光纤通信

专业名称：光纤通信

专业代码：590309

本专业培养能从事光纤网络工程的规划建设、SDH系统的调测维护、电信核心网络和接入网络的工程维护等工作的应用型人才。具有较强的电缆、光缆设计与施工、线路规划概预算的能力以及在光纤通信设备安装、调试与维护及其相关领域从业的综合职业能力。

工程制图、电路与信号、电子技术、单片机与嵌入系统、光纤通信原理、光纤通信设备、综合业务接入网、线路工程与概预算、CATV系统、通信光缆线路、接入网技术、通信电源、计算机应用基础、计算机网络基础、数字通信原理、通信终端设备等。

从事光纤通信线路工程和接入网的设计、施工、概预算编制和工程监理；光纤通信设备的安装、调试和操作维护；通信网络规划设计、施工、监理等工作。

光纤即为光导纤维的简称。是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。 ​从原理上看，构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外，在应用中，光纤常按用途进行分类，可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种，而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤，并常以某种功能器件的形式出现。

（1)通信容量大、传输距离远；一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。

(2)信号干扰小、保密性能好；

(3）抗电磁干扰、传输质量佳，电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

(4）光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输；

(5）材料来源丰富，环境保护好，有利于节约有色金属铜。

(6）无辐射，难于窃听，因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

(7)光缆适应性强，寿命长。

(8）质地脆，机械强度差。

(9）光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

(10）分路、耦合不灵活。

(11）光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

(12）有供电困难问题。

利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纤通信．

光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息（如话音）变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度（频率）变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息．

光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤．采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信．中国光纤通信已进入实用阶段．

光纤通信的诞生和发展是电信史上的一次重要革命与卫星通信、移动通信并列为20世纪90年代的技术。进入21世纪后，由于因特网业务的迅速发展和音频、视频、数据、多媒体应用的增长，对大容量（超高速和超长距离）光波传输系统和网络有了更为迫切的需求。

光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输介质实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。

通信的发展过程是以不断提高载波频率来扩大通信容量的过程，光频作为载频已达通信载波的上限，因为光是一种频率极高的电磁波 ，因此用光作为载波进行通信容量极大，是过去通信方式的千百倍，具有极大的吸引力，光通信是人们早就追求的目标，也是通信发展的必然方向。

光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于有很多优点：它传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境或军事上使用。

光纤通信的应用领域是很广泛的，主要用于市话中继线，光纤通信的优点在这里可以充分发挥，逐步取代电缆，得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信，现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法；用于全球通信网、各国的公共电信网（如中国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线）；它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线（CATV）系统，用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。

光纤传输系统主要由：光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信，基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。

它适合于光纤模拟通信系统中，而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理，而电信号反处理则是发端处理的逆过程，即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中，电信号处理是指对基带信号进行放大、取样、量化，即脉冲编码调制（PCM ）和线路码型编码处理等，而电信号反处理也是发端的逆过程。对数据光纤通信，电信号处理主要包括对信号进行放大，和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。

光纤到家庭的发展

FTTH可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式，对于实现信息社会有重要作用，还需要大规模推广和建设。FTTH所需要的光纤可能是现有已敷光纤的2～3倍。过去由于FTTH成本高，缺少宽带视频业务和宽带内容等原因，使FTTH还未能提到日程上来，只有少量的试验。近来，由于光电子器件的进步，光收发模块和光纤的价格大大降低；加上宽带内容有所缓解，都加速了FTTH的实用化进程。

发达国家对FTTH的看法不完全相同：美国AT&T认为FTTH市场较小，在0F62003宣称：FTTH在20-50年后才有市场。美国运行商Verizon和Sprint比较积极，要在10—12年内采用FTTH改造网络。日本NTT发展FTTH最早，现在已经有近200万用户。目前中国FTTH处于试点阶段。

FTTH遇到的挑战

现在广泛采用的ADSL技术提供宽带业务尚有一定优势

与FTTH相比：①价格便宜②利用原有铜线网使工程建设简单③对于目前1Mbps—500kbps影视节目的传输可满足需求。FTTH目前大量推广受制约。

对于不久的将来要发展的宽带业务，如：网上教育，网上办公，会议电视，网上游戏，远程诊疗等双向业务和HDTV高清数字电视，上下行传输不对称的业务，ADSL就难以满足。尤其是HDTV，经过压缩，目前其传输速率尚需19.2Mbps。正在用H.264技术开发，可压缩到5～6Mbps。通常认为对QOS有所保证的ADSL的最高传输速串是2Mbps，仍难以传输HDTV。可以认为HDTV是FTTH的主要推动力。即HDTV业务到来时，非FTTH不可。

FTTH的解决方案

通常有P2P点对点和PON无源光网络两大类。

F2P方案一一优点：各用户独立传输，互不影响，体制变动灵活；可以采用廉价的低速光电子模块；传输距离长。缺点：为了减少用户直接到局的光纤和管道，需要在用户区安置1个汇总用户的有源节点。

PON方案——优点：无源网络维护简单；原则上可以节省光电子器件和光纤。缺点：需要采用昂贵的高速光电子模块；需要采用区分用户距离不同的电子模块，以避免各用户上行信号互相冲突；传输距离受PON分比而缩短；各用户的下行带宽互相占用，如果用户带宽得不到保证时，不单是要网络扩容，还需要更换PON和更换用户模块来解决。（按照目前市场价格，PEP比PON经济)

PON有多种，一般有如下几种：（1)APON：即ATM-PON，适合ATM交换网络。（2)BPON：即宽带的PON。（3)OPON：采用通用帧处理的OFP-PON。（4)EPON：采用以太网技术的PON,0EPON是千兆毕以太网的PON。（5)WDM-PON：采用波分复用来区分用户的PON，由于用户与波长有关，使维护不便，在FTTH中很少采用。

发达国家发展FTTH的计划和技术方案，根据各国具体情况有所不同。美国主要采用A-PON，因为ATM交换在美国应用广泛。日本NTT有一个B-FLETts计划，采用P2P-MC、B-PON、G-EPON、SCM-PON等多种技术。SCM-PON：是采用副载波调制作为多信道复用的PON。

中国ATM使用远比STM的SDH少，一般不考虑APON。我们可以考虑的是P2P、GPON和EPON。P2P方案的优缺点前面已经说过，目前比较经济，使用灵活，传输距离远等；宜采用。而比较GPON和EPON，各有利弊。GPON：采用GFP技术网络效率高；可以有电话，适合SDH网络，与IP结合没有EPON好，但目前GPON技术不很成熟。EPON：与IP结合好，可用户电话，如用电话需要借助lAD技术。目前，中国的FTTH试点采用EPON比较多。FTTH技术方案的采用，还需要根据用户的具体情况不同而不同。

近来，无线接入技术发展迅速。可用作WLAN的IEEE802.11g协议，传输带宽可达54Mbps，覆盖范围达100米以上，目前已可商用。如果采用无线接入WLAN作用户的数据传输，包括：上下行数据和点播电视VOD的上行数据，对于一般用户其上行不大，IEEE802.11g是可以满足的。而采用光纤的FTTH主要是解决HDTV宽带视频的下行传输，当然在需要时也可包含一些下行数据。这就形成“光纤到家庭+无线接入”（FTTH+无线接入）的家庭网络。这种家庭网络，如果采用PON，就特别简单，因为此PON无上行信号，就不需要测距的电子模块，成本大大降低，维护简单。如果，所属PON的用户群体，被无线城域网WiMAX(1EEE802.16）覆盖而可利用，那么可不必建设专用的WLAN。接入网采用无线是趋势，但无线接入网仍需要密布于用户临近的光纤网来支撑，与FTTH相差无几。FTTH+无线接入是未来的发展趋势。

光交换的发展

实际上可表示为：通信输+交换。

光纤只是解决传输问题，还需要解决光的交换问题。过去，通信网都是由金属线缆构成的，传输的是电子信号，交换是采用电子交换机。现在，通信网除了用户末端一小段外，都是光纤，传输的是光信号。合理的方法应该采用光交换。但目前，由于目前光开关器件不成熟，只能采用的是“光-电-光”方式来解决光网的交换，即把光信号变成电信号，用电子交换后，再变还光信号。显然是不合理的办法，是效串不高和不经济的。正在开发大容量的光开关，以实现光交换网络，特别是所谓ASON-自动交换光网络。 通常在光网里传输的信息，一般速度都是xGbps的，电子开关不能胜任。一般要在低次群中实现电子交换。而光交换可实现高速XGbDs的交换。当然，也不是说，一切都要用光交换，特别是低速，颗粒小的信号的交换，应采用成熟的电子交换，没有必要采用不成熟的

大容量的光交换。当前，在数据网中,信号以“包”的形式出现，采用所谓“包交换”。包的颗粒比较小，可采用电子交换。然而，在大量同方向的包汇总后，数量很大时，就应该采用容量大的光交换。

目前，少通道大容量的光交换已有实用。如用于保护、下路和小量通路调度等。一般采用机械光开关、热光开关来实现。目前，由于这些光开关的体积、功耗和集成度的限制，通路数一般在8—16个。

电子交换一般有“空分”和“时分”方式。在光交换中有“空分”、“时分”和“波长交换”。光纤通信很少采用光时分交换。

光空分交换：一般采用光开关可以把光信号从某一光纤转到另一光纤。空分的光开关有机械的、半导体的和热光开关等。近来，采用集成技术，开发出MEM微电机光开关，其体积小到mm。已开发出1296x1296MEM光交换机(Lucent），属于试验性质的。

光波长交换：是对各交换对象赋于1个特定的波长。于是，发送某1特定波长就可对某特定对象通信。实现光波长交换的关键是需要开发实用化的可变波长的光源，光滤波器和集成的低功耗的可靠的光开关阵列等。已开发出640x640半导体光开关+AWG的空分与波长的相结合的交叉连接试验系统（corning）。采用光空分和光波分可构成非常灵活的光交换网。日本NTT在Chitose市进行了采用波长路由交换的现场试验，半径5公里，共有43个终端节，（试用5个节点），速率为2.5Gbps。

自动交换的光网，称为ASON，是进一步发展的方向。

集成光电子器件的发展

如同电子器件那样，光电子器件也要走向集成化。虽然不是所有的光电子器件都要集成，但会有相当的一部分是需要而且是可以集成的。目前正在发展的PLC-平面光波导线路，如同一块印刷电路板，可以把光电子器件组装于其上，也可以直接集成为一个光电子器件。要实现FTTH也好，ASON也好，都需要有新的、体积小的和廉价的和集成的光电子器件。

日本NTT采用PLO技术研制出16x16热光开关；1x128热光开关阵列；用集成和混合集成工艺把32通路的AWG+可变光衰减器+光功率监测集成在一起；8波长每波速串为80Gbps的WDM的复用和去复用分别集成在1块芯片上，尺寸仅15x7mm，如图1。NTT采用以上集成器件构成32通路的OADM。其中有些已经商用。近几年，集成光电子器件有比较大的改进。

中国的集成光电子器件也有一定进展。集成的小通道光开关和属于PLO技术的AWG有所突破。但与发达国家尚有较大差距。如果我们不迎头赶上，就会重复如同微电子落后的被动局面。

光纤通信的市场

众所周知，2000年IT行业泡沫，使光纤通信产业生产规模爆炸性地发展，产品生产过剩。无论是光传输设备，光电子器件和光纤的价格都狂跌。特别是光纤，每公里泡沫时期价格为￥1200，现在价格Y100左右1公里，比铜线还便宜。光纤通信的市场何时能恢复?

根据RHK的对北美通信产业投入的统计和预测，如图2.在2002年是最低谷，相当于倒退4年。现在有所回升，但还不能恢复。按此推测，在2007-2008年才能复元。光纤通信的市场也随IT市场好转。这些好转，在相当大的程度是由FTTH和宽带数字电视所带动的。

FTTH毕竟是信息社会的需求，光纤通信的市场一定有美好的情景。发达国家的FTTH已经开始建设，已经有相当的市场。大体上看，器件和设备随市场的需要，其利润会逐步回升，2007-2008年可能良好。但光纤产业，尽管反倾销成功，目前价格也仍低迷不起，利润甚微。实际上，在世界范围内，光纤的生产规模过大，而FTTH的发展速度受社会环境、包括市民的经济条件和数字电视的发展的影响，上升缓慢。据了解，有大公司目前封存几个光纤厂，根据市场情况，可随时启动生产，其结果是始终供大于求。供不应求才能涨价，是通常的市场规律，所以光纤产业要想厚利，可能是2009年后的事情。中国经济不发达地区和小城镇,还需要建设光纤线路，但光纤用量仍然处于供大于求的范围内。

对中国市场,FTTH受ADSL的挑战和数字电视HDTV发展的制约，会有所延后。目前，中国大量建设FTTH的社会环境和条件尚未具备，可能需要等待一段时间。不过，北京奥运会需要HDTV的推动和设备价格的下降，会促进FTTH的发展。预计在2007-2008年在中国FTTH可开始推广。不过也有些大城市的所谓中心商业区CBD，有比较强的经济力量，现在已经采用光纤到住地PTTP来建设。总的来说，目前中国的FTTH处于试点阶段。试点的作用，一方面是摸索技术和建设的经验，另一方面，还起竞争抢占用户的作用。所以，现在电信运行商，地方业主都积极对FTTH试点，以便发展宽带业务。因此，广播运行商受到巨大的挑战，广播商应加快发展数字电视的进程，并且要充实节目内容和采取有竞争力的商业模式。如果广播商要发展VOD点播电视，还需要对电缆电视网双向改造，如果采用光纤网，可更充分地适应未来的技术发展和市场需求。

《光纤通信(第四版)》

第1章 光纤通信概述1

1.1 光通信的发展动力2

1.1.1 光网络的发展历程2

1.1.2 光纤的优点3

1.2 光频谱带4

1.2.1 电磁能量4

1.2.2 工作窗口和光频带5

1.3 分贝单位6

1.4 网络信息速率8

1.4.1 电信信号复用8

1.4.2 sonet/ sdh 复用体系10

1.5 波分复用概念10

1.6 光纤通信系统的关键组件10

1.7 光纤通信标准13

1.8 仿真与建模工具14

1.8.1 仿真工具的特征14

1.8.2 图形编程语言14

1.8.3 学生使用的程序举例15

第2章 光纤:结构、导波原理和制造19

.2.1 光的性质19

2.1.1 线偏振20

2.1.2 椭圆偏振和圆偏振22

2.1.3 光的量子特性23

2.2 基本的光学定律和定义24

2.2.1 折射率24

2.2.2 反射和折射24

2.2.3 光的偏振分量26

2.2.4 偏振敏感材料27

2.3 光纤模式和结构28

2.3.1 光纤分类28

2.3.2 光射线和模式30

2.3.3 阶跃折射率光纤结构31

2.3.4 射线光学描述31

2.3.5 介质平板波导中的波动描述33

2.4 圆波导的模式理论34

2.4.1 模式概述35

2.4.2 关键的模式概念的归纳36

2.4.3 麦克斯韦方程组38

2.4.4 波导方程式39

2.4.5 阶跃折射率光纤中的波动方程40

2.4.6 模式方程41

2.4.7 阶跃折射率光纤中的模式42

2.4.8 线偏振模45

2.4.9 阶跃折射率光纤中的光功率流48

2.5 单模光纤49

2.5.1 结构49

2.5.2 模场直径49

2.5.3 单模光纤中的传播模50

2.6 梯度折射率光纤的结构51

2.7 光纤材料53

2.7.1 玻璃光纤53

2.7.2 有源玻璃光纤54

2.7.3 塑料光纤54

2.8 光子晶体光纤54

2.8.1 折射率导引pcf55

2.8.2 光子带隙pcf56

2.9 光纤制造56

2.9.1 外部汽相氧化法57

2.9.2 汽相轴向沉积法58

2.9.3 改进的化学汽相沉积法58

2.9.4 等离子体激活化学汽相沉积法59

2.9.5 光子晶体光纤制造59

2.10 光纤的机械性能59

2.11 光缆63

2.11.1 光缆结构63

2.11.2 室内光缆65

2.11.3 室外光缆65

2.12 光缆铺设方法66

2.12.1 直埋式铺设66

2.12.2 光缆牵入管道68

2.12.3 光缆气吹铺设68

2.12.4 架空铺设69

2.12.5 海底铺设69

2.12.6 行业铺设标准70

第3章 衰减和色散79

3.1 衰减79

3.1.1 衰减单位79

3.1.2 吸收损耗80

3.1.3 散射损耗84

3.1.4 弯曲损耗85

3.1.5 芯包损耗87

3.2 光纤中的信号畸变88

3.2.1 色散概述88

3.2.2 模式时延90

3.2.3 色散起因91

3.2.4 群时延92

3.2.5 材料色散93

3.2.6 波导色散95

3.2.7 单模光纤中的色散95

3.2.8 偏振模色散97

3.3 单模光纤性能98

3.3.1 折射率分布98

3.3.2 截止波长100

3.3.3 色散计算101

3.3.4 模场直径103

3.3.5 弯曲损耗104

3.4 国际标准105

3.4.1 g.651.1建议106

3.4.2 g.652建议106

3.4.3 g.653建议107

3.4.4 g.654建议108

3.4.5 g.655建议108

3.4.6 g.656建议108

3.4.7 g.657建议108

3.5 特种光纤108

第4章 光源116

4.1 半导体物理学基础116

4.1.1 能带117

4.1.2 本征材料和非本征材料119

4.1.3 pn结120

4.1.4 直接带隙和间接带隙121

4.1.5 半导体器件的制造121

4.2 发光二极管(led)122

4.2.1 led的结构122

4.2.2 光源材料124

4.2.3 量子效率和led的功率127

4.2.4 led 的调制130

4.3 半导体激光器131

4.3.1 半导体激光器的模式和阈值条件132

4.3.2 半导体激光器的速率方程137

4.3.3 外量子效率138

4.3.4 谐振频率139

4.3.5 半导体激光器结构和辐射场型分布140

4.3.6 单模激光器144

4.3.7 半导体激光器的调制146

4.3.8 激光器线宽147

4.3.9 外调制148

4.3.10 温度特性149

4.4 线路编码151

4.4.1 nrz和rz码151

4.4.2 分组码152

4.5 光源的线性特性152

4.6 可靠性考虑154

4.7 发射机封装157

第5章 光功率发射和耦合165

5.1 光源至光纤的功率发射165

5.1.1 光源的输出分布165

5.1.2 功率耦合计算166

5.1.3 发射功率与波长的关系169

5.1.4 稳态数值孔径170

5.2 改善耦合的透镜结构170

5.2.1 非成像微球171

5.2.2 半导体激光器与光纤的耦合173

5.3 光纤与光纤的连接173

5.3.1 机械对准误差175

5.3.2 光纤相关损耗179

5.3.3 光纤端面制备180

5.4 led 与单模光纤的耦合181

5.5 光纤接头182

5.5.1 连接方法183

5.5.2 单模光纤的连接184

5.6 光纤连接器184

5.6.1 连接器的类型185

5.6.2 单模光纤连接器188

5.6.3 连接器回波衰减188

第6章 光检测器196

6.1 光电二极管的物理原理196

6.1.1 pin光电二极管196

6.1.2 雪崩光电二极管200

6.2 光检测器噪声202

6.2.1 噪声源203

6.2.2 信噪比205

6.2.3 噪声等效功率206

6.3 检测器响应时间207

6.3.1 耗尽层光电流207

6.3.2 响应时间208

6.3.3 双异质结光电二极管210

6.4 雪崩倍增噪声210

6.5 ingaas apd结构212

6.6 温度对雪崩增益的影响213

6.7 光检测器比较214

第7章 光接收机219

7.1 接收机工作的基本原理219

7.1.1 数字信号传输220

7.1.2 误码源221

7.1.3 前置放大器223

7.2 数字接收机性能224

7.2.1 误码率224

7.2.2 接收机灵敏度228

7.2.3 量子极限229

7.3 眼图230

7.3.1 眼图的特征230

7.3.2 ber和q因子测量232

7.4 突发模式接收机233

7.5 模拟接收机235

第8章 数字链路241

8.1 点到点链路241

8.1.1 系统考虑242

8.1.2 链路功率预算243

8.1.3 展宽时间预算246

8.1.4 短波长带249

8.1.5 单模光纤链路的衰减限制距离250

8.2 功率代价251

8.2.1 色度色散代价251

8.2.2 偏振模色散代价253

8.2.3 消光比代价253

8.2.4 模式噪声254

8.2.5 模分配噪声256

8.2.6 啁啾257

8.2.7 反射噪声258

8.3 差错控制260

8.3.1 误码检测概念260

8.3.2 线性检错码261

8.3.3 多项式码261

8.3.4 前向纠错263

8.4 相干检测264

8.4.1 基本概念264

8.4.2 零差检测266

8.4.3 外差检测266

8.4.4 误码率比较266

8.5 差分4 相移键控(dqpsk)270

第9章 模拟链路278

9.1 模拟链路概述278

9.2 载噪比279

9.2.1 载波功率280

9.2.2 光检测器和前置放大器的噪声280

9.2.3 相对强度噪声(rin)281

9.2.4 反射对rin 的影响282

9.2.5 极限条件283

9.3 多信道传输技术284

9.3.1 多信道幅度调制284

9.3.2 多信道频率调制287

9.3.3 副载波复用289

9.4 光载射频(rof)289

9.4.1 关键链路参数290

9.4.2 无杂散动态范围291

9.5 光纤链路射频292

9.5.1 rof 网络天线基站293

9.5.2 多模光纤链路射频293

9.6 微波光子学294

第10章 wdm 概念和光器件300

10.1 wdm 概述300

10.1.1 wdm 的工作原理301

10.1.2 wdm 标准302

10.2 无源光耦合器303

10.2.1 2 * 2 光纤耦合器304

10.2.2 散射矩阵表示法307

10.2.3 2 * 2 波导耦合器309

10.2.4 星形耦合器311

10.2.5 马赫曾德尔干涉复用器313

10.3 隔离器和环形器316

10.3.1 光隔离器316

10.3.2 光环形器317

10.4 光纤光栅滤波器318

10.4.1 光栅基础318

10.4.2 光纤布拉格光栅318

10.4.3 fbg 的应用320

10.5 介质薄膜滤波器321

10.5.1 标准具理论322

10.5.2 tff 的应用323

10.6 基于相位阵列的wdm 器件324

10.7 衍射光栅327

10.8 有源光器件328

10.8.1 mems 技术328

10.8.2 可变光衰减器329

10.8.3 可调谐光滤波器330

10.8.4 动态增益均衡器331

10.8.5 光分插复用器332

10.8.6 偏振控制器332

10.8.7 色度色散补偿器332

10.9 可调谐光源333

第11章 光放大器342

11.1 光放大器的基本应用和分类342

11.1.1 一般应用342

11.1.2 放大器的类型343

11.2 半导体光放大器345

11.2.1 外部泵浦345

11.2.2 放大器增益346

11.2.3 soa 的带宽348

11.3 掺铒光纤放大器349

11.3.1 放大机理349

11.3.2 edfa 的结构351

11.3.3 edfa 的功率转换效率及增益352

11.4 放大器噪声355

11.5 光信噪比358

11.6 系统应用359

11.6.1 功率放大器359

11.6.2 在线放大器360

11.6.3 前置放大器361

11.6.4 多信道放大362

11.6.5 在线放大器增益控制362

11.7 拉曼放大器364

11.8 宽带光放大器366

第12章 非线性效应374

12.1 非线性效应概述374

12.2 有效长度与有效面积375

12.3 受激拉曼散射376

12.4 受激布里渊散射377

12.5 自相位调制379

12.6 交叉相位调制380

12.7 四波混频380

12.8 减小四波混频382

12.9 波长变换383

12.9.1 光门波长转换器383

12.9.2 波混频波长变换器384

12.10 孤子384

12.10.1 孤子脉冲385

12.10.2 孤子参数387

12.10.3 孤子宽度和间隔388

第13章 光网络393

13.1 网络概念393

13.1.1 网络术语394

13.1.2 网络分类394

13.1.3 网络层次396

13.1.4 光层397

13.2 网络拓扑398

13.2.1 无源线形总线的性能399

13.2.2 星形结构的性能403

13.3 sonet/ sdh404

13.3.1 传输格式和速率404

13.3.2 光接口405

13.3.3 sonet/ sdh 环407

13.3.4 sonet/ sdh 网络409

13.4 高速光链路411

13.4.1 10 gbps 光链路411

13.4.2 40 gbps 光链路413

13.4.3 40 吉比特和100 吉比特以太网标准413

13.4.4 160 gbps otdm 链路413

13.5 光分插复用器415

13.5.1 oadm 的结构415

13.5.2 可重构oadm416

13.6 光交换420

13.6.1 光交叉连接420

13.6.2 波长变换421

13.6.3 波长路由424

13.6.4 光分组交换424

13.6.5 光突发交换425

13.7 wdm 网络实例426

13.7.1 宽带长途wdm 网络426

13.7.2 窄带城域wdm 网络428

13.8 无源光网络429

13.8.1 基本的pon 架构429

13.8.2 有源pon 模块430

13.8.3 业务流量432

13.8.4 gpon 特性433

13.8.5 wdm pon 架构435

13.9 dwdm 直接承载ip435

13.10 光以太网436

13.10.1 基本的光以太网方案437

13.10.2 epon/ ge鄄pon 架构438

13.10.3 城域光以太网438

13.11 降低传输损伤439

13.11.1 色度色散补偿光纤439

13.11.2 布拉格光栅色散补偿器440

13.11.3 偏振模色散补偿441

13.11.4 光放大器增益瞬变442

第14章 性能测量与监控453

14.1 测量标准454

14.2 基本测试设备455

14.2.1 测试用光源456

14.2.2 光谱分析仪456

14.2.3 多功能光测试仪457

14.2.4 光衰减器457

14.2.5 光传送网(otn)测试仪457

14.2.6 可视故障指示仪458

14.3 光功率测量458

14.3.1 光功率的定义458

14.3.2 光功率计459

14.4 光纤特性参数459

14.4.1 折射近场法459

14.4.2 传输近场法460

14.4.3 损耗测量460

14.4.4 色散测量462

14.5 眼图467

14.5.1 模板测试468

14.5.2 压缩眼图468

14.5.3 眼图轮廓469

14.6 光时域反射仪(otdr)469

14.6.1 otdr 轨迹470

14.6.2 损耗测量471

14.6.3 otdr 盲区472

14.6.4 光纤故障定位472

14.6.5 光回波衰减473

14.7 光性能监测473

14.7.1 管理构架和功能474

14.7.2 光层管理475

14.7.3 opm 功能476

14.7.4 网络维护477

14.7.5 故障管理478

14.7.6 osnr 监视478

14.8 光纤系统性能测量479

14.8.1 误码率测试479

14.8.2 光信噪比评估481

14.8.3 q 因子评估482

14.8.4 光调制幅度(oma)测量483

14.8.5 定时抖动测量484

附录a 国际单位制490

附录b 常用数学关系式491

附录c 贝塞尔函数494

附录d 分贝497

附录e 缩写498

附录f 拉丁文符号501

附录g 希腊文符号503