光纤通信信息容量的非线性极限

通过光纤可通信的信息速率的指数增长是所谓信息革命中的关键要素。然而，如同所有指数增长规律，存在须考虑的物理解限。光在光纤中传播的非线性本质使这些极限难以阐明。本文中，我们获得由这些非线性引起的光纤信息容量极限的基本认识。关键简化在于将非线性信道关联为带乘性噪声的线性信道，对此我们能得到解析结果。与线性加性噪声情形有根本区别，容量不随信号功率增大而无限增长，而是具有极大值。此处提出的想法对其他非线性信息信道有更广的启示，例如神经生物学中感官转导涉及的信道。这些常使用加性噪声线性信道模型考察，而如我们此处所示，非线性可从定性上改变图景。