光纖通信
本書涵蓋了光纖通信專業(yè)的相關內容，包括光纖通信系統(tǒng)、光纖通信傳輸技術、分組傳送網(wǎng)（PTN）技術和光傳送網(wǎng)（OTN）技術。作者在編寫過程中結合了光纖通信的zui新發(fā)展及實際應用情況，精選了部分思考與練習題，為學生自主學習提供了方便。
本書內容系統(tǒng)全面，材料充實豐富，可供通信工程專業(yè)本科生及相關專業(yè)的高年級學生使用，也可作為通信專業(yè)的技術人員和通信管理干部的參考書。
信息傳輸是信息社會發(fā)展的重要支柱，而光纖傳輸技術的發(fā)展決定著整個通信網(wǎng)絡的發(fā)展。光纖通信經過短短幾十年的發(fā)展，在擴大網(wǎng)絡傳輸容量方面起到了其他方式不可替代的作用。在當今信息高速網(wǎng)絡的發(fā)展中，光纖通信又一次進入了現(xiàn)代光纖傳輸網(wǎng)絡的建設高潮。展望未來，光纖通信仍將一如既往地向前發(fā)展，把通信網(wǎng)從電到光推向更高的臺階；不僅在傳輸，而且在網(wǎng)絡核心、網(wǎng)絡邊緣，都將引入光纖通信，最終把光纖送到千家萬戶。
為了適應光纖通信技術發(fā)展的快速性、知識更新強烈的需求性，作者融合了光纖通信系統(tǒng)、光纖通信傳輸技術和光傳送網(wǎng)技術的精華內容，特別結合了最新發(fā)展，加強了光纖通信系統(tǒng)應用、分組傳送網(wǎng)（PTN）技術和光傳送網(wǎng)（OTN）技術等內容，力求給讀者一個全面、系統(tǒng)，從理論到實際應用的光纖通信的完整框架。
本書共分7章，前3章為光纖通信系統(tǒng)的基本原理，第4章則從系統(tǒng)角度解讀光纖通信的應用，最后3章側重光傳輸技術及最新光網(wǎng)絡技術，緊跟光纖通信最新成果，使讀者感知光纖通信的飛速發(fā)展。其中，第1章介紹光纖通信的基本概念、特點，光纖通信系統(tǒng)的基本組成和發(fā)展趨勢等；第2章論述光纖結構、光纖導光原理等；第3章論述光無源器件和光放大器等器件；第4章從典型光纖通信系統(tǒng)及系統(tǒng)的性能指標與設計出發(fā)，重點介紹光波分復用系統(tǒng)、ROF系統(tǒng)等應用實例；第5章詳細介紹同步數(shù)字傳輸體系（SDH）的基本構成、幀結構、復用和映射、指針等技術，并介紹多業(yè)務傳送平臺（MSTP）技術；第6章主要介紹分組傳送網(wǎng)（PTN）的基本概念、結構及技術應用等；第7章系統(tǒng)介紹光傳送網(wǎng)(OTN)的概念。
本書由李云霞和蒙文策劃、主編并統(tǒng)稿，康巧燕、徐志燕、馬麗華、石磊、李凡參與了全書內容的編寫工作，蒙雨茜和李慧敏對本書的編寫做了大量的工作。在此，對同事們的大力支持和幫助表示衷心的感謝。本書參考了相關專業(yè)現(xiàn)已出版的部分教材和著作（詳見參考文獻），在此對相關作者一并表示誠摯的謝意。
由于作者水平所限，書中難免存在疏漏、錯誤和不足之處，懇請讀者批評指正。
作者
2016年4月
第1章概論1
1.1光纖通信的基本概念1
1.2光纖通信系統(tǒng)的基本組成2
1.3光纖通信的特點與應用4
1.3.1光纖通信的特點4
1.3.2光纖通信的應用5
1.4光纖通信的發(fā)展和演變6
1.4.1光纖、光纜6
1.4.2光纖通信系統(tǒng)7
1.4.3光纖通信網(wǎng)絡7
思考與練習題9
第2章光纖傳輸原理及傳輸特性10
2.1光纖的結構與分類10
2.1.1光纖的結構10
2.1.2光纖的分類11
2.1.3光纖的制造工藝12
2.2光纖的傳輸原理13
2.2.1用射線理論分析光纖的傳輸原理13
2.2.2用波動理論分析光纖的傳輸原理16
2.3光纖的傳輸特性24
2.3.1光纖的損耗特性24
2.3.2光纖的色散特性27
2.3.3光纖的非線性效應28
2.4單模光纖的性能參數(shù)及種類31
2.4.1光纖的主要性能參數(shù)31
2.4.2單模光纖的種類31
2.5光纖接續(xù)32
2.6光纜34
2.6.1光纜的基本結構34
2.6.2光纜的分類34
思考與練習題36
第3章光纖通信系統(tǒng)的基本器件37
3.1光纖通信用光源37
3.1.1半導體光源的發(fā)光機理37
3.1.2發(fā)光二極管LED39
3.1.3半導體激光器LD40
3.2光檢測器43
3.2.1PIN光電二極管43
3.2.2雪崩光電二極管APD44
3.3光放大器45
3.3.1光放大器的作用與分類45
3.3.2摻鉺光纖放大器47
3.3.3拉曼光纖放大器51
3.4光纖連接器54
3.4.1光纖連接損耗55
3.4.2光纖連接器的性能參數(shù)55
3.4.3光纖連接器的外形56
3.4.4光纖連接器的插針端面57
3.5光耦合器57
3.5.1光耦合器的性能參數(shù)58
3.5.2各種光耦合器59
3.6光開關61
3.6.1光開關的作用61
3.6.2光開關的種類61
思考與練習題66
第4章光纖通信系統(tǒng)及設計67
4.1光發(fā)送機67
4.1.1光發(fā)送機的組成67
4.1.2調制方式68
4.1.3光發(fā)送機的主要技術要求69
4.1.4光源與光纖的耦合69
4.2光接收機70
4.2.1光接收機的組成70
4.2.2集成光接收機72
4.2.3光接收機的主要技術指標72
4.3光中繼器與分插復用器73
4.3.1光中繼器73
4.3.2分插復用器73
4.4光波分復用系統(tǒng)74
4.4.1光波分復用技術的定義74
4.4.2光波分復用系統(tǒng)的基本形式77
4.4.3光波分復用技術的特點78
4.4.4光波長區(qū)的分配79
4.4.5光波分復用器80
4.5ROF系統(tǒng)概述86
4.5.1ROF系統(tǒng)的構成86
4.5.2ROF技術的應用現(xiàn)狀87
4.5.3ROF系統(tǒng)的基本原理87
4.5.4ROF系統(tǒng)的特點88
4.6系統(tǒng)的性能指標89
4.6.1誤碼性能89
4.6.2抖動性能90
4.7系統(tǒng)結構91
4.7.1點到點連接91
4.7.2廣播和分配網(wǎng)92
4.7.3局域網(wǎng)92
4.8光纖損耗和色散對系統(tǒng)性能的影響93
4.8.1損耗限制系統(tǒng)93
4.8.2色散限制系統(tǒng)94
4.9光纖通信系統(tǒng)的設計95
4.9.1功率預算95
4.9.2上升時間預算96
4.9.3色散預算97
4.9.4系統(tǒng)功率代價98
思考與練習題101
第5章同步數(shù)字傳輸體系102
5.1SDH的引入102
5.1.1準同步數(shù)字系列PDH102
5.1.2PDH的復用102
5.1.3PDH的缺點103
5.1.4SDH的特點104
5.1.5SDH的基本組成105
5.1.6我國SDH的網(wǎng)絡結構107
5.1.7SDH的發(fā)展109
5.2分層模型與幀結構109
5.2.1SDH傳送網(wǎng)分層模型109
5.2.2SDH的幀結構110
5.2.3段開銷112
5.3復用和映射115
5.3.1復用的基本原理115
5.3.2復用的結構116
5.3.3映射的基本原理120
5.3.42048 kb/s到STM1的映射和復用122
5.3.534.368 Mb/s到STM1的映射和復用129
5.3.6139.264 Mb/s到STM1的映射和復用131
5.3.74個AUGN復用進AUG4N131
5.3.8ATM信元的映射132
5.3.9IP數(shù)據(jù)包的映射134
5.4指針134
5.4.1指針的作用134
5.4.2指針的位置134
5.4.3指針的調整135
5.4.4支路單元指針調整技術139
5.5SDH網(wǎng)同步140
5.5.1網(wǎng)同步的基本原理140
5.5.2數(shù)字網(wǎng)中的同步方式141
5.5.3從時鐘的工作方式143
5.5.4我國SDH同步網(wǎng)的結構143
5.5.5定時基準的分配144
5.5.6同步網(wǎng)定時信號傳輸鏈146
5.5.7SDH網(wǎng)元設備定時147
5.6網(wǎng)絡保護技術148
5.6.1基本的網(wǎng)絡拓撲結構148
5.6.2鏈形網(wǎng)149
5.6.3環(huán)形網(wǎng)——自愈環(huán)152
5.6.4復雜網(wǎng)絡的拓撲結構及特點159
5.7基于SDH的多業(yè)務傳送平臺（MSTP）161
5.7.1MSTP的功能結構162
5.7.2MSTP承載以太網(wǎng)業(yè)務的核心技術162
5.7.3MSTP的主要特點163
思考與練習題164
第6章分組傳送網(wǎng)（PTN）166
6.1PTN概述166
6.2PTN的體系結構168
6.2.1PTN的分層結構168
6.2.2PTN的功能平面169
6.3PTN的關鍵技術170
6.4PTN的技術特點及應用176
6.4.1PTN的技術特點176
6.4.2PTN的應用177
思考與練習題181
第7章光傳送網(wǎng)（OTN）182
7.1OTN的基本概念182
7.1.1OTN技術的背景182
7.1.2OTN概念的特點182
7.1.3OTN標準的進展185
7.2OTN體系架構186
7.2.1OTN分層及接口186
7.2.2OTN光傳送模塊189
7.2.3OTN幀結構和開銷193
7.2.4OTN復用/映射結構197
7.3OTN保護與恢復199
7.3.1線性保護技術200
7.3.2環(huán)網(wǎng)保護技術203
7.3.3網(wǎng)狀網(wǎng)恢復技術205
7.4OTN交叉連接技術206
7.4.1OTN電交叉連接技術207
7.4.2OTN光交叉連接技術209
7.4.3OTN通用交叉連接技術214
7.5可重構光分插復用器（ROADM）215
7.5.1ROADM節(jié)點的結構215
7.5.2ROADM技術的實現(xiàn)217
7.5.3ROADM組網(wǎng)的應用220
思考與練習題222
參考文獻223
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