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光通信——系统、器件与联网技术
作者: 不详
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目录: 
第1章 概论 1 
1.1 电信网的总体架构 1 
1.2 发展下一代电信网的驱动力 3 
1.3 传送网和光传送网的基本概念 6 
1.4 光网络的透明性 9 
1.5 OTN与ASON的标准概貌 13 
参考文献 16 

第2章 光纤光缆 17 
2.1 光纤的种类 17 
2.2 光纤光缆的主要参数 21 
2.2.1 光纤的属性 22 
2.2.2 光缆的属性 30 
2.2.3 链路的属性 31 
2.3 主要参数的规范 32 
2.3.1 光纤光缆主要参数的规范 33 
2.3.2 ITU-T有关光纤光缆主要参数的规范 37 
2.3.3 用于系统设计的光缆链路参数 43 
2.4 新型光纤和特殊光纤 44 
2.4.1 非零色散光纤 45 
2.4.2 低水峰光纤 53 
2.4.3 色散补偿光纤 55 
参考文献 59 

第3章 有源光器件 61 
3.1 光源 61 
3.1.1 半导体激光器 61 
3.1.2 发光二极管 75 
3.2 光检测器 79 
3.2.1 光检测器的主要特性 79 
3.2.2 PIN管 82 
3.2.3 APD管 84 
3.3 光集成与光电集成器件 87 
3.3.1 光集成器件 87 
3.3.2 光电集成电路 89 
3.4 光放大器 93 
3.4.1 光放大器的特点和分类 93 
3.4.2 掺铒光纤放大器 95 
3.4.3 掺镨氟基光纤放大器 107 
3.4.4 光纤喇曼放大器 108 
3.4.5 半导体光放大器 117 
3.4.6 掺铒波导放大器 120 
3.5 全光波长变换器 122 
3.5.1 概述[11]~[14] 122 
3.5.2 AOWC的类型和机理 123 
参考文献 128 

第4章 无源光器件 130 
4.1 光纤耦合器 130 
4.2 星形耦合器 136 
4.3 波分复用器件 138 
4.3.1 基本工作原理 138 
4.3.2 衍射栅型WDM器件 141 
4.3.3 介质膜滤波器型WDM器件 144 
4.3.4 熔锥型WDM器件 147 
4.3.5 集成光波导型WDM器件 148 
4.3.6 光纤光栅型WDM器件 151 
4.3.7 光间插器 152 
4.4 光开关器件 154 
4.4.1 光开关的分类 155 
4.4.2 机械光开关[8] 156 
4.4.3 固体波导光开关 157 
4.4.4 其他开关 161 
4.4.5 微电子机械开关[14]~[17] 164 
4.4.6 各类光开关的比较 173 
4.5 光调制器 174 
4.5.1 电光调制器 174 
4.5.2 电吸收调制器 178 
4.6 光纤光栅器件 180 
4.6.1 光纤光栅的工作原理和特性 180 
4.6.2 光纤光栅的制作和应用 183 
参考文献 187 

第5章 光放大系统的传输损伤 189 
5.1 光放大系统传输损伤的分类 189 
5.2 光纤非线性损伤 190 
5.2.1 克尔效应 191 
5.2.2 受激散射 202 
5.3 极化特性 206 
5.4 色度色散特性 217 
5.5 其他与光放大器相关的损伤 222 
参考文献 227 

第6章 SDH传送网 229 
6.1 SDH的基本概念和特点 229 
6.2 SDH的速率和帧结构 231 
6.3 SDH复用和映射方法 234 
6.4 SDH光接口分类与规范 237 
6.5 SDH组网应用 251 
6.6 高速光纤传输系统的硬件技术和光接口 255 
6.6.1 高速光纤传输系统的硬件技术 255 
6.6.2 40Gbit/s系统的特殊问题 257 
6.6.3 使用光纤放大器的系统光接口 261 
6.7 下一代SDH标准和城域网多业务平台 273 
6.7.1 下一代SDH标准 273 
6.7.2 城域网多业务平台 278 
参考文献 291 

第7章 波分复用传输系统 293 
7.1 波分复用传输 293 
7.1.1 波分复用传输原理 293 
7.1.2 两种传输方式的特点 296 
7.1.3 波分复用系统的容量演进和极限 298 
7.2 波分复用系统 302 
7.3 波分复用系统器件和光纤的选择 304 
7.4 波分复用系统的光接口和光路设计 308 
7.4.1 光接口分类 309 
7.4.2 光接口参数定义和规范 312 
7.4.3 光放大器的增益箝制技术 317 
参考文献 321 

第8章 光传送网结构 322 
8.1 传送网功能结构 322 
8.1.1 传送网的基本概念 322 
8.1.2 网络构件[1] 323 
8.1.3 网络的分层和分割[1] 333 
8.2 从电联网向光联网的演进 347 
8.2.1 传送网面临的挑战 347 
8.2.2 从SDH向WDM演进 347 
8.2.3 从WDM向ASON和全光网的演进 348 
8.3 光传送网功能结构 354 
8.3.1 光网络的传送功能结构 354 
8.3.2 光传送网的分割 366 
8.3.3 光传送网管理 370 
8.3.4 光传送网生存性 378 
8.3.5 不同管理域的互连和互通 381 
8.4 下一代传送网的可选网络结构 385 
8.4.1 IP业务对传送网结构的影响 385 
8.4.2 各种可选传送网结构的特点 386 
参考文献 388 

第9章 网络保护和恢复 389 
9.1 网络的生存性 389 
9.2 网络保护和恢复 393 
9.2.1 保护和恢复概念 393 
9.2.2 保护和恢复分类 396 
9.3 SDH保护和恢复 400 
9.3.1 保护方式与机理 400 
9.3.2 恢复方式与机理 414 
9.3.3 各种保护和恢复方法的比较和协调 427 
9.4 OTN的保护和恢复 429 
9.4.1 光层保护恢复概述 429 
9.4.2 基本保护恢复方法分类 433 
9.5 网络的多层生存性 442 
参考文献 449 

第10章 光传送网节点接口 452 
10.1 概述 452 
10.2 光通路开销 454 
10.3 光网络接口与基本信号结构 457 
10.3.1 基本信号结构 459 
10.3.2 ONNI信息结构定义 460 
10.4 复用原理 463 
10.4.1 OTM-n复用和映射结构 463 
10.4.2 比特率与容量 467 
10.4.3 光传送模块 469 
10.4.4 OTM-n域内接口 470 
10.5 光通路信息结构 472 
10.5.1 OTUk帧结构 472 
10.5.2 ODUk帧结构 473 
10.5.3 OPUk帧结构 473 
10.5.4 API接入点标识 474 
10.5.5 OTUk开销功能 477 
10.5.6 ODUk开销功能 481 
10.5.7 OPUk OH描述 491 
10.5.8 OTUk、ODUk、OPUk之间的关系 496 
10.6 OTM开销与维护信号 497 
10.6.1 OTM层开销 498 
10.6.2 管理维护信号 500 
10.7 光接口的传输控制和前向纠错 501 
10.8 客户信号的映射 503 
10.8.1 CBR2G5、CBR10G、CBR40G信号映射进OPUk 503 
10.8.2 ATM信元映射进OPUk 506 
10.8.3 GFP帧信号映射进OPUk 507 
10.8.4 测试信号映射进OPUk 508 
10.8.5 非特定客户比特流映射进OPUk 510 
10.9 OPUk虚级联 511 
10.9.1 OPUk虚级联 512 
10.9.2 OPUk-Xv开销描述 513 
10.10 向OTN光传送网演进的方案和策略 522 
参考文献 526 

第11章 光传送网功能 527 
11.1 概述 527 
11.2 监控过程和管理信息流 537 
11.3 OTN通用进程 545 
11.4 OTN层功能描述 554 
11.4.1 光传输层功能 554 
11.4.2 光复用段层功能 564 
11.4.3 光通路层功能 568 
11.4.4 OTUk层功能 572 
11.4.5 ODUk层功能 575 
参考文献 589 

第12章 光传送网物理层接口 590 
12.1 Pre-OTN光接口 590 
12.1.1 OTN与Pre-OTN 590 
12.1.2 OTN单通路接口 591 
12.1.3 OTN多通路接口 592 
12.2 术语和参数的定义 592 
12.3 光接口分类 593 
12.3.1 参考点 593 
12.3.2 系统代码 597 
12.3.3 多通路域间接口 598 
12.3.4 单通路域间接口 599 
12.3.5 IaDI应增加的接口及其参数 605 
12.4 IrDI光接口参数要求 606 
12.4.1 IrDI多通路域间接口物理层参数要求 606 
12.4.2 IrDI单通路域间接口要求 608 
12.4.3 CWDM 系统光接口 610 
12.5 OTN系统的横向兼容性设计考虑 612 
12.6 光安全进程 615 
12.6.1 光功率安全性 615 
12.6.2 APR功能和要求 616 
12.6.3 采用OSC实现重启动进程的系统 617 
参考文献 618 

第13章 光分插复用和光交叉连接 620 
13.1 OADM和OXC在网络中的位置 620 
13.2 OADM节点结构 621 
13.3 ROADM结构与OADM应用分析 624 
13.4 OADM实现方案 629 
13.5 全光交叉连接的特点与结构 634 
13.6 全光交叉连接节点分类 637 
13.6.1 基于空间交换的全光OXC结构 638 
13.6.2 基于波长交换的全光OXC结构 645 
13.6.3 全光OXC的挑战 648 
13.7 光电光OXC与全光OXC 648 
13.8 光电光混合交叉连接OXC 654 
参考文献 658 

第14章 光传送网网络性能 659 
14.1 误码特性 659 
14.1.1 误码的概念和影响 659 
14.1.2 误码的产生和分布[1]~[5] 660 
14.1.3 误码性能的规范 662 
14.1.4 OTN误码性能监控 664 
14.1.5 OTN多运营商国际通道的误码性能参数 670 
14.1.6 OTN多运营商国际通道维护与投入服务指标 675 
14.2 抖动特性 678 
14.2.1 抖动的概念和影响 678 
14.2.2 抖动的产生 679 
14.2.3 OTUk接口网络输出抖动和漂移 681 
14.2.4 OTN网络接口抖动和漂移容限 683 
14.2.5 ODUk时钟要求 687 
14.2.6 抖动积累模型和分析 696 
14.2.7 STM-n客户信号在OTN中传送同步的要求 700 
14.2.8 CBRx和ODUj[i]负载抖动积累特性分析 702 
14.3 光信号的监视 703 
14.3.1 光监测参数劣化和光损伤之间的关系 704 
14.3.2 监测方法的分类 706 
14.3.3 光监视参数 708 
14.3.4 光性能的监视方法 712 
参考文献 713 

第15章 光传送网管理 715 
15.1 TMN基础 715 
15.1.1 TMN的结构[1]、[2] 716 
15.1.2 TMN的功能[4] 730 
15.2 光传送网网元管理要求 732 
15.2.1 OTN管理结构 733 
15.2.2 OTN管理功能 740 
15.3 WDM系统网络管理功能 744 
15.4 ASON管理平面总体结构 755 
15.5 ASON管理平面与传统网管系统的关系 766 
15.6 DCN网络 770 
15.7 网管分层结构与多厂商网管互操作性 772 
参考文献 774 

第16章 光因特网 776 
16.1 概述 776 
16.2 IP业务量的特点 778 
16.3 网络互联与路由器[1]、[2] 781 
16.3.1 网络互联 781 
16.3.2 路由选择原理和协议 783 
16.3.3 路由器 791 
16.4 MPLS技术和应用 800 
16.5 IP传送技术 806 
16.6 光因特网基本结构和参考模型 812 
参考文献 817 

第17章 自动交换光网络 818 
17.1 自动交换光网络的基本概念和标准化 818 
17.2 控制面功能要求 823 
17.2.1 控制面基本功能 823 
17.2.2 支持连接管理的控制面功能 830 
17.2.3 信令进程——连接管理过程 837 
17.2.4 信令网 839 
17.2.5 网络拓扑的隐藏性和资源管理 842 
17.3 传送资源及其组织 843 
17.4 控制面结构 845 
17.4.1 概述 845 
17.4.2 策略和联邦 847 
17.4.3 结构元件 849 
17.4.4 用于连接建立的元件间交互 858 
17.5 网管能力和网络性能要求 863 
17.6 网络的演进结构 865 
17.6.1 IP层与光传送层的融合 865 
17.6.2 网络的演进结构[14]~[17] 868 
17.6.3 将MPLS应用于光层后的特点和适配[18]~[23] 875 
参考文献 883 

第18章 高速光系统设计和工程考虑 885 
18.1 光系统工作频带的规定 885 
18.2 线路码的考虑 888 
18.3 光网络拓扑 891 
18.4 高速光纤系统的传输限制 895 
18.5 光传输设计和系统升级考虑 905 
18.6 最坏值法系统设计 912 
18.7 统计法系统设计 917 
18.8 误比特率和光信噪比 921 
18.8.1 误比特率、Q值和光信噪比的关系 921 
18.8.2 光信噪比的要求和余度 925 
18.8.3 噪声积累 927 
18.8.4 光串音 931 
18.9 前向纠错 937 
18.10 物理层横向和纵向兼容性 946 
参考文献 950 

第19章 光网络测试 953 
19.1 WDM线路系统测试 953 
19.1.1 通路中心频率和中心频率偏移 954 
19.1.2 光信噪比 955 
19.1.3 光放大器 959 
19.1.4 波分复用器件 961 
19.1.5 光监控通路 963 
19.1.6 WDM系统传输性能和OTU级联能力 963 
19.1.7 OTU抖动转移函数和B1/J0字节非介入监视 965 
19.1.8 自动功率均衡 968 
19.1.9 光通道代价 969 
19.1.10 自动光功率减少 972 
19.1.11 WDM系统的在线监视和维护 973 
19.1.12 WDM系统富余度 974 
19.2 FEC增益测试 977 
19.3 TMUX测量 980 
19.4 WDM系统测试仪表 983 
19.5 SDH超长复用段保护环APS测试 985 
19.5.1 APS保护倒换时间计算 986 
19.5.2 APS测试原理 988 
19.5.3 SDH环的测试方法 993 
19.6 光网络测试 995 
19.6.1 OADM环网的倒换时间 995 
19.6.2 OXC隔离度 996 
19.6.3 G.709 接口光传送网 997 
19.7 ASON网络性能指标 997 
19.7.1 控制面功能和性能测试 998 
19.7.2 管理面测试 1001 
参考文献 1001 

附录 术语 1003 

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