本书系统地介绍了光纤通信的各方面知识。全书共14章，内容涵盖光纤传输原理和传输特性，半导体光源和光检测器的工作原理与工作特性，数字光纤通信系统和模拟光纤通信系统，光放大器的工作原理和性能，WDM系统原理与器件，光网络与光交换，光纤通信系统的性能测量及管理。与前一版相比，新增了光纤的非线性效应、光子晶体光纤、高速通信中的前向纠错、光载无线通信（ROF）及光缆铺设等新内容。     读者对象：本书适合作为通信工程及相关专业高年级本科生、研究生的光纤通信课程的双语教学教材，对于本领域从事设备设计制造、系统运营管理的工程技术人员也是一本很好的参考书。

前 言 本书的目标 自1983年本书第一版问世以来，光纤通信历经了令人神往的发展历程。特别值得一提的是，高锟（Charles K. C. Kao）以其超越时代的洞察力发现，可以使用玻璃纤维作为数据传输媒介，其执着的后继工作带来了低损耗光纤的进一步发展，这使得他荣获2009年诺贝尔物理学奖。第一根超纯光纤在高锟预言之后的第四年，即1970年制作成功。这一突破导致与光纤相关的系列技术的发展。最初人们仅关心传输链路技术，随后很快转移到越来越复杂的网络技术。许多新器件和通信技术加入到光纤通信中。其中有的技术获得极大成功，也有的技术因为实现复杂而被淘汰，还有的技术由于过于超前在经历一段时间的休眠期之后再次出现。基于光纤技术的现代大容量电信网络已成为社会不可分割的一部分。这些先进网络的应用领域从简单的网页浏览到电子邮件交互再到健康诊断、网格和云计算及复杂的商业交换。由于网络对于日常生活如此重要，我们越来越期望通信服务能够永远在线并功能合理。要到达这一近乎苛刻的需求，需要对从器件发展到系统设计安装和网络运行维护的所有技术方面进行仔细的工程化考量。 为了突出上述技术的成就与现状，本书第四版力求展现基本原理，以利于理解光纤技术并更广泛地将其应用于现代通信网。本书的系列论述将带领读者系统地领略光纤链路中器件及其相互间影响的基本原理，讲述复杂光链路和网络的架构与性能特征，了解网络安装与维护中需要的基本测量技术。通过理解、掌握这些基本问题，读者不仅可以从事器件、通信链路或者设备的设计，还能够预见未来网络技术的发展方向。 本书的内容 为达到上述目标，第1章给出了光通信系统的概述。其内容包括采用采用光纤的动因和好处，所使用的频带，WDM如何提高光纤的传输容量，采用的标准及仿真工具。 第2章~第11章描述了光链路中主要元器件的性能特征。这些元器件包括光纤、光源、光检测器、无源光器件、光放大器，以及用于多波长网络中的有源光电器件。光纤是光链路中最为重要的器件。第2章~第3章给出了各类现有光纤的物理结构、所用材料、损耗特性、光传输机理及信号畸变特性。第3章还介绍了光纤制造方法和几种常用光缆。这两章的新增内容包括有关光子晶体光纤的讨论，及其对模式影响和脉冲展宽的改善。 第4章论述了光通信中所用光源的结构、发光原理和工作特性。此外还论述了直接调制和外调制技术、温度效应、器件寿命和线路编码方法。在第5章中描述了如何有效地将光源发射光束耦合进光纤，以及如何将两段光纤以功率损耗最小的方式连接起来。 光接收机的任务是检测到达光信号并将其转换为可被后继电接收机处理的电信号。第6章内容包括光检测器的结构与响应特性。第7章描述了光接收机的原理和功能。第7章中的新内容包括光接收机工作特征的简化数学描述、信号检测的统计概念、眼图测量方法，以及用于无源光网络的突发模式接收机简介。 第8章~第9章分别介绍了数字和模拟链路的设计方法。第8章包括链路功率预算和带宽限制的讨论。新内容包括功率代价、基本相干检测方案和数字信号差错控制方法。第9章增加了在光纤中传输微波射频模拟信号的概念。射频光传输技术的一个扩展应用是室外和大楼内移动终端的宽带光载无线电（ROF）网络。 第10章论述了波分复用（WDM）的原理，介绍了普通WDM链路的功能，讨论了不同WDM方案的国际标准。本章的新内容包括有源和无源WDM器件的描述与应用举例，例如光纤布拉格光栅、薄膜滤波器、阵列波导光栅、衍射光栅和可调光衰减器等。 第11章描述了实现光放大的不同方法。包括半导体光放大器、掺杂光纤放大器和新型的拉曼放大器。除了传统掺饵光纤放大器（EDFA）的论述，还有用于S波段的掺铥光纤放大器（TDFA）和用于L波段的增益移位EDFA的新结构。 第12章~第14章展示了如何将各个元件组合构成链路和网络，给出了评估光器件和链路性能的测量方法。第12章的新内容包括光纤中的非线性过程的来源与影响。许多非线性效应会导致系统性能劣化，必须予以控制，而另一些如受激拉曼散射效应则可以加以利用。 第13章扩展了有关长途、城域、局域和接入光网络的内容。新内容包括运行于160 Gb/s以上的高速光链路，光分插复用器和光交叉连接的概念，波长路由，光分组交换，光突发交换，无源光网络，IP over WDM，光以太网，以及减小高速网络传输损伤的技术等。 最后一章讨论了性能监测。论题包括国际认可的测量标准，光纤链路的基本测试仪表，光纤的建模方法，通过眼图测量评估链路性能。特别要强调的是对WDM链路的评估。第14章的新内容包括眼图模板、压缩眼图测试、误码率眼图轮廓等概念。其他新内容包括光性能监测，这已成为光网络的基本功能，特别是与误码监测、网络运行维护和故障管理等相关的内容。 本版新增内容 本书第四版新增加的内容如下： ● 光纤通信的频谱划分。 ● 描述了光子晶体光纤，一种通过内部微结构增加控制纤维中光的又一个维度的光纤。 ● 回顾了光纤光缆在包括室内管线到海底链路等各种环境中的铺设方法。 ● 描述了用于与光波相互作用，以便控制、管理光信号的特种光纤。 ● 讨论各种国际标准，规范不同类别的光纤的参数，从而保证工业领域的兼容性。 ● 举例说明了商用收发器组件的特性与封装。 ● 举例说明了商用光纤连接器的特性与封装。 ● 讨论了用于无源光网络的突发模式光接收机的特性。 ● 扩充了传输链路的功率代价。 ● 扩充了用于10 Gb/s或更高速率的单模光纤链路。 ● 新增加了相干检测，相对于直接检测方式，相干检测可以提高谱纯度、提高抗色散性能。 ● 新增了用于超过10 Gb/s速率传输链路的数字四相移键控（DQPSK）方法。 ● 新增了数字差错检测和纠错方法，包括多项式编码与前向纠错（FEC）技术。 ● 新增了用于无线接入网、室内环境无线服务、家庭个域网连接的光载射频技术。 ● 扩充了用于波分复用的光子器件内容。 ● 新增了拉曼光放大器技术，扩展了掺饵光纤放大器技术。 ● 新加了一章，讲述光纤中的非线性效应及其影响。 ● 显著扩展了光网络的内容，包括高速光链路，光分插复用器，光交换，WDM网络举例，IP over WDM，光以太网，用于光纤到驻地（FTTP）的无源光网络应用。 ● 修改了性能测试与监测的相关内容，包括眼图测试，光性能监测（OPM）功能，性能测试功能，例如包括误码率（BER）、光信噪比（OSNR）、Q值、光调制幅度（OMA）和定时抖动在内的性能测试。 本书的使用 第四版提供了有关光纤通信技术的理论和应用的基本材料，可用于高年级或研究生课程。本书还可用做工作参考书，为从事光纤通信系统相关器件、传输设备、测试仪表设计开发和光缆工厂的应用工程师服务。学习本书，应具有高年级工科学生的理论基础，包括电磁场理论、微分方程、光学基础。本书的正文部分也对光学概念、电磁理论和基本半导体物理等几个主要基础知识进行了简要回顾。许多涉及到进一步知识的章节（如麦克斯韦尔方程组在圆柱介质波导中的应用）用星号标注，可以跳过而不失连续性。为了帮助读者学习和设计实践运用，本书提供了143个例题；并收集了277个习题，帮助测读作者对本书所覆盖和延伸内容的理解。授课教师可通过原出版商获得这些习题解答①。 每章结束都提供了大量的参考资料作为深入学习所涉及专题的起点。由于光纤通信将多个科学和工程学科领域的研究与开发力量汇聚在一起，各章所涉内容的相关文献有数百篇。参考文献虽然无法列出全部文章，但是选择了对纤维光学领域具有重要贡献的文章，以作为所涉领域的良好导引。有关最新发展的参考材料可以在专业教材和许多会议论文集中找到。 为帮助作者理解和使用本书，书中给出了相关的物理常数及其单位。附录A~附录D给出了国际单位制、完成习题所需的数学公式等。附录E~附录G提供了本书所用的缩写术语、拉丁文符号和希腊文符号。 计算机建模与仿真工具为制造原型机之前帮助分析设计光器件、电路和网络提供了有效的途径。本书网址（www.mhhe.com/KeiserOFC）提供了关于仿真模块的简单可交互演示版的介绍。这些仿真模块可以从三个仿真工具的公司网址下载。简化版含有超过100个预先定义的模块和链路配置用于交互式的概念演示。尽管配置是固定的，用户仍然可以通过参数设置或开关来看到不同效应的系统性能。 本书网址 为学习和下载交互式仿真演示，我们还提供了网络链接，网址www.mhhe.com/KeiserOFC还会提供本书相关的新技术发展和最新参考资料信息。可为授课教师系统解答，以及部分教学幻灯片和插图。为授课教师提供的相关内容需要密码下载，相应的密码由原出版商向教师提供①。 COSMOS（仅提供给授课教师） McGraw-Hill的COSMOS（完全在线解决方案组织系统）允许授课教师从教材所属问题与解答和他们自己的材料中生成课后任务、课题讨论与测试。COSMOS系统现在可以从http://cosmos.mtte.com/网址获得。 致 谢 在这本书及其早期版本的准备过程中，我要特别感谢那些经常与我讨论并以不同方式帮助过我的人，以及那些为书稿准备材料的人。特别要感谢海军研究生院的Tri T. Ha，他给予我灵感并鼓励我撰写了本书的第一版。我与学术界的很多同仁进行过有益的交流，他们的研究报告给了我很大的帮助，包括美国东北大学和加州圣迭戈大学的John Proakis；波士顿大学的Selim Unlu, Michael Ruane和Malvin Teich；台湾科技大学（NTUST）的Shi-Shuenn Chen、San-Liang Lee、Cheng-Kuang Liu和Shih-Hsiang Hsu；圣约翰大学（台湾）的Jean-Lien Chen Wu；南洋科技大学的Perry Ping Shum；台湾大学的Hung-Chun Chang、Hen-Wei Tsao、Jingshown Wu和 Chih-Chung Yang；中山大学的Wood-Hi Cheng；莫那什大学的Arthur Lowery；南加州大学的Alan E. Willner；加州大学圣芭芭拉分校的Daniel Blumenthal；新南威尔士大学的Francois Ladouceur；悉尼大学的Robert Minasian和Benjamin Eggleton；马萨诸塞大学卢维尔分校的Craig Armiento；台湾辅仁大学的Hui-Chi Chen；香港中文大学的Lian-Kuan Chen和 Hon Tsang；台湾阳明大学的Arthur Chiou 和Fu-Jen Kao；中佛罗里达大学的Bahaa Saleh 和Guifang Li；韩国仁荷大学的El-Hang Lee；韩国科学技术学院的Yun Chung；北京交通大学的吴重庆；北京邮电大学的林金桐和徐坤；新加坡资讯通信研究院的Emily Jianzhong Hao；约翰内斯堡大学的Heidi Abrahamse；剑桥大学的Richard Penty和 Ian White、皇家墨尔本科技学院（RMIT）的Sarah Dods；以及斯特拉斯克莱德大学的Brian Culshaw。另外，很高兴在NTUST与Chu-Lin Chang、Daniel Liang-Tang Chen、Olivia Devi Haobijam、Hsin-Yi Hsu、Shu-Min Hsu、Kuo-Ming Huang、Ming-Je Huang、Yung-Jr Hung、Yu-Jhu Jhang、Chen-Yu Lee、Shu-Chuan Lin、Zih-Rong Lin、Hua-Liang Lo和Joni W. Simatupang合作。 其他以各种方式帮助过我的人包括William (Bill) Beck、Troy Bergstrom、Bertand Destieux、Emmanuel Desurvire、Paul Fitzgerald、Doug Forster、Paul Fowler、Enrico Ghillino、Andre Girard、Jim Hayes、Frank Jaffer、Jan Jakubczyk、Joy Changhong Jiang、Jack Kretovics、Hui-Ru Lin、AndreRichter、Bruce Robertson、Rosmin Robertson、Dirk Seewald、Douglas Walsh以及 Winston I. Way。 尤其要感谢以下为本书提供图片的人：Simone Baldassarri、Evie Bennett、Michael Kwok、Courtney McDaniel、Victoria McDonald、Robert E. Orr、Erika Peterssen、Jeff Sitlinger、Randa Van Dyk、Brad Wackerlin及 Stephanie H. Webb。 我还要感谢众多的评论者，他们给了我很多有益的帮助，提高了文稿的质量，并使之清晰易懂。他们是科罗拉多大学的Frank Barnes；加州大学北岭分校的 Nagwa Bekir；乔治亚理工学院的John A. Buck；新墨西哥州立大学的Sang-Yeon Cho；弗吉尼亚理工大学的Ira Jacobs；亚利桑那大学的Raymond K. Kostuk；塔尔萨大学的Peter LoPresti；拉费特维尔的路易斯安那大学的Zhongqi Pan；俄勒冈州立大学的Thomas K. Plant；内华达大学里诺校区的Banmali Rawat；杨伯翰大学的Stephen Schultz；以及佛罗里达大学的Huikai Xie。世界范围内众多学术机构的用户对前面几个版本给予了积极的评价，鼓励我出版本书的第四版。 这个版本尤其受益于McGraw-Hill的Lisa Brufl odt、Lorraine Buczek、Carrie Burger、Peter Massar和Raghu Srinivasa，以及Glyph International的Deepti Narwat Agarwal和Kay Mikel等人的专业指导。最后，要感谢我的妻子Ching-yun及我的女儿Nishla，在我撰写和修订本书的过程中给予的耐心和鼓励。 Gerd Keiser

简 明 目 录 第1章 光纤通信概述 第2章 光纤：结构、导波原理及制造 第3章 损耗和色散 第4章 光源 第5章 光功率发射和耦合 第6章 光检测器 第7章 光接收机 第8章 数字链路 第9章 模拟链路 第10章 波分复用概念及器件 第11章 光放大器 第12章 非线性效应 第13章 光网络 第14章 性能测量与监控 附录 索引 目 录 第1章 光纤通信概述1 1.1 光通信的发展动因2 1.1.1 光网络的发展历程2 1.1.2 光纤的优势5 1.2 光谱带5 1.2.1 电磁能量5 1.2.2 低损耗窗口和频段8 1.3 分贝单位9 1.4 网络信息速率12 1.4.1 电信信号的复用12 1.4.2 SONET/SDH复用体系13 1.5波分复用概念15 1.6光纤通信系统的关键单元15 1.7光纤通信标准19 1.8建模与仿真工具20 1.8.1 仿真工具的特征20 1.8.2 编程语言21 1.8.3 适于学生使用的程序举例23 习题23 参考文献24 第2章 光纤：结构、导波原理及制造27 2.1光的特性27 2.1.1 线偏振28 2.1.2 椭圆偏振和圆偏振31 2.1.3 光的量子特性33 2.2基本的光学定律和定义33 2.2.1 折射率33 2.2.2 反射和衍射34 2.2.3 光偏振器件36 2.2.4 偏振敏感材料38 2.3 光纤模式及结构39 2.3.1 光纤分类40 2.3.2 射线和模式化42 2.3.3 阶跃折射率光纤结构43 2.3.4 射线光学表述43 2.3.5 介质平板波导中的波动表述45 2.4 圆波导的模式理论47 2.4.1 模式概述48 2.4.2 关键的模式概念汇总49 2.4.3 麦克斯韦方程组*51 2.4.4 波导方程*52 2.4.5 阶跃折射率光纤中的波方程*54 2.4.6 模式方程*55 2.4.7 阶跃折射率光纤中的模式*57 2.4.8 线偏振模*60 2.4.9 阶跃折射率光纤中的功率流*63 2.5单模光纤65 2.5.1 结构65 2.5.2 模场直径65 2.5.3 单模光纤中的传播模67 2.6渐变折射率光纤结构68 2.7光纤材料70 2.7.1 玻璃光纤70 2.7.2 有源玻璃光纤71 2.7.3 塑料光纤71 2.8光子晶体光纤72 2.8.1 折射率导引PCF72 2.8.2 光子带隙光纤73 2.9光纤的制造74 2.9.1 外部气相氧化法75 2.9.2 气相轴向沉积法75 2.9.3 改进的化学气相沉积法76 2.9.4 等离子催化化学气相沉积法76 2.9.5 光子晶体光纤的制备77 2.10光纤的机械性能78 2.11光缆82 2.11.1 光缆结构83 2.11.2 室内光缆设计84 2.11.3 户外光缆86 2.12光缆铺设方法87 2.12.1 直埋铺设87 2.12.2 管道中的光缆拖曳88 2.12.3 光缆喷射铺设89 2.12.4 陆地铺设90 2.12.5 水下铺设91 2.12.6 行业铺设标准92 习题93 参考文献96 第3章 损耗和色散102 3.1损耗102 3.1.1 损耗单位103 3.1.2 吸收104 3.1.3 散射损耗108 3.1.4 弯曲损耗111 3.1.5 纤芯和包层损耗113 3.2 光纤中的信号畸变114 3.2.1 色散综述114 3.2.2 模式延迟116 3.2.3 色散因素118 3.2.4 群延迟119 3.2.5 材料色散121 3.2.6 波导色散123 3.2.7 单模光纤的色散124 3.2.8 偏振模色散126 3.3单模光纤性能128 3.3.1 折射率剖面128 3.3.2 截止波长130 3.3.3 色散计算132 3.3.4 模场直径135 3.3.5 弯曲损耗135 3.4国际标准138 3.4.1 G.651.1建议138 3.4.2 G.652建议138 3.4.3 G.653建议141 3.4.4 G.654建议141 3.4.5 G.655建议141 3.4.6 G.656建议141 3.4.7 G.657建议142 3.5特殊光纤142习题145 参考文献147 第4章 光源151 4.1半导体物理专题152 4.1.1 能带152 4.1.2 本征材料和非本征材料154 4.1.3 pn结156 4.1.4 直接带隙和间接带隙157 4.1.5 半导体器件制作158 4.2发光二极管（LED）158 4.2.1 LED的结构158 4.2.2 光源材料161 4.2.3 量子效率和LED发射功率165 4.2.4 LED的调制特性168 4.3半导体激光器170 4.3.1 半导体激光器的模式和阈值条件171 4.3.2 半导体激光器的速率方程177 4.3.3 外量子效率178 4.3.4 谐振频率179 4.3.5 半导体激光器结构和辐射方向图180 4.3.6 单模激光器185 4.3.7 半导体激光器的调制特性189 4.3.8 激光器线宽190 4.3.9 外调制191 4.3.10 温度影响193 4.4线路编码195 4.4.1 非归零和归零信号格式195 4.4.2 分组码196 4.5光源的线性特性196 4.6可靠性考虑198 4.7单片封装光发送机202 习题204 参考文献208 第5章 光功率发射和耦合211 5.1光源至光纤的功率发射212 5.1.1 光源的输出方向图212 5.1.2 功率耦合计算213 5.1.3 发射功率与波长的关系216 5.1.4 稳态数值孔径217 5.2 改善耦合的透镜结构218 5.2.1 非成像微球219 5.2.2 半导体激光器与光纤的耦合220 5.3光纤与光纤的连接221 5.3.1 机械对准误差223 5.3.2 光纤相关损耗229 5.3.3 光纤端面制备230 5.4LED与单模光纤的耦合231 5.5光纤接头232 5.5.1 连接方法233 5.5.2 单模光纤的连接234 5.6光纤连接器235 5.6.1 连接器的类型235 5.6.2 单模光纤连接器239 5.6.3 连接器回波衰减240 习题242 参考文献244 第6章 光检测器248 6.1光电二极管的物理原理249 6.1.1 pin光电二极管249 6.1.2 雪崩光电二极管253 6.2光检测器噪声257 6.2.1 噪声源257 6.2.2 信噪比261 6.2.3 噪声等效功率262 6.3检测器响应时间263 6.3.1 耗尽层光电流263 6.3.2 响应时间264 6.3.3 双异质结光电二极管267 6.4雪崩倍增噪声267 6.5InGaAs APD结构270 6.6温度对雪崩增益的影响270 6.7光检测器比较272 习题273 参考文献275 第7章 光接收机277 7.1 接收机工作的基本原理278 7.1.1 数字信号传输278 7.1.2 误码源280 7.1.3 前端放大器282 7.2数字接收机性能283 7.2.1 差错概率283 7.2.2 接收机灵敏度287 7.2.3 量子极限290 7.3眼图291 7.3.1 眼图的特征291 7.3.2 BER和Q因子测量293 7.4突发模式接收机294 7.5模拟接收机297 习题300 参考文献302 第8章 数字链路304 8.1点到点链路305 8.1.1 系统考虑306 8.1.2 链路功率预算307 8.1.3 上升时间预算310 8.1.4 短波长带313 8.1.5 单模光纤的损耗受限距离314 8.2功率代价316 8.2.1 色度色散代价316 8.2.2 偏振模色散代价318 8.2.3 消光比代价319 8.2.4 模式色散319 8.2.5 模分配噪声322 8.2.6 啁啾323 8.2.7 反射噪声325 8.3差错控制327 8.3.1 误码检测概念328 8.3.2 线型误码检测码328 8.3.3 多项式码329 8.3.4 前向纠错码331 8.4 相干检测332 8.4.1 基本概念333 8.4.2 零差检测335 8.4.3 外差检测335 8.4.4 BER比较336 8.5 差分四相移键控342 习题343 参考文献345 第9章 模拟链路350 9.1模拟链路概述351 9.2载噪比352 9.2.1 载波功率352 9.2.2 光检测器和前置放大器噪声353 9.2.3 相对强度噪声（RIN）354 9.2.4 反射对RIN的影响354 9.2.5 极限条件356 9.3多信道传输技术357 9.3.1 多信道幅度调制358 9.3.2 多信道频率调制361 9.3.3 副载波复用362 9.4光载射频（ROF）364 9.4.1 关键链路参数364 9.4.2 无杂散动态范围366 9.5光载射频链路368 9.5.1 ROF网络天线基站368 9.5.2 多模光纤光载射频链路369 9.6微波光子学370 习题371 参考文献373 第10章 波分复用概念及器件376 10.1WDM概述377 10.1.1 WDM的工作原理377 10.1.2 WDM标准379 10.2无源光耦合器381 10.2.1 2×2光纤耦合器381 10.2.2 散射矩阵表示法385 10.2.3 2×2波导耦合器387 10.2.4 星形耦合器391 10.2.5 马赫-曾德尔干涉复用器39310.3 隔离器和环行器39610.3.1 光隔离器396 10.3.2 光环形器398 10.4光纤光栅滤波器399 10.4.1 光栅基础399 10.4.2 光纤布拉格光栅399 10.4.3 FBG的应用402 10.5介质薄膜滤波器403 10.5.1 法布里-珀罗标准具理论 404 10.5.2 TFF的应用406 10.6基于相位阵列的WDM器件407 10.7衍射光栅412 10.8有源光器件413 10.8.1 MEMS技术413 10.8.2 可变光衰减器414 10.8.3 可调谐光滤波器415 10.8.4 动态增益均衡器416 10.8.5 光分插复用器417 10.8.6 偏振控制器418 10.8.7 色度色散补偿418 10.9可调谐光源419 习题421 参考文献425 第11章 光放大器429 11.1光放大器的基本应用和分类429 11.1.1 一般应用430 11.1.2 放大器的类型431 11.2半导体光放大器433 11.2.1 外部泵浦433 11.2.2 放大器增益435 11.2.3 SOA的带宽436 11.3掺铒光纤放大器437 11.3.1 放大机制437 11.3.2 EDFA的结构439 11.3.3 EDFA的功率转换效率及增益441 11.4放大器噪声445 11.5光信噪比449 11.6系统应用450 11.6.1 功率放大器451 11.6.2 在线放大器451 11.6.3 前置放大器453 11.6.4 多信道运用453 11.6.5 在线放大器增益控制455 11.7拉曼放大器456 11.8宽带光放大器460 习题461 参考文献464 第12章 非线性效应468 12.1非线性效应概述469 12.2有效传输距离与有效面积469 12.3受激拉曼散射471 12.4受激布里渊散射473 12.5自相位调制475 12.6交叉相位调制476 12.7四波混频477 12.8 四波混频的改善479 12.9波长转换器480 12.9.1 光门波长转换器480 12.9.2 波混频波长转换器481 12.10孤子482 12.10.1 孤子脉冲483 12.10.2 孤子参数485 12.10.3 孤子宽度和间隔487 习题489 参考文献490 第13章 光网络493 13.1网络概念494 13.1.1 网络术语494 13.1.2 网络分类495 13.1.3 网络层497 13.1.4 光层499 13.2网络拓扑499 13.2.1 无源线形总线的性能501 13.2.2 星形结构的性能506 13.3SONET/SDH507 13.3.1 传输格式和速率507 13.3.2 光接口509 13.3.3 SONET/SDH环511 13.3.4 SONET/SDH网络515 13.4高速光链路516 13.4.1 10 Gb/s光链路517 13.4.2 40 Gb/s光链路519 13.4.3 40 Gb/s和100 Gb/s以太网标准519 13.4.4 160 Gb/sOTDM链路520 13.5光分插复用器521 13.5.1 OADM的结构522 13.5.2 可重构OADM 523 13.6光交换528 13.6.1 光交叉连接529 13.6.2 波长变换530 13.6.3 波长路由533 13.6.4 光分组交换534 13.6.5 光突发交换535 13.7WDM网络实例537 13.7.1 宽带长途WDM网络537 13.7.2 窄带城域WDM网络539 13.8无源光网络540 13.8.1 基本的PON架构540 13.8.2 有源PON模块542 13.8.3 业务流量544 13.8.4 GPON特性544 13.8.5 WDM PON架构548 13.9DWDM 直接承载IP548 13.10光以太网550 13.10.1 基本的光以太网方案55013.10.2 EPON/GE-PON架构552 13.10.3 城域光以太网553 13.11 降低传输损伤553 13.11.1 色度色散补偿光纤554 13.11.2 布拉格光栅色散补偿器555 13.11.3 偏振模色散补偿556 13.11.4 光放大器增益瞬变557 习题558 参考文献563 第14章 性能测量与监控570 14.1测量标准571 14.2基本测试设备573 14.2.1 测试用光源574 14.2.2 光谱分析仪575 14.2.3 多功能光测试系统576 14.2.4 光衰减器576 14.2.5 光传送网测试仪576 14.2.6 可视故障指示仪577 14.3光功率测量577 14.3.1 光功率的定义577 14.3.2 光功率计578 14.4光纤特性参数578 14.4.1 折射近场法579 14.4.2 传输近场法579 14.4.3 损耗测量579 14.4.4 色散测量582 14.5眼图588 14.5.1 模板测试589 14.5.2 压缩眼图590 14.5.3 眼图轮廓590 14.6光时域反射仪（OTDR）591 14.6.1 OTDR 轨迹592 14.6.2 损耗测量593 14.6.3 OTDR 盲区594 14.6.4 光纤故障定位595 14.6.5 光回波损耗595 14.7光性能监测596 14.7.1 管理构架和功能597 14.7.2 光层管理598 14.7.3 OPM 功能600 14.7.4 网络维护601 14.7.5 故障管理602 14.7.6 OSNR监视603 14.8光纤系统性能测量603 14.8.1 误码率测试604 14.8.2 光信噪比评估605 14.8.3 Q值评估 607 14.8.4 光调制幅度（OMA）测量609 14.8.5 定时抖动测量610 习题611 参考文献613 附录A国际单位制617 附录B常用数学关系618 附录C贝塞尔函数622 附录D分贝625 附录E缩写627 附录F拉丁文符号633 附录G希腊文符号636 索引639