光纖通信系統(tǒng)（第四版）

第1章緒論
1．1歷史回顧
1．1．1光纖通信的需求
1．1．2光波系統(tǒng)的演進(jìn)
1．2基本概念
1．2．1模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)
1．2．2信道復(fù)用
1．2．3調(diào)制格式
1．3光通信系統(tǒng)
1．4光波系統(tǒng)組成
1．4．1作為通信通道的光纖
1．4．2光發(fā)射機(jī)
1．4．3光接收機(jī)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章光纖
2．1幾何光學(xué)描述
2．1．1階躍折射率光纖
2．1．2漸變折射率光纖
2．2波的傳輸
2．2．1麥克斯韋方程組
2．2．2光纖模式
2．2．3單模光纖
2．3單模光纖中的色散
2．3．1群速度色散
2．3．2材料色散
2．3．3波導(dǎo)色散
2．3．4高階色散
2．3．5偏振模色散
2．4色散引起的限制
2．4．1基本傳輸方程
2．4．2啁啾高斯脈沖
2．4．3對(duì)比特率的限制
2．4．4光纖帶寬
2．5光纖損耗
2．5．1衰減系數(shù)
2．5．2材料吸收
2．5．3瑞利散射
2．5．4波導(dǎo)缺陷
2．6非線性光學(xué)效應(yīng)
2．6．1受激光散射
2．6．2非線性相位調(diào)制
2．6．3四波混頻
2．7光纖設(shè)計(jì)和制造
2．7．1石英光纖
2．7．2塑料光纖
2．7．3光纜和連接器
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章光發(fā)射機(jī)
3．1半導(dǎo)體激光物理
3．1．1自發(fā)輻射和受激輻射
3．1．2非輻射復(fù)合
3．1．3光增益
3．1．4反饋和激光器閾值
3．1．5縱模
3．1．6激光器結(jié)構(gòu)
3．2單模半導(dǎo)體激光器
3．2．1分布反饋激光器
3．2．2耦合腔半導(dǎo)體激光器
3．2．3可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器
3．2．4垂直腔面發(fā)射激光器
3．3激光器的工作特性
3．3．1連續(xù)工作特性
3．3．2調(diào)制帶寬
3．3．3相對(duì)強(qiáng)度噪聲
3．3．4頻譜線寬
3．4光信號(hào)產(chǎn)生
3．4．1直接調(diào)制
3．4．2外調(diào)制
3．5發(fā)光二極管
3．5．1連續(xù)工作特性
3．5．2調(diào)制響應(yīng)
3．5．3發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)
3．6光發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)
3．6．1光源與光纖的耦合
3．6．2驅(qū)動(dòng)電路
3．6．3可靠性和封裝
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章光接收機(jī)
4．1基本概念
4．1．1響應(yīng)度和量子效率
4．1．2上升時(shí)間和帶寬
4．2常用的光電探測(cè)器
4．2．1p-n光電二極管
4．2．2p-i-n光電二極管
4．2．3雪崩光電二極管
4．2．4MSM光電探測(cè)器
4．3光接收機(jī)的設(shè)計(jì)
4．3．1前端
4．3．2線性通道
4．3．3數(shù)據(jù)恢復(fù)
4．3．4集成光接收機(jī)
4．4光接收機(jī)噪聲
4．4．1噪聲機(jī)制
4．4．2p-i-n光接收機(jī)
4．4．3APD光接收機(jī)
4．5相干探測(cè)
4．5．1本機(jī)振蕩器
4．5．2零差探測(cè)
4．5．3外差探測(cè)
4．5．4信噪比
4．6光接收機(jī)靈敏度
4．6．1誤碼率
4．6．2最小接收光功率
4．6．3光電探測(cè)的量子極限
4．7靈敏度劣化
4．7．1消光比
4．7．2強(qiáng)度噪聲
4．7．3定時(shí)抖動(dòng)
4．8光接收機(jī)的性能
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第5章光波系統(tǒng)
5．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5．1．1點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路
5．1．2分配網(wǎng)
5．1．3局域網(wǎng)
5．2設(shè)計(jì)指南
5．2．1損耗限制光波系統(tǒng)
5．2．2色散限制光波系統(tǒng)
5．2．3功率預(yù)算
5．2．4上升時(shí)間預(yù)算
5．3長(zhǎng)途光波系統(tǒng)
5．3．1性能限制因素
5．3．2陸地光波系統(tǒng)
5．3．3海底光波系統(tǒng)
5．4功率代價(jià)的來(lái)源
5．4．1模式噪聲
5．4．2模分配噪聲
5．4．3反射反饋和噪聲
5．4．4色散致脈沖展寬
5．4．5頻率啁啾
5．4．6眼圖閉合度代價(jià)
5．5前向糾錯(cuò)
5．5．1糾錯(cuò)碼
5．5．2編碼增益
5．6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第6章多信道系統(tǒng)
6．1WDM光波系統(tǒng)
6．1．1大容量點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路
6．1．2廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)
6．1．3多址WDM網(wǎng)絡(luò)
6．2WDM組件
6．2．1可調(diào)諧光濾波器
6．2．2復(fù)用器和解復(fù)用器
6．2．3分插復(fù)用器和濾波器
6．2．4星形耦合器
6．2．5波長(zhǎng)路由器
6．2．6WDM光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)
6．3系統(tǒng)性能問(wèn)題
6．3．1不同波長(zhǎng)線性串?dāng)_
6．3．2相同波長(zhǎng)線性串?dāng)_
6．3．3非線性拉曼串?dāng)_
6．3．4受激布里淵散射
6．3．5交叉相位調(diào)制
6．3．6四波混頻
6．3．7其他設(shè)計(jì)問(wèn)題
6．4時(shí)分復(fù)用
6．4．1信道復(fù)用
6．4．2信道解復(fù)用
6．4．3系統(tǒng)性能
6．5副載波復(fù)用
6．5．1模擬和數(shù)字副載波復(fù)用系統(tǒng)
6．5．2多波長(zhǎng)副載波復(fù)用系統(tǒng)
6．5．3正交頻分復(fù)用
6．6碼分復(fù)用
6．6．1時(shí)域編碼
6．6．2頻域編碼
6．6．3跳頻
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第7章?lián)p耗管理
7．1光纖損耗的補(bǔ)償
7．1．1周期放大方案
7．1．2集總放大和分布放大
7．1．3雙向泵浦方案
7．2摻鉺光纖放大器
7．2．1泵浦和增益譜
7．2．2二能級(jí)模型
7．2．3放大器噪聲
7．2．4多信道放大
7．3光纖拉曼放大器
7．3．1拉曼增益和帶寬
7．3．2拉曼引起的信號(hào)增益
7．3．3多泵浦拉曼放大
7．3．4拉曼放大器的噪聲指數(shù)
7．4光信噪比
7．4．1集總放大
7．4．2分布放大
7．5電信噪比
7．5．1放大自發(fā)輻射引起的電流起伏
7．5．2放大自發(fā)輻射對(duì)信噪比的影響
7．5．3放大器鏈中噪聲的累積
7．6光接收機(jī)靈敏度和Q因子
7．6．1誤碼率
7．6．2Q因子與光信噪比的關(guān)系
7．7色散和非線性效應(yīng)的影響
7．7．1通過(guò)調(diào)制不穩(wěn)定性的噪聲增長(zhǎng)
7．7．2噪聲引起的信號(hào)劣化
7．7．3噪聲引起的能量起伏
7．7．4噪聲引起的定時(shí)抖動(dòng)
7．8周期放大光波系統(tǒng)
7．8．1數(shù)值方法
7．8．2最佳輸入功率
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第8章色散管理
8．1色散問(wèn)題及其解決方案
8．2色散補(bǔ)償光纖
8．2．1色散補(bǔ)償條件
8．2．2色散圖
8．2．3色散補(bǔ)償光纖的設(shè)計(jì)
8．3光纖布拉格光柵
8．3．1均勻周期光柵
8．3．2啁啾光纖光柵
8．3．3采樣光柵
8．4色散均衡濾波器
8．4．1Gires-Tournois濾波器
8．4．2馬赫曾德?tīng)枮V波器
8．4．3其他全通濾波器
8．5光學(xué)相位共軛
8．5．1工作原理
8．5．2自相位調(diào)制的補(bǔ)償
8．5．3相位共軛信號(hào)的產(chǎn)生
8．6高比特率信道
8．6．1可調(diào)諧色散補(bǔ)償
8．6．2高階色散管理
8．6．3偏振模色散補(bǔ)償
8．7電色散補(bǔ)償
8．7．1群速度色散預(yù)補(bǔ)償?shù)幕舅枷?br />8．7．2發(fā)射端預(yù)補(bǔ)償
8．7．3接收端補(bǔ)償
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第9章非線性效應(yīng)的控制
9．1光纖非線性的影響
9．1．1系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題
9．1．2半解析方法
9．1．3孤子區(qū)域和偽線性區(qū)域
9．2光纖中的孤子
9．2．1光孤子的特性
9．2．2損耗管理孤子
9．3色散管理孤子
9．3．1色散漸減光纖
9．3．2周期色散圖
9．3．3設(shè)計(jì)問(wèn)題
9．3．4定時(shí)抖動(dòng)
9．3．5定時(shí)抖動(dòng)的控制
9．4偽線性光波系統(tǒng)
9．4．1信道內(nèi)非線性效應(yīng)的起源
9．4．2信道內(nèi)交叉相位調(diào)制
9．4．3信道內(nèi)四波混頻
9．5信道內(nèi)非線性效應(yīng)的控制
9．5．1色散圖的優(yōu)化
9．5．2相位交替技術(shù)
9．5．3比特交替偏振
習(xí)題
參考文獻(xiàn)第10章先進(jìn)光波系統(tǒng)
10．1先進(jìn)調(diào)制格式
10．1．1光信號(hào)的編碼
10．1．2振幅和相位調(diào)制器
10．2解調(diào)方案
10．2．1外差同步解調(diào)
10．2．2外差異步解調(diào)
10．2．3光延遲解調(diào)
10．3散彈噪聲和誤碼率
10．3．1外差同步解調(diào)接收機(jī)
10．3．2外差異步解調(diào)接收機(jī)
10．3．3帶有延遲解調(diào)的接收機(jī)
10．4靈敏度劣化機(jī)制
10．4．1激光器的強(qiáng)度噪聲
10．4．2激光器的相位噪聲
10．4．3信號(hào)偏振起伏
10．4．4光放大器加入的噪聲
10．4．5光纖色散
10．5非線性效應(yīng)的影響
10．5．1非線性相位噪聲
10．5．2光纖色散效應(yīng)
10．5．3非線性相位噪聲的補(bǔ)償
10．6最新進(jìn)展
10．6．1采用DBPSK格式的系統(tǒng)
10．6．2采用DQPSK格式的系統(tǒng)
10．6．3采用QAM和相關(guān)格式的系統(tǒng)
10．6．4采用正交頻分復(fù)用的系統(tǒng)
10．7極限通道容量
習(xí)題
參考文獻(xiàn)第11章全光信號(hào)處理
11．1非線性技術(shù)和器件
11．1．1非線性光纖環(huán)形鏡
11．1．2參量放大器
11．1．3半導(dǎo)體光放大器中的非線性效應(yīng)
11．1．4光學(xué)雙穩(wěn)器件
11．2全光觸發(fā)器
11．2．1半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體光放大器
11．2．2耦合半導(dǎo)體激光器和半導(dǎo)體光放大器
11．3波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器
11．3．1基于交叉相位調(diào)制的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器
11．3．2基于四波混頻的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器
11．3．3無(wú)源半導(dǎo)體波導(dǎo)
11．3．4基于半導(dǎo)體光放大器的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器
11．4超快光交換
11．4．1時(shí)域解復(fù)用
11．4．2數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換
11．4．3包交換
11．5光再生器
11．5．1基于光纖的2R再生器
11．5．2基于半導(dǎo)體光放大器的2R再生器
11．5．3基于光纖的3R再生器
11．5．4基于半導(dǎo)體光放大器的3R再生器
11．5．5相位編碼信號(hào)的再生
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
附錄A 單位制
附錄B 縮寫詞
附錄C 脈沖展寬的一般公式
附錄D 軟件包
中英文術(shù)語(yǔ)對(duì)照