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
1．2基本概念
1．2．1模擬信號和數(shù)字信號
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
1．4．3光接收機
習題
參考文獻
第2章光纖
2．1幾何光學描述
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波導缺陷
2．6非線性光學效應(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
習題
參考文獻
第3章光發(fā)射機
3．1半導體激光物理
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單模半導體激光器
3．2．1分布反饋激光器
3．2．2耦合腔半導體激光器
3．2．3可調(diào)諧半導體激光器
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相對強度噪聲
3．3．4頻譜線寬
3．4光信號產(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)射機的設(shè)計
3．6．1光源與光纖的耦合
3．6．2驅(qū)動電路
3．6．3可靠性和封裝
習題
參考文獻
第4章光接收機
4．1基本概念
4．1．1響應(yīng)度和量子效率
4．1．2上升時間和帶寬
4．2常用的光電探測器
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光電探測器
4．3光接收機的設(shè)計
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
4．4光接收機噪聲
4．4．1噪聲機制
4．4．2p-i-n光接收機
4．4．3APD光接收機
4．5相干探測
4．5．1本機振蕩器
4．5．2零差探測
4．5．3外差探測
4．5．4信噪比
4．6光接收機靈敏度
4．6．1誤碼率
4．6．2最小接收光功率
4．6．3光電探測的量子極限
4．7靈敏度劣化
4．7．1消光比
4．7．2強度噪聲
4．7．3定時抖動
4．8光接收機的性能
習題
參考文獻
第5章光波系統(tǒng)
5．1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5．1．1點對點鏈路
5．1．2分配網(wǎng)
5．1．3局域網(wǎng)
5．2設(shè)計指南
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上升時間預(yù)算
5．3長途光波系統(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功率代價的來源
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
5．5前向糾錯
5．5．1糾錯碼
5．5．2編碼增益
5．6計算機輔助設(shè)計
習題
參考文獻
第6章多信道系統(tǒng)
6．1WDM光波系統(tǒng)
6．1．1大容量點對點鏈路
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波長路由器
6．2．6WDM光發(fā)射機和光接收機
6．3系統(tǒng)性能問題
6．3．1不同波長線性串擾
6．3．2相同波長線性串擾
6．3．3非線性拉曼串擾
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)計問題
6．4時分復(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時域編碼
6．6．2頻域編碼
6．6．3跳頻
習題
參考文獻
第7章?lián)p耗管理
7．1光纖損耗的補償
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通過調(diào)制不穩(wěn)定性的噪聲增長
7．7．2噪聲引起的信號劣化
7．7．3噪聲引起的能量起伏
7．7．4噪聲引起的定時抖動
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
習題
參考文獻
第8章色散管理
8．1色散問題及其解決方案
8．2色散補償光纖
8．2．1色散補償條件
8．2．2色散圖
8．2．3色散補償光纖的設(shè)計
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馬赫曾德爾濾波器
8．4．3其他全通濾波器
8．5光學相位共軛
8．5．1工作原理
8．5．2自相位調(diào)制的補償
8．5．3相位共軛信號的產(chǎn)生
8．6高比特率信道
8．6．1可調(diào)諧色散補償
8．6．2高階色散管理
8．6．3偏振模色散補償
8．7電色散補償
8．7．1群速度色散預(yù)補償?shù)幕舅枷?br />8．7．2發(fā)射端預(yù)補償
8．7．3接收端補償
習題
參考文獻
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)計問題
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)計問題
9．3．4定時抖動
9．3．5定時抖動的控制
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
習題
參考文獻第10章先進光波系統(tǒng)
10．1先進調(diào)制格式
10．1．1光信號的編碼
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
10．3．2外差異步解調(diào)接收機
10．3．3帶有延遲解調(diào)的接收機
10．4靈敏度劣化機制
10．4．1激光器的強度噪聲
10．4．2激光器的相位噪聲
10．4．3信號偏振起伏
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償
10．6最新進展
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
習題
參考文獻第11章全光信號處理
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半導體光放大器中的非線性效應(yīng)
11．1．4光學雙穩(wěn)器件
11．2全光觸發(fā)器
11．2．1半導體激光器和半導體光放大器
11．2．2耦合半導體激光器和半導體光放大器
11．3波長轉(zhuǎn)換器
11．3．1基于交叉相位調(diào)制的波長轉(zhuǎn)換器
11．3．2基于四波混頻的波長轉(zhuǎn)換器
11．3．3無源半導體波導
11．3．4基于半導體光放大器的波長轉(zhuǎn)換器
11．4超快光交換
11．4．1時域解復(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基于半導體光放大器的3R再生器
11．5．5相位編碼信號的再生
習題
參考文獻
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)語對照