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第1章 绪论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光纤通信中光的作用及特性2

1.1.3光纤通信的优势4

1.2光纤通信系统的基本单元6

1.2.1光发射机6

1.2.2光纤9

1.2.3光接收机11

1.2.4光放大器12

1.3光纤通信的基本问题13

1.3.1衰减13

1.3.2色散15

1.3.3非线性效应17

1.4光纤通信系统的主要性能指标18

1.4.1比特率和带宽18

1.4.2传输距离20

1.4.3通信容量21

1.5光纤通信技术的回顾和展望21

1.5.1回顾21

1.5.2趋势22

本章小结23

习题24

第2章 光纤25

2.1光纤结构25

2.1.1阶跃折射率光纤25

2.1.2渐变折射率光纤26

2.2光纤传输原理27

2.2.1几何光学分析法27

2.2.2波动方程分析法30

2.3单模光纤41

2.3.1单模传输条件及模场分布41

2.3.2单模光纤的衰减43

2.3.3单模光纤的色散与带宽43

2.3.4色散补偿方案46

2.3.5单模光纤的非线性效应47

2.4多模光纤51

2.4.1多模光纤的衰减51

2.4.2多模光纤的色散52

2.4.3多模光纤的带宽52

2.5光纤使用特性和产品介绍53

2.5.1光纤制作工艺53

2.5.2光纤的使用特性55

2.5.3光纤产品介绍57

2.5.4光纤的型号59

本章小结60

习题60

第3章 光源和光发射机62

3.1激光二极管62

3.1.1工作原理62

3.1.2 LD的性质66

3.1.3 LD的类型69

3.1.4 LD组件及其技术指标71

3.2发光二极管72

3.2.1 LED结构72

3.2.2 LED特性74

3.2.3 LED与光纤的耦合76

3.2.4 LED的技术参数77

3.3光发射机78

3.3.1模拟光发射机78

3.3.2数字光发射机78

3.4外调制器80

3.4.1外调制器特点和类型80

3.4.2外调制器工作原理82

3.4.3外调制器技术指标82

本章小结83

习题84

第4章 光检测器和光接收机85

4.1光检测器的工作原理85

4.1.1 PIN光检测器85

4.1.2 APD光检测器86

4.2光检测器的特性参数87

4.2.1光检测器性能参数87

4.2.2光检测器的噪声89

4.2.3光检测器产品介绍90

4.3光接收机92

4.3.1光接收机的组成92

4.3.2光接收机的技术指标94

4.4光收发合一模块97

本章小结98

习题98

第5章 光网络器件100

5.1光放大器100

5.1.1概述100

5.1.2半导体光放大器103

5.1.3掺杂光纤放大器105

5.1.4拉曼光纤放大器110

5.1.5光放大器的应用112

5.2无源器件114

5.2.1耦合器114

5.2.2滤波器116

5.2.3隔离器120

5.2.4环形器121

5.2.5衰减器121

5.2.6连接器122

5.2.7光开关124

本章小结125

习题126

第6章 光纤通信系统的设计127

6.1设计原则127

6.1.1工程设计与系统设计127

6.1.2系统设计的内容128

6.1.3系统设计的方法129

6.2数字传输系统的设计131

6.2.1技术考虑131

6.2.2光通道功率代价、损耗及色散预算132

6.3模拟传输系统的设计134

6.3.1系统组成及其评价134

6.3.2光放大器对系统性能的影响137

6.4光纤系统实例137

6.4.1设备互联方案138

6.4.2数据/视频光端机在闭路监控系统中的应用138

6.4.3多通道业务光端机的应用139

本章小结141

习题141

第7章 光缆线路的施工和测试142

7.1光缆142

7.1.1光缆的结构与类型142

7.1.2光缆的技术规范144

7.2光缆施工145

7.2.1施工准备工作145

7.2.2室外光缆敷设147

7.2.3室内光缆敷设150

7.2.4光缆接续与成端150

7.3常用仪器152

7.3.1光时域反射仪152

7.3.2光谱分析仪154

7.3.3光纤熔接机156

7.3.4光源与光功率计157

7.4测试和故障检修158

7.4.1光特性测试159

7.4.2电特性测试159

7.4.3故障检修160

7.5光缆工程实例161

7.5.1工程概况161

7.5.2设计规范161

7.5.3技术要求161

7.5.4设计方案162

7.5.5施工图设计162

7.5.6材料表162

本章小结163

习题163

第8章 波分复用技术164

8.1 WDM工作原理164

8.1.1 WDM工作原理164

8.1.2 WDM、DWDM与CWDM165

8.2 WDM系统的基本组成167

8.3 WDM系统中的关键器件167

8.3.1 WDM系统中的光源167

8.3.2 WDM系统中的接收机171

8.3.3 WDM系统中的光放大器172

8.3.4 WDM系统中的波分复用器/解复用器175

8.3.5 WDM系统中的光纤183

8.4波分复用系统规范186

8.4.1光波长的分配186

8.4.2光接口规范186

8.5设备实例187

本章小结188

习题188

第9章 光纤网络190

9.1光纤网络概述190

9.1.1网络历史回顾190

9.1.2光纤网络基本知识192

9.2基于光纤系统的三大网络196

9.2.1光纤计算机网196

9.2.2光纤电话网202

9.2.3光纤有线电视网203

9.3光纤网络传输体制205

9.3.1 SDH/SONET205

9.3.2 ATM211

9.4光交换技术214

9.4.1光交换概述214

9.4.2光分组交换（OPS）216

9.4.3自动交换光网络218

9.5光传送网222

9.5.1光传送网的分层结构223

9.5.2光传送网（OTN）的网络节点223

9.5.3可重构的OADM——ROADM225

9.6光纤接入网226

9.6.1光纤接入网的形式和业务类型227

9.6.2无源光网络（PON）228

本章小结230

习题230

第10章 光通信新技术231

10.1相干光通信231

10.1.1相干检测原理231

10.1.2调制与解调232

10.1.3接收灵敏度233

10.1.4相干光通信的关键技术233

10.1.5相干光通信的优点及其应用234

10.2光孤子通信235

10.2.1光孤子通信的基本原理235

10.2.2光孤子通信系统236

10.3光时分复用238

10.3.1光时分复用原理238

10.3.2光时分复用的关键技术240

10.3.3光时分复用的特点240

10.4光码分多址241

10.4.1光码分多址的基本原理241

10.4.2光码分多址的关键技术242

10.4.3光码分多址的特点243

10.5自由空间光通信243

10.5.1概述243

10.5.2系统组成及工作原理244

10.5.3系统关键技术245

10.5.4设备实例246

本章小结246

习题246

第11章 光纤传感技术247

11.1光纤传感技术概述247

11.2光纤传感器的基本构成247

11.3光纤传感器的分类方法248

11.4光纤传感器工作原理250

11.4.1点式传感器250

11.4.2准分布式光纤光栅传感器251

11.4.3全分布式光纤传感系统252

本章小结259

习题260

参考文献261