本书系统介绍了现代光纤通信系统与网络的基本结构、概念、原理、性能指标和关键技术，主要内容包括典型光纤通信系统的原理、光纤传输原理及传输特性、光纤通信基本器件工作原理及性能指标、光纤通信系统及设计等。同时根据光纤通信网络的最新进展，配合"全光网、全IP化”大趋势，介绍了SDH/MSTP光同步网络、DWDM/OTN光传送网络、PTN/SPN分组网络、城域与接入光网络、现代光通信系统及全光网等原理及实用技术。全书注重理论与实践、设计与工程的结合，精选了一些当前最新的实例进行分析，并且以形象直观的图表形式来配合文字叙述，有助于读者学习。为了配合教学和学习，每章都精选一定数量的习题。

胡庆 硕士生导师，重庆邮电大学三级教授。长期从事光纤通信系统、OTN光传送网、电信传输理论与技术等方面的教学和科研工作。承担并完成省、部级科技攻关项目多项，重庆市重点教改项目多项，获得重庆市教学成果奖二项，获得重庆市高等教育重点建设教材优秀奖一项，发表学术论文数十余篇。主要编写教材有：《电信传输原理》、《通信光缆与电缆工程》、《电信传输原理、系统及工程》、《光纤通信系统与网络》等。

目 录
第1章 光纤通信概论1
1.1 光通信简介1
1.1.1 光通信概念1
1.1.2 光通信发展概况2
1.2 光纤通信系统概况4
1.2.1 光纤通信概念及发展概况4
1.2.2 光纤通信系统概念及发展概况8
1.3 光纤通信网络概况10
1.3.1 光网络概念10
1.3.2 光纤通信网络模型及发展概况11
1.4 未来光通信14
1.4.1 光纤、光缆发展趋势14
1.4.2 光纤通信系统发展趋势15
1.4.3 光纤通信网络发展趋势15
1.4.4 光通信发展趋势16
习题121
第2章 光纤传输原理及传输特性22
2.1 光纤与光缆的结构及类型22
2.1.1 光纤结构及类型22
2.1.2 光纤标准及应用25
2.1.3 光缆结构及类型26
2.1.4 光缆型号、规格及特性29
2.2 光纤传输原理分析31
2.2.1 用射线理论分析光纤的传输原理31
2.2.2 用波动理论分析光纤的传输原理34
2.3 光纤的结构参数40
2.3.1　几何参数40
2.3.2 数值孔径41
2.3.3 模场直径41
2.3.4 截止波长42
2.4 光纤的传输特性42
2.4.1 损耗特性42

2.4.2 色散特性45
2.4.3 光纤双折射及偏振特性49
2.4.4 光纤非线性特性50
习题253
第3章 光纤通信基本器件54
3.1 光有源器件54
3.1.1 半导体激光器结构及原理54
3.1.2 分布反馈式与可调谐式半导体激光器60
3.1.3 半导体激光器的主要特性63
3.1.4 半导体发光二极管（LED）66
3.1.5 半导体发光二极管的主要特性66
3.2 光检测器件67
3.2.1 PD光电二极管67
3.2.2 PIN光电二极管68
3.2.3 APD雪崩光电二极管68
3.2.4 光电二极管的主要特性69
3.3 光纤放大器72
3.3.1 EDFA的结构及原理72
3.3.2 EDFA的主要特性74
3.4 光纤连接器76
3.4.1 光纤连接器的结构与种类76
3.4.2 光纤连接器的主要性能指标77
3.5 光分路耦合器与波分复用器78
3.5.1 光分路耦合器78
3.5.2 波分复用器80
3.6 光隔离器与光环行器85
3.6.1 光隔离器85
3.6.2 光环行器86
3.7 光衰减器与光开关86
3.7.1 光衰减器86
3.7.2 光开关87
3.8 偏振控制器88
习题389
第4章 光纤通信系统及设计91
4.1 两种数字传输体制及系统模型91
4.1.1 准同步数字传输体制（PDH）91
4.1.2 同步数字传输体制（SDH）92
4.1.3 光纤通信系统模型92
4.2 光发射机93
4.2.1 光调制93
4.2.2 光发射机的结构及原理96
4.2.3 光发射机的主要技术指标101
4.3 光接收机102
4.3.1 光接收机的结构及原理102
4.3.2 光接收机的噪声分析105
4.3.3 光接收机的主要技术指标107
4.4 光纤线路及设施109
4.4.1 光纤、光缆的选型109
4.4.2 光纤线路设施110
4.5 光中继器112
4.6 光模块113
4.6.1 常用光模块113
4.6.2 光模块的功能结构及原理113
4.6.3 光收发模块的型号及参数113
4.7 系统的性能指标114
4.7.1 误码性能115
4.7.2 抖动与滑动性能117
4.7.3 可靠性119
4.8 光纤通信系统设计120
4.8.1 系统总体设计120
4.8.2 系统中继段距离设计估算121
习题4125
第5章 SDH/MSTP光同步网络128
5.1 SDH概述129
5.1.1 基本概念与帧结构129
5.1.2 SDH的复用映射结构130
5.1.3 2.048Mbit/s到STM-1的复用映射过程132
5.2 SDH传送网132
5.2.1 传送网分层与分割132
5.2.2 传送网分层模型133
5.3 SDH的基本网元及组网保护134
5.3.1 SDH的基本网元设备135
5.3.2 SDH网络结构136
5.3.3 SDH自愈环网原理137
5.3.4 SDH网络管理139
5.3.5 SDH光网络在长途干线网中的应用140
5.4 基于SDH的MSTP140
5.4.1 MSTP的概念141
5.4.2 MSTP的功能块模型及实现141
5.4.3 MSTP网络的典型应用144
习题5147
第6章 DWDM/光传送网（OTN）148
6.1 DWDM的基本概念148
6.1.1 波分复用的概念及在传输网中的位置148
6.1.2 DWDM系统模型150
6.2 DWDM的基本网元设备151
6.2.1 光终端复用设备（OTM）152
6.2.2 光线路放大设备（OLA）157
6.2.3 光分插复用设备（OADM）157
6.2.4 光交叉连接设备（OXC）158
6.3 DWDM组网结构与保护159
6.3.1 DWDM网络结构159
6.3.2 DWDM自愈环网原理161
6.3.3 DWDM网络管理163
6.3.4 DWDM光网络在长途干线的应用164
6.4 光传送网（OTN）165
6.4.1 基本概念与分层结构165
6.4.2 OTN的帧结构与开销169
6.4.3 OTN的复用映射结构171
6.5 OTN的基本网元和组网保护174
6.5.1 OTN新增网元174
6.5.2 OTN组网保护177
6.5.3 OTN在长途干线的应用179
习题6179
第7章 PTN/SPN分组传送网络181
7.1 PTN概述181
7.1.1 PTN的基本概念及特点181
7.1.2 PTN的主流技术标准182
7.1.3 PTN与MSTP和IP/MPLS的性能比较183
7.1.4 PTN网络体系结构184
7.2 PTN基本网元及组网保护186
7.2.1 PTN基本网元186
7.2.2 PTN网元的功能结构186
7.2.3 PTN基本网元的工作过程187
7.2.4 PTN组网保护机制189
7.3 PTN在传输网的组网应用191
7.4 SPN概述193
7.4.1 SPN的基本概念及特点193
7.4.2 SPN技术标准194
7.4.3 SPN与PTN的性能比较195
7.5 SPN网络体系结构195
7.5.1 SPN分层结构195
7.5.2 SPN技术特征197
7.6 SPN基本网元及组网保护197
7.6.1 SPN基本网元197
7.6.2 SPN网元的功能结构198
7.6.3 SPN基本网元的工作过程199
7.6.4 SPN组网保护机制200
7.6.5 SPN在传输网中的组网应用201
习题7202
第8章 城域与接入光网络203
8.1 城域光网络203
8.1.1 城域光网络的结构203
8.1.2 城域光网络的特点204
8.2 光互联网络205
8.2.1 光互联网络的概念205
8.2.2 光互联网络的传输技术205
8.2.3 光互联网络的体系结构207
8.3 光纤接入网208
8.3.1 光纤接入网概述208
8.3.2 光纤接入网基本网元设备210
8.3.3 光纤接入网的拓扑结构212
8.4 无源光网络（PON）214
8.4.1 PON的技术种类214
8.4.2 APON、GPON、EPON接入技术比较215
8.5 EPON系统结构及原理216
8.5.1 EPON系统结构216
8.5.2 EPON系统的工作原理217
8.5.3 EPON帧结构及关键技术218
8.5.4 EPON基本网络单元设备221
8.5.5 EPON的组网应用222
习题8224
第9章 现代光通信系统225
9.1　相干光通信系统225
9.1.1 相干光通信系统的基本原理225
9.1.2 相干光通信系统的关键技术227
9.1.3 相干光通信系统的优点及前景227
9.2 光孤子通信系统228
9.2.1 光孤子通信系统的基本原理228
9.2.2 光孤子通信系统的关键技术229
9.2.3 光孤子通信系统的优点及前景230
9.3 自由空间光通信系统230
9.3.1 FSO通信系统的基本原理230
9.3.2 FSO通信系统的关键技术231
9.3.3 FSO通信系统的优点及前景232
9.4 光量子通信系统233
9.4.1 光量子通信系统的基本原理233
9.4.2　光量子通信系统的关键技术235
9.4.3　光量子通信系统的优点及前景237
9.5 海底光缆通信系统237
9.5.1 海底光缆通信系统的基本原理238
9.5.2 海底光缆通信系统的关键技术239
9.5.3 海底光缆通信系统的发展前景241
习题9244
第10章 现代全光网络245
10.1 全光网络概述245
10.1.1 全光网络的概念及特点245
10.1.2 全光网络中的关键技术246
10.1.3 全光网络的结构247
10.2 智能光网络（ASON）247
10.2.1 ASON的概念及体系结构248
10.2.2 ASON的连接类型249
10.2.3 ASON的结构模型250
10.3 光分组交换网络251
10.3.1 光分组交换的概念251
10.3.2　光分组交换技术的原理251
10.3.3 光分组交换网络的结构252
10.4 光突发交换网络253
10.4.1　光突发交换的概念253
10.4.2　光突发交换技术的原理253
10.4.3　光突发交换网络的结构254
习题10255
参考文献256