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目录1

第1章　概述1

1.1　光纤通信的概念1

1.1.1　什么是光纤通信1

1.1.2　光纤通信系统的组成1

1.2　光纤通信的发展历史3

1.2.1　光纤通信的里程碑3

1.2.2　爆炸性发展4

1.3　现代光纤通信技术5

1.3.1　光纤通信技术特点5

1.3.2　现代光纤通信技术角色6

习题与思考题7

第2章　光纤8

2.1　光纤概述8

2.1.1　光纤的构造8

2.1.2　光纤的分类8

2.2　光纤的传输原理10

2.2.1　光线理论10

2.2.2　波动理论12

2.3　光纤的传输特性17

2.3.1　带宽和色散17

2.3.2　光纤的损耗19

2.3.3　光纤的非线性效应20

2.4.1　G.652光纤23

2.4　几种常用于光纤通信系统的光纤23

2.4.2　G.653光纤24

2.4.3　G.655光纤24

习题与思考题26

第3章　光发送机和光接收机27

3.1　激光产生的物理基础27

3.1.1　能级的跃迁27

3.1.2　激光器的一般工作原理29

3.2　半导体激光器和发光电二极管31

3.2.1　半导体激光器的发光机理31

3.2.2　半导体激光器的工作特性36

3.2.3　半导体发光电二极管的发光机理38

3.2.4　半导体发光电二极管的工作特性39

3.3　光源的调制40

3.3.1　光源的直接调制41

3.3.2　光源的间接调制44

3.4　光发送机45

3.4.1　光发送机的结构组成46

3.4.2　光发送机的主要技术指标47

3.5　光检测器件49

3.5.1　光纤通信对光检测器件的要求49

3.5.2　PIN光电二极管的工作机理50

3.5.3　PIN光电二极管的特性参数及特点51

3.5.4　APD光电二极管的工作机理52

3.5.5　APD光电二极管的特性参数及特点53

3.6.1　光接收机的结构组成55

3.6　光接收机55

3.6.2　前置放大器56

3.6.3　光接收机的主要技术指标58

习题与思考题61

第4章　光放大器63

4.1　光放大器基本概述63

4.1.1　增益频谱和带宽65

4.1.2　增益饱和度66

4.1.3　放大器噪声66

4.2　掺铒光纤放大器68

4.2.1　泵浦需求70

4.2.3　基本原理和基本特性71

4.2.2　增益频谱71

4.2.4　多通道放大73

4.2.5　分布式放大器76

4.3　光纤拉曼放大器77

4.3.1　拉曼增益和带宽78

4.3.2　拉曼放大器特性78

4.3.3　拉曼放大器性能80

4.4　半导体光放大器80

4.4.1　放大器设计81

4.4.2　放大器特性82

4.4.3　系统应用84

4.5　几种新型放大器84

4.5.1　掺铥光纤放大器84

4.5.2　光波导放大器85

4.5.3　光子晶体光纤放大器86

4.6　光放大器的测试87

4.6.1　掺铒光纤放大器88

4.6.2　光纤拉曼放大器90

4.6.3　半导体光放大器90

习题与思考题91

第5章　光器件92

5.1　光器件概述92

5.2　光连接器与衰减器93

5.2.1　光连接器93

5.2.2　光衰减器97

5.3　耦合器与分束器99

5.4　复用器101

5.4.1　衍射光栅型102

5.4.2　DTF型102

5.4.3　熔锥型103

5 4.4　集成光波导型103

5.5　光隔离器与环形器104

5.5.1　光隔离器104

5.5.2　光环形器105

5.6　光开关与光交叉连接器106

5.6.1　光开关106

5.6.2　光交又连接器109

5.7　光波长转换器110

5.8　光器件测试112

5.8.2　回波损耗的测量113

5.8.1　插入损耗的测量113

5.8.3　隔离度的测量114

5.8.4　方向性的测量115

5.8.5　偏振相关损耗的测量115

习题与思考题116

第6章　SDH传输技术及网络117

6.1　两种数字光纤通信系统传输系列：PDH和SDH117

6.2　SDH技术118

6.2.1　SDH的产生118

6.2.2　SDH的主要特点119

6.2.3　SDH的帧结构120

6.2.4　SDH的复用结构和步骤121

6.2.5　SDH的传输网结构和自愈能力123

6.3　城域光网络129

6.3.1　城域光网络的概念及特点129

6.3.2　城域光网络的发展129

6.3.3　基于SDH的多业务传送平台132

6.3.4　弹性分组环技术134

6.4　光接入网技术135

6.4.1　光接入网的结构135

6.4.2　光接入网的特点和传输技术137

6.4.3　基于SDH的光接入网139

6.5　SDH光接的测试140

6.5.1　测试仪表140

6.5.3　消光比的测试141

6.5.2　平均光发送功率的测试141

6.5.4　光源器件的谱宽和工作波长的测试142

6.5.5　光接收机灵敏度的测试142

6.5.6　光接收机过载光功率和动态范围的测试143

习题与思考题143

第7章　光纤通信复用技术145

7.1　光波分复用的基本概念145

7.1.1　基本概念145

7.1.2　密集与稀疏146

7.2　WDM系统的工作原理与基本结构147

7.2.1　WDM系统的工作原理147

7.2.2　WDM系统的基本结构150

7.3.1　关键器件152

7.3　光波分复用系统的关键技术152

7.3.2　波长路由156

7.3.3　信道串扰158

7.3.4　WDM光信道监控和网络安全性160

7.4　光时分复用162

7.4.1　基本概念162

7.4.2　超短脉冲光源162

7.4.3　通道复用163

7.4.4　通道解复用164

7.4.5　OTDM系统性能164

7.5　光码分复用165

7.5.1　基本概念165

7.5.2　扩频码技术166

7.5.3　编／解码技术167

7.5.4　OCDM系统性能170

7.6　WDM测试170

7.6.1 WDM的测试指标171

7.6.2　WDM的测试仪器和测试方法172

习题与思考题175

第8章　光纤通信系统性能与设计176

8.1　光纤通信系统的概念176

8.1.1　基本光纤通信系统结构177

8.1.2　光纤传输特性对系统的影响179

8.2.1　数字光纤通信系统的主要性能指标181

8.2　数字光纤通信系统性能及测试181

8.2.2　系统传输性能指标的测试183

8.3　单通道数字光纤通信系统结构与设计187

8.3.1　系统结构187

8.3.2　光纤通信系统设计的总体考虑190

8.3.3　单通道系统中继距离设计192

8.4　多通道数字光纤通信系统设计194

8.4.1　系统设计中应注意的问题194

8.4.2　WDM+EDFA系统中继距离设计196

习题与思考题200

第9章　光纤通信新技术201

9.1　下一代光网络201

9.1.1　下一代网络的基本概念201

9.1.2　下一代网络中的光传送网202

9.2　光交换技术205

9.2.1　空分光交换206

9.2.2　时分光交换206

9.2.3　波分光交换207

9.2.4　码分光交换208

9.2.5　光分组交换208

9.3　智能光网络210

9.3.1　智能光网络的基本概念210

9.3.2　智能光网络的体系结构211

9.3.3　智能光网络的控制信令协议214

9.3.4　智能光网络的路由217

9.3.5　智能光网络的演进219

9.4.2　全光网的分类及结构220

9.4　全光网通信220

9.4.1　全光网的概念及特点220

9.4.3　全光通信的关键技术221

9.4.4　全光网管理223

9.4.5　全光网的安全性225

9.5　量子光通信技术227

9.5.1　量子光通信基础227

9.5.2　量子光通信特点228

9.5.3　量子光通信研究进展及热点231

习题与思考题233

附录　光纤通信常用英文缩写及中英文对照234

主要参考文献240