光纖通信系統（第四版）(2020年電子工業出版社出版的圖書)

《光纖通信系統（第四版）》是2020年3月電子工業出版社出版的圖書，作者（美）Govind P. Agrawal （戈文德 · P. 阿戈沃）。本書是光纖通信方面的一本經典著作，在國內外享有盛譽。

基本介紹

• 中文名：光纖通信系統（第四版） 
• 作者：（美）Govind P. Agrawal （戈文德 · P. 阿戈沃）
• 出版社：電子工業出版社
• ISBN：9787121383137

內容簡介

本書是光纖通信方面的一本經典著作，在國內外享有盛譽。全書共11章，主要內容包括光纖通信概述，光纖通信系統的主要組成部分——光纖、 光發射機和光接收機，單信道和多信道光纖通信系統的設計；光纖的損耗管理、色散管理和非線性管理技術，先進光波系統，以及全光信號處理。全書內容系統全面，理論體系嚴謹，講解深入淺出，理論與實踐結合緊密，同時非常注重光纖通信新技術。

圖書目錄

第1章緒論

1.1歷史回顧

1.1.1光纖通信的需求

1.1.2光波系統的演進

1.2基本概念

1.2.1模擬信號和數位訊號

1.2.2信道復用

1.2.3調製格式

1.3光通信系統

1.4光波系統組成

1.4.1作為通信通道的光纖

1.4.2光發射機

1.4.3光接收機

習題

參考文獻

第2章光纖

2.1幾何光學描述

2.1.1階躍折射率光纖

2.1.2漸變折射率光纖

2.2波的傳輸

2.2.1麥克斯韋方程組

2.2.2光纖模式

2.2.3單模光纖

2.3單模光纖中的色散

2.3.1群速度色散

2.3.2材料色散

2.3.3波導色散

2.3.4高階色散

2.3.5偏振模色散

2.4色散引起的限制

2.4.1基本傳輸方程

2.4.2啁啾高斯脈衝

2.4.3對比特率的限制

2.4.4光纖頻寬

2.5光纖損耗

2.5.1衰減係數

2.5.2材料吸收

2.5.3瑞利散射

2.5.4波導缺陷

2.6非線性光學效應

2.6.1受雷射散射

2.6.2非線性相位調製

2.6.3四波混頻

2.7光纖設計和製造

2.7.1石英光纖

2.7.2塑膠光纖

2.7.3光纜和連線器

習題

參考文獻

第3章光發射機

3.1半導體雷射物理

3.1.1自發輻射和受激輻射

3.1.2非輻射複合

3.1.3光增益

3.1.4反饋和雷射器閾值

3.1.5縱模

3.1.6雷射器結構

3.2單模半導體雷射器

3.2.1分布反饋雷射器

3.2.2耦合腔半導體雷射器

3.2.3可調諧半導體雷射器

3.2.4垂直腔面發射雷射器

3.3雷射器的工作特性

3.3.1連續工作特性

3.3.2調製頻寬

3.3.3相對強度噪聲

3.3.4頻譜線寬

3.4光信號產生

3.4.1直接調製

3.4.2外調製

3.5發光二極體

3.5.1連續工作特性

3.5.2調製回響

3.5.3發光二極體的結構

3.6光發射機的設計

3.6.1光源與光纖的耦合

3.6.2驅動電路

3.6.3可靠性和封裝

習題

參考文獻

第4章光接收機

4.1基本概念

4.1.1回響度和量子效率

4.1.2上升時間和頻寬

4.2常用的光電探測器

4.2.1p-n光電二極體

4.2.2p-i-n光電二極體

4.2.3雪崩光電二極體

4.2.4MSM光電探測器

4.3光接收機的設計

4.3.1前端

4.3.2線性通道

4.3.3數據恢復

4.3.4集成光接收機

4.4光接收機噪聲

4.4.1噪聲機制

4.4.2p-i-n光接收機

4.4.3APD光接收機

4.5相干探測

4.5.1本機振盪器

4.5.2零差探測

4.5.3外差探測

4.5.4信噪比

4.6光接收機靈敏度

4.6.1誤碼率

4.6.2小接收光功率

4.6.3光電探測的量子極限

4.7靈敏度劣化

4.7.1消光比

4.7.2強度噪聲

4.7.3定時抖動

4.8光接收機的性能

習題

參考文獻

第5章光波系統

5.1系統結構

5.1.1點對點鏈路

5.1.2分配網

5.1.3區域網路

5.2設計指南

5.2.1損耗限制光波系統

5.2.2色散限制光波系統

5.2.3功率預算

5.2.4上升時間預算

5.3長途光波系統

5.3.1性能限制因素

5.3.2陸地光波系統

5.3.3海底光波系統

5.4功率代價的來源

5.4.1模式噪聲

5.4.2模分配噪聲

5.4.3反射反饋和噪聲

5.4.4色散致脈衝展寬

5.4.5頻率啁啾

5.4.6眼圖閉合度代價

5.5前向糾錯

5.5.1糾錯碼

5.5.2編碼增益

5.6計算機輔助設計

習題

參考文獻

第6章多信道系統

6.1WDM光波系統

6.1.1大容量點對點鏈路

6.1.2廣域網和城域網

6.1.3多址WDM網路

6.2WDM組件

6.2.1可調諧光濾波器

6.2.2復用器和解復用器

6.2.3分插復用器和濾波器

6.2.4星形耦合器

6.2.5波長路由器

6.2.6WDM光發射機和光接收機

6.3系統性能問題

6.3.1不同波長線性串擾

6.3.2相同波長線性串擾

6.3.3非線性拉曼串擾

6.3.4受激布里淵散射

6.3.5交叉相位調製

6.3.6四波混頻

6.3.7其他設計問題

6.4時分復用

6.4.1信道復用

6.4.2信道解復用

6.4.3系統性能

6.5副載波復用

6.5.1模擬和數字副載波復用系統

6.5.2多波長副載波復用系統

6.5.3正交頻分復用

6.6碼分復用

6.6.1時域編碼

6.6.2頻域編碼

6.6.3跳頻

習題

參考文獻

第7章損耗管理

7.1光纖損耗的補償

7.1.1周期放大方案

7.1.2集總放大和分布放大

7.1.3雙向泵浦方案

7.2摻鉺光纖放大器

7.2.1泵浦和增益譜

7.2.2二能級模型

7.2.3放大器噪聲

7.2.4多信道放大

7.3光纖拉曼放大器

7.3.1拉曼增益和頻寬

7.3.2拉曼引起的信號增益

7.3.3多泵浦拉曼放大

7.3.4拉曼放大器的噪聲指數

7.4光信噪比

7.4.1集總放大

7.4.2分布放大

7.5電信噪比

7.5.1放大自發輻射引起的電流起伏

7.5.2放大自發輻射對信噪比的影響

7.5.3放大器鏈中噪聲的累積

7.6光接收機靈敏度和Q因子

7.6.1誤碼率

7.6.2Q因子與光信噪比的關係

7.7色散和非線性效應的影響

7.7.1通過調製不穩定性的噪聲增長

7.7.2噪聲引起的信號劣化

7.7.3噪聲引起的能量起伏

7.7.4噪聲引起的定時抖動

7.8周期放大光波系統

7.8.1數值方法

7.8.2輸入功率

習題

參考文獻

第8章色散管理

8.1色散問題及其解決方案

8.2色散補償光纖

8.2.1色散補償條件

8.2.2色散圖

8.2.3色散補償光纖的設計

8.3光纖布拉格光柵

8.3.1均勻周期光柵

8.3.2啁啾光纖光柵

8.3.3採樣光柵

8.4色散均衡濾波器

8.4.1Gires-Tournois濾波器

8.4.2馬赫曾德爾濾波器

8.4.3其他全通濾波器

8.5光學相位共軛

8.5.1工作原理

8.5.2自相位調製的補償

8.5.3相位共軛信號的產生

8.6高比特率信道

8.6.1可調諧色散補償

8.6.2高階色散管理

8.6.3偏振模色散補償

8.7電色散補償

8.7.1群速度色散預補償的基本思想

8.7.2發射端預補償

8.7.3接收端補償

習題

參考文獻

第9章非線性效應的控制

9.1光纖非線性的影響

9.1.1系統設計問題

9.1.2半解析方法

9.1.3孤子區域和偽線性區域

9.2光纖中的孤子

9.2.1光孤子的特性

9.2.2損耗管理孤子

9.3色散管理孤子

9.3.1色散漸減光纖

9.3.2周期色散圖

9.3.3設計問題

9.3.4定時抖動

9.3.5定時抖動的控制

9.4偽線性光波系統

9.4.1信道內非線性效應的起源

9.4.2信道內交叉相位調製

9.4.3信道內四波混頻

9.5信道內非線性效應的控制

9.5.1色散圖的最佳化

9.5.2相位交替技術

9.5.3比特交替偏振

習題

參考文獻第10章先進光波系統

10.1先進調製格式

10.1.1光信號的編碼

10.1.2振幅和相位調製器

10.2解調方案

10.2.1外差同步解調

10.2.2外差異步解調

10.2.3光延遲解調

10.3散彈噪聲和誤碼率

10.3.1外差同步解調接收機

10.3.2外差異步解調接收機

10.3.3帶有延遲解調的接收機

10.4靈敏度劣化機制

10.4.1雷射器的強度噪聲

10.4.2雷射器的相位噪聲

10.4.3信號偏振起伏

10.4.4光放大器加入的噪聲

10.4.5光纖色散

10.5非線性效應的影響

10.5.1非線性相位噪聲

10.5.2光纖色散效應

10.5.3非線性相位噪聲的補償

10.6進展

10.6.1採用DBPSK格式的系統

10.6.2採用DQPSK格式的系統

10.6.3採用QAM和相關格式的系統

10.6.4採用正交頻分復用的系統

10.7極限通道容量

習題

參考文獻第11章全光信號處理

11.1非線性技術和器件

11.1.1非線性光纖環形鏡

11.1.2參量放大器

11.1.3半導體光放大器中的非線性效應

11.1.4光學雙穩器件

11.2全光觸發器

11.2.1半導體雷射器和半導體光放大器

11.2.2耦合半導體雷射器和半導體光放大器

11.3波長轉換器

11.3.1基於交叉相位調製的波長轉換器

11.3.2基於四波混頻的波長轉換器

11.3.3無源半導體波導

11.3.4基於半導體光放大器的波長轉換器

11.4超快光交換

11.4.1時域解復用

11.4.2數據格式轉換

11.4.3包交換

11.5光再生器

11.5.1基於光纖的2R再生器

11.5.2基於半導體光放大器的2R再生器

11.5.3基於光纖的3R再生器

11.5.4基於半導體光放大器的3R再生器

11.5.5相位編碼信號的再生

習題

參考文獻

附錄A 單位制

附錄B 縮寫詞

附錄C 脈衝展寬的一般公式

附錄D 軟體包

中英文術語對照

作者簡介

美國羅切斯特大學James C. Wyant光學教授，OSA期刊Advances in Optics and Photonics主編（2014—2019），2012年IEEE量子電子學獎獲得者，2015年Esther Hoffman Beller獎章獲得者，2019年Max Born獎獲得者。世界光電子和光通信領域的著名學者，在非線性光學和光纖通信領域著作頗豐。OSA會士，IEEE終身會士。