目　录

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　3
1.3　光纤通信网络的发展趋势　5
1.3.1　发展趋势　5
1.3.2　关键技术　6

第 2章　光纤　8
2.1　光纤的结构和分类　8
2.1.1　光纤的结构　8
2.1.2　光纤的分类　8
2.2　用射线理论分析光纤的导光原理　10
2.2.1　平面波在两介质交界面的反射与折射　10
2.2.2　阶跃型光纤的导光原理　14
2.2.3　渐变型光纤的导光原理　16
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　33
2.4　单模光纤　34
2.4.1　单模光纤的折射率分布　34
2.4.2　单模传输的理论分析　35
2.4.3　单模光纤的双折射　37
2.4.4　其他常用单模光纤　39
2.5　光纤的传输特性　40
2.6　光纤的非线性效应　43
2.6.1　受激光散射效应　43
2.6.2　光纤折射率随光强度变化而引起的非线性效应　44
2.6.3　光孤子通信　46
小结　49
习题　50

第3章　光纤通信器件　51
3.1　半导体光源　51
3.1.1　激光器的物理基础　51
3.1.2　激光器的工作原理　54
3.1.3　半导体激光器的结构、工作原理及工作特性　57
3.1.4　分布反馈半导体激光器　63
3.1.5　量子阱半导体激光器　64
3.2　半导体光电检测器　64
3.2.1　半导体的光电效应　64
3.2.2　光纤通信中常用的半导体光电检测器　65
3.2.3　光电检测器的特性　67
3.3　光放大器　70
3.3.1　掺铒光纤放大器　70
3.3.2　光纤拉曼放大器　75
3.4　无源光器件　78
3.4.1　光定向耦合器　78
3.4.2　光隔离器与光环行器　79
3.4.3　光滤波器　80
3.4.4　光开关　80
3.4.5　波长转换器　81
3.4.6　波分复用器　82
3.4.7　光纤光栅　84
小结　85
习题　85

第4章　光纤通信系统　87
4.1I　M-DD光纤通信系统　87
4.1.1　光纤通信中的线路码型　87
4.1.2　IM-DD光通信系统结构　88
4.2　衰减和色散对中继距离的影响　100
4.2.1　衰减与色散对中继距离的影响　100
4.2.2　10Gbit/s及 10Gbit/s以上的SDH光线路　105
4.2.3　使用光放大器的SDH高速线路　106
4.3　噪声及灵敏度分析　107
4.3.1　接收机噪声　107
4.3.2　接收机灵敏度　109
小结　110
习题　111

第5章　SDH光同步网　113
5.1　SDH的基本概念　113
5.1.1　SDH的网络节点接口、速率和帧结构　113
5.1.2　SDH网的特点　115
5.2　SDH中的基本复用、映射结构　116
5.2.1　SDH复用结构　116
5.2.2　映射方法　119
5.3　SDH光传输系统　119
5.3.1　系统结构　119
5.3.2　SDH网元　120
5.4　SDH传送网　123
5.4.1　传送网的分层结构　123
5.4.2　传送网的节点和节点设备　124
5.4.3　SDH传送网　125
5.5　SDH网络中的安全性问题——保护与同步　128
5.5.1　SDH网络的保护　128
5.5.2　SDH的网同步　135
5.6　SDH网络性能　137
5.6.1　光接口、电接口的界定　137
5.6.2　误码性能　138
5.6.3　抖动性能　139
小结　140
习题　141

第6章　基于WDM的光传送网　142
6.1　光传送网的基本概念及特点　142
6.2　波分复用系统　143
6.2.1　光波分复用的基本概念　143
6.2.2　波分复用系统　147
6.2.3　WDM网络的关键设备　149
6.2.4　采用光波分复用技术的高速光纤通信线路　153
6.2.5　1.6Tbit/s WDM系统　156
6.3　光传送网　159
6.3.1　WDM光传送网的功能分层模型　159
6.3.2　OTN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
6.3.5　OTN关键设备　166
6.4　OTN网络的保护方式　167
6.4.1　线性保护　167
6.4.2　子网连接保护　169
6.4.3　共享保护　169
小结　171
习题　172

第7章　城域光网络　173
7.1　城域光网络的结构　173
7.1.1　城域网的分层结构　173
7.1.2　城域网的网络架构与功能　175
7.2　光互连网　176
7.2.1　IP over SDH　177
7.2.2　IP over WDM　179
7.3　无源EPON/GPON光接入网络　180
7.3.1　光接入网的概念　180
7.3.2　无源光网络的传输原理及其应用　181
7.3.3　以太网无源光网络　184
7.3.4　GPON与EPON的比较　188
7.4　基于SDH的多业务传送平台　190
7.4.1　MSTP的基本概念及特点　190
7.4.2　MSTP中的关键技术　191
7.4.3　多业务传送平台　196
7.5　城域传送网的组网策略　198
7.5.1　全业务运营对城域传送网的要求　198
7.5.2　城域传送网的组网策略　200
小结　203
习题　204

第8章　分组传送网　205
8.1　PTN的基本概念及特点　205
8.1.1　PTN的基本概念　205
8.1.2　PTN标准　205
8.1.3　PTN的特点　206
8.2　PTN网络的体系结构　206
8.2.1　分层结构　206
8.2.2　PTN的功能平面　208
8.2.3　PTN网元结构与分类　209
8.3　T-MPLS的业务承载与数据转发　210
8.3.1　T-MPLS与MPLS的区别　210
8.3.2　T-MPLS帧格式　212
8.3.3　T-MPLS各层的适配过程　213
8.3.4　T-MPLS的数据转发原理　214
8.4　T-MPLS的OAM技术　214
8.5　T-MPLS网络中的安全性问题——保护与同步　216
8.5.1　网络保护　216
8.5.2　同步技术　220
8.6　PTN在3G传输承载网络中的应用　223
8.6.1　3G网络对传输承载的要求　223
8.6.2　PTN应用定位　223
8.6.3　3G传输承载网络应用　225
小结　227
习题　228

第9章　智能光网络　229
9.1　智能光网络　229
9.1.1　智能光网络的概念、特点及功能　229
9.1.2 　ASON的网络体系结构　230
9.1.3　ASON控制平面及其核心技术　231
9.2　全光网　245
9.2.1　全光网的概念、结构及其特点　245
9.2.2　全光网中的关键技术　246
小结　251
习题　252

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　253
附录B　标量解场方程的推导　255
附录C　标量亥姆霍兹方程解的推导　259

英文缩写　262
参考文献　269