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§1 光通信的发展 1

第一章 绪论 1

§2 光纤通信概述 3

2-1 光纤通信系统的构成 4

2-2 光纤通信发展概况 7

2-3 光纤通信的主要优点 8

§3 光纤通信的新技术介绍 9

第二章 光导纤维 12

1-1 阶跃光纤 14

§1 光波在光纤中的传播 14

1-2 渐变光纤 32

§2 单模光纤 44

2-1 单模光纤结构的特点 44

2-2 阶跃折射指数分布和无界平方律折射指数分布单模光纤 46

2-3 单模光纤的等效近似分析法 48

§3 光纤的主要特性与特种光纤 53

3-1 光纤的损耗特性 54

3-2 光纤的色散特性 58

3-3 单模光纤中的双折射及偏振特性 73

§4 光纤传输的无源器件 82

4-1 光纤连接器 83

4-2 X形光纤定向耦合器和星形耦合器 87

4-3 光隔离器 89

习题 91

第三章 光源和光发射机 94

§1 激光产生的物理基础 95

1-1 原子的能级结构 95

1-2 光与物质的相互作用 96

1-3 激光产生的条件 99

§2 半导体激光器的原理及结构 104

2-1 半导体材料的能带结构 105

2-2 P-N结半导体激光器的结构和原理 106

2-3 异质结半导体激光器 109

2-4 单纵模半导体激光器 116

§3 半导体激光器的电光耦合速率方程 118

3-1 电光耦合速率方程 119

3-2 阈值电流密度Jth 120

3-3 半导体激光器的P-I特性 121

3-4 半导体激光器的电光延迟时间 122

§4 半导体激光器的工作特性 123

4-1 伏安（U-I）特性 123

4-2 光功率-电流（P-I）特性 124

4-3 阈值特性 124

4-4 P-I特性曲线的扭曲现象 126

4-5 转换效率 127

4-6 光谱特性 128

4-7 方向特性 129

4-8 时间响应特性 130

§5 发光二极管（LED）及其与激光器特性的比较 130

5-1 发光二极管的结构 130

5-2 LED的工作特性 132

§6 半导体光源与光纤的耦合 134

§7 光源的直接调制 137

7-1 光源的数字调制 138

7-2 光源的模拟调制 142

8-1 控制电路 147

§8 光发射机的辅助电路 147

8-2 光源的保护电路 152

习题 154

第四章 光检测器与光接收机 156

§1 半导体光检测器 157

1-1 半导体PN结的光电效应 158

1-2 PIN光电二极管 160

1-3 雪崩光电二极管 168

1-4 长波长光检测器及高速响应光检测器 174

2-1 随机噪声的数学表示 176

§2 光接收机噪声分析 176

2-2 接收机量子极限灵敏度 181

2-3 接收机前端噪声 184

2-4 前置放大电路噪声与前端设计考虑 188

§3 数字光接收机灵敏度计算 194

3-1 噪声的高斯分布与误码率计算 194

3-2 PIN光接收机的误码率与灵敏度 197

3-3 APD光接收机灵敏度 198

3-4 接收噪声与接收灵敏度公式的修正结果 200

3-5 简化的Personick修正法 204

§4 模拟接收机 209

4-1 模拟接收机的输出信噪比和接收灵敏度 210

4-2 模拟接收机量子极限灵敏度 212

习题 212

第五章 数字光纤通信系统基础 214

§1 简介 214

§2 光端机和光中继器的基本结构 218

2-1 光端机的基本结构 218

2-2 光中继器的基本结构 221

3-1 假设数字参考线 222

§3 数字光纤通信系统的主要性能指标 222

3-2 系统的质量指标 223

3-3 光接口指标与测试 226

3-4 电接口指标与测试 229

§4 数字光纤通信系统的线路码型 232

4-1 扰码 233

4-2 分组码 234

4-3 插入比特码 237

4-4 其它线路码型 241

§5 数字光纤通信系统的工程计算 242

5-1 系统功率计算 243

5-2 系统带宽计算 245

§6 影响系统性能的其它因素 246

6-1 模式噪声 247

6-2 半导体激光器纵模分配噪声 247

6-3 半导体激光器啁啾现象 249

7-1 简介 250

§7 SDH同步传输网技术 250

7-2 SDH传输网的基本概念及主要特点 252

7-3 SDH的速率和帧结构 254

7-4 SDH的基本复用映射结构 255

7-5 SDH设备简介 260

习题 263

附录 263

第六章 光纤通信网 265

§1 概述 265

§2 光纤通信网的体系结构 266

3-1 几种光纤耦合器 269

§3 光纤网的拓扑结构 269

3-2 光纤通信网的拓扑结构 271

§4 CSMA/CD光纤总线网 275

4-1 概述 275

4-2 CSMA/CD协议 276

§5 光纤网设计考虑 281

第七章 光纤测量 283

§1 光纤折射指数分布测量 284

1-1 近场扫描法 284

1-2 折射近场法 286

§2 光纤芯径和数值孔径的测量 289

2-1 远场法 290

2-2 折射近场法 290

§3 单模光纤模场直径的测量 291

3-1 远场扫描法 293

3-2 可变孔径法 294

§4 单模光纤截止波长的测量 295

§5 光纤衰减常数测量 297

5-1 剪断法和插入损耗法 297

5-2 背向散射法 300

§6 光纤带宽和色散的测量 303

6-1 多模光纤带宽的测量 303

6-2 单模光纤色散测量 305

习题 309

第八章 先进的光纤通信技术 310

§1 相干光纤通信系统 310

1-1 相干光纤通信的基本原理及特点 311

1-2 相干光纤通信的主要技术问题 316

§2 频分复用（FDM）光纤通信系统 324

2-1 FDM光纤通信系统的基本原理、特点及主要问题 325

2-2 光载波的复用／解复用 326

2-3 FDM系统中的稳频 328

2-4 信道的随机选择技术 330

2-5 非线性效应对FDM系统的影响 332

§3 光放大器和光孤子通信 333

3-1 光放大器 334

3-2 光孤子通信 339

参考书目 344

英汉缩略语索引 344