海底光纜通信系統(tǒng)（原書第2版）上冊：設(shè)計及應(yīng)用內(nèi)容簡介

《海底光纜通信系統(tǒng)》的原版全面而詳細(xì)地介紹了海底光纜通信系統(tǒng)，涵蓋了其所有的技術(shù)方面，提供了海底光纜通信系統(tǒng)的設(shè)計、技術(shù)以及專業(yè)海底設(shè)備的理論和實踐背景，是一本不可多得的海底光纜通信領(lǐng)域的專著，可作為海底網(wǎng)絡(luò)相關(guān)科研工作者、高校教師和從事海纜工程技術(shù)人員的重要參考文獻(xiàn)。為更有針對性地服務(wù)于海底光纜通信系統(tǒng)的設(shè)計人員和工程技術(shù)人員，翻譯過程中分為《海底光纜通信系統(tǒng)（原書第2版）上冊：設(shè)計及應(yīng)用》和《海底光纜通信系統(tǒng)（原書第2版）下冊：設(shè)備及運行維護(hù)》。

《海底光纜通信系統(tǒng)（原書第2版）上冊：設(shè)計及應(yīng)用》首先介紹了海底通信系統(tǒng)的概況以及海底通信系統(tǒng)直到2015年安裝系統(tǒng)的歷史發(fā)展情況；然后全面闡述了光纖通信的基本原理、光放大技術(shù)、超長距離海底光纜通信系統(tǒng)的設(shè)計及其傳輸損傷的補償技術(shù)、無中繼傳輸系統(tǒng)的新技術(shù)；然后介紹了近年來海底光纜在科研、石油和天然氣領(lǐng)域的新應(yīng)用。

《海底光纜通信系統(tǒng)（原書第2版）下冊：設(shè)備及運行維護(hù)》介紹了海底網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和管理、海底系統(tǒng)供電技術(shù)及其設(shè)計、海纜光纖的狀況以及現(xiàn)代光纖的研究進(jìn)展；全面闡述了海底設(shè)備、海底線路終端設(shè)備以及海底光纜設(shè)備的技術(shù)方面問題；然后介紹了海底系統(tǒng)規(guī)劃和部署、海纜通信系統(tǒng)升級、海纜線路維護(hù)技術(shù)。

譯者的話

原書序一

原書序二

原書序三

原書前言

第1章海底光纜通信介紹

1.1引言

1.2海底通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

1.3太比特海底光通信技術(shù)

1.4近期和未來的發(fā)展

1.4.1海底光纜的近期發(fā)展

1.4.2海底系統(tǒng)的未來發(fā)展

參考文獻(xiàn)

第2章海底通信系統(tǒng)的歷史回顧

2.1引言

2.2海底電纜電報時代

2.2.1早期電報時代（1800—1850年）

2.2.2英國海底電纜時代（1850—1872年）

2.2.3全球網(wǎng)絡(luò)（1872—1920年）

2.2.4電纜和無線電的競爭（1920—1960年）

2.2.5技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素

2.3海底同軸電纜電話時代

2.3.1早期海底電話電纜嘗試

2.3.2第一代海底同軸電纜（1950—1961年）

2.3.3第二代海底同軸電纜（1960—1970年）

2.3.4寬帶海底電纜（1970—1988年）

2.3.5技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素

2.4海底光纜時代

2.4.1從模擬到數(shù)字化（1976—1988年）

2.4.2再生海底光纜系統(tǒng)和聯(lián)盟組織（1986—1995年）

2.4.3光放大和波分復(fù)用技術(shù)（1995—2000年）

2.4.4相干光通信技術(shù)的時代及其發(fā)展（2010至今）

2.4.5新市場和經(jīng)濟(jì)影響

2.4.6布纜船和敷設(shè)作業(yè)

2.5小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章非相干和相干數(shù)字光纖通信的基本原理

3.1引言

3.2光纖信道

3.2.1光纖帶寬

3.2.2光纖信道容量

3.2.3二進(jìn)制光信道和符號概率

3.3調(diào)制格式

3.3.1待調(diào)制參數(shù)

3.3.2調(diào)制信號的光功率譜

3.3.3調(diào)制信號基帶功率譜的一般表達(dá)式

3.3.4開關(guān)鍵控調(diào)制方式

3.3.5純相位調(diào)制

3.3.6正交振幅調(diào)制

3.4噪聲及信號與噪聲的相互作用

3.4.1光信噪比和噪聲指數(shù)

3.4.2光電檢測器靈敏度和光電信號轉(zhuǎn)換

3.4.3基礎(chǔ)量子噪聲

3.4.4光放大噪聲

3.4.5增益和衰減分布的影響

3.4.6光噪累積

3.4.7信號和噪聲相互作用

3.4.8附加電噪聲

3.5直接檢測（非相干）光通信

3.5.1定義

3.5.2理想散粒噪聲限制接收機

3.5.3較小熱噪限制檢測的放大器

3.5.4前置放大光信號的檢測

3.6相干光通信

3.6.1相干接收機原理

3.6.2單正交測量和平衡零差檢測

3.6.3采用雙平衡外差檢測進(jìn)行雙正交測量

參考文獻(xiàn)

第4章光放大

4.1引言

4.2EDFA放大原理

4.2.1基本原理

4.2.2玻璃基質(zhì)的影響

4.2.3EDFA的基本特性

4.2.4基態(tài)模型

4.2.5典型受限摻鉺模型

4.2.6光纖參數(shù)

4.2.7動態(tài)性能

4.2.8噪聲特性

4.3海纜系統(tǒng)的特性

4.3.1高噪聲性能設(shè)計

4.3.2偏振相關(guān)的損耗

4.3.3摻鉺光纖中的光偏振效應(yīng)

4.3.4泵浦偏振對PDG的影響

4.3.5光譜燒孔

4.3.6光譜燒孔的建模

4.4長距離應(yīng)用EDFA的優(yōu)化

4.4.1暗纖運行

4.4.2WDM輸入信號譜運行

4.4.3增益帶寬

4.4.4玻璃成分

4.4.5增益漂移對輸出OSNR的影響

4.4.6增益均衡

4.5工程特性

4.5.1功率消耗

4.5.2泵浦技術(shù)

4.5.3海底工程的特殊性

4.6L波段EDFA的應(yīng)用

4.6.1系統(tǒng)性能

4.6.2現(xiàn)場實際應(yīng)用問題

4.6.3C L波段系統(tǒng)

4.6.4高效C L結(jié)構(gòu)

4.7拉曼放大的實現(xiàn)

4.7.1拉曼放大的原理

4.7.2EDFA預(yù)放大的實際應(yīng)用

4.7.3全拉曼放大的海纜鏈路

4.7.4無中繼系統(tǒng)中的拉曼應(yīng)用

4.8未來放大技術(shù)展望

參考文獻(xiàn)

第5章超長距離海底傳輸

5.1引言

5.2色散效應(yīng)和非線性效應(yīng)

5.2.1傳輸限制、衰減、色散和偏振模色散

5.2.2光纖基礎(chǔ)設(shè)施

5.3調(diào)制格式和相干接收機

5.3.1調(diào)制格式

5.3.2相干接收機說明

5.4長距離傳輸系統(tǒng)的主要特性

5.4.1技術(shù)挑戰(zhàn)：高容量單位光纖

5.4.2光信噪比

5.4.3傳輸損傷

5.4.4中繼器監(jiān)控

5.4.5功率預(yù)算表和典型中繼距離

5.5增益均衡

5.5.1功率預(yù)加重

5.5.2固定增益均衡器

5.5.3可調(diào)增益均衡器

5.5.4非最佳增益均衡的影響

5.6傳輸系統(tǒng)

5.6.1試驗裝置

5.6.2NZDSF傳輸試驗

5.6.3 D/-D傳輸試驗

5.6.4相干技術(shù)在40Gbit/s色散管理鏈路的首次部署（NZDSF及 D/-D）

5.6.5 D光纖傳輸試驗

5.7下一代海底系統(tǒng)

5.7.1光譜整形

5.7.2正交幅度調(diào)制（QAM）格式

5.7.34D和ND格式

5.7.4香農(nóng)極限

5.7.5基于DSP的非線性抑制

5.7.6實驗室記錄的試驗和技術(shù)

5.7.7空分復(fù)用技術(shù)，未來的方向？

參考文獻(xiàn)

第6章超長距離海底網(wǎng)絡(luò)中傳輸損傷的補償技術(shù)

6.1引言

6.2超長距離海底系統(tǒng)線性效應(yīng)的補償

6.2.1光域內(nèi)色散效應(yīng)的補償

6.2.2數(shù)字相干系統(tǒng)中色散效應(yīng)的補償

6.3超長距離海底系統(tǒng)非線性效應(yīng)的補償

6.3.1補償光纖非線性效應(yīng)的光學(xué)技術(shù)

6.3.2補償光纖非線性效應(yīng)的數(shù)字技術(shù)：數(shù)字反向傳輸

6.3.3補償光纖非線性效應(yīng)的其他數(shù)字信號處理技術(shù)

參考文獻(xiàn)

第7章無中繼傳輸

7.1引言

7.2歷史和近期發(fā)展

7.2.1信道速率的增加

7.2.2信道數(shù)量的增加

7.2.3大有效面積的線路光纖

7.2.4擴(kuò)展無中繼距離

7.3應(yīng)用

7.4無中繼系統(tǒng)技術(shù)

7.4.1無中繼傳輸?shù)幕A(chǔ)

7.4.2拉曼放大

7.4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7.5光損傷及其限制

7.5.1線性效應(yīng)造成的限制

7.5.2非線性效應(yīng)造成的限制

7.6系統(tǒng)實現(xiàn)時要考慮的問題

7.6.1光連接器和光纖損耗

7.6.2遠(yuǎn)程泵浦光放大器的位置和設(shè)計

7.7標(biāo)準(zhǔn)

7.7.1適用標(biāo)準(zhǔn)

7.7.2激光器安全

7.8主要的實驗室演示系統(tǒng)

7.9商業(yè)無中繼系統(tǒng)

7.10展望

參考文獻(xiàn)

第8章海底光纜的新應(yīng)用

8.1引言

8.2海底光纜其他應(yīng)用的歷史及起源

8.2.1海軍水聽器陣列

8.2.2地震監(jiān)測

8.2.3重用報廢海纜

8.2.4沿海觀測站

8.2.5其他科學(xué)應(yīng)用

8.2.6油氣生產(chǎn)平臺

8.3纜系海洋科學(xué)觀測系統(tǒng)

8.3.1科研目標(biāo)

8.3.2設(shè)計原則

8.3.3沿海觀測站

8.3.4區(qū)域觀測站

8.4海上油氣通信系統(tǒng)

8.4.1優(yōu)勢和商業(yè)目的

8.4.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

8.4.3電力安全

8.4.4平臺連接

8.4.5海上作業(yè)

8.4.6操作與維護(hù)

8.5海上油氣監(jiān)控系統(tǒng)

8.6油氣開采海底控制系統(tǒng)

8.7油氣通信科研混合系統(tǒng)

8.8“綠色”系統(tǒng)

8.9軍事應(yīng)用

8.10展望未來

參考文獻(xiàn)

叢書序

前言

第1 章　海底光纜通信系統(tǒng)介紹 1

1. 1　概述 1

1. 2　海底光纜通信系統(tǒng)簡介 2

1. 3　海底光纜通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 5

1. 3. 1　世界海底通信的發(fā)展歷程 5

1. 3. 2　國內(nèi)海底光纜通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 8

1. 3. 3　海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展 14

1. 3. 4　推動海底光纜通信發(fā)展的主要因素 17

1. 3. 5　海底光纜通信的重要性 18

1. 3. 6　海底光纜通信系統(tǒng)的運維特點及面臨的問題 18

1. 3. 7　海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展展望 20

1. 4　海底光纜通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)簡介 22

1. 4. 1　標(biāo)準(zhǔn)化的必要性、作用 22

1. 4. 2　標(biāo)準(zhǔn)化組織介紹 23

1. 4. 3　ITU-T 的海底光纜通信標(biāo)準(zhǔn)介紹 25

1. 4. 4　國內(nèi)的主要標(biāo)準(zhǔn)介紹 31

1. 4. 5　小結(jié) 36

參考文獻(xiàn) 38

第2 章　海底光纜系統(tǒng)分類與組成 39

2. 1　海纜通信系統(tǒng)組成及工作原理 39

2. 1. 1　海纜系統(tǒng)分類及組成 39

2. 1. 2　海底光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 43

2. 1. 3　海底光纜系統(tǒng)傳輸技術(shù)體制 47

2. 1. 4　海底光纜系統(tǒng)保護(hù)倒換機制 51

2. 2　海纜通信系統(tǒng)設(shè)備 52

2. 2. 1　岸上端站設(shè)備 52

2. 2. 2　水下設(shè)備 93

Ⅷ

參考文獻(xiàn) 105

第3 章　海底光纜通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 106

3. 1　影響海底光纜通信系統(tǒng)性能的主要因素 106

3. 1. 1　光信噪比 106

3. 1. 2　色散 107

3. 1. 3　非線性 108

3. 2　前向糾錯技術(shù) 108

3. 3　色散補償與色散管理技術(shù) 113

3. 3. 1　單模光纖的色散及對系統(tǒng)的影響 113

3. 3. 2　色散補償技術(shù) 115

3. 3. 3　色散管理技術(shù) 121

3. 4　光調(diào)制技術(shù) 123

3. 4. 1　光調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ) 123

3. 4. 2　光調(diào)制技術(shù)分類 125

3. 4. 3　調(diào)制編碼方式 126

3. 4. 4　超高速系統(tǒng)其他調(diào)制方式 129

3. 5　偏振復(fù)用/相干接收技術(shù) 131

3. 5. 1　偏振復(fù)用/相干接收技術(shù)在100Gbit/ s 海底光纜通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 133

3. 5. 2　偏振復(fù)用技術(shù) 133

3. 5. 3　相干檢測技術(shù) 134

3. 6　數(shù)字信號處理(DSP) 技術(shù) 136

3. 6. 1　DSP 在高比特率光纖通信系統(tǒng)中的作用 136

3. 6. 2　DSP 技術(shù)的實現(xiàn) 138

3. 6. 3　100Gbit/ s DSP 140

3. 7　超高速傳輸技術(shù) 141

3. 7. 1　100Gbit/ s 系統(tǒng)對OSNR 的要求 141

3. 7. 2　超高速技術(shù)實現(xiàn)方式 142

3. 7. 3　基于CO-WDM 技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 144

3. 7. 4　基于OFDM 技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 146

3. 7. 5　基于奈奎斯特技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 148

參考文獻(xiàn) 150

第4 章　海底光纜通信系統(tǒng)設(shè)計 152

4. 1　系統(tǒng)設(shè)計基本原則 152

4. 1. 1　概述 152

4. 1. 2　總體設(shè)計要求 153

4. 2　規(guī)模容量的確定 154

4. 2. 1　規(guī)模容量確定原則 154

4. 2. 2　海底光纜通信系統(tǒng)制式 155

Ⅸ

4. 3　技術(shù)方案的確定 156

4. 3. 1　無中繼系統(tǒng)技術(shù)方案 156

4. 3. 2　有中繼系統(tǒng)技術(shù)方案 160

4. 4　終端設(shè)備的選型 162

4. 4. 1　基本要求 162

4. 4. 2　光傳輸終端 163

4. 4. 3　光放大器 177

4. 5　海底設(shè)備的選型 180

4. 5. 1　海纜接頭盒 180

4. 5. 2　海底分支器 182

4. 5. 3　海底光中繼器 183

4. 5. 4　海底光均衡器 184

4. 6　海底光纜的選型 184

4. 6. 1　光纖選型 185

4. 6. 2　光纜選型 185

4. 7　海纜監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計 188

4. 8　遠(yuǎn)供電源系統(tǒng)設(shè)計 189

4. 9　網(wǎng)管系統(tǒng)設(shè)計 191

4. 10　系統(tǒng)可靠性設(shè)計 192

4. 11　系統(tǒng)維護(hù)余量設(shè)計 194

4. 12　系統(tǒng)工程設(shè)計 195

4. 12. 1　海底光纜通信工程內(nèi)容 195

4. 12. 2　海底光纜通信工程要求 200

4. 12. 3　海底光纜路由桌面預(yù)選 201

4. 12. 4　海底光纜路由現(xiàn)場勘察 203

4. 12. 5　海底光纜敷設(shè)安裝要求 211

4. 12. 6　海底光纜登陸站要求 216

4. 13　維護(hù)工具及儀表的配置 217

參考文獻(xiàn) 218

第5 章　海底光纜通信系統(tǒng)工程建設(shè)技術(shù) 220

5. 1　工程建設(shè)概述 220

5. 2　通信系統(tǒng)工作環(huán)境要求 220

5. 2. 1　機房層高及室內(nèi)凈高要求 220

5. 2. 2　設(shè)備供電環(huán)境要求 220

5. 2. 3　設(shè)備電磁屏蔽要求 221

5. 2. 4　設(shè)備防雷與接地要求 221

5. 2. 5　通信系統(tǒng)裝機條件要求 221

5. 3　通信系統(tǒng)設(shè)備安裝 222

Ⅹ

5. 3. 1　設(shè)備選型要求 222

5. 3. 2　設(shè)備配置要求 223

5. 3. 3　設(shè)備布置要求 223

5. 3. 4　設(shè)備安裝要求 224

5. 3. 5　局內(nèi)工程布線要求與線纜選擇 224

5. 3. 6　電源系統(tǒng)及接地 226

5. 4　通信系統(tǒng)線路工程敷設(shè) 227

5. 4. 1　海底光纜線路路由的選擇原則 227

5. 4. 2　海底光纜的敷設(shè)和工程設(shè)計要求 228

5. 4. 3　海纜登陸站的選擇 229

5. 4. 4　遠(yuǎn)供系統(tǒng)工程設(shè)計要求 229

5. 4. 5　輔助系統(tǒng)工程設(shè)計要求 230

5. 5　海底光纜通信系統(tǒng)測試 230

5. 5. 1　通信設(shè)備測試 230

5. 5. 2　通信系統(tǒng)測試 245

5. 5. 3　工程施工注意事項及測試儀表簡介 253

5. 6　通信系統(tǒng)工程驗收 260

5. 6. 1　海底光纜線路工程驗收 260

5. 6. 2　海底光纜傳輸設(shè)備安裝工程驗收 264

參考文獻(xiàn) 270

第6 章　海底光纜通信系統(tǒng)維護(hù)管理技術(shù) 272

6. 1　概述 272

6. 1. 1　海底光纜通信系統(tǒng)維護(hù)管理的目的和作用 272

6. 1. 2　海底光纜通信系統(tǒng)維護(hù)管理的內(nèi)容 272

6. 2　系統(tǒng)開通和業(yè)務(wù)調(diào)度 273

6. 2. 1　光傳輸終端設(shè)備業(yè)務(wù)開通及調(diào)度 273

6. 2. 2　遠(yuǎn)供電源設(shè)備業(yè)務(wù)開通 277

6. 2. 3　海底光中繼器業(yè)務(wù)開通 280

6. 2. 4　光放大器業(yè)務(wù)開通 280

6. 3　端站設(shè)備維護(hù)管理技術(shù) 280

6. 3. 1　SDH 設(shè)備維護(hù)管理 281

6. 3. 2　WDM 設(shè)備維護(hù)管理 283

6. 3. 3　OTN 設(shè)備維護(hù)管理 286

6. 3. 4　遠(yuǎn)供電源設(shè)備維護(hù)管理 289

6. 4　線路設(shè)備維護(hù)管理技術(shù) 295

6. 4. 1　海底光中繼器的維護(hù) 295

6. 4. 2　海底光均衡器的維護(hù) 297

6. 4. 3　海底分支器的維護(hù) 297

Ⅺ

6. 5　光纜線路維護(hù)技術(shù) 298

6. 5. 1　光纜線路維護(hù)建議 298

6. 5. 2　光纜線路的故障類型 299

6. 5. 3　故障定位方法 300

6. 5. 4　故障修復(fù)程序 304

6. 5. 5　故障修復(fù)方法 305

參考文獻(xiàn) 307

第7 章　海底光纜在其他領(lǐng)域的應(yīng)用 308

7. 1　概述及應(yīng)用歷史 308

7. 1. 1　概述 308

7. 1. 2　海底電纜/光纜應(yīng)用歷史 309

7. 2　海底光纜科學(xué)觀測站 311

7. 2. 1　科學(xué)目標(biāo) 311

7. 2. 2　設(shè)計原則要求 311

7. 2. 3　近海觀測站 312

7. 3　區(qū)域科學(xué)觀測站 313

7. 3. 1　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 313

7. 3. 2　傳感器和器具 316

7. 3. 3　電源子系統(tǒng) 317

7. 3. 4　通信子系統(tǒng)及定時 318

7. 3. 5　遙測和控制 319

7. 3. 6　傳感器平臺機械設(shè)計 320

7. 3. 7　連接器及其光纜終結(jié)盒 321

7. 3. 8　設(shè)計和可靠性考慮 323

7. 3. 9　運行、維護(hù)和管理 324

7. 4　近海油氣通信系統(tǒng) 325

7. 4. 1　光纖通信用于油氣生產(chǎn)平臺 325

7. 4. 2　供電設(shè)計考慮 326

7. 4. 3　平臺與分支單元連接 327

7. 4. 4　運行和維修 329

7. 5　其他應(yīng)用 329

7. 5. 1　海底光纜在光纖傳感器系統(tǒng)中的應(yīng)用 329

7. 5. 2　光纖水聽器陣列在軍事上的應(yīng)用 330

7. 5. 3　水下綜合信息網(wǎng) 333

參考文獻(xiàn) 333

附錄　本書部分縮略語英-漢對照 3342100433B

本書是“海纜工程技術(shù)叢書”的一個分冊，系統(tǒng)地介紹了海底光纜通信系統(tǒng)的組成及關(guān)鍵技術(shù)、工程設(shè)計和建設(shè)、設(shè)備安裝及驗收、系統(tǒng)維護(hù)管理等方面的知識。讀者通過閱讀本書能夠了解海底光纜通信系統(tǒng)工程建設(shè)的一般要求。

本書可作為海纜工程各技術(shù)領(lǐng)域的工具書和教材，供海纜通信專業(yè)工程設(shè)計、施工、維護(hù)和管理的人員使用，也可供從事海纜工程專業(yè)的科研教學(xué)人員參考。

可編程邏輯控制器的編程，安裝和維護(hù)程序。每一章都進(jìn)行了改進(jìn)，包括典型的工業(yè)應(yīng)用。包括豐富的教師/學(xué)生的資源（包括課PowerPoint演示模擬PLC程序的視頻），測試生成器，logixpro實驗室手冊、活動手冊。