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第1章 系统设计概述1

1.1 光纤通信系统1

1.1.1 光纤通信系统的基本特征1

1.1.2 光纤通信技术的三次飞跃2

1.1.3 光纤通信的潜在通信容量3

1.1.4 高速系统界定4

1.2 ITU-T规范建议4

1.2.1 高速系统合成的复杂性4

1.2.2 ITU-T规范文件的基本特点5

1.3.1 系统设计的任务6

1.3 系统设计6

1.3.2 系统设计与工程设计的区别与联系7

第2章 光通路技术特性8

2.1 光纤的传输和连接衰耗8

2.1.1 光纤的传输衰耗8

2.1.2 光纤的连接衰耗10

2.2 光纤的色散特性10

2.2.1 色散与色散补偿机理10

2.2.2 光纤的脉冲展宽、带宽与色散系数12

2.2.3 零色散斜率14

2.3.1 非线性概念17

2.3 光纤的非线性17

2.3.2 受激拉曼散射(SRS)18

2.3.3 受激布里渊散射(SBS)19

2.3.4 自相位调制(SPM)22

2.3.5 交叉相位调制(XPM)24

2.3.6 四波混频(FWM)24

2.4 偏振模色散和差分群时延26

2.4.1 偏振模色散(PMD)和差分群时延(DGD)的概念26

2.4.2 PMD系数27

2.5.1 回波的产生与危害28

2.5 回波损耗28

2.5.2 回波损耗(ORL)和反射系数的测量29

第3章 光设备技术特性31

3.1 光发送机接口特性31

3.1.1 工作波长范围31

3.1.2 平均发送功率32

3.1.3 线路码型33

3.1.4 光源消光比(EX)33

3.2 LD的频谱特性34

3.2.1 MLM与SLM34

3.2.2 LD的谱宽参数37

3.2.3 模分配噪声(MPN)38

3.2.4 频率啁啾(Chirp)38

3.3 发送眼图模板40

3.4 接收机的接口特性41

3.4.1 接收机灵敏度41

3.4.2 接收机的过载功率和老化余量42

3.5 光放大器44

3.5.1 OSA与OFA45

3.5.2 EDFA特性46

3.5.3 EDFA应用48

3.6 光发送、接收模块50

第4章 光接口规范54

4.1 传输损伤限度54

4.1.1 数字传输的有效性界定54

4.1.2 判决误码率与接收灵敏度55

4.1.3 光通路功率代价59

4.2 通信距离的衰耗受限与色散受限61

4.2.1 衰耗限制的最大无再生距离61

4.3 光接口规范64

4.3.1 光接口规范的基本思路64

4.2.2 色散限制的最大无再生距离64

4.3.2 光接口分类及应用代码68

4.3.3 主通道接口(MPI)70

4.4 光放大器规范73

4.4.1 光放大器参数73

4.4.2 EDFA技术指标74

4.5 色散补偿技术76

4.5.1 无源色散补偿(PDC)77

4.5.2 SPM补偿78

4.5.3 预啁啾技术(PCH)78

4.5.4 色散支持传输(DST)79

第5章 STM-4系统设计81

5.1 STM-4光接口规范81

5.1.1 光接口规范参数81

5.1.2 STM-4规范分析83

5.2 光通路设计84

5.2.1 L-4.2的光通路参数设计84

5.2.2 U-4.2的主光通路参数设计84

5.3 通路光功率代价核算85

5.3.1 通路光功率代价核算的意义85

5.3.2 模分配噪声功率代价的核算86

5.3.3 频率啁啾功率代价的核算87

5.3.5 偏振模色功率代价的核算88

5.3.4 码间干扰功率代价的核算88

5.4 设计举例(乌鲁木齐--克拉玛依工程)90

5.4.1 应用代码选择91

5.4.2 光缆选择91

5.4.3 衰耗与色散预算91

5.4.4 设计结果92

6.1 STM-16系统光接口规范93

6.1.1 STM-16系统光接口规范参数93

第6章 STM-16系统设计93

6.1.2 STM-16系统特点95

6.1.3 光发送信号啁呼参数α的测量96

6.2 衰耗预算99

6.2.1 无光放大器系统的衰耗预算99

6.2.2 带光放大器系统的衰耗预算99

6.3 色散预算101

6.3.1 偏振模色散功率代价101

6.3.2 码间干扰与频率啁啾的功率代价101

6.3.3 色散相关参数的确定103

6.4.1 工程总体方案104

6.4 设计举例(西安--兰州--西宁工程)104

6.4.2 应用代码选择105

6.4.3 衰耗预算106

6.4.4 色散预算107

6.4.5 系统设计结果109

第7章 STM-64系统设计111

7.1 ITU-T建设的光接口规范111

7.1.1 STM-64光接口规范参数111

7.1.2 STM-64系统特点112

7.2 外调制技术114

7.3 色散预算与色散补偿116

7.3.1 偏振模色散功率代价核算117

7.3.2 码间干扰功率代价核算117

7.3.3 色散补偿预算118

7.4 衰耗预算121

7.5 设计举例122

第8章 WDM原理与规范126

8.1 波分复用原理与分类126

8.1.1 WDM DWDM OFDM126

8.1.2 单向WDM与双向DWDM128

8.1.3 开放式与集成式系统129

8.2.1 WDM系统的总体结构130

8.2 WDM系统的组成130

8.2.2 光转发器131

8.2.3 波分复用器132

8.2.4 波长选择器140

8.2.5 光监控通路(OSC)142

8.3 WDM系统的技术规范142

8.3.1 传输通道参考点定义142

8.3.2 光接口参数143

8.3.3 绝对参考频率与信道间隔145

8.3.4 标准中心波长与频率偏差145

8.3.5 最小与最大光功率限制149

8.3.6 光通路衰耗与色散范围150

8.3.7 单信道输出口的光串扰151

8.3.8 接收机灵敏度和最大过载功率151

第9章 WDM系统设计152

9.1 系统设计方案152

9.1.1 复用路数与波长范围的选择152

9.1.2 速率等级的选择154

9.1.3 光纤类型的选择154

9.1.4 关于通路组织156

9.1.5 信道功率的选择157

9.2.1 系统基本参数选定159

9.2 16×2.5 Gbit/s系统设计(郑州--洛阳--开封工程)159

9.2.2 色散预算160

9.2.3 光功率预算162

9.2.4 光接收机子系统设计164

9.2.5 光发送机子系统设计165

9.2.6 保护通路的设计167

9.3 32×10Gbit/s系统设计(上海--南京工程)168

9.3.1 系统基本参数的选择168

9.3.2 色散预算169

9.3.3 光功率预算170

9.3.4 光接收机子系统设计171

9.3.5 光发送机子系统设计173

9.4 不等信道间隔系统设计175

9.4.2 信道中心频率的确定方法177

9.4.3 8×2.5Gbit/s系统设计(西安--兰州--西宁)178

9.5 WDM系统保护184

9.5.1 两种WDM网管方案184

9.5.2 WDM系统的保护185

附录 英语缩写187

参考文献189