光纤通信原理与应用PDF电子书下载

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 ASON 136

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