光纖通信系統(tǒng)

第1章  導(dǎo)論                  
 1. 1  光纖通信的發(fā)展與現(xiàn)狀                  
 1. 2  通信系統(tǒng)的信號(hào)與調(diào)制                  
 1. 2. 1  模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)                  
 1. 2. 2  調(diào)制格式                  
 1. 3  信號(hào)復(fù)用與數(shù)字傳遞方式                  
 1. 3. 1  數(shù)字信號(hào)的復(fù)用方法與PDH系統(tǒng)                  
 1. 3. 2  同步數(shù)字轉(zhuǎn)移模式(SIM)                  
 1. 3. 3  異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)                  
 1. 4  光纖通信系統(tǒng)及其應(yīng)用                  
 1. 5  光纖系統(tǒng)的基本組成                  
 1. 5. 1  光纖光纜                  
 1. 5. 2  光發(fā)送機(jī)                  
 1. 5. 3  光接收機(jī)                  
 練習(xí)題                  
 第2章  光纖的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)波特性                  
 2. 1  光纖的導(dǎo)光原理與結(jié)構(gòu)特性的射線分析                  
 2. 1. 1  階躍光纖                  
 2. 1. 2  漸變光纖                  
 2. 2  階躍光纖的模式理論                  
 2. 2. 1  電磁波在光纖中傳播的基本方程                  
 2. 2. 2  光在光纖中傳播的導(dǎo)波方程                  
 2. 2. 3  階躍光纖中的光場(chǎng)                  
 2. 2. 4  階躍光纖的本征值方程與模式                  
 2. 2. 5  單模光纖                  
 2. 3  單模光纖的色散                  
 2. 3. 1  光纖色散引起的脈沖展寬及對(duì)通信容量的影響                  
 2. 3. 2  材料色散                  
 2. 3. 3  波導(dǎo)色散                  
 2. 3. 4  色散位移和非零色散光纖                  
 2. 3. 5  高階色散                  
 2. 3. 6  偏振色散                  
 2. 4  光纖損耗                  
 2. 4. 1  衰減系數(shù)                  
 2. 4. 2  衰減機(jī)理                  
 2. 5  光纖的非線性效應(yīng)                  
 2. 5. 1  非線性折射率與自相位調(diào)制                  
 2. 5. 2  受激非彈性散射                  
 2. 5. 3  參量過(guò)程與四波混頻                  
 2. 6  光纖光纜設(shè)計(jì)與制造                  
 2. 6. 1  光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造                  
 2. 6. 2  光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造                  
 練習(xí)題                  
 第3章  光波系統(tǒng)中光信號(hào)的傳輸特性                  
 3. 1  色散影響下光信號(hào)的傳輸特性                  
 3. 1. 1  光脈沖傳輸?shù)幕痉匠?nbsp;                 
 3. 1. 2  光脈沖參數(shù)與色散展寬                  
 3. 2  光纖帶寬與色散對(duì)通信能力的限制                  
 3. 2. 1  寬譜光源脈沖傳輸時(shí)的展寬與極限比特率                  
 3. 2. 2  窄譜光源脈沖傳輸時(shí)的展寬與極限比特率                  
 3. 2. 3  光纖與光纖系統(tǒng)的帶寬                  
 3. 3  光纖非線性影響下光信號(hào)的傳輸特性                  
 3. 3. 1  光脈沖在非線性色散光波系統(tǒng)中傳輸?shù)幕痉匠?nbsp;                 
 3. 3. 2  光波系統(tǒng)中光脈沖信號(hào)的傳輸狀態(tài)                  
 3. 4  非線性光波系統(tǒng)中的自相位調(diào)制和頻率啁啾                  
 練習(xí)題                  
 第4章  光波系統(tǒng)互連技術(shù)與器件                  
 4. 1  光纖連接器                  
 4. 1. 1  光纖連接損耗及影響因素                  
 4. 1. 2  光纖連接器的結(jié)構(gòu)                  
 4. 2  光纖耦合器                  
 4. 2. 1  光纖耦合器的基本原理與結(jié)構(gòu)                  
 4. 2. 2  光纖耦合器的特性                  
 4. 2. 3  其他類(lèi)型耦合器                  
 4. 3  波分復(fù)用／解復(fù)用器與光濾波器                  
 4. 3. 1  WDM／DWDM的技術(shù)性能                  
 4. 3. 2  WDM／DWDM的結(jié)構(gòu)原理                  
 4. 4  光波導(dǎo)調(diào)制與開(kāi)關(guān)器件                  
 4. 4. 1  相位調(diào)制器                  
 4. 4. 2  強(qiáng)度調(diào)制器和光開(kāi)關(guān)                  
 練習(xí)題                  
 第5章  光源與光發(fā)送機(jī)                  
 5. 1  半導(dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)                  
 5. 1. 1  發(fā)射與吸收速率                  
 5. 1. 2  PN結(jié)的形成及其能帶結(jié)構(gòu)                  
 5. 1. 3  載流子的復(fù)合發(fā)光效率與壽命                  
 5. 1. 4  制造異質(zhì)結(jié)的化合物半導(dǎo)體                  
 5. 2  發(fā)光二極管                  
 5. 2. 1  輸出功率與效率                  
 5. 2. 2  輸出光譜特性                  
 5. 2. 3  響應(yīng)速率與帶寬                  
 5. 2. 4  LED的類(lèi)型與結(jié)構(gòu)                  
 5. 3  半導(dǎo)體激光二極管                  
 5. 3. 1  粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與光增益                  
 5. 3. 2  光學(xué)諧振腔與激光器的閾值條件                  
 5. 3. 3  激光器的結(jié)構(gòu)                  
 5. 3. 4  有源層的導(dǎo)波特性與激光腔的振蕩模,                   
 5. 3. 5  單縱模半導(dǎo)體激光器                  
 5. 4  半導(dǎo)體激光器的輸出特性                  
 5. 4. 1  L-I轉(zhuǎn)換輸出特性                  
 5. 4. 2  調(diào)制特性                  
 5. 4. 3  噪聲特性                  
 5. 5  光發(fā)送機(jī)                  
 5. 5. 1  光源的調(diào)制                  
 5. 5. 2  光源的驅(qū)動(dòng)電路                  
 5. 5. 3  光源與光纖的耦合                  
 練習(xí)題                  
 第6章  光檢測(cè)器與光接收機(jī)                  
 6. 1  光電二極管                  
 6. 1. 1  光檢測(cè)器的物理基礎(chǔ)                  
 6. 1. 2  PN光電二極管                  
 6. 1. 3  PIN光電二極管                  
 6. 1. 4  雪崩光電二極管                  
 6. 2  光接收機(jī)的電路結(jié)構(gòu)與特性                  
 6. 2. 1  光接收機(jī)的前端                  
 6. 2. 2  光接收機(jī)的線性通道                  
 6. 2. 3  數(shù)據(jù)重建電路                  
 6. 2. 4  集成光接收機(jī)                  
 6. 3  光接收機(jī)的噪聲                  
 6. 3. 1  光接收機(jī)的噪聲源                  
 6. 3. 2  PIN光接收機(jī)的信噪比                  
 6. 3. 3  APD光接收機(jī)的信噪比                  
 6. 4  數(shù)字光接收機(jī)的靈敏度                  
 6. 4. 1  光接收機(jī)的誤碼率                  
 6. 4. 2  數(shù)字光接收機(jī)的最小平均接收功率                  
 6. 4. 3  光接收機(jī)的極限靈敏度                  
 6. 4. 4  光接收機(jī)靈敏度的惡化                  
 6. 5  光中繼器與分插復(fù)用器                  
 6. 5. 1  光中繼器                  
 6. 5. 2  分插復(fù)用器                  
 練習(xí)題                  
 第7章  光放大器                  
 7. 1  光放大器的原理與一般特性                  
 7. 1. 1  光放大器的原理                  
 7. 1. 2  光增益譜寬與放大器帶寬                  
 7. 1. 3  增益飽和與飽和輸出功率                  
 7. 1. 4  放大器噪聲                  
 7. 1. 5  光放大器在光波系統(tǒng)中的應(yīng)用                  
 7. 2  半導(dǎo)體光放大器                  
 7. 2. 1  工作原理                  
 7. 2. 2  放大器特性                  
 7. 2. 3  放大器應(yīng)用                  
 7. 3  光纖喇曼放大器                  
 7. 3. 1  FRA的工作原理與增益帶寬                  
 7. 3. 2  FRA的耦合工作方程和增益飽和                  
 7. 3. 3  FRA的性能及其應(yīng)用                  
 7. 4  光纖布里淵放大器                  
 7. 4. 1  FBA的工作原理與增益帶寬                  
 7. 4. 2  FBA的耦合工作方程和增益飽和                  
 7. 4. 3  FBA的性能及其應(yīng)用                  
 7. 5  摻鉺光纖放大器                  
 7. 5. 1  摻鉺光纖放大器的工作原理與增益譜特性                  
 7. 5. 2  EDPA的小信號(hào)增益與飽和特性                  
 7. 5. 3  EDFA的高速與多信道放大特性                  
 7. 5. 4  EDFA的系統(tǒng)應(yīng)用                  
 練習(xí)題                  
 第8章  直接檢測(cè)光波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能                  
 8. 1  光波系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)                  
 8. 1. 1  點(diǎn)到點(diǎn)連接                  
 8. 1. 2  廣播和分配網(wǎng)                  
 8. 1. 3  局域網(wǎng)                  
 8. 2  光纖損耗和色散對(duì)系統(tǒng)性能的限制                  
 8. 2. 1  損耗限制光波系統(tǒng)                  
 8. 2. 2  色散限制光波系統(tǒng)                  
 8. 2. 3  點(diǎn)到點(diǎn)電信商業(yè)光波系統(tǒng)                  
 8. 3  光波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)                  
 8. 3. 1  光波系統(tǒng)的功率預(yù)算                  
 8. 3. 2  光波系統(tǒng)的上升時(shí)間預(yù)算                  
 8. 3. 3  光波系統(tǒng)的色散預(yù)算                  
 8. 4  光接收機(jī)靈敏度惡化和系統(tǒng)功率代價(jià)                  
 8. 4. 1  模噪聲的影響                  
 8. 4. 2  色散展寬的影響                  
 8. 4. 3  模分配噪聲的影響                  
 8. 4. 4  頻率啁啾的影響                  
 8. 5  光放大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能                  
 8. 5. 1  光前置放大器ASE噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響                  
 8. 5. 2  級(jí)聯(lián)在線光放大系統(tǒng)的性能                  
 練習(xí)題                  
 第9章  相干光波通信系統(tǒng)                  
 9. 1  相干檢測(cè)原理與特性                  
 9. 1. 1  零差檢測(cè)                  
 9. 1. 2  外差檢測(cè)                  
 9. 1. 3  信噪比                  
 9. 2  調(diào)制格式                  
 9. 2. 1  ASK調(diào)制格式                  
 9. 2. 2  PSK調(diào)制格式                  
 9. 2. 3  FSK調(diào)制格式                  
 9. 3  解調(diào)方案                  
 9. 3. 1  外差同步解調(diào)                  
 9. 3. 2  外差異步解調(diào)                  
 9. 3. 3  零差同步解調(diào)                  
 9. 3. 4  零差異步解調(diào)                  
 9. 4  相干光接收機(jī)的誤碼率和靈敏度                  
 9. 4. 1  同步ASK接收機(jī)                  
 9. 4. 2  同步PSK接收機(jī)                  
 9. 4. 3  同步FSK接收機(jī)                  
 9. 4. 4  異步ASK接收機(jī)                  
 9. 4. 5  異步FSK接收機(jī)                  
 9. 4. 6  異步DPSK接收機(jī)                  
 9. 5  相干光接收機(jī)靈敏度惡化與系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮                  
 9. 5. 1  相位噪聲                  
 9. 5. 2  強(qiáng)度噪聲                  
 9. 5. 3  偏振失配                  
 9. 5. 4  光纖色散                  
 9. 6  相干光波系統(tǒng)的性能                  
 9. 6. 1  異步外差系統(tǒng)                  
 9. 6. 2  同步外差系統(tǒng)                  
 9. 6. 3  零差系統(tǒng)                  
 9. 6. 4  現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)                  
 練習(xí)題                  
 第10章  多信道光波系統(tǒng)                  
 10. 1  多信道光波系統(tǒng)的復(fù)用方案                  
 10. 2  WDM光波系統(tǒng)                  
 10. 2. 1  高速大容量點(diǎn)到點(diǎn)通信                  
 10. 2. 2  多信道廣播與分配網(wǎng)                  
 10. 2. 3  多路接入局域網(wǎng)                  
 10. 3  WDN多信道光波系統(tǒng)的解復(fù)用與信道串音                  
 10. 3. 1  信道選擇光濾波器的參數(shù)設(shè)計(jì)和選擇能力                  
 10. 3. 2  直接光解復(fù)用光放大WDM系統(tǒng)中的串音                  
 10. 3. 3  相干解復(fù)用密集WDN系統(tǒng)中的串音                  
 10. 4  WDM多信道光波系統(tǒng)的非線性串音                  
 10. 4. 1  受激喇曼散射(SRS)                  
 10. 4. 2  受激布里淵散射(SBS)                  
 10. 4. 3  交叉相位調(diào)制(KPM)                  
 10. 4. 4  四波混頻(FWM)                  
 10. 5  副載波復(fù)用(SCM)光波系統(tǒng)                  
 10. 5. 1  模擬SCM光波系統(tǒng)                  
 10. 5. 2  相干SCM光波系統(tǒng)                  
 10. 5. 3  多波長(zhǎng)SCM光波系統(tǒng)                  
 10. 6  碼分復(fù)用(CDM)光波系統(tǒng)                  
 練習(xí)題                  
 第11章  光纖孤子通信系統(tǒng)                  
 11. 1  光孤子及其特性                  
 11. 1. 1  非線性薛定諤方程                  
 11. 1. 2  NSE的解及其性質(zhì)                  
 11. 1. 3  暗孤子                  
 11. 2  光纖損耗與光孤子能量補(bǔ)償放大                  
 11. 2. 1  損耗導(dǎo)致的脈沖展寬與面積定理                  
 11. 2. 2  光纖損耗的補(bǔ)償放大與全光中繼                  
 11. 2. 3  延長(zhǎng)放大器間距的預(yù)加重方法                  
 11. 3  光纖孤子系統(tǒng)的通信容量及其限制因素                  
 11. 3. 1  ASE噪聲與光孤子系統(tǒng)的通信容量                  
 11. 3. 2  孤子相互作用與通信容量                  
 11. 3. 3  光孤子源頻率啁啾的影響                  
 11. 3. 4  自感應(yīng)受激喇曼散射與孤子自頻移的影響                  
 11. 4  光纖孤子的傳輸控制                  
 11. 4. 1  ASE限制的頻域?yàn)V波控制                  
 11. 4. 2  光孤子傳輸?shù)臅r(shí)域控制                  
 11. 5  多信道光孤子系統(tǒng)                  
 11. 5. 1  多信道光孤子通信系統(tǒng)的特點(diǎn)                  
 11. 5. 2  多信道光孤子的碰撞長(zhǎng)度                  
 11. 6  光纖孤子通信系統(tǒng)的組成與實(shí)驗(yàn)進(jìn)展                  
 練習(xí)題                  
 第12章  光波通信網(wǎng)新技術(shù)                  
 12. 1  通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展                  
 12. 2  節(jié)點(diǎn)間連接和光纖鏈路的全光化                  
 12. 3  光傳送網(wǎng)結(jié)構(gòu)分層與WDM網(wǎng)的物理通道                  
 12. 3. 1  物理網(wǎng)結(jié)構(gòu)分層                  
 12. 3. 2  光通道層的波長(zhǎng)路由                  
 12. 3. 3  波長(zhǎng)通道與波長(zhǎng)變換                  
 12. 4  光交叉連接設(shè)備                  
 12. 4. 1  OXC的功能和技術(shù)要求                  
 12. 4. 2  OXC的基本結(jié)構(gòu)                  
 12. 4. 3  OXC與DXC結(jié)構(gòu)的關(guān)系與性能比較                  
 12. 5  波長(zhǎng)變換技術(shù)                  
 12. 5. 1  光電混合波長(zhǎng)變換技術(shù)                  
 12. 5. 2  全光波長(zhǎng)變換技術(shù)                  
 12. 5. 3  四波混頻FWM波長(zhǎng)變換器                  
 練習(xí)題                  
 參考文獻(xiàn)