超长距离光传输技术基础及其应用PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1　波分复用光传输技术 1

1.1.1 波分复用系统的概念 1

1.1.2　DWDM系统的组成 3

1.1.3　DWDM系统的分类 4

1.2　超长距离光传输的需求 4

1.2.1　DWDM向超长距离发展 4

1.2.2　超长距离光传输的性能优势 7

1.3　超长距离光传输关键技术 8

1.3.1 宽带喇曼放大器实现固有损耗的内部补偿 8

1.3.2　超强FEC编码消除误码率平台现象 11

1.3.3　动态增益均衡增加传输系统的跨段数目 12

1.3.4　码型技术提升系统的传输性能 13

1.3.5　色散补偿延伸光传输的距离 14

1.3.6　非线性管理技术是实现超长距离光传输的根本 15

1.4　光传输过程中的非线性效应理论分析 17

1.4.1 光传输中的色散理论分析 18

1.4.2　非线性的理论分析 19

1.5 本书内容 20

第2章　光通信系统中的自相位调制 22

2.1　SPM效应的基本原理 22

2.1.1 SPM起源于非线性折射率调制 22

2.1.2　SPM效应的理论分析 23

2.1.3 SPM效应的定性分析 24

2.1.4　GVD与SPM共同作用下脉冲的演化 26

2.1.5 影响SPM效应的主要因素 27

2.2　脉冲波形的演化 28

2.2.1　SPM效应对传输波形的影响 28

2.2.2 SPM效应引起脉冲宽度的变化 29

2.3　SPM效应对光传输系统的影响 30

2.3.1　损耗和色散共同作用 31

2.3.2 色散和SPM共同作用 31

2.3.3 色散、损耗和SPM共同作用 32

2.3.4 SPM和信道数之间的关系 32

2.3.5　SPM和信道间隔之间的关系 34

2.3.6　SPM和系统跨距之间的关系 34

2.4　本章小结 37

第3章　光通信系统中的交叉相位调制 38

3.1　交叉相位调制的基本原理 38

3.1.1　不同频率光波之间的交叉相位调制 38

3.1.2 同一频率不同偏振的光分量之间的交叉相位调制 39

3.2　XPM引起光脉冲在频域和时域的变化 40

3.2.1 L<<LD时的简化结果 40

3.2.2　光纤长度L和LD、LW相当时的结果 41

3.3　XPM效应的仿真及验证 42

3.3.1 色散和XPM效应之间的关系 44

3.3.2　损耗和XPM效应之间的关系 47

3.3.3 脉冲序列和XPM效应之间的关系 48

3.3.4 泵浦脉冲上升沿和XPM效应之间的关系 49

3.3.5　信号脉冲上升沿和XPM效应之间的关系 50

3.3.6 泵浦功率和XPM效应之间的关系 51

3.3.7　信号光功率和XPM效应之间的关系 52

3.3.8 系统速率和XPM效应之间的关系 53

3.3.9　信道间隔和XPM效应之间的关系 53

3.3.10 中心频率和XPM效应之间的关系 54

3.3.11 XPM效应软件仿真分析小结 55

3.4　XPM效应对传输系统性能的影响 56

3.4.1 SPM和XPM效应比较 56

3.4.2　不同信道间隔时的XPM效应 57

3.4.3 不同速率系统中的XPM效应 59

3.4.4 跨距和XPM效应之间的关系 59

3.4.5　信道数和XPM效应之间的关系 60

3.4.6　色散补偿度和XPM效应之间的关系 61

3.4.7　XPM效应和入纤功率之间的关系 61

3.5　本章小结 62

第4章　光通信系统中的四波混频 63

4.1 FWM效应的理论分析 63

4.1.1 FWM效应的产生机制 63

4.1.2　相位失配因子 64

4.1.3 影响FWM效应的因素 64

4.1.4　FWM效应和信道数之间的关系 65

4.2　FWM效应的仿真及验证 66

4.2.1 FWM频率成分和信道数之间的关系 67

4.2.2 FWM和信道入纤功率之间的关系 68

4.2.3　FWM和色散之间的关系 69

4.2.4　FWM和信道间隔之间的关系 71

4.3　FWM对光传输系统性能的影响 72

4.3.1　FWM和入纤功率之间的关系 73

4.3.2　FWM和光纤长度之间的关系 74

4.3.3　FWM和色散之间的关系 75

4.3.4　FWM和信道数之间的关系 76

4.3.5　 FWM和信道间隔之间的关系 77

4.4　本章小结 78

第5章　光通信系统中的受激散射效应 80

5.1 光传输系统中的SRS效应理论分析 80

5.1.1　SRS理论基础 80

5.1.2　SRS效应对光传输系统的影响 81

5.1.3 SRS效应对光传输系统的限制及减小影响的方法 85

5.2　光传输系统中SRS效应的软件仿真 85

5.2.1 喇曼效应的一般研究 85

5.2.2　色散导致脉冲对喇曼效应进而对系统的影响 86

5.2.3　不同信道间隔情况下喇曼效应研究 87

5.2.4　入纤功率对喇曼效应的影响 88

5.2.5　信道数及不同传输速率对喇曼效应的影响 88

5.3　SRS效应对光传输系统影响小结 89

5.4　光传输系统中的SBS效应理论分析 90

5.4.1 SBS效应的基本原理 90

5.4.2　SBS效应的影响因素 91

5.5　扰动对SBS效应的抑制作用 91

5.6　色散补偿对SBS效应的抑制作用 94

5.7　本章小结 95

第6章　超长距离光传输系统的非线性设计 96

6.1　光传输系统性能评估方法 96

6.1.1　BER计算和Q值定义 96

6.1.2　Q值与OSNR 98

6.1.3 噪声与波形畸变的复杂系统 99

6.2　DWIM系统设计方法 100

6.2.1 系统设计研究背景 100

6.2.2 系统设计与工程设计 101

6.2.3 关于ITU-T规范 101

6.2.4　系统设计中使用的若干代价 102

6.3　DWDM系统的代价来源 103

6.3.1　光发射模块的代价 103

6.3.2　光传输链路的代价 105

6.3.3　光接收机的代价 107

6.4　DWDM系统的仿真设计 108

6.4.1 系统设计仿真研究方法 108

6.4.2　单信道系统仿真设计 109

6.4.3 多信道系统仿真设计 110

6.5　本章小结 111

第7章　超长距离光传输中使用的新技术 112

7.1 高级调制解调技术 112

7.2 电均衡和预畸变技术 116

7.2.1 电均衡技术 116

7.2.2　预畸变技术 119

7.2.3　EDC技术的应用和比较 120

7.2.4　光均衡器 120

7.3　新型纠错编码技术 122

7.3.1　信道编码技术 122

7.3.2　香农理论 123

7.3.3　Turbo码 124

7.3.4　LDPC码 127

7.4　光放大和功率均衡技术 128

7.5　新型光纤技术 129

7.6　色散管理与PMD补偿技术 131

7.7　遥泵技术 131

7.8　光孤子传输技术 133

7.8.1 光孤子形成的机理 134

7.8.2　光孤子传输技术 134

7.8.3 光孤子通信的研究现状和展望 137

7.9　全光再生技术 138

7.10 OTDM 139

7.10.1 OTDM研究现状 139

7.10.2　OTDM技术实现水平 139

7.10.3　OTDM的关键技术 139

7.10.4　OTDM的发展 140

7.1 1 本章小结 141

第8章　超长距离光传输实用技术与系统 142

8.1　超高速光传输技术与系统 142

8.1.1　40Gbit/s及以上速率的系统发展 142

8.1.2　40Gbit/s及以上速率的系统研究方向 144

8.2　超大容量WDM技术与系统 145

8.2.1 超大容量WDM技术系统的发展 145

8.2.2　超大容量WDM技术的研究方向 147

8.3 大于3000km的超长距离WDM实用技术与系统 149

8.3.1 ULH系统的发展 149

8.3.2 ULH WDM技术的研发方向 151

8.4　本章小结 155

缩略语 156

参考文献 159