Pulse shaping for coherent optical fiber communication has been an active area of research for the past decade. Most of the early schemes are based on classic Nyquist pulse shaping that was originally intended for linear channels. The best known classic scheme, the split digital back-propagation (DBP), uses joint pre-distortion and post equalization and hence, a nonlinear transmitter (TX); it, however, suffers from spectral broadening on the fiber due to the Kerr-effect. With the advent of deep learning in communications, it has been realized that an Autoencoder can learn to communicate efficiently over the optical fiber channel, jointly optimizing geometric constellations and pulse shaping - while also taking into account linear and nonlinear impairments such as chromatic dispersion and Kerr-nonlinearity. E.g., arXiv:2006.15027 shows how an Autoencoder can learn to mitigate spectral broadening due to the Kerr-effect using a trainable linear TX. In this paper, we extend this linear architectural template to a scalable nonlinear pulse shaping consisting of a Convolutional Neural Network at both transmitter and receiver. By introducing a novel $\gamma$-lifting training procedure tailored to the nonlinear optical fiber channel, we achieve stable Autoencoder convergence to pulse shapes reaching information rates outperforming the classic split DBP reference at high input powers.


翻译:过去十年来,光纤通信的一致性脉冲成像一直是一项积极的研究领域。大多数早期计划都以传统Nyquist脉冲成像为基础,最初打算用于线性频道。最著名的经典计划,即分开数字反反向分析(DBP),采用联合的预扭曲和后平准(TX),从而使用非线性发射机(TX);然而,由于Kerr效应,它由于光谱的纤维扩大而受到影响。随着对通信的深入学习的到来,我们认识到,自动编码器可以学习如何在光纤频道上高效地进行通信,共同优化几何星座和脉冲成像,同时考虑到线性和非线性缺陷,如色谱分散和无线性等。E.g., arXiv:2006.150 显示一个自动编码器如何学会减轻由于Kerr效应而导致的光谱扩大。在本文中,我们将这一线性建筑模板扩大到一个可伸缩非线性脉冲的脉冲成像,由Culational-Negraphal 直座星座图像网络组成,同时引入一个在Qal-imalimalimalimal-destrational-destrutal strual strutal strutal strutal strutal routal impal routal routal routal routal routal routal routal pral immal routal 程序,以达到我们,以达到一个不动的硬路,以达到我们制成的硬压压压压式的磁带式的直线性平压式的磁器,以达到一个不动性平流式的磁带式的磁波。

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