《光纤电视传输技术(第2版)》作者林如俭教授已在上海大学（原上海科学技术大学）任教40年，从1972年起从事数字通信研究。自1979年访美开始其研究领域又扩大至光纤通信领域。教学经验丰富，科研成绩卓著。难能可贵的是，他自1991年起，在我国倡导光纤有线电视（CATV）事业上，做了许多开拓性的工作，并创办科技企业，深入应用实践。在此基础上，总结、编写了这本《光纤电视传输技术》。

本书的特点是系统性强，从光纤通信基础知识、数字传输体制、电视信号特点、压缩编码、数字调制、光纤传输系统、光纤CATV一直讲到多功能HFC网，努力让读者对这一领域有全面的了解。全书述理清晰，理论联系实际，在不少地方表述了作者的科研成果。

林如俭所著的《光纤电视传输技术(第2版)》是一本跨学科的高科技图书，涉及导波光学、光子学、射频与微波、基带与载波数字通信、电视编码、数据通信协议和网络等各种知识。《光纤电视传输技术(第2版)》第二版的编写本着理论与实践并重的原则，在讲述光纤电视传输技术基本原理的基础上，根据下一代广播电视网和三网融合的需要来介绍进入21世纪以来该领域世界前沿技术的进展，包括数字QAM调制体制和数字电视系统指标；数字视频压缩体制MPEG-4和H.264；1550 nm副载波复用超长距离光纤传输系统设计；光纤到楼/光纤到家（FTTB/H）的以太无源光网（1/10G-EPON）及同轴楼宇接入网相关标准，等等。力求做到既有一定的理论深度，以满足广播电视网络技术主管和高校研究生的学习需要，又有通俗的物理描述和实验数据，使各级工程技术人员在工程实践中能够掌握其核心要领。

第1篇 光纤传输技术基础

第1章 绪论/2

 1.1 电磁波与光载波/2

 1.2 光通信的历史回顾/4

 1.3 光纤传输的优点/6

 1.4 光纤传输系统的构成/7

 1.5 光纤传输系统的分类/9

1.5.1 工作波长和光纤类型/9

1.5.2 传输的信号形式/10

 参考文献/14

第2章 光波导传输原理/15

 2.1 光纤的构造/15

 2.2 光纤传输的几何光学描述/16

2.2.1 平面介质波导/18

2.2.2 阶跃型光纤的传输条件/19

 2.3 光纤传输的模式理论/21

2.3.1 麦克斯韦方程组/22

2.3.2 波导方程/22

2.3.3 阶跃折射率光纤的波动方程解/24

2.3.4 阶跃折射率光纤的模式方程/25

2.3.5 阶跃折射率光纤的模式/26

2.3.6 阶跃折射率光纤中的功率流/31

 2.4 单模光纤/32

2.4.1 模场直径/32

2.4.2 单模光纤的传播模式/33

 2.5 光纤的传输特性/34

2.5.1 光纤的材料与工艺/34

2.5.2 光纤的损耗（loss）/35

2.5.3 吸收（absorption）/35

2.5.4 散射（scattering）/37

2.5.5 辐射（radiation）/37

2.5.6 光纤的色散（dispersion）/38

2.5.7 单模光纤的冲激响应与传输带宽/43

2.5.8 单模光纤的规格和型号/45

 参考文献/47

第3章 光无源器件/49

 3.1 光耦合器与光分路器/49

3.1.1 光耦合器的分类/49

3.1.2 2×2单模光纤耦合器/50

3.1.3 2×2单模光纤耦合器的性能指标/51

3.1.4 光分路器/53

 3.2 波分复用器/55

3.2.1 波分复用的国际标准/55

3.2.2 介质膜波分复用器/57

3.2.3 阵列波导光栅（AWG）/58

 3.3 光滤波器/61

3.3.1 Fabry-Perot谐振腔型光滤波器/61

3.3.2 Mach-Zehnder干涉器/62

3.3.3 光纤光栅/64

 3.4 光调制器/66

3.4.1 介质的电光特性/67

3.4.2 横向相位调制器/70

3.4.3 电光强度调制器/72

 3.5 光隔离器/75

 3.6 光纤连接器/77

3.6.1 单模光纤对接的插入损耗/77

3.6.2 单模光纤活动连接器/78

 参考文献/80

第4章 激光器与光探测器/82

 4.1 光源概述/82

4.1.1 光纤传输系统对光源的要求/82

4.1.2 光源的分类/83

 4.2 半导体激光原理/83

4.2.1 吸收与发射/83

4.2.2 半导体中的光自发发射/84

4.2.3 受激发射与激光产生/87

4.2.4 异质结（heterojuction）/88

4.2.5 光源的半导体材料/89

 4.3 典型的半导体激光器结构/89

4.3.1 DH双异质结条型激光器/89

4.3.2 DC-PBH双沟道平面隐埋型激光器/90

4.3.3 RWG脊形波导型激光器/91

4.3.4 DFB分布反馈激光器/91

4.3.5 MQW多量子阱激光器/92

 4.4 半导体激光器的特性/92

4.4.1 功率特性及伏安特性/92

4.4.2 输出光谱与辐射图案/93

4.4.3 转换效率/96

4.4.4 温度特性/97

4.4.5 功率特性扭折（kink）/98

4.4.6 跳模（hop）和频率扫动（chirp）/98

4.4.7 张弛振荡（relaxation oscillation）和自脉动（self-pulsation）/99

4.4.8 调制特性/101

4.4.9 噪声特性/102

 4.5 半导体激光器组件/105

4.5.1 半导体激光器管芯的封装/105

4.5.2 半导体激光器组件/106

4.5.3 光源与光纤的耦合/109

 4.6 半导体激光器的偏置、控制和驱动/110

4.6.1 自动温度控制（ATC）/110

4.6.2 自动功率控制（APC）/113

4.6.3 激光器动态驱动与保护/114

 4.7 光探测器工作原理/116

4.7.1 光纤通信对光探测器的要求和光探测器分类/116

4.7.2 半导体PIN的本征光吸收/116

4.7.3 半导体pn结中的碰撞雪崩效应/119

 4.8 光探测器的散弹噪声分析/121

 4.9 光探测器的结构/124

4.9.1 PIN光电二极管/124

4.9.2 APD光电二极管/125

 4.10 光收发器模块/127

 参考文献/130

第5章 电视信号编码与数字传输体制/132

 5.1 模拟电视信号数字化与PCM编码/132

5.1.1 模拟电视信号的特征/132

5.1.2 电视信号数字化的必要性/135

5.1.3 PCM编码原理/138

5.1.4 电视信号编码参数及编码标准/143

 5.2 电视信号的压缩编码方法/148

5.2.1 图像压缩编码原理概述/148

5.2.2 活动图像专家组与MPEG-2标准/155

5.2.3 MPEG-4与H.264/165

 5.3 数字信号时分复用概念/169

5.3.1 数字信号的传输方式/169

5.3.2 时分复用概念/169

5.3.3 准同步数字等级（PDH）标准/171

 5.4 同步数字等级（SDH）标准/172

5.4.1 同步数字等级概念的产生/172

5.4.2 SDH的速率与帧结构/172

5.4.3 同步复用与映射结构/174

5.4.4 光同步数字传输网/176

 参考文献/179

第2篇 光纤传输系统与光接入网

第6章 数字光纤通信系统设计/182

 6.1 概述/182

 6.2 光接收机的噪声分析/184

6.2.1 光接收机模型/184

6.2.2 放大器电路噪声/189

6.2.3 波形因子的计算/192

 6.3 误码率的高斯逼近算法/195

6.3.1 误码率/195

6.3.2 光接收机灵敏度与最佳雪崩增益/197

 6.4 光接收机电路/199

6.4.1 前置放大器/199

6.4.2 均衡放大器/204

 6.5 定时提取与判决再生/205

 6.6 数字光纤通信系统链路设计/212

6.6.1 损耗限制情况/213

6.6.2 色散限制情况/214

 6.7 数字光纤传输系统的指针与测试/218

6.7.1 数字光纤传输设备的技术指针/218

6.7.2 光接口指针与测试/222

6.7.3 SDH电接口指针与测试/223

 参考文献/225

第7章 副载波复用（SCM）模拟电视光纤传输系统/227

 7.1 模拟视频/音频光纤传输方式/227

 7.2 副载波复用（SCM）光纤传输系统概述/228

 7.3 FM光纤传输系统/229

7.3.1 FM光纤传输系统的构成与分析/229

7.3.2 微波SCM光纤传输系统/231

 7.4 AM-VSB光纤传输系统/233

7.4.1 AM-VSB光纤传输系统的构成/233

7.4.2 AM-VSB光纤传输系统的载噪比/236

7.4.3 影响AM-VSB光纤传输系统载噪比的其他因素/238

7.4.4 AM-VSB光纤传输系统的非线性失真/241

7.4.5 对削波决定的AM-VSB光发送机CSO、CTB的分析/246

7.4.6 半导体激光器非线性的预失真补偿/252

 7.5 AM-VSB外调制光纤传输系统/255

7.5.1 为什么要利用1550 nm波长/255

7.5.2 1550 nm外调制光纤传输系统的组成/256

7.5.3 外调制器造成的系统CSO失真分析/257

7.5.4 外调制器的预失真补偿/259

 7.6 HFC网的结构与设计/261

7.6.1 光纤传输用于有线电视网的优点/261

7.6.2 光纤CATV网的网络拓扑与结构/263

7.6.3 光纤CATV网光缆干线的设计/265

 7.7 光纤CATV网上行通道的设计/270

7.7.1 光纤CATV网上行通道的构成/270

7.7.2 上行通道损耗偏差/271

7.7.3 上行通道的均衡/274

7.7.4 上行通道的电平设置/274

 7.8 光纤CATV网的测量/281

7.8.1 概述/281

7.8.2 载噪比C/N的测量/283

7.8.3 组合三阶差拍CTB的测量/288

7.8.4 组合二阶互调CSO的测量/292

7.8.5 载波电平及频率的测量/294

 参考文献/299

第8章 数字调制SCM光纤传输系统/301

 8.1 载波数字传输系统基本原理/301

8.1.1 载波数字调制概述/301

8.1.2 四相相移键控（QPSK）/302

8.1.3 正交幅度调制（M 2QAM）/306

8.1.4 各种数字调制方式的比较/308

8.1.5 多载波调制技术/309

 8.2 载波数字电视传输系统的光链路分析/312

8.2.1 数字电视传输系统的射频指标/312

8.2.2 数字电视光链路的均方光调制指数/314

8.2.3 数字电视光链路输出信号功率与非线性失真功率/316

8.2.4 数字电视光链路MER和误码率分析及优化/320

8.2.5 分析结论/324

 8.3 HFC网上行信道的噪声测量与分析/325

8.3.1 HFC网的结构噪声/325

8.3.2 HFC网的侵入干扰/327

8.3.3 HFC网上行信道干扰与噪声的测量/333

 8.4 上行信道噪声与干扰对QPSK调制解调器的影响/335

8.4.1 噪声模型/335

8.4.2 QPSK符号差错率的级数计算方法/338

8.4.3 QPSK符号差错率的计算结果/339

 参考文献/341

第9章 光纤放大器及1550 NM SCM光纤传输系统/344

 9.1 引入光放大器的优越性/344

 9.2 掺铒光纤放大器原理/345

9.2.1 掺铒光纤特性/345

9.2.2 掺铒光纤放大器的泵浦/347

9.2.3 掺铒光纤放大器的结构/348

9.2.4 掺铒光纤放大器的性能参数/349

 9.3 掺铒光纤放大器特性分析/350

9.3.1 速率方程/350

9.3.2 数值计算/351

9.3.3 性能分析/352

9.3.4 功率放大器的量子转换效率/355

 9.4 掺铒光纤放大器的噪声/355

9.4.1 掺铒光纤放大器的噪声系数/355

9.4.2 掺铒光纤放大器噪声的优化/357

 9.5 用于电视分配网的掺铒光纤放大器/359

9.5.1 掺铒光纤放大器的增益线性/359

9.5.2 含掺铒光纤放大器的电视传输系统的噪声特性/360

9.5.3 掺铒光纤放大器噪声系数对系统载噪比的影响/362

9.5.4 光纤传输系统中由EDFA增益倾斜引入的失真/364

9.5.5 含EDFA的超干线模拟光纤传输系统的结构/366

9.5.6 光纤放大器链路饱和输出功率的控制/368

 9.6 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器/368

9.6.1 铒镱共掺光纤放大器原理/368

9.6.2 铒镱共掺包层泵浦光纤放大器YEDFA的性能/371

 9.7 受激拉曼光纤放大器/372

9.7.1 光纤中的受激拉曼效应/372

9.7.2 拉曼光纤放大器/373

 9.8 超长距离1550 NM SCM光纤传输系统设计/375

9.8.1 光纤中的受激布里渊散射/376

9.8.2 光纤色散对系统CSO的影响/379

9.8.3 光纤中的自相位调制对系统CSO的影响/380

9.8.4 多EDFA级联的超长距离光纤传输系统的CSO分析/381

9.8.5 超长距离1550 nm光纤SCM系统的色散补偿/386

附录：在放大器输出端信号—荧光差拍噪声与荧光—荧光差拍噪声公式的推导/395

 参考文献/397

第10章 光接入网/399

 10.1 无源光网（PON）/399

10.1.1 无源光网的概念和优越性/399

10.1.2 无源光网的品种/400

 10.2 EPON的标准/402

10.2.1 以太接入网概念/402

10.2.2 EPON物理层的协调子层（RS）/404

10.2.3 EPON物理层的物理编码子层（PCS）/407

10.2.4 EPON物理层的物理介质附加（PMA）子层/409

10.2.5 EPON物理层的物理媒质依赖（PMD）子层/410

10.2.6 EPON的MAC控制子层及MPCP协议/411

10.2.7 EPON的运行、管理、维护（OAM）子层/421

 10.3 10 G-EPON协议/425

10.3.1 10 G-EPON的市场驱动力/425

10.3.2 10 G-EPON标准制定的指导思想/426

10.3.3 10G-EPON的协议栈/427

10.3.4 10 G-EPON的物理层/427

10.3.5 10 G-EPON的RS与XGMII接口/436

10.3.6 10 G-EPON的MPCP子层/436

10.3.7 10 G-EPON应用模式/438

 10.4 1/10 G-EPON与HFC结合构造全业务光接入网/439

10.4.1 HFC叠加EPON的思路/439

10.4.2 HFC叠加EPON的技术可行性分析/440

 参考文献/447

第3篇 网络融合与未来发展趋势

第11章 信息高速公路与宽带接入网/450

 11.1 信息高速公路与INTERNET/450

 11.2 计算机网络与以太网/451

11.2.1 计算机网络的分层结构和协议栈/451

11.2.2 以太网的发展/457

 11.3 宽带接入网/458

11.3.1 接入网的定义和宽带接入网的分类/458

11.3.2 光纤同轴混合（HFC）网与Cable Modem/459

11.3.3 光电结合宽带接入网的比较/467

11.3.4 宽带接入网的最终出路——FTTB/H/469

 参考文献/472

第12章 同轴接入网与家庭网络/473

 12.1 信息高速公路的最后100 M问题/473

12.1.1 信息高速公路的最后100 m问题的由来/473

12.1.2 楼宇同轴以太网的网络拓扑构造/473

12.1.3 楼宇同轴网的物理特性/474

12.1.4 楼宇接入网与家庭网络的联系和区别/475

12.1.5 EoC技术的分类/476

 12.2 各种EOC技术概述/477

12.2.1 电话线家庭网络技术HPNA/477

12.2.2 电力线通信技术PLC/477

12.2.3 统一的家庭网络技术ITU-T G.hn与IEEE 1901/480

12.2.4 降频WiFI技术/488

12.2.5 同轴电缆多媒体技术MoCA与c.LINK/489

12.2.6 DOCSIS-EoC/497

 12.3 以太无源同轴电缆技术EPOC的重要性和发展前景/498

12.3.1 EPON+EoC的共同问题/498

12.3.2 同轴透传以太无源网络的概念/499

12.3.3 EPoC的协议栈/500

12.3.4 EPoC的射频数字调制体制/501

12.3.5 EPoC的频道安排/501

12.3.6 EPoC的RF管理/502

12.3.7 EPoC的优势和国际标准的制定/502

 参考文献/503

第13章 下一代广播电视网与三网融合/505

 13.1 三网融合的世界发展趋势/505

13.1.1 电信与广播立法/506

13.1.2 管理机构、体制与政策/507

13.1.3 业务发展/509

13.1.4 技术进步/511

 13.2 下一代广播电视网（NGB）技术/512

13.2.1 NGN、NGI的异同/512

13.2.2 什么是NGB及它与NGN的关系/513

13.2.3 NGB的内容和规划/514

 13.3 中国三网融合的发展前景/518

13.3.1 光纤到家成为国家战略/518

13.3.2 三网融合试点启动/519

 参考文献/520