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第1章 绪论1

1.1 光纤通信的概念2

1.1.1 什么是光纤通信2

1.1.2 光纤通信中光的作用及特性2

1.1.3 光纤通信的优势5

1.2 光纤通信系统的基本单元7

1.2.1 光发射机7

1.2.2 光纤11

1.2.3 光接收机12

1.2.4 光放大器14

1.3.1 衰减15

1.3 光纤通信的基本问题15

1.3.2 色散17

1.3.3 非线性效应20

1.4 光纤通信系统的主要性能指标21

1.4.1 比特率和带宽21

1.4.2 传输距离22

1.4.3 通信容量23

1.5 光纤通信技术的回顾和展望24

1.5.1 回顾24

1.5.2 趋势25

本章小结26

习题27

第2章 光纤29

2.1 光纤结构30

2.1.1 阶跃折射率光纤30

2.1.2 渐变折射率光纤31

2.2 光纤传输原理31

2.2.1 几何光学分析法31

2.2.2 波动方程分析法35

2.3 单模光纤47

2.3.1 单模传输条件及模场分布47

2.3.2 单模光纤的衰减49

2.3.3 单模光纤的色散与带宽49

2.3.4 色散补偿方案52

2.3.5 单模光纤的非线性效应54

2.4 多模光纤57

2.4.1 多模光纤的衰减57

2.4.2 多模光纤的色散58

2.4.3 多模光纤的带宽59

2.5 光纤使用特性和产品介绍59

2.5.1 光纤制作工艺59

2.5.2 光纤的使用特性62

2.5.3 光纤产品介绍64

2.5.4 光纤的型号65

本章小结66

习题67

第3章 光源和光发射机69

3.1.1 工作原理70

3.1 激光二极管70

3.1.2 LD的性质74

3.1.3 LD的类型78

3.1.4 LD组件及其技术指标80

3.2 发光二极管81

3.2.1 LED结构81

3.2.2 LED特性83

3.2.3 LED与光纤的耦合84

3.2.4 LED的技术参数86

3.3 光发射机86

3.3.1 模拟光发射机86

3.3.2 数字光发射机87

3.4.1 外调制器特点和类型89

3.4 外调制器89

3.4.2 外调制器工作原理91

3.4.3 外调制器技术指标92

本章小结93

习题93

第4章 光检测器和光接收机95

4.1 光检测器的工作原理96

4.1.1 PIN光检测器96

4.1.2 APD光检测器97

4.2 光检测器的特性参数99

4.2.1 光检测器性能参数99

4.2.2 光检测器的噪声101

4.2.3 光检测器产品介绍102

4.3 光接收机103

4.3.1 光接收机的组成103

4.3.2 光接收机的技术指标105

4.4 光收发合一模块109

本章小结111

习题112

第5章 光网络器件113

5.1 光放大器114

5.1.1 概述114

5.1.2 半导体光放大器117

5.1.3 掺杂光纤放大器119

5.1.4 拉曼光纤放大器125

5.1.5 光放大器的应用127

5.2 无源器件129

5.2.1 耦合器129

5.2.2 滤波器133

5.2.3 隔离器137

5.2.4 环形器138

5.2.5 衰减器139

5.2.6 连接器139

5.2.7 光开关141

本章小结143

习题143

第6章 光纤通信系统的设计145

6.1.2 系统设计的内容146

6.1.1 工程设计与系统设计146

6.1 设计原则146

6.1.3 系统设计的方法148

6.2 数字传输系统的设计150

6.2.1 技术考虑150

6.2.2 光通道功率代价、损耗及色散预算151

6.3 模拟传输系统的设计153

6.3.1 系统组成及其评价153

6.3.2 光放大器对系统性能的影响156

6.4 光纤系统实例157

6.4.1 设备互联方案157

6.4.2 数据／视频光端机在闭路监控系统中的应用157

6.4.3 多通道业务光端机的应用159

本章小结160

习题160

第7章 光缆线路的施工和测试163

7.1 光缆164

7.1.1 光缆的结构与类型164

7.1.2 光缆的技术规范166

7.2 光缆施工168

7.2.1 施工准备工作168

7.2.2 室外光缆敷设169

7.2.3 室内光缆敷设173

7.2.4 光缆接续与成端173

7.3.1 光时域反射仪175

7.3 常用仪器175

7.3.2 光谱分析仪177

7.3.3 光纤熔接机177

7.3.4 光源与光功率计178

7.4 测试和故障检修179

7.4.1 光特性测试180

7.4.2 电特性测试180

7.4.3 故障检修181

本章小结182

习题182

第8章 波分复用技术185

8.1.1 WDM工作原理186

8.1 WDM工作原理186

8.1.2 WDM、DWDM与CWDM187

8.2 WDM系统的基本组成189

8.3 WDM系统中的关键器件189

8.3.1 WDM系统中的光源189

8.3.2 WDM系统中的接收机194

8.3.3 WDM系统中的光放大器194

8.3.4 WDM系统中的波分复用器／解复用器198

8.3.5 WDM系统中的光纤207

8.4 波分复用系统规范210

8.4.1 光波长的分配210

8.4.2 光接口规范210

本章小结211

习题211

第9章 光纤网络213

9.1 网络历史回顾214

9.2 光纤网络基本知识215

9.2.1 光纤网络的拓扑结构215

9.2.2 光纤网络的物理构件218

9.2.3 网络分层体系结构——OSI参考模型218

9.3 基于光纤系统的三大网络219

9.3.1 光纤计算机通信网219

9.3.2 光纤电话网223

9.3.3 有线电视网224

9.4 光纤接入网226

9.4.1 光纤接入网的形式和业务类型226

9.4.2 无源光网络（PON）227

9.5.1 概述230

9.5 光纤网络传输体制230

9.5.2 SDH/SONET的基本概念231

9.5.3 SDH/SONET结构233

9.5.4 SDH/SONET设备235

9.6 多波长光纤网络236

9.6.1 WDM光网络构成236

9.6.2 WDM光网络的分层236

9.6.3 WDM全光网络关键器件237

本章小结241

习题241

第10光 纤通信新技术243

10.1.1 相干检测原理244

10.1 相干光通信244

10.1.2 调制与解调245

10.1.3 接收灵敏度246

10.1.4 相干光通信的关键技术246

10.1.5 相干光通信的优点及其应用247

10.2 光孤子通信248

10.2.1 光孤子通信的基本原理248

10.2.2 光孤子通信系统249

10.3 光时分复用251

10.3.1 光时分复用原理251

10.3.2 光时分复用的关键技术253

10.3.3 光时分复用的特点253

10.4.1 光码分多址的基本原理254

10.4 光码分多址254

10.4.2 光码分多址的关键技术255

10.4.3 光码分多址的特点256

10.5 自动交换光网络256

10.5.1 自动交换光网络的体系结构257

10.5.2 自动交换光网络的组网方案258

10.5.3 自动交换光网络的关键技术259

10.5.4 自动交换光网络的优点260

10.5.5 自动交换光网络存在问题及发展现状260

本章小结261

习题261

参考文献262