光纤通信原理和新技术PDF电子书下载

第一章 概论 1

1.1 光纤通信系统及其主要特点 1

1.2 光纤通信的发展 4

1.3 光纤及其制造工艺简介 6

1.4 课程内容简介 7

第二章 导波光学和纤维光学的基本原理 9

2.1 平面介质光波导 10

2.1.1 对称光波导 10

2.1.2 色散特性 12

2.1.3 单模工作条件 14

2.1.4 场分布 16

2.1.5 平面波导的主要特性 16

2.2.1 场方程与场的表达式 18

2.2 阶跃光纤的电磁理论 18

2.2.2 特征值问题与色散方程 21

2.2.3 截止频率与单模工作条件 23

2.2.4 光纤模式及其分类 26

2.3 光波导中模式的相互作用 29

2.3.1 介质微扰与模耦合 29

2.3.2 周期微扰 31

2.3.3 同向耦合与反向耦合 33

2.3.4 分布反射与分布反馈 34

2.4 光脉冲在光纤中的传播 36

2.4.1 基本传播方程 37

2.4.2 色散和脉冲展宽 38

2.4.3 光纤孤子 40

2.5 导波光学和纤维光学器件 41

2.5.1 定向耦合器 42

2.5.2 Mach-Zehnder(M-Z)干涉仪 45

2.5.3 声光器件 46

第三章 半导体光电子学的原理和器件 50

3.1 半导体中光的辐射和吸收 50

3.2 P-N结及其光电特性 52

3.3 半导体激光器（LD） 53

3.3.1 工作原理 53

3.3.2 LD的结构 54

3.4 LD的工作特性 56

3.4.1 速率方程 56

3.4.2 伏安特性和光功率－电流特性 56

3.4.3 调制响应 58

3.4.4 噪声 60

3.4.5 新型LD 61

3.5 光放大器 65

3.5.1 半导体激光放大器 66

3.5.2 掺铒光纤放大器 66

3.6 发光二极管（LED） 67

3.7 光检测器 68

3.7.1 PIN光电二极管 68

3.7.2 雪崩光电二极管 70

第四章 光发送机 72

4.1 调制方式 73

4.1.1 数字调制与模拟调制 74

4.1.2 直接基带强度调制（BB-IM） 74

4.1.3 间接（脉冲）强度调制 74

4.2 LD的驱动与控制电路 75

4.2.1 调制原理 76

4.2.2 影响调制特性的因素 76

4.2.3 调制驱动电路 77

4.2.4 LD的控制电路 78

4.3 LED的驱动电路 80

4.3.1 数字传输的驱动电路 80

4.3.2 模拟传输的驱动电路 81

第五章 光接收机 84

5.1 数字光接收机基本原理 84

5.1.1 基本结构 85

5.1.2 噪声机制 86

5.2 数字光接收机中的输出等效噪声 87

5.2.1 数字光接收机模型 87

5.2.2 光检测器的噪声功率 89

5.2.3 前置放大器的噪声功率 91

5.2.4 波形参数 91

5.3.1 误码率与阈噪比 92

5.3 数字光接收机 92

5.3.2 灵敏度 93

5.3.3 时钟提取和数据恢复 94

5.4 模拟光接收机 96

5.4.1 电路组成 96

5.4.2 光端机信噪比 97

5.4.3 等效噪声功率 97

5.4.4 最佳倍增因子与光接收机灵敏度 98

第六章 光纤通信系统与光纤通信网 100

6.1 点一点传输 101

6.1.1 概述 101

6.1.2 线路码型 103

6.1.3 系统功率估算和带宽估算 105

6.2 系统噪声 107

6.2.2 模式噪声 108

6.2.1 相对强度噪声 108

6.2.3 模分配噪声 109

6.2.4 啁啾噪声 110

6.2.5 反射噪声 110

6.3 光放大器的系统设计 111

6.3.1 设计考虑 111

6.3.2 中继放大器位置的优化 112

6.3.3 放大器的级联 113

6.4 波分复用系统 114

6.5 副载波复用（SCM）系统 117

6.6 光同步数字传输网 121

6.6.1 基本概念和主要特点 121

6.6.2 速率与帧结构 123

6.6.3 复用原理和单元参数 124

6.6.4 ATM信元的映射 126

6.6.5 典型线路系统 127

第七章 新技术及其应用 129

7.1 发展趋势 129

7.2 高速调制 130

7.2.1 光脉冲源 131

7.2.2 外调制器 132

7.3 检测和接收方式 133

7.4 利用光纤非线性特性的传输技术 135

7.5 先进传输系统 136

7.6 光电子集成、光交换和全光通信网 139

7.7 非光纤通信应用 141

7.7.1 光纤传感 141

7.7.2 蓝绿光通信 142

参考书目 145