内容简介本书介绍光
通信工程和全光通信网中的光
信号处理
技术的基本原理及应用，全书共分10章，内容包括光调制、光复用、光再生、光路控制、光逻辑控制、光检测、光波长技术、光传送网功能等。其中原理部分的阐述力求简明清晰并注重
理论的
实用性和
指导意义；应用部分的介绍则建立在系统收集目前国内外相关研究的
最新资料的
基础上，涵盖了近几年光
信号处理技术的进展和未来的发展动态。
本书层次清晰，内容新颖，系统性和实用性强，可作为
光纤通信、光电子、应用
物理等专业的科技和工程人员的参考用书，同时也可作为相关专业研究生
教材和本科高年级学生的选修教材。
图书目录第1章光通信与光信号处理概述1.1光通信的发展1.2光通信中的光信号处理1.2.1全光网与光信号处理1.2.2光信号处理的现状与发展第2章光调制技术2.1光调制技术的分类2.1.1连续式调制和脉冲式调制2.1.2直接调制和间接调制2.2电光调制2.2.1电光调制的原理2.2.2电光振幅（或强度）调制2.2.3电光相位调制2.2.4m-z（mach-zahnder）波导调制器2.3声光调制2.3.1声光效应2.3.2喇曼－奈斯衍射和布拉格衍射2.3.3声光调制器2.4磁光调制2.5电吸收调制2.6光传感中的光调制技术2.6.1光强度调制传感2.6.2光相位调制技术2.6.3光波长调制技术第3章光复用技术3.1光波分复用3.1.1光波分复用的概念及特点3.1.2光合波与光分波技术3.1.3波分复用技术的应用与发展3.2光时分复用3.2.1光时分复用的概念3.2.2光时分复用的关键技术3.2.3时分复用技术的应用与发展3.3光码分复用3.3.1光码分复用的概念3.3.2光码分复用系统的分类3.3.3光码分复用的工作原理3.3.4码分复用的编／解码技术3.3.5码分复用技术的应用与发展3.4光极化复用3.4.1光极化复用的概念3.4.2光极化复用关键技术3.5
微波副载波复用3.5.1微波副载波复用的概念3.5.2微波副载波复用的应用第4章光再生技术4.1信号再生的概念与光再生技术概况4.1.1信号再生的概念4.1.2光再生技术概况4.2光放大技术4.2.1掺稀土元素光纤放大器4.2.2拉曼光纤放大器（rfa）4.2.3半导体光放大器4.3光整形技术4.3.1基于非线性光环形镜（nolm）的光判决门4.3.2基于半导体光放大器的光判决门4.3.3基于非线性饱和吸收效应的光判决门4.4光时钟恢复技术4.4.1基于锁模
激光器的时钟恢复4.4.2基于光锁相环的时钟恢复第5章光路控制技术5.1光隔离器与环形器5.1.1光隔离器5.1.2光环行器5.1.3微光学器件与光路的耦合技术5.2光开关5.2.1波导型光开关5.2.2微电子机械光开关5.2.3液晶光开关5.2.4气泡开关5.2.5光栅开关5.3光滤波与光上下复用5.3.1固定式光滤波5.3.2可调谐光滤波器5.3.3oadm5.4光波长变换5.4.1基于半导体光放大器的波长变换5.4.2基于非线性光学环形镜的波长变换5.4.3基于四波混频的波长变换5.4.4基于交叉吸收调制效应(xam)的波长变换5.4.5基于注入锁定半导体激光器的波长变换5.4.6基于光纤光栅外腔激光器的波长变换5.5色散补偿技术5.5.1色度色散补偿技术5.5.2偏振模色散补偿技术5.6光功率分配器5.6.1光功率分配器的分类5.6.2可调光功率分配器的实现技术第6章光逻辑控制技术6.1光
计算6.1.1利用光孤子陷阱开关实现光逻辑与门6.1.2利用soa交叉增益调制效应实现光逻辑与门6.1.3利用超快非线性干涉仪作为光逻辑门6.1.4基于马赫-曾德尔干涉仪的全光逻辑异或门6.1.5利用toad实现全光逻辑门6.2光缓存6.2.1基于光纤延时线的光缓存6.2.2半导体量子点结构的光缓存6.2.3基于光波长转换的方案6.2.4基于空间偏转路由的光缓存6.3光标记6.3.1副载波复用光标记6.3.2时分复用光标记6.3.3专用波长光标记6.3.4高强度光标记6.3.5电光调制光标记6.3.6用光波长标记进行波长通路状态监控6.4光互连6.4.1光互连的必要性和现状6.4.2光互连的实现方法6.4.3光互连计算机体系结构第7章光检测技术7.1光检测的类型与原理7.1.1光电子发射探测器7.1.2光电导探测器7.1.3光伏探测器7.2光通信用光探测器的类型7.2.1pin型光电二极管7.2.2apd型光电二极管7.2.3msm光电探测器7.2.4光探测器的工作参数7.3光接收机7.3.1光接收机的组成7.3.2光接收机的参数7.4光外差探测7.4.1相干光通信的基本原理7.4.2相干光通信的关键技术7.4.3相干光通信在超长波长光纤
通信系统中的应用第8章光波长交换与路由技术8.1光交换与路由概述8.1.1光交换与路由的必要性8.1.2光交换与路由的分类8.1.3光交换与路由技术的现状与发展8.2从多波长光传输到多波长光交换8.2.1光传送网概念的提出8.2.2光传送网的现状8.3oadm节点的功能与实现方案8.3.1oadm的功能和结构8.3.2oadm的组成8.3.3oadm的实现方案8.4oxc的功能与实现方案8.4.1oxc的功能和结构8.4.2oxc的组成8.4.3oxc的性能
评价8.4.4oxc的实现方案8.5光波长交换节点的关键技术8.5.1光信道串扰问题8.5.2光功率均衡与光功率管理第9章光分组交换与路由技术9.1光分组交换的发展和演变9.1.1ipoverdwdm光网络的演变9.1.2光分组交换的现状9.1.3光分组交换的发展趋势9.2光分组交换的节点结构及关键技术9.2.1光分组交换的节点结构9.2.2光分组交换的关键技术9.2.3光分组交换网9.3光突发交换技术9.3.1光突发交换的概念及特点9.3.2光突发交换相关技术9.3.3光突发交换的现状和应用前景9.4光标签交换技术9.4.1光标签交换的提出9.4.2多协议波长交换（mplms）技术9.4.3通用多协议标签交换技术第10章光传送网功能与光信号处理10.1光传送网的分层与分割10.1.1光传送网的分层结构10.1.2光传送网的分割10.2层网络功能与光信号处理
流程的
规范语言10.2.1基本功能块描述方法10.2.2原子功能描述方法的基本思想10.2.3层网络的原子功能10.2.4传送网络基本结构元件10.3光传送网层网络的光信号处理流程10.3.1otn层网络的原子功能10.3.2otn层网络的光信号处理流程10.3.3光传送网中的光信号处理过程10.4光信号处理逻辑功能的技术实现10.4.1och层10.4.2oms层10.4.3ots层缩略语参考文献
序言/前言前言到目前为止，光通信已经历了三十多年的发展历程，其发展的速度可谓日新月异，给通信领域带来了巨大的变化，也使人类社会真正步入信息时代。光通信已由初期的以实现信息的大容量传输为主向进一步承担信息的交换与选路发展，光通信的发展不仅对光信号处理技术提出了更高的要求，也使得光信号处理所涵盖的内容进一步扩大。光信号处理技术已成为光纤通信的支撑，并将在未来的全光通信网中发挥越来越重要的作用。本书在系统搜集目前国内外有关光通信信号处理的最新资料的基础上，对目前的光纤通信系统和未来的光网络中所涉及到的光信号处理技术的原理、特点和应用进行了介绍。全书共分10章。第1章是概述部分，在对光通信的发展历程作简单回顾的基础上，指出了光信号处理在光纤通信系统、尤其是在未来的全光网中所占据的举足轻重的地位，随后探讨了光子学与光信号处理的现状和发展趋势；第2章介绍光调制技术，介绍了光通信中的光调制技术的分类和工作原理，由于在光传感技术中光调制是实现光传感探测的基础，本章还对光传感中的光调制技术进行了介绍。为了实现光通信网的大容量传输，光复用是一个有效的解决途径，本书第3章介绍了多种光复用技术，包括波分复用、时分复用、码分复用、极化复用、微波副载波复用等。第4章为光再生技术，从实现上来说光再生可以分为光／电／光再生和全光再生，而只有全光再生才能实现真正意义上的“透明”光网，适应光通信未来发展的需要，因此本章重点介绍全光再生，包括光放大、光整形和光时钟恢复技术。第5章是光路控制技术，包括以下几个方面：光路行进方向的控制（如光隔离器与光环形器）、光路的选择与分配（如光开关与光功率分配器）、特定光路的选择（如光滤波与光上、下复用）、光波特性的改变（如光波长变换与色散补偿等），对这些技术的原理和特点进行了介绍。本书第6章对光逻辑控制技术的最新进展做了介绍，超高速全光逻辑器件则是未来全光分组交换网络中至关重要的基础元件，包括光计算、光缓存、光标签和光互连，其中光计算主要指光逻辑门运算，光缓存用于实现对分组的暂时存储以解决分组竞争问题，光标签用于为信号波长或分组做上“标记”以实现交换和路由功能，而光互连则是实现大规模信息的并行处理的基础。第7章是光检测技术，在对光检测的类型与原理做简单介绍的基础上，介绍了光通信用光探测器的类型、工作原理和特点，除了介绍已获得普遍应用的光直接探测技术以外，本章还对光外差探测技术的原理和特点做了介绍。光交换技术作为全光网的支撑技术，在全光通信系统中发挥着重要作用，可以说，光交换技术的发展在某种程度上决定了全光通信网的发展。由于dwdm的普遍应用，在多波长光传输技术上发展基于波长的交换与路由技术已成为历史的必然，本书第8章对光波长交换与路由技术进行了介绍，
分析了波长交换节点
设备oadm和oxc的功能与实现方案，并对节点的光信道串扰问题、光功率均衡与光功率管理进行了探讨。随着因特网的迅猛发展和ip业务量的爆炸性增长，以波长路由为基础的网络难以适应各种承载的要求，这就要求光传送网从以波长为粒度的交换向以分组为粒度的光分组交换网过渡，鉴于光分组交换良好的发展前景，本书将光分组交换与路由技术单列一章，作为本书的第9章，介绍了光分组交换的发展和演变、光分组交换的节点结构及关键技术，以及目前实现光分组交换的两种可行策略——光突发交换技术和光标签交换技术。本书第10章从逻辑的角度探讨光传送网的功能与光信号处理流程，其中功能的描述以itu-t的原子功能描述法为基础，对光传送网的各层网络功能和信号处理的流程进行了描述，并对与层网络逻辑功能相对应的具体技术实施进行了探讨。本书的写作力求体系完整、层次清晰，基本概念和基本原理的讲述力求简练清晰、深入浅出，避免繁琐的公式，并且原理与应用和前沿技术相结合，使读者能了解光通信信号处理技术发展的动态。在本书的编写过程中，作者得到了武汉邮电科学研究院马声全老师的指导和帮助，还得到了武汉邮电科学研究院烽火科技学院、华中理工大学光电子工程学院领导的支持，在本书完成之际，谨向所有给予作者关心、爱护和支持的朋友们表示感谢。由于作者水平有限，书中难免有诸多遗憾和谬误之处，恳请读者提出宝贵意见。编著者
2006年3月于武汉出版说明随着
通信技术的发展，特别是第三代
移动通信技术的发展，宽带
无线通信网、高速通信网、新一代信息网技术、光通信技术、个人通信技术和智能信息处理技术等已经进入了一个新的高速发展时期，对各种信号处理技术有了更高的要求。为了适应各种
现代通信信息传输网络的技术要求，除了继续采用传统的
数字信号处理技术外，还应在此基础上提出新的信号处理技术、算法和模型，以满足应用的需求。随着通信智能化、大数据量、高速实时的多媒体应用需求的不断增多，处理信号的类型已经不仅仅局限于对常规数据的处理，还要处理大量的语音信号和视频信号等。这类信号的特点是数字化、宽频带、大数据量。信号处理技术在
通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、光信息科学与技术、测控技术与
仪器、移动通信、
无线通信、
卫星通信、光通信、网络通信、智能信息系统以及多媒体通信等领域获得广泛的应用，已经成为应用工程的关键技术之一。而目前，国内市场有关通信应用领域信号处理技术系列化的图书种类还非常匮乏，而市场对这方面的需求量又较大。因此，从这个角度出发，我们依托
中国通信学会通信理论与信号处理专业委员会，在专业委员会专家、教授的大力支持下，组织出版一套面向21世纪的《
现代通信信号处理丛书》。这套丛书从我国现代通信信号处理技术应用现状与发展情况出发，以应用为中心，全面、系统地介绍了信号处理领域所涉及的有关关键技术与热点技术，如通信中的智能信号处理、通信中的阵列信号处理、通信中的自适应信号处理、通信中的光信号处理、超宽带技术、通信中的信号检测与估值、量子通信中的量子信号处理、网络信号处理和信号处理算法的实时dsp实现等内容。虽然所涉及的领域还不够全面，但我们会一直努力。在确保丛书质量的前提下，不断丰富，不断完善，力求内容的先进性、实用性和系统性，突出理论与应用实践的紧密结合，引导读者将信号处理的原理、技术与应用有机地结合，力争为读者奉献一套可读性与可操作性强的系列丛书。这套丛书将从2006年初陆续推出，主要读者对象是广大从事通信信号处理技术工作的科技研发人员和工程技术人员，也适合高等院校相关学科各专业在校师生及刚刚走上工作
岗位的毕业生阅读参考。在编辑出版这套丛书的过程中，得到了中国通信学会通信理论与信号处理专业委员会的大力支持，参与编著和审定的各位专家都为此付出了大量的心血，可以说，没有他们的支持和帮助，就没有这套丛书的出版，对此，我们表示衷心的感谢。希望广大读者对这套丛书提出宝贵意见和建议，以便今后我们加以改进，为广大读者奉献更多、更好的优秀通信类图书。联系信箱：wchn@phei.com.cn。电子工业出版社通信与网络图书事业部
