光纤纵向功率分布估计方法的性能极限
信号处理
2023-01-12 v2 光学
摘要
本文给出了纵向功率分布估计（PPE）方法的解析结果，该方法在相干接收机处可视化光纤中的信号功率演化。PPE可表述为非线性薛定谔方程的反问题，其中非线性系数（进而信号功率）由边界条件（即发射与接收信号）重建。本文回顾并分析了两类PPE方法，包括基于相关性的方法（CMs）与基于最小均方误差的方法（MMSEs）。给出了其输出功率分布与空间分辨率的解析表达式，从而阐明了两种PPE方法的理论性能极限及其差异。推导方程表明，CMs的估计功率分布可理解为真实功率分布与平滑函数的卷积。因此，即便在无噪声无失真条件下，CMs的空间分辨率与测量精度仍受限。CMs空间分辨率的闭式公式被证明与色散系数和信号带宽平方的乘积成反比。对于MMSEs，该卷积效应被抵消，且在精细空间步长下估计功率分布趋近于真实功率分布。
引用
@article{arxiv.2211.08128,
title = {Performance Limit of Fiber-Longitudinal Power Profile Estimation Methods},
author = {Takeo Sasai and Etsushi Yamazaki and Yoshiaki Kisaka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.08128},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 8 figures, accepted version for Journal of Lightwave Technology