Computation efficient sparse DNN nonlinear equalization for IM/DD 112 Gbps PAM4 inter-data center optical interconnects

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作者
Govind Sharan Yadav,Chun-Yen Chuang,Kai-Ming Feng,Jyehong Chen,Young-Kai Chen
出处
期刊:Optics Letters [Optica Publishing Group]
卷期号:46 (9): 1999-1999 被引量:22
标识
DOI:10.1364/ol.417834
摘要

In this Letter, we propose and experimentally demonstrate a novel, to the best of our knowledge, sparse deep neural network-based nonlinear equalizer (SDNN-NLE). By identifying only the significant weight coefficients, our approach remarkably reduces the computational complexity, while still upholding the desired transmission accuracy. The insignificant weights are pruned in two phases: identifying the significance of each weight by pre-training the fully connected DNN-NLE with an adaptive L2-regularization and then pruning those insignificant ones away with a pre-defined sparsity. An experimental demonstration is conducted on a 112 Gbps PAM4 link over 40 km standard single-mode fiber with a 25 GHz externally modulated laser in O-band. Our experimental results illustrate that, for the 112 Gbps PAM4 signal at a received optical power of 5 d B m over 40 km, the proposed SDNN-NLE exhibits promising solutions to effectively mitigate nonlinear distortions and outperforms a conventional fully connected Volterra equalizer (VE), conventional fully connected DNN-NLE, and sparse VE by providing 71%, 63%, and 41% complexity reduction, respectively, without degrading the system performance.

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