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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 光纤通信的现状及发展趋势 3

1.2.1 光纤通信技术的现状 3

1.2.2 光纤通信技术的发展趋势 3

第2章 光纤 5

2.1 光纤的结构和分类 5

2.1.1 光纤的结构 5

2.1.2 光纤的分类 5

2.2 用射线理论分析光纤的导光原理 7

2.2.1 平面波在两介质交界面的反射与折射 7

2.2.2 阶跃型光纤的导光原理 11

2.2.3 渐变型光纤的导光原理 13

2.3 用波动理论分析光纤的导光原理 18

2.3.1 麦克斯韦方程及波动方程 18

2.3.2 阶跃型光纤的标量近似解法 20

2.3.3 渐变型光纤的标量近似解法 28

2.4 单模光纤 29

2.4.1 单模光纤的特性参数 29

2.4.2 单模光纤的双折射 30

2.4.3 其他常用单模光纤 32

2.5 光纤的传输特性 33

2.5.1 光纤的损耗特性 34

2.5.2 光纤的色散特性 35

2.6 光纤的非线性效应 36

2.6.1 受激光散射效应 36

2.6.2 光纤折射率随光强度变化而引起的非线性效应 37

小结 39

习题 39

第3章 端机与光中继设备 41

3.1 光源和光发射机 41

3.1.1 半导体激光器 41

3.1.2 光源的调制 54

3.1.3 传输线路码型 57

3.1.4 光发射机的组成和各部分功能 58

3.2 光接收机 60

3.2.1 半导体光电检测器 60

3.2.2 光接收机组成及各部分的功能 66

3.3 光中继器 71

3.3.1 基于光放大器的光中继技术 71

3.3.2 基于OEO的电再生中继器 76

小结 76

习题 77

第4章 光纤通信系统 78

4.1 IM-DD光通信系统结构 78

4.2 SDH光纤通信系统 80

4.3 SDH光纤传输系统设计中的工程问题 81

4.4 超长距离高速光通信系统 87

4.4.1 传输通道特性 87

4.4.2 高速光传输系统中的关键技术 88

4.4.3 超长距离光纤通信系统中的光放大技术 91

4.5 SDH光纤通信系统性能 94

4.5.1 光接口、电接口的界定 94

4.5.2 误码性能 95

4.5.3 抖动性能 96

小结 97

习题 98

第5章 SDH/MSTP 99

5.1 SDH的基本概念 99

5.1.1 SDH的网络节点接口、速率和帧结构 99

5.1.2 SDH网的特点 101

5.2 SDH中的基本复用、映射结构 101

5.2.1 SDH复用结构 101

5.2.2 映射方法 104

5.3 SDH光传输系统 105

5.3.1 系统结构 105

5.3.2 SDH网元 105

5.4 SDH传送网 108

5.4.1 传送网的分层结构 109

5.4.2 传送网的节点和节点设备 110

5.4.3 SDH传送网 110

5.5 SDH网络保护 114

5.5.1 自动线路保护倒换 114

5.5.2 环路保护 115

5.6 基于SDH的多业务传送平台（MSTP） 119

5.6.1 MSTP的基本概念及特点 119

5.6.2 MSTP中的关键技术 120

5.6.3 多业务传送平台 122

小结 124

习题 125

第6章 分组传送网 126

6.1 PTN的基本概念及特点 126

6.1.1 PTN的基本概念 126

6.1.2 PTN标准 126

6.1.3 PTN的特点 127

6.2 PTN网络的体系结构 127

6.2.1 分层结构 127

6.2.2 PTN的功能平面 129

6.2.3 PTN网元结构与分类 130

6.3 T-MPLS的业务承载与数据转发 131

6.3.1 T-MPLS与MPLS的区别 131

6.3.2 T-MPLS帧格式 133

6.3.3 T-MPLS各层的适配过程 134

6.3.4 T-MPLS的数据转发原理 135

6.4 T-MPLS的OAM技术 135

6.5 T-MPLS网络中的安全性问题——保护与同步 137

6.5.1 网络保护 137

6.5.2 同步技术 141

6.6 PTN在3G传输承载网络中的应用 144

6.6.1 3G网络对传输承载的要求 144

6.6.2 PTN应用定位 144

6.6.3 3G传输承载网络应用 146

小结 148

习题 149

第7章 基于WDM的光传送网 150

7.1 光传送网的基本概念及特点 150

7.2 波分复用系统 151

7.2.1 光波分复用的基本概念 151

7.2.2 波分复用系统 155

7.2.3 WDM网络的关键设备 157

7.2.4 WDM系统设计中的工程问题 161

7.3 光传送网（OTN） 164

7.3.1 WDM光传送网的体系结构 164

7.3.2 OTN帧结构和开销 165

7.3.3 客户信号的映射和复用 166

7.3.4 光通道网络 168

7.3.5 OTN关键设备 171

7.3.6 OTN网络的保护方式 173

7.4 分组光传送网（POTN）技术与应用 177

7.4.1 POTN技术 177

7.4.2 城域传送网中引入POTN技术的组网应用 181

小结 185

习题 185

第8章 光纤通信新技术 187

8.1 相干光通信技术 187

8.1.1 相干光通信的基本概念及特点 187

8.1.2 相干光通信的基本原理 187

8.1.3 相干光通信系统 188

8.1.4 相干光通信中的关键技术 189

8.2 光孤子通信 190

8.2.1 光孤子的基本概念 190

8.2.2 光孤立子的产生机理 191

8.2.3 光孤子通信系统的基本组成及通信特点 191

8.2.4 光孤子通信系统中的关键技术 193

8.3 量子通信 197

8.3.1 量子通信的概念及特点 197

8.3.2 量子信息基础理论 198

8.3.3 量子通信系统 199

8.3.4 量子通信关键技术 200

小结 202

习题 203

第9章 光网络及其发展 204

9.1 光网络技术综述 204

9.1.1 光网络的概念 204

9.1.2 光网络的组网技术现状 204

9.1.3 光纤通信网络的发展趋势 205

9.2 光传送网的SDN化趋势及影响 206

9.2.1 SDN体系结构 206

9.2.2 软件定义传送平面 208

9.2.3 软件定义控制平面 209

9.2.4 SDN在光传送网中的应用 210

9.2.5 SDN在IP层与光融合中的应用 211

9.3 智能光网络 213

9.3.1 智能光网络的概念、特点及功能 213

9.3.2 ASON的网络体系结构 214

9.3.3 ASON控制平面及其核心技术 216

9.4 全光网 225

9.4.1 全光网的概念、结构及其特点 225

9.4.2 全光网中的关键技术 226

小结 232

习题 232

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 233

附录B 标量场方程解的推导 235

附录C 标量亥姆霍兹方程解的推导 239

附录D 缩略语英汉对照表 242

参考文献 250