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第1章 概述1

1.1光纤通信的基本概念1

1.1.1引言1

1.1.2光纤通信系统的基本组成1

1.1.3光纤通信的优越性2

1.2光纤通信网络的发展现状3

1.2.1光网络的基本概念3

1.2.2光网络的组网技术现状4

1.3光纤通信网络的发展趋势5

1.3.1新一代光网络技术发展中的新技术5

1.3.2光网络推动下的软件定义网络架构7

1.3.3新一代光网络传送技术的发展趋势7

第2章 光纤9

2.1光纤的结构和分类9

2.1.1光纤的结构9

2.1.2光纤的分类9

2.2用射线理论分析光纤的导光原理11

2.2.1平面波在两介质交界面的反射与折射11

2.2.2阶跃型光纤的导光原理15

2.2.3渐变型光纤的导光原理17

2.3用波动理论分析光纤的导光原理22

2.3.1麦克斯韦方程及波动方程22

2.3.2阶跃型光纤的标量近似解法24

2.3.3渐变型光纤的标量近似解法32

2.4单模光纤33

2.4.1单模光纤的特性参数33

2.4.2单模光纤的双折射34

2.4.3其他常用单模光纤36

2.5光纤的传输特性37

2.5.1光纤的损耗特性38

2.5.2光纤的色散特性39

2.6光纤的非线性效应40

2.6.1受激光散射效应40

2.6.2光纤折射率随光强度变化而引起的非线性效应41

2.6.3光孤子通信43

小结46

习题47

第3章 光纤通信器件48

3.1半导体光源48

3.1.1激光器的物理基础48

3.1.2激光器的工作原理51

3.1.3半导体激光器的结构、工作原理及工作特性54

3.1.4分布反馈半导体激光器60

3.1.5量子阱半导体激光器61

3.2半导体光电检测器61

3.2.1半导体的光电效应61

3.2.2光纤通信中常用的半导体光电检测器62

3.2.3光电检测器的特性64

3.3光放大器67

3.3.1掺铒光纤放大器67

3.3.2光纤拉曼放大器72

3.4外调制器75

3.4.1电折射调制器75

3.4.2M-Z型调制器75

3.4.3电吸收MQW调制器76

3.5无源光器件77

3.5.1光定向耦合器77

3.5.2光隔离器与光环行器78

3.5.3光滤波器79

3.5.4光开关79

3.5.5波长转换器80

3.5.6波分复用器81

3.5.7光纤光栅83

小结84

习题84

第4章 光纤通信系统86

4.1光纤通信中的调制技术86

4.2IM-DD光纤通信系统88

4.2.1传输线路码型88

4.2.2IM-DD光通信系统结构89

4.2.3IM-DD光纤传输链路设计中的工程问题97

4.3超长距离高速光通信系统103

4.3.1传输通道特性103

4.3.2高速光传输系统中的关键技术104

4.3.3超长距离光纤通信系统中的光放大技术107

4.4相干光通信110

4.4.1相干光通信的基本概念及特点110

4.4.2相干光通信的基本原理111

4.4.3相干光通信系统112

4.4.4相干光通信中的关键技术112

小结113

习题114

第5章 SDH光同步网116

5.1SDH的基本概念116

5.1.1SDH的网络节点接口、速率和帧结构116

5.1.2SDH网的特点118

5.2SDH中的基本复用、映射结构119

5.2.1SDH复用结构119

5.2.2映射方法122

5.3SDH光传输系统122

5.3.1系统结构122

5.3.2SDH网元123

5.4SDH传送网126

5.4.1传送网的分层结构126

5.4.2传送网的节点和节点设备127

5.4.3SDH传送网128

5.5SDH网络中的安全性问题——保护与同步131

5.5.1SDH网络的保护131

5.5.2SDH的网同步138

5.6SDH网络性能140

5.6.1光接口、电接口的界定140

5.6.2误码性能141

5.6.3抖动性能142

小结143

习题144

第6章 基于WDM的光传送网145

6.1光传送网的基本概念及特点145

6.2波分复用系统146

6.2.1光波分复用的基本概念146

6.2.2波分复用系统150

6.2.3WDM网络的关键设备152

6.2.4WDM系统设计中的工程问题156

6.3光传送网（OTN）159

6.3.1WDM光传送网的体系结构159

6.3.2OTN帧结构和开销160

6.3.3客户信号的映射和复用161

6.3.4光通道网络163

6.3.5OTN关键设备166

6.3.6OTN网络的保护方式168

6.4SDN（软件定义网络）在光传送网的引入与应用分析172

6.4.1SDN体系结构172

6.4.2软件定义传送平面174

6.4.3软件定义控制平面175

6.4.4SDN在光传送网中的应用175

6.4.5SDN在IP层与光融合中的应用176

小结179

习题180

第7章 分组传送网181

7.1PTN的基本概念及特点181

7.1.1PTN的基本概念181

7.1.2PTN标准181

7.1.3PTN的特点182

7.2PTN网络的体系结构182

7.2.1分层结构182

7.2.2PTN的功能平面184

7.2.3PTN网元结构与分类185

7.3T-MPLS的业务承载与数据转发186

7.3.1T-MPLS与MPLS的区别186

7.3.2T-MPLS帧格式188

7.3.3T-MPLS各层的适配过程189

7.3.4T-MPLS的数据转发原理190

7.4T-MPLS的OAM技术190

7.5T-MPLS网络中的安全性问题——保护与同步192

7.5.1网络保护192

7.5.2同步技术196

7.6PTN在3G传输承载网络中的应用199

7.6.1 3G网络对传输承载的要求199

7.6.2PTN应用定位199

7.6.3 3G传输承载网络应用201

小结203

习题204

第8章 城域光网络205

8.1城域光网络的结构205

8.1.1城域网的分层结构205

8.1.2城域网的网络架构与功能207

8.2IP over WDM208

8.3无源EPON/GPON光接入网络209

8.3.1光接入网的概念209

8.3.2无源光网络的传输原理及其应用211

8.3.3以太网无源光网络213

8.3.4GPON与EPON的比较218

8.4基于SDH的多业务传送平台220

8.4.1MSTP的基本概念及特点220

8.4.2MSTP中的关键技术221

8.4.3多业务传送平台226

8.5城域传送网的组网策略227

8.5.1全业务运营对城域传送网的要求227

8.5.2城域传送网的组网策略229

小结232

习题234

第9章 智能光网络235

9.1智能光网络235

9.1.1智能光网络的概念、特点及功能235

9.1.2ASON的网络体系结构236

9.1.3ASON控制平面及其核心技术237

9.2全光网251

9.2.1全光网的概念、结构及其特点251

9.2.2全光网中的关键技术252

小结257

习题258

附录A 双曲正割型折射指数分布光纤可以获得自聚焦的证明259

附录B 标量场方程解的推导261

附录C 标量亥姆霍兹方程解的推导265

附录D 缩略语英汉对照表268

参考文献276