高速光互连和宽带光接入技术
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作者余建军,张教,李凡
出版社人民邮电出版社
ISBN9787115598363
出版时间2023-06
装帧平装
开本16开
定价189.8元
货号1202985942
上书时间2024-07-04
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作者简介
余建军
教授,对高速光纤通信技术进行了多年的研究，在超高速光信号产生、传输和接收方面取得了许多创新性成果和创纪录的传输实验。他先后在国内外多所大学和科研机构从事宽带光纤传输技术方面的研究工作，是 IEEE Fellow 和 OSA Fellow；发表了 1000 余篇学术论文，获得 100 余项专利授权，先后担任 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 期刊的编委。
目录
第1章绪论001
1.1研究背景和意义001
1.2研究现状004
1.2.1高速数据中心光互连研究现状004
1.2.2高速接入网研究现状008
1.3本书的结构安排010
参考文献015
第2章高速短距离光纤传输系统基础及其关键问题021
2.1引言021
2.2高速短距离光纤传输系统的基本组成架构021
2.2.1光发射机022
2.2.2光接收机025
2.2.3光纤信道027
2.2.4光放大器028
2.2.5优选调制格式030
2.2.6数字信号均衡技术032
2.3高速短距离光纤传输系统面临的关键问题与解决方案034
2.3.1系统带宽受限问题035
2.3.2光纤传输损伤问题036
2.3.3光电器件非线性损伤问题038
2.3.4高速短距离光纤传输系统中关键问题的解决方法045
2.4小结046
参考文献047
第3章基于带宽受限器件的数据中心光互连系统049
3.1引言049
3.2数据中心光互连研究进展050
3.2.1数据中心光互连网络050
3.2.2以太网标准051
3.3基于带宽受限器件的100Gbit/s数据中心光互连传输实验053
3.3.1联合均衡算法原理054
3.3.2实验装置及系统参数056
3.3.3实验结果与讨论058
3.4基于级联SOA的120km数据中心光互连传输实验064
3.4.1级联SOA模型065
3.4.2实验装置及系统参数067
3.4.3实验结果与讨论069
3.5小结072
参考文献073
第4章基于高阶PAM的数据中心光互连非线性研究075
4.1引言075
4.2基于改进查找表的高阶PAM非线性预失真技术076
4.2.1经典查找表的基本原理076
4.2.2改进查找表的基本原理077
4.2.3基于M-LUT的PAM8IMDD系统传输实验079
4.3基于DBSCAN算法的高阶PAM非线性判决技术084
4.3.1DBSCAN算法的基本原理085
4.3.2基于DBSCAN算法的高阶PAM判决算法基本原理086
4.3.3基于DBSCAN算法的PAM8IMDD系统传输实验089
4.4小结093
参考文献093
第5章基于概率整形的200Gbit/s+数据中心内光互连系统095
5.1引言095
5.2概率整形技术096
5.2.1概率整形技术的基本原理096
5.2.2GMI和NGMI数值模拟099
5.2.3基于概率整形的高阶PAM传输仿真102
5.3基于概率整形的260Gbit/sPAM8数据中心内光互连传输实验103
5.3.1基于硬限幅的概率整形时域数字预均衡技术104
5.3.2实验装置及系统参数106
5.3.3实验结果与讨论109
5.4SOA使能的280Gbit/sPS-PAM8数据中心内光互连传输实验112
5.4.1超高速信号的SOA大信号增益模型113
5.4.2实验装置及系统参数114
5.4.3实验结果与讨论115
5.5基于概率整形的350Gbit/sPAM16数据中心内光互连传输实验119
5.5.1超高速PAM信号联合非线性均衡技术119
5.5.2实验装置及系统参数120
5.5.3实验结果与讨论122
5.6小结124
参考文献125
第6章基于带宽受限器件的无源光网络传输系统127
6.1引言127
6.2PON研究进展127
6.2.1PON标准化进程127
6.2.2PON发展的主要趋势130
6.3基于带宽受限器件的100G-PON下行传输实验132
6.3.1实验装置及系统参数133
6.3.2发射端和接收端DSP134
6.3.3实验结果与讨论138
6.3.4色散容限及功率损耗分析141
6.4基于带宽受限器件的50G-PON对称传输实验143
6.4.1调制格式DSP流程143
6.4.2实验装置及系统参数145
6.4.3实验结果与讨论147
6.4.4色散容限及复杂度分析150
6.5基于带宽受限器件的对称50G-PON上行突发传输实验152
6.5.1基于数字滤波平方定时的BCDR算法原理152
6.5.2实验装置及系统参数153
6.5.3实验结果与讨论155
6.6小结158
参考文献159
第7章基于强度调制相干检测的200G-PON传输系统162
7.1引言162
7.2基于强度调制相干检测的低复杂度DSP基本原理163
7.2.1强度调制和外差相干探测技术基本原理163
7.2.2PAM4信号恢复DSP算法基本原理165
7.3基于强度调制相干检测的200G-PON下行传输实验167
7.3.1实验装置及系统参数167
7.3.2实验结果169
7.3.3激光器线宽容忍性173
7.4小结174
参考文献175
第8章基于多载波强度调制直接检测通信接入网系统176
8.1引言176
8.2光纤通信除权预均衡技术177
8.3独立单边带生成技术179
8.4色散预补偿技术179
8.5双边带独立信号非线性串扰消除算法180
8.5.1双边带独立信号非线性串扰消除算法原理180
8.5.2实验系统及参数183
8.5.3实验结果184
8.6基于OFDM调制的高谱效率概率编码技术186
8.6.1基于概率编码的OFDM光纤强度调制直接检测传输实验186
8.6.2基于升阶等熵概率编码的OFDM光纤强度调制直接检测传输实验189
8.6.3基于超高升阶等熵概率编码和除权预均衡技术的OFDM光纤强度调制直接检测传输实验192
8.7小结195
参考文献196
第9章基于强度调制直接检测DMT调制的数据中心内光互连系统198
9.1引言198
9.2DMT调制关键技术199
9.2.1DFT-S199
9.2.2ABPL200
9.3采用高阶调制格式的DMT大容量数据中心内光互连系统研究202
9.3.1实验系统及参数203
9.3.2DFT-S编码和预均衡联合技术204
9.3.3DD-LMS均衡器206
9.3.4实验结果207
9.4DFT-SDMT和ABPLDMT的性能比较209
9.4.1信道估计及SNR计算210
9.4.2实验传输系统211
9.4.3实验结果212
9.5小结215
参考文献215
第10章基于城域网直接检测通信系统非线性补偿技术219
10.1引言219
10.2基于ANN的信道均衡技术220
10.2.1基于MLP的均衡器原理220
10.2.2基于FLANN的均衡器原理221
10.2.3基于RNN的均衡器原理222
10.2.4基于DNN的均衡器原理223
10.3基于ANN均衡器的城域网光纤直接检测传输实验224
10.4级联复数信号实虚部非线性串扰消除算法226
10.4.1级联复数信号实虚部非线性串扰消除算法原理227
10.4.2基于级联复数信号实虚部非线性串扰消除算法的光纤直接检测传输实验230
10.5小结236
参考文献237
第11章接入网系统在带宽受限情况下的调制格式很好化239
11.1引言239
11.2面向低成本接入网的100Gbit/s光纤强度调制直接检测通信系统实验240
11.2.1算法流程240
11.2.2实验装置及系统参数242
11.2.3实验结果与讨论244
11.3小结247
参考文献247
第12章城域网传输系统的调制格式很好化249
12.1引言249
12.2面向中长距城域网的100Gbit/s强度调制直接检测通信系统实验250
12.2.1算法流程250
12.2.2实验装置及系统参数251
12.2.3实验结果与讨论252
12.3小结258
参考文献259
第13章强度调制直接检测中的子载波互拍噪声抑制260
13.1引言260
13.2SSBI产生原理261
13.3基于发射端非线性预处理的无SSBI直接检测261
13.3.1基于DD-MZM的单边带调制直接检测262
13.3.2笛卡儿极坐标转换263
13.3.3仿真系统及参数264
13.3.4仿真结果分析266
13.3.5算法计算复杂度分析273
13.4小结274
参考文献274
第14章40Gbit/s啁啾管理激光器在接入网和城域网中的应用277
14.1引言277
14.2CML发射器原理278
14.2.1DML的线性调频特性278
14.2.2工作原理279
14.2.3光学滤波器的参数优化281
14.2.4DML激光模型的参数优化282
14.340Gbit/s无色散补偿20kmSSMF传输284
14.4集中式40Gbit/sWDM-PON288
14.4.1网络设计288
14.4.2WDM-PON配置和实验结果289
14.5100m渐变型塑料光纤传输验证291
14.6城域网络应用293
14.7小结295
参考文献295
第15章基于空分复用实现超短距离的光互连298
15.1引言298
15.2矢量模式的传输特性299
15.2.1矢量模式的产生与基本特性299
15.2.2矢量模式在少模光纤中的传输特性300
15.3基于矢量模式复用的短距离光互连302
15.3.1DMT调制技术302
15.3.2基于240Gbit/sDMT信号的矢量模式复用系统303
15.3.3离线DSP流程304
15.3.4实验结果305
15.3.5几种补偿机制对系统性能的影响306
15.3.6基于DFT-S技术与预均衡技术的信号性能对比309
15.4基于线偏振模式复用的短距离光互连310
15.4.1实验原理312
15.4.2离线DSP流程313
15.4.3单波长MDM传输314
15.4.4WDMMDM传输317
15.5小结318
参考文献319
内容摘要
高速中短距离光传输与光接入系统目前正处于升级换代、速率提升的阶段，传统光纤传输技术受到了的挑战。本书主要总结了高速光互连和宽带光接入系统中一系列前沿性、开拓性和有深度的研究工作，主要包括高速短距离光纤传输系统基础及其关键问题、器件的发展、新型调制格式和编码以及高性能的数字信号处理算法。本书紧跟当前研究热点和业界标准，理论分析和实验研究并重，具有重要的理论意义和工程应用价值。本书适合通信领域从事光纤通信、无线通信等研究的工程技术人员，以及高等院校通信工程等相关专业的研究生和教师阅读。
主编推荐
作者在超高速光信号产生、传输和接收方面取得了许多创新性成果和创记录的传输速率。IEEE Fellow和OSA Fellow.
内容前沿：光互连和光接入受5G快速发展的影响，速率增加很迅 速，需要采用新技术和新架构才能满足这些需求。一些新技术正在快速推出，目前国内没有这方面的专著来介绍这些新技术。该书将弥补这方面的空白。
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