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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 WDM 208

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