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。

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**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 先进调制格式 . 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**光互连系统 049 3.1 引言 049 3.2 数据**光互连研究进展 050 3.2.1 数据**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**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**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**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 PAM8 IMDD 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 4.3.1 DBSCAN 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 PAM8 IMDD 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**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 5.2.2 GMI 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/s PAM8 数据**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 5.4 SOA 使能的 280Gbit/s PS-PAM8 数据**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/s PAM16 数据**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 6.2 PON 研究进展 .127 6.2.1 PON 标准化进程 127 6.2.2 PON 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 DSP 134 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 7.2.2 PAM4 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**内光互连系统 198 9.1 引言 198 9.2 DMT 调制关键技术 . 199 9.2.1 DFT-S 199 9.2.2 ABPL 200 9.3 采用高阶调制格式的 DMT 大容量数据**内光互连系统研究 . 202 9.3.1 实验系统及参数 203 9.3.2 DFT-S 编码和预均衡联合技术 . 204 9.3.3 DD-LMS 均衡器 206 9.3.4 实验结果 207 9.4 DFT-S DMT 和 ABPL DMT 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*佳化 . 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*佳化 . 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** 260 13.1 引言 .260 13.2 SSBI 产生原理 261高速光互连和宽带光接入技术 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 14.2 CML 发射器原理 278 14.2.1 DML 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 14.2.4 DML 激光模型的参数优化 282 14.3 40Gbit/s 无色散补偿 20km SSMF 传输 . 284 14.4 集中式 40Gbit/s WDM-PON . 288 14.4.1 网络设计 . 288 14.4.2 WDM-PON 配置和实验结果 289 14.5 100m 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 15.3.1 DMT 调制技术 302 15.3.2 基于 240Gbit/s DMT 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 15.4.4 WDM MDM 传输 317 15.5 小结 .318 参考文献 319