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第1章　绪论 1

引言 2

1.1　光通信的发展史 3

1.1.1　早期的光通信 3

1.1.2　光纤通信的历史 4

1.2　光纤通信的基本概念 6

1.3　光波的电磁频谱 6

1.4　光纤通信的优点和缺点 7

1.5　光纤通信的系统组成 8

1.6　全光网络简介 10

本章小结 10

习题 11

第2章　光纤和光缆 12

引言 13

2.1 光缆 14

2.1.1　光缆的结构 14

2.1.2　光缆的分类 15

2.1.3　光缆的特性 16

2.1.4　光缆的型号 17

2.2　光纤的分类 19

2.3　光纤的传输特性 22

2.3.1　几何光学分析法 22

2.3.2　光纤的数值孔径 24

2.3.3　波动理论分析法 25

2.4　光纤模式 27

2.4.1　波的类型和模的概念 27

2.4.2　多模光纤中的模式数目 27

2.4.3　单模光纤的传播模 28

2.5　光纤的色散 28

2.5.1　模式色散 29

2.5.2　色度色散 30

2.5.3　偏振模色散 30

2.5.4　色散补偿 31

2.6　光纤的损耗 34

2.6.1 损耗系数 34

2.6.2　产生损耗的原因 34

2.6.3　损耗谱 36

2.7　光纤特性的测量技术 37

2.7.1　光纤损耗特性的测量方法 37

2.7.2　带宽的测量方法 39

2.7.3 光纤色散特性的测量方法 40

本章小结 40

习题 41

第3章　无源光器件 43

引言 44

3.1　光纤连接器 45

3.1.1　光纤熔接法 45

3.1.2　光纤连接器简介 46

3.2　光纤耦合器 50

3.2.1　光耦合器的分类 50

3.2.2　光纤耦合器的工作原理 50

3.2.3 性能参数 52

3.3　光开关 54

3.3.1 光开关的分类 54

3.3.2　工作原理 55

3.4　光隔离器与光环行器 59

3.4.1 光隔离器 59

3.4.2　光环行器 60

3.4.3　主要性能 61

3.5　光滤波器 61

3.5.1　M-Z干涉滤波器 62

3.5.2　F-P腔光纤滤波器 63

3.5.3　光纤光栅滤波器 64

3.6　光衰减器 65

本章小结 67

习题 68

第4章　光放大器 69

引言 70

4.1　光放大器的分类 71

4.2　掺铒光纤放大器 71

4.2.1 光与物质相互作用的三个过程 71

4.2.2　EDFA的放大原理 73

4.2.3　EDFA的泵浦方式 74

4.2.4　EDFA的工作特性 76

4.2.5　EDFA的优点 78

4.3　掺镨光纤放大器 80

4.4　受激拉曼光纤放大器 80

4.4.1 SRA的放大原理 80

4.4.2　SRA的结构 82

4.4.3　SRA的性能 82

4.4.4　SRA的典型应用 84

4.4.5　SRA的优点和缺点 85

4.5　受激布里渊光纤放大器 88

4.6　半导体型光放大器 88

4.6.1　SOA的工作原理 88

4.6.2　SOA分类 89

4.6.3 SOA的应用 89

4.6.4　SOA的主要特性 90

4.7　光放大器的应用 90

本章小结 92

习题 92

第5章　光源与光发送机 94

引言 95

5.1 光发送机 96

5.1.1　光发送机的组成 96

5.1.2　光发送机的主要技术指标 99

5.2　线路编码 100

5.2.1　编码原则 100

5.2.2　扰码 101

5.2.3　字变换码 101

5.2.4　插入码 103

5.2.5　线路码的主要性能参数 106

5.3　激光器及激光器组件的组成 107

5.4　半导体激光器 108

5.4.1　F-P腔激光器 108

5.4.2　DFB和DBR激光器 109

5.4.3 LD的工作特性 110

5.4.4　LD的自动温度控制 112

5.4.5　LD的自动功率控制 113

5.5 半导体LED 114

5.5.1 结构和分类 115

5.5.2　LED的特性 116

5.6　其他类型激光器 117

5.6.1　量子阱激光器 117

5.6.2　垂直腔面发光激光器 118

5.7　光源与光纤的耦合 119

5.8　光调制 120

5.8.1 直接调制 120

5.8.2 间接调制 122

本章小结 124

习题 125

第6章　光检测器与光接收机 126

引言 127

6.1 光检测器 129

6.1.1　光检测器的工作原理 129

6.1.2　PIN光电二极管 129

6.1.3　雪崩光电二极管 130

6.2　光检测器的工作特性 131

6.3　光接收机 135

6.4　光接收机的噪声 141

6.4.1 光接收机中的噪声源 141

6.4.2　接收机等效电路及放大器电路噪声 142

6.4.3 光检测器的噪声 143

6.5 光接收机的误码率和接收灵敏度 144

6.5.1 接收机的误码率 144

6.5.2　接收机的灵敏度 147

6.6　光接收机的动态范围 149

本章小结 151

习题 152

第7章　系统设计 153

引言 154

7.1　总体设计考虑 155

7.2　数字光纤通信系统的体制 157

7.2.1　脉冲编码调制原理 157

7.2.2　光纤传输系统的基本速率 158

7.3　光缆线路传输距离的估算 160

7.4　光纤工作波长的选择 162

7.5　光线路码的合理选用 163

7.5.1　光线路码及特点 163

7.5.2　mBnB码 164

7.5.3　插入比特码 165

7.6　光接口分类及应用代码 167

7.7　工程设计中考虑的其他问题 169

7.7.1　选择通信路由 169

7.7.2　光通信网络承载业务类型和容量 170

本章小结 173

习题 173

第8章　光纤通信网 175

引言 176

8.1　光纤通信网概述 176

8.1.1　光纤通信网络结构 176

8.1.2　光传送网的发展过程 177

8.2　SDH光同步数字传送网 181

8.2.1　SDH传送网概述 181

8.2.2　SDH速率等级和帧结构 182

8.2.3 复用映射结构 184

8.2.4　SDH网元设备 188

8.2.5　典型设备简介 194

8.3　WDM光传送网 211

8.3.1 WDM传送网的概念 211

8.3.2　WDM光传送网的分层结构 214

8.3.3 WDM网络基本形式和基本结构 215

8.3.4　WDM系统的关键技术 217

8.3.5　WDM系统工程设计 221

8.4　全光网络 223

8.4.1　全光网概述 223

8.4.2　全光网分层结构 224

8.4.3 全光网的性能 226

8.5　光纤接入网 227

8.5.1　光纤接入网的基本组成 227

8.5.2　光纤接入网的分类 228

8.5.3　光纤接入网的拓扑结构 230

8.5.4　光纤接入网的形式 230

8.5.5　HFC接入网 231

8.5.6　光纤接入网的优势与劣势 233

本章小结 234

习题 234

参考文献 236