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第1章 导论 1

1.1光纤通信的基本概念 1

1.2光纤通信发展历史 2

1.2.1光纤的发展 2

1.2.2光纤通信系统的发展 3

1.3光纤通信系统的基本组成 4

1.4我国光纤通信的发展 7

1.4.1我国光通信的历程 7

1.4.2我国光纤通信现状 8

1.5光纤通信的特点与应用 9

1.5.1光纤通信的特点 9

1.5.2光纤通信的应用 10

1.6光纤通信发展趋势 11

1.6.1光纤、光缆发展趋势 11

1.6.2光纤通信系统高速化发展趋势 12

1.6.3光纤通信网络发展趋势 12

小结 13

思考与练习 13

第2章 光纤与光缆 14

2.1光纤的结构与分类 14

2.1.1光纤的结构 14

2.1.2光纤的分类 15

2.1.3光纤的制造工艺 17

2.2光纤的传输原理 17

2.2.1射线理论分析光纤的传输原理 18

2.2.2波动理论分析光纤的传输原理 21

2.3光纤的传输特性 28

2.3.1光纤的损耗特性 28

2.3.2光纤的色散特性 31

2.3.3光纤的非线性效应 33

2.4单模光纤的种类及性能参数 35

2.4.1光纤的主要性能参数 35

2.4.2单模光纤种类 35

2.5光纤接续 37

2.6光缆 38

2.6.1光缆的基本结构 38

2.6.2光缆的分类 39

小结 40

思考与练习 41

第3章 光源和光发送机 42

3.1光纤通信用光源 42

3.1.1半导体光源的发光机理 42

3.1.2半导体发光二极管 53

3.1.3半导体激光二极管 59

3.2光发送机 87

3.2.1光发送机的基本组成 87

3.2.2光发送机的主要技术要求 88

3.2.3光发送机设计 89

3.3光源与光纤的耦合 95

3.3.1光源与光纤耦合效率的计算 96

3.3.2影响光源与光纤耦合效率的主要因素及提高耦合效率的方法 99

小结 100

思考与练习 101

第4章 光检测器与光接收机 103

4.1光检测器 103

4.1.1光电探测原理 103

4.1.2 PD和PIN光电二极管 105

4.1.3雪崩光电二极管 108

4.1.4响应带宽 109

4.1.5新型APD结构 111

4.1.6 MSM光电探测器 113

4.2光接收机 113

4.2.1光接收机的组成 114

4.2.2光接收机的性能指标 117

4.2.3光接收机的噪声和信噪比 118

4.2.4光接收机误码率和灵敏度 121

4.2.5光接收机性能 126

4.3光中继器 126

小结 127

思考与练习 128

第5章 光无源器件 130

5.1光纤连接器 130

5.1.1光纤连接器的性能 130

5.1.2光纤连接器的一般结构 131

5.1.3影响单模光纤连接损耗的因素 133

5.1.4光纤连接器分类 134

5.1.5光纤固定连接方式 137

5.2光耦合器 137

5.2.1光耦合器的性能参数 138

5.2.2各种光耦合器 139

5.3光开关 141

5.3.1光开关的作用 141

5.3.2光开关的种类 142

5.4光调制器 146

5.5光隔离器 147

5.6光衰减器 148

5.6.1光衰减器的分类及性能指标 148

5.6.2光衰减器的工作原理 149

小结 152

思考与练习 153

第6章 光放大及色散补偿技术 154

6.1光放大器的作用与一般特性 154

6.1.1光放大器的作用 154

6.1.2光放大器的工作性能 155

6.2光放大器的分类 157

6.2.1半导体光放大器 157

6.2.2非线性光纤放大器 157

6.2.3掺铒光纤放大器 157

6.3掺铒光纤放大器 157

6.3.1 EDFA的结构与工作原理 158

6.3.2 EDFA的主要特性参数 160

6.3.3 EDFA的主要优缺点 161

6.3.4 EDFA在光纤通信系统中的应用 162

6.4拉曼光纤放大器 164

6.4.1拉曼光纤放大器的工作机理 164

6.4.2拉曼光纤放大器的优缺点 164

6.4.3拉曼光纤放大器的种类 165

6.5色散补偿技术 167

6.5.1色散补偿原理 167

6.5.2无源色散补偿 168

6.5.3前补偿技术 169

6.5.4偏振模色散及其补偿技术 171

6.5.5 SPM及其补偿技术 173

小结 174

思考与练习 175

第7章 光波分复用技术 176

7.1波分复用原理 176

7.1.1光波分复用技术定义 176

7.1.2光波分复用系统的基本形式 180

7.1.3光波分复用技术特点 181

7.1.4光波长区的分配 183

7.2光波分复用器 185

7.2.1光波分复用器的主要性能参数 185

7.2.2光波分复用器的要求 186

7.2.3光波分复用器的类型 186

小结 191

思考与练习 192

第8章 光纤通信系统性能与设计 193

8.1两种数字传输体系 193

8.1.1准同步数字体系 193

8.1.2同步数字体系 194

8.2系统的性能指标 195

8.2.1误码性能 195

8.2.2抖动性能 196

8.3系统结构 197

8.3.1点到点连接 197

8.3.2广播和分配网 198

8.3.3局域网 198

8.4光纤损耗和色散对系统性能的影响 199

8.4.1损耗限制系统 199

8.4.2色散限制系统 200

8.5光纤通信系统的设计 201

8.5.1功率预算 201

8.5.2上升时间预算 202

8.5.3色散预算 203

8.5.4系统功率代价 204

小结 207

思考与练习 208

第9章 光纤通信新技术 209

9.1相干光通信技术 209

9.1.1相干光通信的基本工作原理 209

9.1.2相干光通信系统的组成 210

9.1.3相干光通信的优点 211

9.1.4相干光通信的关键技术 212

9.2光孤子通信技术 213

9.2.1光孤立子产生的机理 214

9.2.2光孤子通信 215

9.2.3光孤子通信优点及关键技术 216

9.2.4光孤子通信应用前景 217

9.3光交换技术 218

9.3.1光交换技术的特点 218

9.3.2空分光交换 219

9.3.3时分光交换 219

9.3.4波分光交换 220

9.4全光通信网 221

9.4.1全光通信网的概念 221

9.4.2全光通信网的结构与特点 223

9.4.3全光通信网的相关技术 224

9.4.4 OADM在中国高速信息示范网中的应用 225

9.5量子通信 228

9.5.1量子纠缠和量子隐形传态 228

9.5.2量子密码术 229

9.5.3量子密钥分配协议 229

9.5.4量子通信的优点及应用前景 230

9.5.5国内外量子通信研究现状及发展方向 232

小结 233

思考与练习 234

参考文献 235