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目 录 1

第1章概论 1

1.1光纤的基本性质 1

1.1.1光纤的结构、材料及制造工艺 1

1.1.2光纤传输衰减 8

1.1.3光纤色散 10

1.1.4光纤的非线性 10

1.2光纤通信要解决的问题 11

1.2.1光纤通信系统 12

1.2.2光纤通信要解决的基本问题 13

1.3光纤通信发展历史回顾及现状 15

1.3.1光通信技术开发阶段 15

1.3.2单信道光纤通信技术大发展阶段 16

1.3.3多信道光纤通信技术大发展阶段 17

思考题与习题 17

2.1.1麦克斯韦方程与波动方程 18

2.1光纤传输基本方程及解 18

第2章光纤传输基本理论 18

2.1.2波动方程的近似解 20

2.1.3标量场模的光功率分布 27

2.1.4单模与多模光纤的分类及处理方法 28

2.2多模光纤的光传输特性 29

2.2.1阶跃光纤的传输特性 29

2.2.2梯度光纤的传输特性 32

2.3.1 LP01模的特性与光功率分布 35

2.3单模光纤的光传输特性 35

2.3.2单模光纤的传输特性 37

2.3.3单模光纤中LP01模的高斯近似 40

2.3.4非均匀单模光纤的近似分析 41

2.3.5单模光纤中的偏振态传输特性 43

2.4光纤传输中的非线性现象 45

2.4.1受激喇曼散射（SRS） 46

2.4.2受激布里渊散射（SBS） 50

2.4.3非线性折射率及相关非线性现象 52

思考题与习题 56

第3章光纤线路技术及器件 57

3.1光隔离器和光环形器 57

3.1.1 光隔离器 57

3.1.2光环形器 60

3.2光纤的连接 63

3.2.1光纤活动连接器 63

3.2.2光纤的熔接 67

3.3.1 光衰减器 68

3.3光衰减器和光开关 68

3.3.2光开关 69

3.4光纤耦合器 73

3.5 光纤光栅 76

3.5.1光纤的光敏特性 76

3.5.2光纤光栅的制作 76

3.5.3光纤光栅工作原理及特性 77

3.5.4光纤光栅的应用 81

3.6.1光栅型波分复用器 85

3.6波分复用器件 85

3.6.2干涉滤波片型波分复用器 86

3.6.3阵列波导型波分复用器件 87

3.6.4光梳状滤波器（Interlever） 89

3.6.5熔锥型波分复用器件 92

3.6.6波分复用器件的性能指标 93

3.7平面及矩形光波导技术及器件 94

3.7.1 各向同性平面和矩形光波导 94

3.7.2各向异性光波导（非线性光波导） 96

3.7.3光波导的制作 100

3.8光放大器 102

3.8.1光放大器分类 103

3.8.2 EDFA的原理及结构 104

3.8.3光放大器的性能参数 106

3.8.4光波分复用传输系统使用的光纤放大器 108

3.8.5掺铒光纤放大器的监控技术 111

3.9.1光纤型色散补偿技术 116

3.9色散补偿技术 116

3.9.2 Fabry-Perot谐振腔型色散补偿技术 119

3.9.3相位共轭型色散补偿技术 122

3.9.4偏振模色散补偿器 124

思考题与习题 127

第4章光源及光发射机 128

4.1半导体中光的发射和激射原理 128

4.1.1激光产生的物理基础 128

4.1.2半导体中光的发射原理 131

4.2半导体发光二极管 135

4.2.1发光二极管的结构 135

4.2.2发光二极管的工作特性 136

4.3半导体激光二极管 139

4.3.1激光二极管的结构 139

4.3.2激光二极管的工作特性 140

4.3.3动态单纵模激光器 144

4.4.1光源的驱动 145

4.4数字光发射机 145

4.4.2光源的自动温度控制（ATC） 147

4.4.3光源的自动功率控制（APC） 148

4.4.4光源的保护和告警 148

4.4.5光源与光纤的耦合 149

4.5密集波分复用通信中的光源技术 150

4.5.1 基于温度反馈的波长控制技术的局限性 150

4.5.2基于波长反馈的波长锁定技术 152

思考题与习题 155

第5章光检测器及光接收机 156

5.1 半导体光检测器原理、结构及特性 156

5.1.1 PN结的光电效应 156

5.1.2 PIN光电二极管 157

5.1.3 雪崩光电二极管（APD） 160

5.2数字光接收机 162

5.2.1数字光接收机的组成 162

5.2.3数字光接收机的灵敏度 163

5.2.2数字光接收机的噪声 163

5.2.4数字光接收机的前置放大器电路 164

5.2.5接收机的动态范围和自动增益控制 165

思考题与习题 165

第6章光纤通信系统 167

6.1数字光纤通信系统 167

6.1.1假设数字参考线 167

6.1.2系统的质量指标 168

6.1.3光接口指标与测试 171

6.1.4 电接口指标和测试 174

6.1.5光纤传输系统中继距离的确定 178

6.2线路码型 179

6.2.1扰码 179

6.2.2分组码 180

6.2.3插入比特码 181

6.3光电中继器与全光中继器 183

6.3.1光电中继器的基本结构 183

6.2.4其它线路码型 183

6.3.2全光中继器 184

6.4模拟光纤通信系统 184

6.4.1基带模拟光传输系统 185

6.4.2脉冲频率调制光传输系统 186

6.4.3光波副载波传输系统 188

6.5光纤局域网 190

6.5.1局域网的拓扑结构 190

6.5.2局域网的媒质接入控制（MAC）协议 193

6.5.3光纤区域网的发展 194

6.6同步数字网（SDH） 194

6.6.1 SDH网产生的技术背景 195

6.6.2 SDH的基本概念和特点 195

6.6.3 SDH复用结构 196

6.6.4 SDH设备 197

6.6.5 SDH的管理功能 198

思考题与习题 199

参考文献 200