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第1章 光纤通信概述1

1.1光纤通信的发展历史1

1.2光纤通信的系统组成与分类3

1.2.1光纤通信的系统组成3

1.2.2光纤通信系统的分类4

1.3光纤通信的主要特点和应用5

1.3.1光纤通信的主要特点5

1.3.2光纤通信的应用6

本章小结7

习题7

第2章 光纤与光缆8

2.1光纤结构与类型8

2.1.1光纤的结构8

2.1.2光纤的类型9

2.2光纤的射线理论分析11

2.2.1从射线理论分析光纤的导光原理11

2.2.2传导模和数值孔径12

2.3光纤的波动理论分析13

2.3.1波动方程和电磁场表达式13

2.3.2特征方程和传输模式15

2.4光纤的制造工艺简介17

2.4.1原材料的提取17

2.4.2预制棒的熔炼17

2.4.3预制棒的拉丝和涂覆19

2.4.4光纤成品的测试20

2.5光纤的损耗特性及其测量20

2.5.1光纤的损耗特性20

2.5.2光纤的损耗特性的测量21

2.6光纤的色散特性及其测量23

2.6.1光纤的色散特性23

2.6.2光纤色散特性的测量25

2.7光纤的其他特性参数25

2.7.1光纤的机械特性26

2.7.2光纤的温度特性26

2.8光缆结构及光缆施工27

2.8.1光缆的结构27

2.8.2光缆的分类28

2.8.3光缆的特性30

2.8.4光缆的施工30

本章小结33

习题33

第3章 常用光无源器件35

3.1光纤连接器35

3.2光纤耦合器36

3.3光纤波分复用器37

3.4光纤光栅37

3.5其他无源器件38

3.5.1光隔离器38

3.5.2光环行器39

3.5.3光滤波器40

3.5.4光衰减器41

本章小结42

习题42

第4章 光源和光发射机43

4.1半导体光源的发光机理43

4.1.1能级的跃迁43

4.1.2激光器的一般发光原理44

4.2半导体激光器47

4.2.1 P-N结半导体激光器的结构和原理47

4.2.2半导体激光器工作特性50

4.2.3其他激光器52

4.3发光二极管55

4.3.1发光二极管的发光机理55

4.3.2发光二极管工作特性56

4.3.3半导体光源在系统中的应用57

4.4光源的调制57

4.4.1光源的直接调制58

4.4.2光源的间接调制61

4.4.3调制信号的码型62

4.5数字光发射机65

4.5.1数字光发射机的基本组成65

4.5.2自动功率控制电路66

4.5.3温度特性和自动温度控制电路67

本章小结69

习题69

第5章 光检测器和光接收机70

5.1光检测器70

5.1.1光电二极管70

5.1.2 PIN光电二极管71

5.1.3雪崩光电二极管71

5.2光检测器的特性72

5.2.1 PIN光电二极管的特性72

5.2.2雪崩光电二极管的特性73

5.3光接收机75

5.3.1光检测器75

5.3.2放大器75

5.3.3均衡和再生76

5.3.4光电集成接收机76

5.4光接收机的噪声76

5.5误码率和灵敏度78

5.5.1误码率78

5.5.2灵敏度80

5.5.3自动增益控制和动态范围83

本章小结83

习题84

第6章 光中继器和光放大器85

6.1光中继器85

6.2光放大器概述86

6.2.1光放大器的分类86

6.2.2光纤放大器的重要指标87

6.3掺铒光纤放大器88

6.3.1工作原理88

6.3.2掺铒光纤放大器的构成和特性89

6.4其他光放大器94

6.4.1掺镨光纤放大器94

6.4.2半导体光放大器97

6.4.3拉曼光纤放大器98

本章小结102

习题102

第7章 光纤通信网络103

7.1概述103

7.1.1光纤通信系统的分类103

7.1.2数字光纤通信系统的性能指标105

7.2 SDH传输技术107

7.2.1 SDH的产生及特点107

7.2.2 SDH的速率与帧结构109

7.2.3 SDH的复用111

7.2.4 SDH网络的拓扑结构与自愈网114

7.2.5光纤通信系统设计的考虑与中继距离估算123

7.2.6 SDH光接口的测试126

7.3光波分复用130

7.3.1光波分复用的概念130

7.3.2密集波分复用的概念132

7.3.3 DWDM的系统结构132

7.3.4粗波分复用概念134

7.4光交换135

7.4.1空分光交换135

7.4.2时分光交换135

7.4.3波分光交换135

7.4.4 ASON136

7.5模拟光纤通信系统139

7.5.1调制方式139

7.5.2模拟基带直接光强调制光纤传输系统141

7.5.3副载波复用光纤传输系统149

本章小结161

习题161

第8章 光纤通信新技术162

8.1相干光通信162

8.1.1相干光通信技术的基本原理及发展162

8.1.2相干光通信关键技术164

8.2光孤子通信技术166

8.2.1光孤子通信技术的基本原理166

8.2.2光孤子通信技术的新发展171

8.3光子晶体光纤175

8.3.1光子晶体光纤的导光原理176

8.3.2光子晶体光纤的特性177

8.3.3光子晶体光纤的应用179

8.3.4光子晶体光纤的研究进展180

8.4 FTTH技术181

8.4.1 FTTH的概念181

8.4.2 FTTH接入技术181

8.4.3 FTTH的发展现状184

8.4.4 FTTH的前景分析185

本章小结186

习题186

参考文献188