的非常合适的手段。
2021-01-08 eess.SP
DPD-KAN: Kolmogorov-Arnold Networks for Low Complexity Digital Predistortion in 5G Analog Radio-over-Fiber Systems
Aston University（阿斯顿大学）；Ericsson Research, Ericsson（爱立信研究，爱立信）
首次提出基于KAN的DPD模型用于5G模拟RoF前传链路，在等效比特操作下，EVM比多层感知机低24.2%，比基于Volterra的GMP低29.6%；为达到2%以下的EVM，KAN所需BOPs比感知机少约52%。
2026-06-23 eess.SP
A Machine Learning-Based Detection Technique for Optical Fiber Nonlinearity Mitigation
Memorial University（纪念大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
我们调查的机器学习分类技术的性能，称为Parzen窗口，以减轻光纤非线性的色散管理和色散非管理系统的背景下。该技术应用于接收端的检测，并通过设计改进的判决边界来处理非高斯非线性效应。我们还提出了一个两阶段的缓解技术，使用数字反向传播和Parzen窗口色散非管理系统。在这种情况下，数字反向传播补偿的确定性非线性和Parzen窗口处理的随机非线性信号-噪声的相互作用，这是不考虑数字反向传播。观察到的Q因子方面的性能改善高达0：4 dB。
2019-03-06 cs.LG eess.SP
Fiber Nonlinearity Mitigation in Coherent Optical Systems
该研究综述了相干光系统中光纤非线性抑制的两类主流方法及最新进展，提出星座整形、低复杂度DBP等未来方向，指出其兼具理论与实用价值。
2025-05-21 cs.IT eess.SP math.IT
Alignment of Free-Space Coupling of Few-Mode Fibre to Multi-Mode Fibre using Digital Holography
离轴数字全息术用于在自由空间光学装置中将少模光纤对准到多模光纤。仅基于功率耦合测量的对准不能保证低的模式相关损耗。所提出的对准方法能够实现具有低模式相关损耗和串扰的可靠光纤耦合。
2022-06-24 eess.SP physics.optics
Second-Order Perturbation Theory-Based Digital Predistortion for Fiber Nonlinearity Compensation
基于一阶微扰理论的非线性补偿（PB-NLC）技术已被广泛研究，以克服偏振复用（Pol-Mux）光纤通信系统中信道内克尔非线性的不利影响。然而，FO-PB-NLC技术的NLC性能在Pol-Mux长距离光传输系统的高度非线性区域中受到显著限制。在本文中，我们将FO理论扩展到二阶（SO），以提高NLC的性能。该技术被称为SO-PB-NLC。对Pol-Mux光传输系统的SO微扰场进行了详细的理论分析。在此之后，我们研究了一些简化的假设，以降低实现复杂性的SO-PB-NLC技术。单信道系统的数值仿真结果表明，与FO-PB-NLC技术相比，SO-PB-NLC技术具有更好的误码率性能和更长的传输距离。复杂度分析表明，所提出的SO-PB-NLC技术具有降低的计算复杂度相比，每跨度一步的数字反向传播。
2021-06-27 eess.SP
A High-Dynamic-Range Digital RF-Over-Fiber Link for MRI Receive Coils Using Delta-Sigma Modulation
通常用于将RF线圈阵列与MRI扫描仪的控制台连接的同轴电缆易受电磁耦合的影响。随着RF通道数量的增加，这种耦合可能导致严重发热并造成安全问题。基于光纤电缆的非导电传输解决方案被认为是替代方案之一，但受到典型MRI信号的高动态范围（$>80$ ~dB）的限制。针对这一问题，提出了一种基于三角积分调制（DSM）的数字光纤传输系统。一个基于DSM的光链路原型使用现成的组件和实验室测试在不同的信号过采样率（OSR）。在对应于$OSR=50$的200 kHz带宽上获得了81 dB的端到端动态范围（DR），这对于典型的MRI信号是足够的。采用180 nm CMOS工艺设计了一种全集成定制四阶连续时间DSM（CT-DSM）芯片，该芯片可传输高达1 MHz的全带宽MRI信号，并具有足够的DR。
2021-05-27 eess.SP physics.med-ph
Power consumption and spectral efficiency analysis for uplink analog radio-over-fiber
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；University of Tennessee（田纳西大学）；University of California San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文提出数学框架分析模拟光载射频（A-RoF）上行链路中光纤非线性的影响，并与数字接收机及DSP辅助A-RoF对比，结果表明A-RoF在能效上优于8/16位ADC数字接收机和DSP辅助A-RoF，同时揭示了非线性效应对频谱效率的根本限制。
2026-05-31 eess.SP
Perturbation Theory-Aided Learned Digital Back-Propagation Scheme for Optical Fiber Nonlinearity Compensation
从非线性薛定谔方程的正则微扰处理出发，提出了一种基于机器学习的光纤通道内非线性抑制方法。被称为扰动理论辅助（PA）学习的数字反向传播（LDBP），该方案以类似于分步傅立叶方法的方式构建深度神经网络（DNN）：线性和非线性操作交替。受扰动分析的启发，通道内交叉相位调制项可以方便地由DNN中的矩阵运算表示。在每个非线性操作中引入该项大大提高了性能，并且通过调整每步的跨度数量来实现PA-LDBP的灵活性。通过对一个单载波光纤通信系统的数值模拟，对所提出的方案进行了评估，该系统工作在32 Gbaud，采用64-正交幅度调制，传输距离为20*80 km。结果表明，当每步跨数分别为1、2、4和10时，所提出的方案在Q2因子方面比线性补偿分别获得了约3.5 dB、1.8 dB、1.4 dB和0.5 dB的性能增益。提出了两种方法来降低PALDBP的复杂度，即，对于每步多跨距的情况，在频域中修剪扰动系数和色散补偿的数量。的性能和复杂性的调查表明，PA-LDBP达到改善的性能增益与降低的复杂性相比，LDBP的情况下，每步4和10跨度。
2021-10-11 eess.SP
Model-aided Geometrical Shaping of Dual-polarization 4D Formats in the Nonlinear Fiber Channel
利用一种新的非线性干涉模型，对光纤信道中的双偏振四维星座进行了几何优化。与偏振复用格式相比，获得了0.27 bit/4D速率增益和13%的可达性增加。
2021-10-22 cs.IT eess.SP math.IT
An open and flexible digital phase-locked loop for optical metrology
本文提出了一种适用于激光稳定系统的开放、灵活的数字锁相环。它是在一个便宜且易于访问的基于FPGA的数字电子平台（Red Pitaya）上实现的，该平台运行可定制的开源固件。基于PC的软件界面允许远程控制平台和优化回路参数。包括几个工具，以允许顺利和快速地测量感兴趣的量。为了演示该平台的功能，我们在$400$ ~m光纤链路上构建了一个光纤噪声消除器。噪声消除是在$30$ ~kHz带宽上实现的，该值主要受致动器引入的延迟和光纤链路上的往返传播的限制。我们测量了平台本身的总延迟为$565$ ~ns，将理论上可实现的控制带宽限制为约225 kHz。
2019-07-08 eess.SP
Low-Cost Phase Precoding for Short-Reach Fiber Links with Direct Detection
本文提出一种低成本模拟相位预编码方案，仅需额外一个相位调制器即可补偿直接检测光纤中的色散，在中等长度下实现高达3 dB的能量增益。
2025-03-27 eess.SP
End-to-End Optical Semantic Communication over a Nonlinear WDM Fiber Link
Politecnico di Torino（都灵理工大学）
针对非线性WDM光纤链路，提出端到端光语义通信系统，直接映射图像为信道符号，实现联合分类与重建，在MNIST上以更少符号保持高准确率并扩展传输距离。
2026-09-30 cs.IT cs.LG eess.SP
First Experimental Demonstration of Probabilistic Enumerative Sphere Shaping in Optical Fiber Communications
我们发送概率枚举球形双极化64-QAM在350 Gbit/s/信道超过1610公里的SSMF使用短块长度为200。达到增加15%的恒定组成分布匹配相同的嵌段长度的证明。
2019-08-19 cs.IT eess.SP math.IT
On Parameter Optimization and Reach Enhancement for the Improved Soft-Aided Staircase Decoder
针对光纤通信中的阶梯码，提出了一种改进的软辅助比特标记算法。该算法被称为iSABM-SCC。在信道软信息的帮助下，iSABM-SCC解码器通过阈值来标记比特，以处理硬判决（HD）解码的误校正和失败。本文针对iSABM-SCC算法与HD码的可达信息速率（AIR）和光纤到达增强的差距，对算法的参数优化和性能分析进行了研究。我们在本文中表明，标记阈值和修改的组件解码的数量严重影响iSABM-SCC的性能，因此，它们需要仔细优化。在8进制脉冲幅度调制加性高斯白噪声信道中，采用优化的iSABM-SCC译码代替标准译码，在码率为0.74-0.87的情况下，与HD码的AIRs的差距可减小到0.26-1.02 dB。在光纤信道中，对于401 Gbps和468 Gbps之间的数据率，所获得的可达增加高达22%。
2021-05-12 cs.IT eess.SP math.IT
Geometric Constellation Shaping for Fiber-Optic Channels via End-to-End Learning
本文在分步傅里叶方法建模的光纤信道上，比较了基于容积卡尔曼滤波器的无梯度优化、无模型优化与反向传播在端到端学习中的表现，并分析了转换器有限比特分辨率量化对几何整形星座的影响。
2023-05-17 cs.IT eess.SP math.IT
ML-Enhanced Digital Backpropagation for Long-Reach Single-Span Systems
Scuola Superiore Sant’Anna（圣安娜高等研究学院）；CNR-IEIIT（意大利国家研究委员会-信息与通信技术研究所）；CNIT（意大利电信与信息技术研究中心）
本文提出一种基于机器学习的数字反向传播方法，用于提升长距离单跨度系统的精度与效率。
2026-01-27 eess.SP
Equalization in Dispersion-Managed Systems Using Learned Digital Back-Propagation
Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）；Télécom Paris（巴黎电信学院）；Infinera Unipessoal Lda（Infinera有限责任公司）；Infinera（英飞朗公司）；Instituto de Telecomunicações（电信研究所）；Instituto Superior Técnico（高等技术学院）
提出用深度神经网络LDBP优化DBP参数，并在2016 km、15%残余色散的DM双偏振WDM链路仿真中验证其显著提升均衡性能且频域实现复杂度更低。
2023-05-26 cs.LG cs.NI eess.SP
Digital Twin of a Network and Operating Environment Using Augmented Reality
我们使用机器学习演示了网络、网络元素和操作环境的数字孪生。我们使用增强现实实现了86公里光纤上的网卡故障定位和远程协作。
2023-03-23 cs.NI eess.SP
On the Impact of Fixed Point Hardware for Optical Fiber Nonlinearity Compensation Algorithms
使用数字信号处理的非线性缓解已被证明可增加光纤传输链路的可实现数据速率。一种特别有效的技术是数字反向传播（DBP），一种能够同时补偿线性和非线性信道失真的算法。然而，实现这种技术的最大障碍是其高计算复杂性。近年来，已经提出了几种具有降低的计算复杂度的DBP的替代方案，尽管这样的技术没有表现出与实现的复杂度相称的性能益处。为了充分表征DBP的计算要求，当约束于数字相干接收机中使用的逻辑时，需要对算法行为进行建模。这样的模型允许根据真正的硬件复杂度来分析任何信号恢复算法，其中，关键地，包括乘法运算的位深度。在有限比特深度的情况下，存在由每个算术运算引入的量化噪声，并且不能再假设常规DBP算法将优于其低复杂度替代方案。在这项工作中，DBP和一个单一的非线性步骤DBP的实现，\textit{Enhanced Split Step Fourier}方法（ESSFM），线性均衡使用一个通用的软件模型的定点硬件进行了比较。讨论了位深和快速傅里叶变换（FFT）尺寸的要求，以检验这两种数字非线性补偿方案的最佳工作状态。对于1000 km的传输系统，发现（假设优化的FFT大小），在SNR方面，对于高达13位的所有硬件分辨率，ESSFM算法优于传统DBP。
2018-04-20 eess.SP
170-260 GHz Sub-THz Optical Heterodyne Analog Radio-over-Fiber Link for 6G Wireless System
针对自由运行激光器频率与相位波动影响光外差亚太赫兹传输的问题，该研究通过数字损伤补偿，在10 km模拟RoF链路上实现170–260 GHz OFDM信号生成。
2023-08-10 cs.NI eess.SP
Shaped Four-Dimensional Modulation Formats for Optical Fiber Communication Systems
我们回顾了多维调制的设计，最大化广义互信息和比较最近推出的4D格式的最大传输范围。还讨论了基于模型的非线性容限4D调制的优化。
2021-12-23 eess.SP
A novel clock and timing approach for achieving 200+ km ALMA baselines
射电望远镜阵列是干涉仪，因此需要对来自被观测天文源的信号进行相干捕获和处理。在ALMA中，这是通过在每个天线处使用时钟进行下变频和数字化来实现的，该时钟通过往返相位校正技术从中央位置发送到那里，使用专门的模拟光子设备和方法。这是具有挑战性的，但在接近1 THz的ALMA频率和超过15 km的热稳定和机械稳定的埋地光纤下工作良好。对于未来的ALMA升级，这可能涉及更长的基线，因此光纤到达，这种方法可能不可行。本文深入研究了一种替代的和新的方法，“非相干时钟”（IC），其中每个ALMA天线使用自己的自由运行的本地振荡器执行操作（下变频和数字化），其随时间变化的频率测量使用所有数字方法相对于一个共同的时钟域，随后的数字化数据进行相应的校正，然后再进一步的互相关和波束形成处理。该方法旨在允许使用空中光纤和COTS数字光纤收发器将ALMA基线增加到200 km或更长。
2021-07-09 astro-ph.IM eess.SP
Fiber-induced nonlinearity compensation in coherent optical systems by affinity propagation soft-clustering
由于网络流量需求和关键延迟感知服务（如远程医疗和物联网）的增加，在不牺牲光纤通信中的能耗和复杂性的情况下最大化信号容量的需求非常巨大。在这项工作中，第一个系统不可知和训练数据免费光纤非线性补偿器（NLC）使用亲和传播（AP）聚类实验证明。结果表明，与线性均衡相比，AP通过有效地处理确定性和随机非线性，可以在16正交幅度调制相干光系统中将信号质量因子提高约5dB。AP优于基准聚类算法和复杂的确定性方案，如K均值、模糊逻辑、数字反向传播和基于Volterra的NLC，提供高达4 dB的功率裕度扩展。
2018-12-21 eess.SP
Semantic optical fiber communication system
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）
当前的光通信系统在不考虑数字比特背后的语义含义的情况下使比特或符号错误最小化，从而传输了大量不必要的信息。我们提出并实验证明了语义光纤通信（SOFC）系统。不是将信息编码成比特进行传输，而是使用深度学习从源中提取语义信息。所生成的语义符号然后直接通过光纤传输。与基于比特的结构相比，SOFC系统实现了更高的信息压缩率和更稳定的性能，特别是在低接收光功率区，并增强了对光链路损伤的鲁棒性。这项工作介绍了一个智能光通信系统在人类的分析思维水平，这是一个重要的一步，在目前的光通信架构的突破。
2022-12-27 cs.AI eess.SP
Empowering high-dimensional optical fiber communications with integrated photonic processors
针对模分复用光纤系统依赖体光学器件与数字信号处理的问题，提出基于可重构集成光子处理器的全光高维通信方案，实验验证6模高速通信的高效性，为空分复用应用提供新路径。
2023-11-09 eess.SP physics.optics
Dual-Tap Optical-Digital Feedforward Equalization Enabling High-Speed Optical Transmission in IM/DD Systems
针对高速IM/DD系统中光纤色散引发功率衰落、码间干扰限制传输距离的问题，提出双抽头光-数字前馈均衡方案，可有效补偿功率衰落，在15km标准单模光纤200Gb/s/λ PAM-4传输中满足7%硬判决FEC阈值，具备长距应用潜力。
2024-02-02 eess.SP
Maximum transmission reach for optical signals in elastic optical networks employing band division multiplexing
多频带传输系统已经作为对基于二氧化硅的光纤的有限容量的潜在解决方案而出现。它基于利用光纤的完整低损耗区域。此外，弹性光网络（EON）被提出来有效地管理光网络中的有限资源。路由选择、调制格式和频谱选择是运营EON需要解决的主要问题。了解线性和非线性损伤如何在光纤链路中传播过程中积累，对于解决这个问题至关重要。在这里，我们预设的最大到达光信号可以在多波段环境中传播的各种调制格式与常用的阈值在EON的研究。
2021-02-24 eess.SP
Fiber Nonlinearity Mitigation by Short-Length Probabilistic Constellation Shaping for Pilot-Aided Signaling
概率星座成形（PCS）提供了一个显着的性能改善均匀信令。最近发现，当在非线性光纤信道上传输时，不需要长块来实现最大成形增益，因为短长度PCS有效地减轻了光纤非线性干扰（NLI）。这种行为的原因是，短长度的PCS隐含地在成形的传输序列中引入了一些对光纤信道有益的时间特性。为了实现高阶QAM的鲁棒的数据辅助数字信号处理，通常将周期性四相移键控导频插入到高阶QAM发射序列中。在这项工作中，我们调查在模拟中的影响，这样的导频辅助信令NLI缓解。尽管修改了整形发射序列的时间特性，但发现1/32的导频速率不会改变短长度PCS的有益效果。该发现的操作意义在于，即使利用导频辅助信令，最大整形增益也不需要长PCS块长度。
2020-12-14 eess.SP
Information Rate in Ultra-Wideband Optical Fiber Communication Systems Accounting for High-Order Dispersion
研究了在C波段（5 THz）掺铒光纤放大器（EDFA）和C+ L波段（12.5 THz）拉曼放大光通信系统中，考虑三阶光纤色散影响时克尔效应引起的光纤非线性效应。分别研究了单通道、250 GHz带宽的EDFA和喇曼放大系统的数字非线性补偿性能。在每个单独的传输信道中的可实现的信息速率（AIR）和最佳编码速率已被评估为DP-64 QAM，DP-256 QAM和DP-1024 QAM调制格式，使用和不使用概率整形技术。研究发现，对于所有的调制格式，由于三阶色散的存在，信噪比、AIRs和码率都表现出明显的中心信道不对称性。这提供了一个新的见解，即前向纠错方案必须在每个信道的基础上非对称地优化，以最大化总吞吐量。
2019-09-24 eess.SP
Analogue Radio over Fiber aided Multi-service Communications for High Speed Trains
高速列车（HST）已逐渐成为一种重要的交通工具，鉴于我们的数字世界，预计乘客将始终保持联系。更具体地说，机上乘客需要快速的移动连接，这是目前实施的蜂窝网络无法提供的。因此，在这篇文章中，我们提出了一个模拟无线电光纤（A-RoF）辅助多业务网络架构的高速列车，以提高服务质量，以及降低成本的无线电接入网络（RAN）。所提出的设计可以使用相同的架构同时支持亚6 GHz以及毫米波（mmWave）通信。解释一下，我们设计了一种光子辅助波束成形技术，以消除笨重的高速电子移相器和恶劣的宽带毫米波混频器，同时提供低成本的RAN解决方案。最后，波束形成范围为180的高分辨率使用我们提出的系统证明。
2021-11-27 eess.SP
Building a digital twin of EDFA: a grey-box modeling approach
本文提出一种基于单变量线性函数的灰盒EDFA增益建模方法，仅用8个样本即可超越基于900个样本的神经网络模型，数据量减少两个数量级，且泛化性强，使构建每台EDFA的数字孪生成为可能。
2023-07-13 eess.SP
Implementing Digital Twin in Field-Deployed Optical Networks: Uncertain Factors, Operational Guidance, and Field-Trial Demonstration
针对真实现场部署光网络中数字孪生失准问题，本文分析三类不确定因素并提出实施指南，且在C+L波段现场试验链路中验证了光纤切断场景下的性能恢复能力。
2023-12-06 cs.NI eess.SP
Physics-oriented learning of nonlinear Schrödinger equation: optical fiber loss and dispersion profile identification
在光纤通信中，非线性薛定谔方程（NLSE）的系统辨识（SI）长期以来主要用于光纤非线性补偿（NLC）。最近的一项调查将数字反向传播（DBP）等行为模型方法与神经网络（NN）等数据驱动方法相结合。这些工作旨在获得更多的NLC增益;然而，通过将我们的注意力引导到这样的SI过程中的学习参数，系统状态信息，即，光纤参数，将可能被提取。在这里，我们证明了基于NN的DBP中学习参数的基于模型的优化和可解释性，使传输线监测成为可能，完全提取实际的在线NLSE参数分布。具体而言，我们证明了纵向损耗和色散曲线沿多跨链路可以得到一次，直接从数据承载信号，而无需任何专用的模拟设备，如光时域反射仪。我们将该方法应用于长距离（~ 2，080 km）链路，并测试了各种链路条件，包括插入的额外损耗，不同的光纤输入功率和非均匀电平图。测量性能也被调查方面的测量范围，精度，和光纤发射功率。这些结果提供了一个路径简化和自动化的网络管理作为DBP的另一个应用。
2021-04-13 eess.SP physics.optics
Transformer-based Nonlinear Equalization for DP-16QAM Coherent Optical Communication Systems
针对长距离DP-16QAM相干光通信系统中非线性效应补偿复杂度高的问题，提出基于Transformer的非线性均衡模型，在不同光纤长度和入射光功率下性能优于DBP、FCNN和BiLSTM等现有方案。
2023-08-23 eess.SP
The Impact of Transceiver Noise on Digital Nonlinearity Compensation
分析了在存在放大自发辐射噪声（ASE）和非理想收发器子系统噪声的情况下，数字非线性补偿（NLC）的效率。它对信噪比（SNR）和到达增加的影响进行了研究，特别强调分裂NLC，其中数字反向传播算法在发射机和接收机之间划分。本文提出了一种计算非理想传输系统信噪比的解析模型，该系统具有任意的分裂NLC结构。当信号-信号非线性被补偿时，性能限制来自残余信号-噪声相互作用。这些相互作用包括信号与共同传播的ASE和收发器噪声之间的非线性拍频。虽然收发器噪声信号拍频通常在短传输距离中占主导地位，但ASE噪声信号拍频在较大传输距离中占主导地位。结果表明，这两种制度的行为不同的最佳NLC分裂比和各自的达到增益。此外，简单的公式预测的最佳NLC分裂比和达到增加在这两个政权的报告。据发现，分裂NLC提供相对于传统的数字反向传播（DBP）的增益可以忽略不计的距离小于1000公里，使用标准的单模光纤和收发器（背靠背）的SNR为26 dB，当发射机和接收机注入相同数量的噪声。然而，当发射器和接收器注入不等量的噪声时，通过适当地定制分裂NLC算法，可以在DBP之上达到56%的增益。数值模拟结果证实了理论研究结果。
2017-09-13 eess.SP
Fuzzy Clustering for Low-Complexity Time Domain Chromatic Dispersion Compensation Scheme in Coherent Optical Fiber Communication Systems
针对相干光纤通信中CDC硬件复杂度高的问题，提出两阶段模糊聚类的软判决TD-CDC方案，在1800 km系统中显著降低复杂度并保持最优Q因子。
2025-03-16 eess.SP
Spectrally and Power Efficient Optical Communication Systems
在全球范围内，特别是在数据中心的短距离链路中，业务需求的增加将要求光通信系统继续以加速的速度扩展。然而，能量约束开始限制实际上可以在数据中心中以最短距离和超长海底链路中以最长距离通过光学系统传输的比特率。数据中心中的短距离链路面临着功耗、尺寸和成本的严格限制，这将需要低功耗解决方案，这些解决方案可以扩展到每波长100 Gbit/s以上的比特率，同时适应由于更长的光纤设备、更多波长的多路复用以及可能的光交换而增加的损耗。在最远距离处，由于海岸处的功率馈送限制，超过约5，000 km的海底光缆面临能量限制，这限制了海底光放大器可用的电功率，最终限制了每根光纤的光功率和吞吐量。本文提出了缓解这些限制的策略。对于数据中心中的短距离链路，我们提出了完全避免高速模数转换器和数字信号处理器的低功耗相干接收器架构。对于长距离海底链路，我们演示了如何优化信道功率分配的约束下的放大器功率最大限度地提高了每光纤的信息理论容量。
2018-06-05 eess.SP physics.app-ph
