光纤通信原理PDF电子书下载

第一章 概述 1

1.1光纤通信的发展与现状 1

1.1.1早期的光通信 1

1.1.2光纤通信 2

1.2光纤通信的主要特性 4

1.2.1光纤通信的优点 4

1.2.2光纤通信的缺点 6

1.3光纤通信系统的组成和分类 6

1.3.1光纤通信系统的组成 6

1.3.2光纤通信系统的分类 7

复习思考题 7

第二章 光纤和光缆 9

2.1光纤的结构与类型 9

2.1.1光纤的结构 9

2.1.2光纤的类型 9

2.2光纤的射线理论分析 11

2.2.1基本光学定义和定律 12

2.2.2光纤中光的传播 13

2.2.3光纤中的模式传输 15

2.2.4多模光纤与单模光纤 18

2.3均匀光纤的波动理论分析 20

2.3.1平面波在理想介质中的传播 20

2.3.2阶跃光纤的波动理论 24

2.4光缆 39

2.4.1光缆的典型结构 39

2.4.2光缆的种类与型号 42

小结 45

复习思考题 45

第三章 光纤的传输特性 48

3.1光纤的损耗特性 48

3.1.1吸收损耗 48

3.1.2散射损耗 50

3.1.3弯曲损耗 51

3.1.4光纤损耗系数 52

3.2光纤的色散特性 52

3.2.1色散的概念 52

3.2.2模式色散 53

3.2.3材料色散 55

3.2.4波导色散 57

3.2.5极化色散 58

3.2.6总色散 59

3.2.7光纤的色散和带宽对通信容量的影响 60

3.3成缆对光纤特性的影响 63

3.3.1光缆特性 63

3.3.2成缆对光纤特性的影响 63

3.4典型光纤参数 64

小结 65

复习思考题 66

第四章 常用光无源器件 67

4.1光纤连接器 67

4.1.1光纤连接器的结构与种类 67

4.1.2光纤连接器特性 70

4.2光纤耦合器 71

4.2.1光纤耦合器的结构与原理 71

4.2.2光纤耦合器的特性 74

4.3波分复用／解复用器 76

4.3.1波分复用／解复用器的原理与分类 76

4.3.2波分复用／解复用器的特性 78

4.4光开关 79

4.4.1光开关的种类 80

4.4.2光开关的特性参数 82

小结 83

复习思考题 83

第五章 光源与光发送机 84

5.1半导体光源的物理基础 84

5.1.1孤立原子的能级和半导体的能带 84

5.1.2光与物质的相互作用 85

5.1.3粒子数反转分布状态 86

5.2半导体光源的工作原理 86

5.2.1发光二极管的工作原理 86

5.2.2激光二极管的工作原理 87

5.3光源的工作特性 90

5.3.1LED的工作特性 90

5.3.2LD的工作特性 91

5.3.3光源的主要技术指标及简易检测 93

5.4光发送机 94

5.4.1光调制原理 94

5.4.2光发送机的构成及指标 95

5.5驱动电路和辅助电路 95

5.5.1驱动电路 95

5.5.2辅助电路 96

小结 98

复习思考题 99

第六章 光电检测器与光接收机 100

6.1光电检测器 100

6.1.1PIN光电二极管 100

6.1.2雪崩光电二极管 101

6.2光电检测器的特性指标 102

6.2.1光电检测器的工作特性 102

6.2.2光电检测器的典型指标及简易检测 104

6.3光接收机 105

6.3.1光解调原理 105

6.3.2光接收机的构成与指标 106

6.4光接收机的噪声 107

6.4.1光接收机的噪声源 107

6.4.2光接收机的信噪比 108

6.5光接收机的灵敏度 109

6.5.1数字光接收机的误码率 109

6.5.2光接收机的灵敏度极限 110

6.5.3实际光接收机的灵敏度 110

6.5.4影响光接收机灵敏度的主要因素 111

小结 112

复习思考题 112

第七章 光放大器 113

7.1光放大器概述 113

7.1.1光放大器在现代光纤通信系统中的应用 113

7.1.2光放大器的发展史 114

7.1.3光放大器的分类 115

7.1.4光纤放大器的重要指标 115

7.2掺铒光纤放大器 116

7.2.1掺铒光纤放大器的工作原理 117

7.2.2掺铒光纤放大器的结构 118

7.2.3EDFA的重要指标 120

7.2.4掺铒光纤放大器的系统应用 121

7.2.5掺铒光纤放大器的优缺点 123

7.3光纤喇曼放大器 123

7.3.1光纤喇曼放大器的工作原理 124

7.3.2光纤喇曼放大器的结构 124

7.3.3光纤喇曼放大器的性能 125

7.3.4光纤喇曼放大器的系统应用 126

7.3.5光纤喇曼放大器的优缺点 127

7.4其他光放大器 128

7.4.1光纤布里渊放大器 128

7.4.2半导体光放大器 128

7.4.3掺铒波导光放大器 129

小结 129

复习思考题 129

第八章 光复用技术 131

8.1光复用技术的基本概念 131

8.2光时分复用技术 133

8.2.1比特交错光时分复用 134

8.2.2分组交错光时分复用 135

8.3密集波分复用技术 138

8.3.1WDM系统基本类型 139

8.3.2WDM系统基本结构与工作原理 142

8.4密集波分复用系统的非线性串扰 143

8.4.1受激喇曼散射串扰 144

8.4.2受激布里渊散射串扰 144

8.4.3自相位调制和交叉相位调制 145

8.4.4四波混频 146

小结 147

复习思考题 147

第九章 光纤通信系统设计 149

9.1概述 149

9.2模拟光纤通信系统 149

9.2.1系统主要性能指标 150

9.2.2传输距离设计 153

9.3数字光纤通信系统 154

9.3.1主要性能指标 155

9.3.2系统设计 162

小结 172

复习思考题 173

第十章 光纤通信新技术 174

10.1相干光通信 174

10.1.1相干光通信技术基本原理及发展 174

10.1.2相干光通信关键技术 175

10.2光孤子通信技术 178

10.2.1光孤子通信技术的基本原理 178

10.2.2光孤子通信技术的新进展 182

10.3全光通信网 187

10.3.1全光网概述 187

10.3.2全光网关键技术 188

小结 191

复习思考题 191

附录 英文缩写对照表 192

参考文献 196