Инд. авторы:	Редюк А.А., Сидельников О.С., Аверьянов Е.А., Сорокина М.А., Федорук М.П., Турицын С.К.
Заглавие:	Метод компенсации нелинейных искажений сигнала в волоконных системах связи на основе теории возмущений и машинного обучения
Библ. ссылка:	Редюк А.А., Сидельников О.С., Аверьянов Е.А., Сорокина М.А., Федорук М.П., Турицын С.К. Метод компенсации нелинейных искажений сигнала в волоконных системах связи на основе теории возмущений и машинного обучения // Прикладная фотоника. - 2018. - Т.5. - № 3. - С.265-276. - ISSN 2411-4367. - EISSN 2411-4375.
Внешние системы:	DOI: 10.15593/2411-4367/2018.3.10; РИНЦ: 36777649;
Реферат:	rus: В статье исследуется метод компенсации внутриканальных и межканальных нелинейных искажений оптического сигнала для волоконных систем связи со спектральным уплотнением каналов. В его основе лежит дискретная модель, связывающая переданные и принятые символы, построенная на анализе возмущений первого порядка системы уравнений Манакова. Реализация метода осуществляется с помощью решения задачи линейной регрессии с целевой функцией метода наименьших квадратов. На примере трехканальной системы связи протяженностью 2000 км и канальной скоростью передачи 240 Гбит/с показано, что эффективность предлагаемого метода превосходит эффективность линейного восстановления фазы принятого сигнала и находится на уровне метода обратного распространения сигнала с использованием одного шага на пролет. eng: In the paper anapproach of intra- and inter-channel nonlinear impairments compensation for optical signal in wave-division multiplexingfiber communication systems is investigated. The approach is based on a discrete model connecting the transmitted and received symbols, built on the first-order perturbation analysis of the Manakov equations. The method works by linear regression with the objective function of least squares method. It is shown on the example of a three-channel communication system with a length of 2000 km and a channel transmission rate of 240 Gbit/s that efficiency of the proposed method exceeds efficiency of the phase shift equalization of the received signal and is at the level of the digital back propagation using one step per span.
Ключевые слова:	machine learning; nonlinear distortion compensation method; digital signal processing; nonlinear signal distortions; Manakov equations; Fiber optic communication systems; теория возмущений. Russian Federation; машинное обучение; метод компенсации нелинейных искажений; цифровая обработка сигнала; нелинейные искажения сигнала; система уравнений Манакова; волоконно-оптическая линия связи; perturbation theory;
Издано:	2018
Физ. характеристика:	с.265-276
Цитирование:	1. Overcoming Kerr-induced capacity limit in optical fiber transmission / E. Temprana, E. Myslivets, B.P.-P. Kuo, L. Liu, V. Ataie1, N. Alic, S. Radic // Science. - 2015. - Vol. 348(6242). - P. 1445-1448. 2. Ip E. Nonlinear compensation using backpropagation for polarization-multiplexed transmission // Journal of Lightwave Technology. - 2010. - Vol. 28(6). - P. 939-951. 3. Liu L., Li L., Huang Y. Intrachannel nonlinearity compensation by inverse Volterra series transfer function // Journal of Lightwave Technology. - 2012. - Vol. 30(3). - P. 310-316. 4. Robust and efficient receiver-side compensation method for intra-channel nonlinear effects / T. Oyama, H. Nakashima, S. Oda, T. Yamauchi, Z. Tao, T. Hoshida, J.C. Rasmussen // Proceedings of Optical Fiber Communication Conference. - San Francisco. - 2014. - Paper Tu3A.3 5. Multiplier-free intrachannel nonlinearity compensating algorithm operating at symbol rate / Z. Tao, L. Dou, W. Yan, L. Li, T. Hoshida, J.C. Rasmussen // Journal of Lightwave Technology. - 2011. - Vol. 29(17). - P. 2570-2576. 6. Machine learning techniques in optical communication / D. Zibar, M. Piels, R. Jones, C.G. Schäeffer // Journal of Lightwave Technology. - 2016. - Vol. 34(6). - P. 1442-1452. 7. Sidelnikov O.S., Redyuk A.A., Sygletos S. Dynamic neural network-based methods for compensation of nonlinear effects in multimode communication lines // Quantum Electronics. - 2017. - Vol. 47(12). - P. 1147-1149. 8. Support vector machines for error Correction in Optical Data Transmission / A. Metaxas, A. Redyuk, Y. Sun, A. Shafarenko, N. Davey, R. Adams // Lecture Notes in Computer Science. - 2013. - Vol. 7824. - P. 438-445. 9. Inter-channel nonlinear interference noise in WDM systems: modeling and mitigation / R. Dar, M. Feder, A. Mecozzi, M. Shtaif // Journal of Lightwave Technology. - 2015. - Vol. 33(5). - P. 1044-1053. 10. Sorokina M., Sygletos S., Turitsyn S. Sparse identification for nonlinear optical communication systems: SINO method // Optics Express. - 2016. - Vol. 24. - P. 30433-30443. 11. Mecozzi A. A unified theory of intrachannel nonlinearity in pseudolinear transmission // Impact of Nonlinearities on Fiber Optic Communications / ed. S. Kumar. - New York, NY: Springer New York, 2011. - P. 253-291. 12. Ghazisaeidi A., Essiambre R.-J. Calculation of coefficients of perturbative nonlinear pre-compensation for Nyquist pulses // Proceedings of European Conference on Optical Communication. - Cannes, 2014. - P. 1-3. 13. Schmidt M., Le Roux N., Bach F. Minimizing finite sums with the stochastic average gradient // Mathematical Programming. - 2017. - Vol. 162(1). - P. 83-112. 14. Zhang L.M., Kschischang F.R. Staircase codes with 6 to 33 % overhead // Journal of Lightwave Technology. - 2014. - Vol. 32(10). - P. 1999-2001.