光纤通信（第4版）

　　本书在上一版基础上，根据光纤通信技术的*新进展，更新扩容，归纳整理，重新编写而成。全书共10章，内容包括光纤通信理论基础、光调制/复用发射及系统、陆地/海底光传输用光纤和光缆、光放大中继及均衡、光接收/相干检测及系统、100/400Gbit/s高速光纤通信系统、海底光缆通信系统、前向纠错、DSP、脉冲整形及色散补偿等关键技术，以及光纤通信系统设计。本书内容全、知识新、概念清楚、系统性强、理论体系严谨，以系统设计为目标，以读者深入理解为目的组织素材，文字叙述通俗易懂、图文并茂。书中配有名词术语索引，使得本书像一本光纤通信手册，可供相关专业学生使用，也可作为培训教材使用。研究光纤通信器件、系统，以及规划设计、管理维护的人员也可参考本书。

　　原荣，研究员，中国通信学会会士，承担多项通信行业应用项目，发表论文50多篇，出版多部著作，实践经验丰富。

目录
第1章光纤通信基础
11光纤通信发展史
111光通信发展史
112高速光纤通信系统进展
113通信网络的分层结构
114ITU-T 光传输网（OTN）最新进展
12光的基础
121光的本质——波动性和光子性
122均匀介质中的光——光是电磁波
123相速度和折射率
124群速度和群折射率
13光的传播特性
131光的反射、折射和全反射——光纤波导传输光的基础
132抗反射膜、电介质镜和光子晶体
133光的谐振——激光器和滤波器基础
134光的干涉和衍射——激光器和滤波器基础
135光的偏振——偏振复用基础
136光在各向异性晶体中的传输——双折射器件及LiNbO3调制器基础
137非线性光学效应——FWM、SRS和SBS基础
138TE、TM和HE
14能带理论及光吸收理论
141能带理论——光探测器、激光器及EDFA基础
142半导体对光的吸收
第2章光纤和光缆
21光纤结构和类型
211多模光纤
212单模光纤
213超低损耗光纤
214光纤制造工艺
215光子晶体光纤
22光纤传输原理
221光线理论分析传输条件——全反射和相干
222光线理论分析光纤传输模式
223导波理论分析光纤传输模式
224单模光纤的基本特性
23光纤传输特性
231衰减
232色散
233比特率
234带宽
235光纤非线性光学效应
24单模光纤分类及应用
241改变光纤结构、设计不同光纤
242G652标准单模光纤
243G653色散位移光纤
244G654截止波长位移光纤
245G655非零色散位移光纤
246G656宽带非零色散位移光纤
247G657接入网用光纤
248正、负色散单模光纤和色散补偿光纤
25光纤的选择
251一般光纤的选择
252超低损耗光纤的选择
26光缆
261对光缆的基本要求
262光缆结构和类型
263海底光缆分类及性能
264海底光缆选择注意事项
第3章光纤通信器件
31光连接器
311连接损耗
312光连接器的结构和特性
313光接头
314连接方法的比较
32光纤耦合器
321方向耦合器
322熔拉双锥星形耦合器
33可调谐光滤波器
331法布里-珀罗（F-P）滤波器
332马赫-曾德尔（M-Z）干涉滤波器
333布拉格光栅及光栅滤波器
334声光效应及声光滤波器
335可调谐光滤波器性能比较
34波分复用/解复用器
341光栅型解复用器
342光干涉型波分复用/解复用器
343介质薄膜型解复用器
35光调制器
351电光效应和电光调制器
352电吸收调制器（EAM）
353DQPSK光调制器
354声光调制器
36光开关
361微机械光开关
362电光开关
363热电效应及热光开关（TOS）
364磁光效应和磁光开关
365声光开关
37光隔离器和光环形器
371磁光块状光隔离器
372磁光波导光隔离器
373光环行器
38阵列波导光栅（AWG）工作原理及器件
381AWG星形耦合器
382AWG工作原理
383AWG复用/解复用器
384AWG滤波器及路由器
39光分插复用器（OADM）
391一般概念
392AWG光分插复用器
393可重构光分插复用器（ROADM）
394波长选择交换（WSS）ROADM
310波长转换
3101光电再生型波长转换
3102半导体光放大器（SOA）非线性介质波长转换
3103非线性光纤介质四波混频波长转换
3104氮化硅波导交叉相位调制（XPM）波长转换
311双折射器件——偏振复用相干检测器件
3111相位延迟和补偿器件
3112起偏器和检偏器
第4章光源及其调制
41概述
42激光器机理
421发光机理
422受激发射条件
423光增益
424激光器起振的阈值条件
425激光器起振的相位条件
43半导体激光器
431异质结半导体激光器
432量子限制激光器
433单纵横（SLM）激光器
44波长可调激光器
441耦合腔型波长可调激光器
442阵列SOA集成光栅腔体型波长可调激光器
443调谐光栅腔（TGC）PIC型波长可调激光器
45阵列波导光栅光源
451AWG多频激光器
452AWG用于多波长光源
453AWG用于无色光网络单元WDM-PON系统
454AWG用于光正交频分复用（O-OFDM）信号产生
46其他激光器
461垂直腔表面发射激光器
462光纤激光器
47半导体激光器的特性
471基本特性
472模式特性
473调制响应
474相对强度噪声
48先进的光调制技术
481光调制技术原理
482光调制技术分类
483差分相移键控（DPSK）
484差分正交相移键控（DQPSK）
485数/模转换器（DAC）正交幅度调制（QAM）
486光数/模转换器（ODAC）正交幅度调制（QAM）
487香农限制和光调制技术比较
第5章光探测及接收
51光探测原理
52光探测器
521PIN光敏二极管
522雪崩光敏二极管
523响应带宽
524新型APD结构
525金属-半导体-金属光探测器（MSM-PD）
526单行载流子光探测器（UTC-PD）
527波导光探测器（WG-PD）
53数字光接收机
531光电转换和前置放大器
532线性放大器
533数据恢复电路
54光接收机信噪比（SNR）
541噪声机理
542PIN光接收机SNR
543APD光接收机SNR
544光信噪比（OSNR）和信噪比（SNR）的关系
55比特误码率、Q参数和SNR
551比特误码率和Q参数
552比特误码率和Q参数、SNR的关系
553光探测器的量子限制
56光功率代价
561光发送机消光比不为零引入的光功率代价
562激光器强度噪声引入的光功率代价
563定时抖动引起的光功率代价
57光接收机
571光接收机性能
572单行载流子（UTC）光接收机
573AWG多信道光接收机
574107Gbit/s 光接收机系统
575单片集成相干接收芯片
第6章光放大器
61光放大器基础
611增益频谱和带宽
612增益饱和
613光放大器噪声
614光放大器应用
62半导体光放大器
621半导体光放大器设计
622半导体光放大器特性
623半导体光放大器应用
63光纤拉曼放大器
631光纤拉曼放大器工作原理
632拉曼增益
633光纤拉曼放大器放大倍数和增益饱和
634光纤拉曼放大器多波长泵浦增益带宽
635光纤拉曼放大器等效开关增益和有效噪声指数
636短波长信号光功率向长波长信号光转移
637光纤拉曼放大器对系统性能的影响
638光纤拉曼放大器应用
64掺铒光纤放大器
641掺铒光纤和EDFA的构成
642EDFA工作原理及特性
643EDFA应用
644L波段EDFA及C+L波段EDFA
65光放大器在系统中的应用
651光放大器级联
652混合使用光纤拉曼放大器和EDFA
第7章光纤通信系统
71调制编码和复用
711光调制——改变载波幅度、频率或相位
712脉冲编码——将模拟信号变为数字信号
713信道复用——扩大信道容量，充分利用光纤带宽
72电复用光纤传输系统
721电频分复用光纤传输系统
722微波副载波复用光纤传输系统
723典型的FDM光纤通信系统——光纤/电缆混合（HFC）网络
724电时分复用及其典型应用——SDH光纤传输系统
73正交频分复用光纤传输系统
731正交频分复用（OFDM）的基本原理
732傅里叶变换实现OFDM调制和解调
733光正交频分复用（O-OFDM）的基本原理
734强度调制/直接检测OFDM光纤传输系统
735偏振复用/相干检测OFDM光纤传输系统
736无傅里叶变换全光OFDM系统
737OFDM信号光纤传输用于4G/5G移动通信
738OFDM信号光纤传输用于高速铁路无线系统
739OFDM光纤传输系统优点及应用
74光复用光纤传输系统
741波分复用（WDM）光纤传输系统
742偏振复用（PM）光纤传输系统
75相干光波通信系统
751相干检测——零差检测、外差检测
752相干检测信噪比（SNR）
753相干解调方式——外差同步解调、外差异步（延迟）解调
754相干系统光调制
755相位噪声和相位分集接收
756强度噪声和平衡混频接收
757极化分集接收
第8章高速光纤通信
81前向纠错
811前向纠错技术概述
812ITU-T 前向纠错标准和实现方法
82数字信号处理（DSP）
821DSP在高比特率光纤通信系统中的作用
822数字信号处理（DSP）技术的实现
823100Gbit/s系统数字信号处理器
824400Gbit/s系统数字信号处理器
83增益均衡
831增益均衡概述
832无源均衡器
833有源斜率均衡器
84奈奎斯特脉冲整形及其系统
841奈奎斯特脉冲整形概念
842奈奎斯特光发送机/光接收机及其系统
85100Gbit/s超长距离DWDM