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第1章 光纤通信概述 1

1.1 光纤通信的发展历史 1

1.2 提高光纤传输容量的技术途径 2

1.2.1 波分复用技术 2

1.2.2 高频谱效率调制码型 4

1.2.3 光正交频分复用技术 5

1.2.4 MIMO技术 7

1.2.5 时分复用技术 7

1.2.6 混合复用技术 7

1.3 光纤通信使用的频段 8

习题 9

参考文献 10

第2章 光纤通信基础 11

2.1 光纤的结构和分类 11

2.1.1 光纤的基本结构 11

2.1.2 光纤的分类 12

2.2 光纤的导光原理与主要参数 12

2.2.1 光纤的导光原理 12

2.2.2 光纤的主要参数 13

2.3 光纤的损耗特性 15

2.3.1 吸收损耗 16

2.3.2 散射损耗 18

2.3.3 弯曲损耗 20

2.4 光纤的色散特性 21

2.4.1 模式色散 22

2.4.2 色度色散 23

2.4.3 偏振模色散 25

2.5 光纤的非线性特性 28

2.5.1 kerr非线性效应 28

2.5.2 受激非弹性散射效应 34

2.6 光信号的传输损伤 37

2.6.1 光纤损耗 38

2.6.2 色度色散 38

2.6.3 kerr非线性 39

2.6.4 ASE噪声 40

2.6.5 非线性相位噪声 40

2.6.6 WDM系统中的线性串扰 41

习题 43

参考文献 44

第3章 光调制与编码 45

3.1 引言 45

3.2 光源的直接调制 45

3.2.1 直调激光发射机 46

3.2.2 线路编码 50

3.3 光源的外调制 56

3.3.1 铌酸锂调制器和电吸收调制器的对比 58

3.3.2 外调制激光发射机 58

3.4 调制码型 62

3.4.1 概述 62

3.4.2 幅度调制 64

3.4.3 新型调制码型 69

3.5 纠错编码 82

3.5.1 基本概念 83

3.5.2 检错码和纠错码 85

3.5.3 二进制循环码和BCH码 88

3.5.4 非二进制BCH码：Reed-Solomon码 92

3.6 本章小结 94

习题 94

参考文献 94

第4章 数字光纤通信系统的时钟提取与同步 96

4.1 引言 96

4.2 相位噪声和抖动的概念 97

4.3 数字光纤通信系统的时钟提取与同步方案 99

4.4 抖动对误码率的影响 101

4.4.1 无抖动时误码率的计算 101

4.4.2 有抖动时误码率的计算 102

习题 104

参考文献 104

第5章 相干光通信系统 106

5.1 相干光通信技术的发展和研究现状 106

5.1.1 相干光通信系统中的数字信号处理技术 108

5.1.2 相干光通信系统中光纤非线性补偿技术 111

5.1.3 载波相位噪声估计及补偿技术 112

5.2 相干光通信技术 114

5.2.1 DP-16QAM发射机 114

5.2.2 DP-16QAM相干光通信系统传输实验 119

5.2.3 相干检测技术原理 122

5.2.4 DP-16QAM相干接收机中的数字信号处理技术 124

习题 137

参考文献 137

第6章 光复用技术 140

6.1 引言 140

6.2 波分复用与解复用技术 141

6.2.1 WDM概述 141

6.2.2 WDM关键技术 142

6.2.3 WDM技术的应用 147

6.3 光时分复用与解复用技术 150

6.3.1 OTDM概述 150

6.3.2 OTDM关键技术 151

6.3.3 OTDM技术的应用 158

6.4 其他光复用技术 160

6.4.1 光正交频分复用技术 160

6.4.2 光码分复用技术 161

6.4.3 光空分复用技术 162

6.4.4 副载波复用技术 163

习题 163

参考文献 164

第7章 光网络 165

7.1 光网络基础 165

7.1.1 光网络的发展历史 165

7.1.2 网络的分类与分层 167

7.1.3 网络的功能模型 170

7.2 光网络的帧结构 170

7.2.1 SDH的帧结构 170

7.2.2 SDH的映射与复用 175

7.2.3 OTN电层的帧结构 177

7.2.4 OTN电层信号的映射与复用 184

7.3 光网络的网络结构 184

7.3.1 SDH的设备类型 184

7.3.2 SDH的网络结构 186

7.3.3 OTN的分层结构 188

7.3.4 OTN的设备类型 190

7.3.5 ASON的体系结构简述 191

7.4 光网络的保护机制 193

7.4.1 光网络的生存性 193

7.4.2 光网络的保护 194

7.4.3 光网络的保护类别 195

7.4.4 ASON的保护与恢复机制 195

习题 195

参考文献 196

第8章 光纤通信实验 197

8.1 光时域反射仪实验 197

8.1.1 实验目的 197

8.1.2 实验内容 197

8.1.3 基本原理 197

8.1.4 实验步骤 200

8.2 激光器P-I特性 201

8.2.1 实验目的 201

8.2.2 实验内容 201

8.2.3 基本原理 201

8.2.4 实验步骤 202

8.3 光调制技术 203

8.3.1 实验目的 203

8.3.2 实验内容 203

8.3.3 基本原理 203

8.3.4 实验步骤 208

8.4 相干光通信实验 208

8.4.1 实验目的 209

8.4.2 实验内容 209

8.4.3 基本原理 209

8.4.4 实验步骤 212

8.5 光波分复用解复用实验 212

8.5.1 实验目的 212

8.5.2 实验内容 212

8.5.3 基本原理 213

8.5.4 实验步骤 213

8.6 SDH的误码性能测试 213

8.6.1 实验目的 213

8.6.2 基本原理 213

8.6.3 实验内容 215

8.6.4 实验步骤 215