现代光纤通信系统PDF电子书下载

目录 1

第1章　绪论 1

1.1　光纤通信发展简史 1

1.2　光纤通信的特点 3

1.2.1　光纤通信的优点 3

1.2.2　光纤通信的缺点 4

1.3　光纤通信系统概述 5

1.4　光纤通信的发展趋势 6

第2章　光纤和光缆 8

2.1　光纤的结构和种类 8

2.1.1　光纤的结构 8

2.1.2　光纤的分类 8

2.1.3　单模光纤 10

2.1.4　多模光纤 11

2.2　光纤的导光原理 12

2.2.1　波动理论 13

2.2.2　射线光学的基本定律 15

2.2.3　阶跃型光纤光射线的理论分析 16

2.3　光纤的衰减特性 18

2.3.1　衰减 18

2.3.2　吸收损耗 19

2.3.3　散射损耗 20

2.3.4　其他损耗 21

2.3.5　光纤的损耗特性曲线 21

2.4.3　光纤色散的种类 22

2.4.2　光纤色散的表示方法 22

2.4　光纤的色散特性 22

2.4.1　光纤色散的概念 22

2.4.4　偏振模色散 24

2.4.5　光纤的传输带宽 24

2.5　光纤制造 26

2.5.1　概述 26

2.5.2　制备方法 26

2.6　光缆的结构和种类 28

2.6.1　光缆的基本结构 28

2.6.2　光缆的分类及特点 30

2.7　光纤及光缆的接续 32

2.7.1　光纤的接续方法 32

2.7.3　光纤接续部位的保护 33

2.7.2　光纤端面处理技术 33

2.7.4　产生光纤接续损耗的原因 34

第3章　光源和光检测器 35

3.1　光纤通信系统中的光源 35

3.1.1　物质的发光机理 35

3.1.2　激光器的工作原理 36

3.1.3　半导体激光器 37

3.1.4 半导体发光二极管 42

3.1.5　光源与光纤的耦合 44

3.2　半导体光电检测器 45

3.2.3　雪崩光电二极管（APD） 46

3.2.1　最简单的半导体光电检测器 46

3.2.2 PIN光电二极管 46

3.2.4　光电检测器的工作特性 47

第4章　光无源器件 51

4.1　光纤活动连接器 51

4.1.1　概述 51

4.1.2　光纤活动连接器的重要指标 51

4.1.3　光纤活动连接器的组成部分 52

4.1.4　光纤活动连接器的基本结构 54

4.1.5　常用的光纤活动连接器的品种和型号 56

4.1.6　发展趋势 57

4.2.1　基本原理和结构 58

4.2　固定连接器 58

4.2.2　光纤熔接机 59

4.2.3　套管式固定接头 61

4.2.4　毛细管固定接头 62

4.2.5 V形槽固定接头 63

4.2.6　固定连接器的发展趋势 64

4.3　光衰减器 64

4.3.1 光衰减器的工作机理及分类 64

4.3.2　光衰减器的性能指标 65

4.3.3　常用光衰减器举例 66

4.3.4　光衰减器的应用及发展趋势 68

4.4　光波分复用器 69

4.4.1 光波分复用器的工作原理 69

4.4.2 WDM的技术指标 70

4.4.3　光波分复用器的分类及制造方法 71

4.4.4 WDM的应用举例 74

4.4.5　光波分复用器的发展方向 76

4.5　无源光耦合器 77

4.5.1　无源光耦合器的定义及分类 77

4.5.2　无源光耦合器的性能指标 77

4.5.3　平面波导型光耦合器 79

4.5.4　熔锥型全光纤耦合器 80

4.5.5　耦合器的发展趋势 83

4.6　光隔离器 83

4.6.1 概述 83

4.6.2　光隔离器的性能参数 84

4.6.3　光隔离器的发展趋势 85

4.7　光开关 86

4.7.1 概述 86

4.7.2　光开关的性能参数 86

4.7.3　光开关的应用及发展 88

第5章　光发送机与光接收机 89

5.1　光发送机 89

5.1.1　概述 89

5.1.2　光发送机的基本电路 90

5.1.3　光发送机的光功率控制 94

5.1.4　光发送机的温度控制 97

5.1.5　告警电路与保护电路 99

5.1.6　外调制技术 100

5.2　光接收机 105

5.2.1　概述 105

5.2.2　数字光接收机的基本原理 106

5.2.3　光接收机的性能 110

5.3　光中继器 122

5.3.1　光中继器的构成 122

5.3.2　判决再生电路 123

第6章　光纤通信系统 127

6.1 光纤通信系统的分类与组成 127

6.1.1　光纤通信系统的类型 127

6.1.2 IM-DD数字光纤通信系统的组成 127

6.1.3　光纤线路编码 129

6.2　相干光通信系统 130

6.2.1　相干光通信的工作原理 131

6.2.2　主要调制方式 131

6.2.3　关键的技术问题 133

6.2.4　相干光通信的优点 133

6.2.5　系统和网络应用 134

6.2.6　相干光通信系统的现状及发展前景 136

6.3　光复用系统 136

6.3.1 光时分复用（OTDM） 136

6.3.2　波分复用（WDM） 137

6.3.3　频分复用 139

6.4　微波副载波复用系统 141

6.4.1 微波副载波复用的基本原理及系统构成 141

6.4.3　应用举例 142

6.4.2 SCM系统的特点 142

6.5　全光通信系统 143

6.5.1　概述 143

6.5.2　超长波长光纤通信 143

6.5.3　光纤放大器 144

6.6　光孤子系统 149

6.6.1 概述 149

6.6.2　光孤子通信系统的基本组成与要求 149

6.6.3　光孤子通信系统的应用及发展 150

第7章　光纤接入网 152

7.1　接入网的基本概念 152

7.2.1　光纤接入网概述 154

7.2　光纤接入网 154

7.2.2　应用形式 155

7.2.3 网络拓扑结构 156

7.2.4　复用技术 158

7.3　光纤接入网中的器件 159

7.3.1　光有源器件 159

7.3.2　光无源器件 160

7.4　接入网中的光纤和光缆 160

7.4.1　适用于光纤接入网的光纤类型 160

7.4.2　适用于光纤接入网的光缆结构 161

7.4.3　适用于光纤接入网的连接技术和连接方式 161

7.5　典型的光纤接入网 161

7.5.2　用户环路载波系统 162

7.5.1　灵活接入系统 162

7.5.3　电话无源光网络 163

7.5.4　无源光子网 163

7.6　光纤接入网的发展方向 164

7.6.1　光纤接入网向宽带接入发展 164

7.6.2　光纤接入网向B-ISDN发展 165

7.6.3　光纤接入网的前景 166

第8章　光同步数字传输网 167

8.1 SDH概述 167

8.1.1 SDH的发展历史 167

8.1.2 SDH的基本概念和特点 168

8.1.3 SDH的速率和帧结构 173

8.2.1　复用结构 177

8.2 SDH的复用与映射方法 177

8.2.2　映射 179

8.2.3　指针调整定位技术 188

8.2.4 复用 191

8.3 SDH设备 194

8.3.1 SDH设备逻辑功能块描述 194

8.3.2 SDH复用设备 199

8.3.3 SDH数字交叉连接设备（SDXC） 203

8.3.4　再生器 205

8.4　SDH的网同步 206

8.4.1 网同步的基本概念 207

8.4.2 SDH网的同步结构和工作方式 208

8.4.4 SDH网元时钟的定时方法及其应用 210

8.4.3 SDH网同步要求 210

8.5 SDH的网络管理 212

8.5.1　电信管理网（TMN） 213

8.5.2 SDH管理网SMN 216

8.5.3 SDH网络管理的发展方向 219

8.6 SDH的应用 219

8.6.1 SDH技术在微波通信中的应用 219

8.6.2 IP over SDH技术 222

8.6.3 GEOS（Gbit Ethernet over SDH）技术 224

8.6.4 SDH的其他应用 227

第9章　光纤通信网 230

9.1　通信网的发展阶段 230

9.2.1　物理结构形式 232

9.2　光纤传输网的结构形式 232

9.2.2　光通道层的波长路由及其特点 235

9.2.3　波长通道与波长变换 237

9.3　光交叉连接设备（OXC） 238

9.3.1 OXC的功能和技术要求 239

9.3.2 OXC的基本结构 239

9.3.3 OXC与DXC结构的关系与性能比较 242

9.4　波长变换技术 244

9.4.1　光电混合波长变换技术 245

9.4.2　全光波长变换技术 245

9.4.3 四波混频FWM波长变换器 248