24、5G 时代光通信中的超信道传输与灵活栅格波长路由

5G 时代光通信中的超信道传输与灵活栅格波长路由

1. 单通道和多通道非线性补偿（NLC）的缩放规则

在光通信系统中，接收器检测带宽之外的波分复用（WDM）通道无法进行数字补偿，这降低了数字反向传播（DBP）的有效性。为了评估全负载 WDM 系统中通道内和多通道 NLC 的有效性，我们可以使用高斯噪声（GN）模型来评估非线性噪声功率（$\sigma^2_{NL}$）与接收器带宽的函数关系。

GN 模型最初是为色散未管理（DUM）系统提出的，但对于具有高速调制和足够大的每跨段残余色散（RDPS）的长距离色散补偿传输也适用。在 GN 模型下，DUM 系统中非线性噪声的功率谱密度（PSD）可以通过以下积分方程进行评估：
[
GNLI(f) = \frac{16}{27} \gamma^2 L_{eff}^2 \int_{-\infty}^{\infty} \int_{-\infty}^{\infty} G_{WDM}(f_1) G_{WDM}(f_1) G_{WDM}(f_1) \rho(f_1, f_2, f) \chi(f_1, f_2, f) df_2 df_1
]
其中，$\gamma$ 是光纤非线性系数，$L_{eff}$ 是有效光纤跨段长度，$G_{WDM}(f)$ 表示传输的 WDM 光信号的 PSD，$\rho(f_1, f_2, f)$ 考虑了单跨段非线性噪声，$\chi(f_1, f_2, f)$ 是相位阵列因子：
[
\chi(f_1, f_2, f) = \frac{\sin^2(2 N_s \pi^2 (f_1 - f) (f_2 - f) \beta_2 L_s)}{\sin^2(2 \pi^2 (f_1 - f) (