光纤通信(第4版)

目录

第1章光纤通信基础

11光纤通信发展史

111光通信发展史

112高速光纤通信系统进展

113通信网络的分层结构

114ITU-T 光传输网（OTN）*新进展

12光的基础

121光的本质——波动性和光子性

122均匀介质中的光——光是电磁波

123相速度和折射率

124群速度和群折射率

13光的传播特性

131光的反射、折射和全反射——光纤波导传输光的基础

132抗反射膜、电介质镜和光子晶体

133光的谐振——激光器和滤波器基础

134光的干涉和衍射——激光器和滤波器基础

135光的偏振——偏振复用基础

136光在各向异性晶体中的传输——双折射器件及LiNbO3调制器基础

137非线性光学效应——FWM、SRS和SBS基础

138TE、TM和HE

14能带理论及光吸收理论

141能带理论——光探测器、激光器及EDFA基础

142半导体对光的吸收

第2章光纤和光缆

21光纤结构和类型

211多模光纤

212单模光纤

213超低损耗光纤

214光纤制造工艺

215光子晶体光纤

22光纤传输原理

221光线理论分析传输条件——全反射和相干

222光线理论分析光纤传输模式

223导波理论分析光纤传输模式

224单模光纤的基本特性

23光纤传输特性

231衰减

232色散

233比特率

234带宽

235光纤非线性光学效应

24单模光纤分类及应用

241改变光纤结构、设计不同光纤

242G652标准单模光纤

243G653色散位移光纤

244G654截止波长位移光纤

245G655非零色散位移光纤

246G656宽带非零色散位移光纤

247G657接入网用光纤

248正、负色散单模光纤和色散补偿光纤

25光纤的选择

251一般光纤的选择

252超低损耗光纤的选择

26光缆

261对光缆的基本要求

262光缆结构和类型

263海底光缆分类及性能

264海底光缆选择注意事项

第3章光纤通信器件

31光连接器

311连接损耗

312光连接器的结构和特性

313光接头

314连接方法的比较

32光纤耦合器

321方向耦合器

322熔拉双锥星形耦合器

33可调谐光滤波器

331法布里-珀罗（F-P）滤波器

332马赫-曾德尔（M-Z）干涉滤波器

333布拉格光栅及光栅滤波器

334声光效应及声光滤波器

335可调谐光滤波器性能比较

34波分复用/解复用器

341光栅型解复用器

342光干涉型波分复用/解复用器

343介质薄膜型解复用器

35光调制器

351电光效应和电光调制器

352电吸收调制器（EAM）

353DQPSK光调制器

354声光调制器

36光开关

361微机械光开关

362电光开关

363热电效应及热光开关（TOS）

364磁光效应和磁光开关

365声光开关

37光隔离器和光环形器

371磁光块状光隔离器

372磁光波导光隔离器

373光环行器

38阵列波导光栅（AWG）工作原理及器件

381AWG星形耦合器

382AWG工作原理

383AWG复用/解复用器

384AWG滤波器及路由器

39光分插复用器（OADM）

391一般概念

392AWG光分插复用器

393可重构光分插复用器（ROADM）

394波长选择交换（WSS）ROADM

310波长转换

3101光电再生型波长转换

3102半导体光放大器（SOA）非线性介质波长转换

3103非线性光纤介质四波混频波长转换

3104氮化硅波导交叉相位调制（XPM）波长转换

311双折射器件——偏振复用相干检测器件

3111相位延迟和补偿器件

3112起偏器和检偏器

第4章光源及其调制

41概述

42激光器机理

421发光机理

422受激发射条件

423光增益

424激光器起振的阈值条件

425激光器起振的相位条件

43半导体激光器

431异质结半导体激光器

432量子限制激光器

433单纵横（SLM）激光器

44波长可调激光器

441耦合腔型波长可调激光器

442阵列SOA集成光栅腔体型波长可调激光器

443调谐光栅腔（TGC）PIC型波长可调激光器

45阵列波导光栅光源

451AWG多频激光器

452AWG用于多波长光源

453AWG用于无色光网络单元WDM-PON系统

454AWG用于光正交频分复用（O-OFDM）信号产生

46其他激光器

461垂直腔表面发射激光器

462光纤激光器

47半导体激光器的特性

471基本特性

472模式特性

473调制响应

474相对强度噪声

48先进的光调制技术

481光调制技术原理

482光调制技术分类

483差分相移键控（DPSK）

484差分正交相移键控（DQPSK）

485数/模转换器（DAC）正交幅度调制（QAM）

486光数/模转换器（ODAC）正交幅度调制（QAM）

487香农限制和光调制技术比较

第5章光探测及接收

51光探测原理

52光探测器

521PIN光敏二极管

522雪崩光敏二极管

523响应带宽

524新型APD结构

525金属-半导体-金属光探测器（MSM-PD）

526单行载流子光探测器（UTC-PD）

527波导光探测器（WG-PD）

53数字光接收机

531光电转换和前置放大器

532线性放大器

533数据恢复电路

54光接收机信噪比（SNR）

541噪声机理

542PIN光接收机SNR

543APD光接收机SNR

544光信噪比（OSNR）和信噪比（SNR）的关系

55比特误码率、Q参数和SNR

551比特误码率和Q参数

552比特误码率和Q参数、SNR的关系

553光探测器的量子限制

56光功率代价

561光发送机消光比不为零引入的光功率代价

562激光器强度噪声引入的光功率代价

563定时抖动引起的光功率代价

57光接收机

571光接收机性能

572单行载流子（UTC）光接收机

573AWG多信道光接收机

574107Gbit/s 光接收机系统

575单片集成相干接收芯片

第6章光放大器

61光放大器基础

611增益频谱和带宽

612增益饱和

613光放大器噪声

614光放大器应用

62半导体光放大器

621半导体光放大器设计

622半导体光放大器特性

623半导体光放大器应用

63光纤拉曼放大器

631光纤拉曼放大器工作原理

632拉曼增益

633光纤拉曼放大器放大倍数和增益饱和

634光纤拉曼放大器多波长泵浦增益带宽

635光纤拉曼放大器等效开关增益和有效噪声指数

636短波长信号光功率向长波长信号光转移

637光纤拉曼放大器对系统性能的影响

638光纤拉曼放大器应用

64掺铒光纤放大器

641掺铒光纤和EDFA的构成

642EDFA工作原理及特性

643EDFA应用

644L波段EDFA及C+L波段EDFA

65光放大器在系统中的应用

651光放大器级联

652混合使用光纤拉曼放大器和EDFA

第7章光纤通信系统

71调制编码和复用

711光调制——改变载波幅度、频率或相位

712脉冲编码——将模拟信号变为数字信号

713信道复用——扩大信道容量，充分利用光纤带宽

72电复用光纤传输系统

721电频分复用光纤传输系统

722微波副载波复用光纤传输系统

723典型的FDM光纤通信系统——光纤/电缆混合（HFC）网络

724电时分复用及其典型应用——SDH光纤传输系统

73正交频分复用光纤传输系统

731正交频分复用（OFDM）的基本原理

732傅里叶变换实现OFDM调制和解调

733光正交频分复用（O-OFDM）的基本原理

734强度调制/直接检测OFDM光纤传输系统

735偏振复用/相干检测OFDM光纤传输系统

736无傅里叶变换全光OFDM系统

737OFDM信号光纤传输用于4G/5G移动通信

738OFDM信号光纤传输用于高速铁路无线系统

739OFDM光纤传输系统优点及应用

74光复用光纤传输系统

741波分复用（WDM）光纤传输系统

742偏振复用（PM）光纤传输系统

75相干光波通信系统

751相干检测——零差检测、外差检测

752相干检测信噪比（SNR）

753相干解调方式——外差同步解调、外差异步（延迟）解调

754相干系统光调制

755相位噪声和相位分集接收

756强度噪声和平衡混频接收

757极化分集接收

第8章高速光纤通信

81前向纠错

811前向纠错技术概述

812ITU-T 前向纠错标准和实现方法

82数字信号处理（DSP）

821DSP在高比特率光纤通信系统中的作用

822数字信号处理（DSP）技术的实现

823100Gbit/s系统数字信号处理器

824400Gbit/s系统数字信号处理器

83增益均衡

831增益均衡概述

832无源均衡器

833有源斜率均衡器

84奈奎斯特脉冲整形及其系统

841奈奎斯特脉冲整形概念

842奈奎斯特光发送机/光接收机及其系统

85100Gbit/s超长距离DWDM