Throughput optimization of optical communication systems is a key challenge for current optical networks. The use of gain-flattening filters (GFFs) simplifies the problem at the cost of insertion loss, higher power consumption and potentially poorer performance. In this work, we propose a component wise model of a multi-span transmission system for signal-to-noise (SNR) optimization. A machine-learning based model is trained for the gain and noise figure spectral profile of a C-band amplifier without a GFF. The model is combined with the Gaussian noise model for nonlinearities in optical fibers including stimulated Raman scattering and the implementation penalty spectral profile measured in back-to-back in order to predict the SNR in each channel of a multi-span wavelength division multiplexed system. All basic components in the system model are differentiable and allow for the gradient descent-based optimization of a system of arbitrary configuration in terms of number of spans and length per span. When the input power profile is optimized for flat and maximized received SNR per channel, the minimum performance in an arbitrary 3-span experimental system is improved by up to 8 dB w.r.t. a system with flat input power profile. An SNR flatness down to 1.2 dB is simultaneously achieved. The model and optimization methods are used to optimize the performance of an example core network, and 0.2 dB of gain is shown w.r.t. solutions that do not take into account nonlinearities. The method is also shown to be beneficial for systems with ideal gain flattening, achieving up to 0.3 dB of gain w.r.t. a flat input power profile.
翻译:光学通信系统的通量优化是当前光学网络的一项关键挑战。 使用增压过滤器( GFFs) 来简化问题, 其代价是插入损失、 电耗增加和性能可能更差。 在这项工作中, 我们提出了一个多波长传输系统( SNR) 优化信号到噪音的多波段传输系统( SNR) 的构成智能模型。 一个基于机器学习的模型, 用于没有 GFF 的C波段放大器的增益和噪音图光谱配置。 该模型与光纤非线性能的高斯扩增噪音模型( GFFs) 相结合, 包括刺激 Raman 散射和以回溯度测量的执行频谱配置。 为了预测多波长多波长分解系统( SNRRR) 的每个频道 SNR SNR, 其最低性能表现率显示为直线性能 3B, 将S- B 最低性能显示到平流流流输入的 R. dpal 系统, 将显示S- brodealal 系统到平流输出到平流输入到平流的 RB 格式, 将S- db 格式到平流 格式到平流 格式化的计算为S- 。 将S- b 将显示为S- 递增益到平流 格式到平流、 将显示为S- b 格式 格式到平流、 格式到平流 格式 格式 格式到平流 格式到平流的计算为 SLVLUI 2. 。 格式 格式 格式 格式 格式 的系统 格式 格式 格式 格式 格式 显示为S- 格式 。 显示为S- 显示为 S- 演示方法, 显示为 S- 格式到平至平至平至平流 和 格式 格式 格式 格式 格式 格式 将显示为 SLVLB 将显示为S- palalal 格式 和 格式 格式 将 S- 将显示为S- proal- 将显示为 S- pal- 格式 格式 格式 格式化 格式 格式 格式 格式 格式 格式化为 S-