高速光互連和寬帶光接入技術 余建軍 張教 李凡 9787115598363 【台灣高等教育出版社】

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作者在超高速光信號產生、傳輸和接收方面取得了許多創新性成果和創記錄的傳輸速率。IEEE Fellow和OSA Fellow
內容前沿：光互連和光接入受5G快速發展的影響，速率增加很迅 速，需要採用新技術和新架構才能滿足這些需求。一些新技術正在快速推出，目前國內沒有這方面的專著來介紹這些新技術。該書將彌補這方面的空白。

內容簡介
高速中短距離光傳輸與光接入系統目前正處於升級換代、速率提升的階段，傳統光纖傳輸技術受到了的挑戰。本書主要總結了高速光互連和寬頻光接入系統中一系列前沿性、開拓性和有深度的研究工作，主要包括高速短距離光纖傳輸系統基礎及其關鍵問題、器件的發展、新型調製格式和編碼以及高性能的數字信號處理演算法。本書緊跟當前研究熱點和業界標準，理論分析和實驗研究並重，具有重要的理論意義和工程應用價值。
本書適合通信領域從事光纖通信、無線通信等研究的工程技術人員，以及高等院校通信工程等相關專業的研究生和教師閱讀。

作者簡介
余建軍
教授，對高速光纖通信技術進行了多年的研究，在超高速光信號產生、傳輸和接收方面取得了許多創新性成果和創紀錄的傳輸實驗。他先後在國內外多所大學和科研機構從事寬頻光纖傳輸技術方面的研究工作，是 IEEE Fellow 和 OSA Fellow；發表了 1000 余篇學術論文，獲得 100 余項專利授權，先後擔任 OSA Journal of Optical Communications and Networking、IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology、OSA/IEEE Journal of Optical Communications and Networking 和 IEEE Photonics Journal 期刊的編委。

目錄
第 1 章 緒論 001
1 1 研究背景和意義 001
1 2 研究現狀 004
1 2 1 高速數據中心光互連研究現狀 004
1 2 2 高速接入網研究現狀 008
1 3 本書的結構安排 010
參考文獻 015
第 2 章 高速短距離光纖傳輸系統基礎及其關鍵問題 021
2 1 引言
021
2 2 高速短距離光纖傳輸系統的基本組成架構 021
2 2 1 光發射機 022
2 2 2 光接收機 025
2 2 3 光纖通道 027
2 2 4 光放大器 028
2 2 5 先進調製格式 030
2 2 6 數字信號均衡技術 032
2 3 高速短距離光纖傳輸系統面臨的關鍵問題與解決方案 034
2 3 1 系統帶寬受限問題 035
2 3 2 光纖傳輸損傷問題 036
2 3 3 光電器件非線性損傷問題 038
2 3 4 高速短距離光纖傳輸系統中關鍵問題的解決方法 045
2 4 小結 046
參考文獻 047
第 3 章 基於帶寬受限器件的數據中心光互連繫統 049
3 1 引言 049
3 2 數據中心光互連研究進展 050
3 2 1 數據中心光互連網路 050
3 2 2 乙太網標準 051
3 3 基於帶寬受限器件的 100Gbit/s 數據中心光互連傳輸實驗 053
3 3 1 聯合均衡演算法原理 054
3 3 2 實驗裝置及系統參數 056
3 3 3 實驗結果與討論 058
3 4 基於級聯 SOA 的 120km 數據中心光互連傳輸實驗 064
3 4 1 級聯 SOA 模型 065
3 4 2 實驗裝置及系統參數 067
3 4 3 實驗結果與討論 069
3 5 小結 072
參考文獻 073
第 4 章 基於高階 PAM 的數據中心光互連非線性研究 075
4 1 引言 075
4 2 基於改進查找表的高階 PAM 非線性預失真技術 076
4 2 1 經典查找表的基本原理 076
4 2 2 改進查找表的基本原理 077
4 2 3 基於 M-LUT 的 PAM8 IMDD 系統傳輸實驗 079
4 3 基於 DBSCAN 演算法的高階 PAM 非線性判決技術 084
4 3 1 DBSCAN 演算法的基本原理 085
4 3 2 基於 DBSCAN 演算法的高階 PAM 判決演算法基本原理 086
4 3 3 基於 DBSCAN 演算法的 PAM8 IMDD 系統傳輸實驗 089
4 4 小結 093
參考文獻 093
第 5 章 基於概率整形的 200Gbit/s+數據中心內光互連繫統 095
5 1 引言 095
5 2 概率整形技術 096
5 2 1 概率整形技術的基本原理 096
5 2 2 GMI 和 NGMI 數值模擬 099
5 2 3 基於概率整形的高階 PAM 傳輸模擬 102
5 3 基於概率整形的 260Gbit/s PAM8 數據中心內光互連傳輸實驗 103
5 3 1 基於硬限幅的概率整形時域數字預均衡技術 104
5 3 2 實驗裝置及系統參數 106
5 3 3 實驗結果與討論 109
5 4 SOA 使能的 280Gbit/s PS-PAM8 數據中心內光互連傳輸實驗 112
5 4 1 超高速信號的 SOA 大信號增益模型 113
5 4 2 實驗裝置及系統參數 114
5 4 3 實驗結果與討論 115
5 5 基於概率整形的 350Gbit/s PAM16 數據中心內光互連傳輸實驗 119
5 5 1 超高速 PAM 信號聯合非線性均衡技術 119
5 5 2 實驗裝置及系統參數 120
5 5 3 實驗結果與討論 122
5 6 小結 124
參考文獻 125
第 6 章 基於帶寬受限器件的無源光網路傳輸系統 127
6 1 引言 127
6 2 PON 研究進展 127
6 2 1 PON 標準化進程 127
6 2 2 PON 發展的主要趨勢 130
6 3 基於帶寬受限器件的 100G-PON 下行傳輸實驗 132
6 3 1 實驗裝置及系統參數 133
6 3 2 發射端和接收端 DSP 134
6 3 3 實驗結果與討論 138
6 3 4 色散容限及功率損耗分析 141
6 4 基於帶寬受限器件的 50G-PON 對稱傳輸實驗 143
6 4 1 調製格式 DSP 流程 143
6 4 2 實驗裝置及系統參數 145
6 4 3 實驗結果與討論 147
6 4 4 色散容限及複雜度分析 150
6 5 基於帶寬受限器件的對稱 50G-PON 上行突發傳輸實驗 152
6 5 1 基於數字濾波平方定時的 BCDR 演算法原理 152
6 5 2 實驗裝置及系統參數 153
6 5 3 實驗結果與討論 155
6 6 小結 158
參考文獻 159
第 7 章 基於強度調製相干檢測的 200G-PON 傳輸系統 162
7 1 引言 162
7 2 基於強度調製相干檢測的低複雜度 DSP 基本原理 163
7 2 1 強度調製和外差相干探測技術基本原理 163
7 2 2 PAM4 信號恢復 DSP 演算法基本原理 165
7 3 基於強度調製相干檢測的 200G-PON 下行傳輸實驗 167
7 3 1 實驗裝置及系統參數 167
7 3 2 實驗結果 169
7 3 3 激光器線寬容忍性 173
7 4 小結 174
參考文獻 175
第 8 章 基於多載波強度調製直接檢測通信接入網系統 176
8 1 引言 176
8 2 光纖通信除權預均衡技術 177
8 3 獨立單邊帶生成技術 179
8 4 色散預補償技術 179
8 5 雙邊帶獨立信號非線性串擾消除演算法 180
8 5 1 雙邊帶獨立信號非線性串擾消除演算法原理 180
8 5 2 實驗系統及參數 183
8 5 3 實驗結果 184
8 6 基於 OFDM 調製的高譜效率概率編碼技術 186
8 6 1 基於概率編碼的 OFDM 光纖強度調製直接檢測傳輸實驗 186
8 6 2 基於升階等熵概率編碼的 OFDM 光纖強度調製直接檢測傳輸實驗 189
8 6 3 基於超高陞階等熵概率編碼和除權預均衡技術的 OFDM 光纖強度調製
直接檢測傳輸實驗 192
8 7 小結 195
參考文獻 196
第 9 章 基於強度調製直接檢測 DMT 調製的數據中心內光互連繫統 198
9 1 引言 198
9 2 DMT 調製關鍵技術 199
9 2 1 DFT-S 199
9 2 2 ABPL 200
9 3 採用高階調製格式的 DMT 大容量數據中心內光互連繫統研究 202
9 3 1 實驗系統及參數 203
9 3 2 DFT-S 編碼和預均衡聯合技術 204
9 3 3 DD-LMS 均衡器 206
9 3 4 實驗結果 207
9 4 DFT-S DMT 和 ABPL DMT 的性能比較 209
9 4 1 通道估計及 SNR 計算 210
9 4 2 實驗傳輸系統 211
9 4 3 實驗結果 212
9 5 小結 215
參考文獻 215
第 10 章 基於城域網直接檢測通信系統非線性補償技術 219
10 1 引言 219
10 2 基於 ANN 的通道均衡技術 220
10 2 1 基於 MLP 的均衡器原理 220
10 2 2 基於 FLANN 的均衡器原理 221
10 2 3 基於 RNN 的均衡器原理 222
10 2 4 基於 DNN 的均衡器原理 223
10 3 基於 ANN 均衡器的城域網光纖直接檢測傳輸實驗 224
10 4 級聯複數信號實虛部非線性串擾消除演算法 226
10 4 1 級聯複數信號實虛部非線性串擾消除演算法原理 227
10 4 2 基於級聯複數信號實虛部非線性串擾消除演算法的光纖直接檢測傳輸實驗 230
10 5 小結 236
參考文獻 237
第 11 章 接入網系統在帶寬受限情況下的調製格式最佳化 239
11 1 引言 239
11 2 面向低成本接入網的 100Gbit/s 光纖強度調製直接檢測通信系統實驗 240
11 2 1 演算法流程 240
11 2 2 實驗裝置及系統參數 242
11 2 3 實驗結果與討論 244
11 3 小結 247
參考文獻 247
第 12 章 城域網傳輸系統的調製格式最佳化 249
12 1 引言 249
12 2 面向中長距城域網的 100Gbit/s 強度調製直接檢測通信系統實驗 250
12 2 1 演算法流程 250
12 2 2 實驗裝置及系統參數 251
12 2 3 實驗結果與討論 252
12 3 小結 258
參考文獻 259
第 13 章 強度調製直接檢測中的子載波互拍雜訊抑制 260
13 1 引言 260
13 2 SSBI 產生原理 261高速光互連和寬頻光接入技術
13 3 基於發射端非線性預處理的無 SSBI 直接檢測 261
13 3 1 基於 DD-MZM 的單邊帶調製直接檢測 262
13 3 2 笛卡兒 極坐標轉換 263
13 3 3 模擬系統及參數 264
13 3 4 模擬結果分析 266
13 3 5 演算法計算複雜度分析 273
13 4 小結 274
參考文獻 274
第 14 章 40Gbit/s 啁啾管理激光器在接入網和城域網中的應用 277
14 1 引言 277
14 2 CML 發射器原理 278
14 2 1 DML 的線性調頻特性 278
14 2 2 工作原理 279
14 2 3 光學濾波器的參數優化 281
14 2 4 DML 激光模型的參數優化 282
14 3 40Gbit/s 無色散補償 20km SSMF 傳輸 284
14 4 集中式 40Gbit/s WDM-PON 288
14 4 1 網路設計 288
14 4 2 WDM-PON 配置和實驗結果 289
14 5 100m 漸變型塑料光纖傳輸驗證 291
14 6 城域網路應用 293
14 7 小結 295