光相干传输系统中的发射功率优化：解析、仿真与实验结果
信号处理
2020-02-19 v1 最优化与控制
摘要
本文提出使用所谓增强高斯噪声（EGN）模型的离散化版本来估计光纤对光相干无补偿传输（CUT）系统性能的非线性效应。通过计算非线性干扰噪声功率并考虑光放大器噪声，我们得到CUT的信噪比（SNR）与可达速率。为分配各CUT信道功率，我们考虑两个以最大化最小SNR裕度与可达速率为目标的最优问题。我们表明，使用离散化EGN模型时，所引入优化问题的复杂度相较于基于所谓离散化高斯噪声（GN）模型的现有优化问题有所降低。此外，基于离散化EGN模型的优化带来了更好的SNR与可达速率。我们以仿真与实验结果验证了分析结论。我们在OptiSystem软件上仿真了五信道相干系统，优化与仿真间观察到紧密一致。进一步，我们考虑单信道与三信道相干系统，在300 km单模光纤（SMF）与非零色散位移光纤（NZDSF）上测量了商用100Gbps相干发射机的SNR。我们观察到实验与分析结果间存在性能差距，主要源于实验中发射机缺陷噪声、热噪声与散粒噪声等其他噪声源。通过将这些噪声源纳入分析模型，分析结果与实验结果间的差距得以减小。
引用
@article{arxiv.2002.07626,
title = {Transmit Power Optimization in Optical Coherent Transmission Systems: Analytical, Simulation, and Experimental Results},
author = {Ramin Hashemi and Mehdi Habibi and Hamzeh Beyranvand and Ali Emami and Mahdi Hashemi and Davood Ranjbar Rafie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.07626},
year = {2020}
}