光网络单元 光数据通信基础与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

第2章 光 6

2.1 什么是光？ 6

2.2 波粒二象性 7

2.2.1 波动理论 8

2.2.2 射线模型 10

2.3 电磁波的功率与能量 11

第3章 光纤 14

3.1 光在波导中的传播 14

3.1.1 平板波导的导光机理 14

3.1.2 光纤中的导行波 15

3.2 光纤中光的传播，多模和单模光纤 18

3.2.1 制作光纤的玻璃 18

3.2.2 光在光纤中的传播，接收角和数值孔径 18

3.2.3 光纤中的横模，模式混合 20

3.2.4 光纤的单模条件和截止波长 26

3.2.5 模场直径 27

3.3 光纤的衰减 28

3.3.1 紫外吸收 28

3.3.2 瑞利散射 28

3.3.3 水分子的吸收 29

3.3.4 红外吸收 30

3.3.5 光纤衰减系数随波长的变化 31

3.4 光纤色散与色散补偿 32

3.4.1 色散的概念及其影响 32

3.4.2 色散机理 35

3.4.3 光纤类型 46

第4章 光纤连接，耦合器与光开关 49

4.1 光纤的连接和熔接 49

4.1.1 光纤熔接 49

4.1.2 光纤连接器 50

4.2 光耦合器和光开关 52

4.2.1 光耦合器 52

4.2.2 耦合器的类型 54

4.2.3 光开关 58

第5章 光发射机 67

5.1 半导体光发射机的基本组成 67

5.2 有源介质 69

5.2.1 半导体的能带结构，直接和间接跃迁 69

5.2.2 材料选择 70

5.2.3 半导体的辐射发光，LED 72

5.2.4 半导体光发射机的基本结构 76

5.3 谐振腔 78

5.3.1 FP激光器 79

5.3.2 动态单纵模激光器（DSM） 81

5.4 激光器的特性 83

5.4.1 P-I特性，温度稳定性和老化 83

5.4.2 半导体激光器的光谱 84

5.4.3 辐射特性 84

5.5 光网络中激光器的选择 85

5.5.1 具有DFB谐振腔的MQW激光器——边发射发光二极管 85

5.5.2 垂直腔面发射激光器（VCSEL） 88

第6章 激光的调制 90

6.1 激光调制的概念 90

6.2 光通信中的调制方法 91

6.2.1 幅度调制（AM），功率调制 91

6.2.2 脉冲幅度调制（PAM） 91

6.2.3 脉冲位置调制（PPM） 91

6.2.4 脉冲编码调制（PCM） 92

6.3 半导体激光器的直接调制 93

6.4 半导体激光器的间接调制 98

6.4.1 相位和频率调制 99

6.4.2 强度或功率调制 99

第7章 光接收机 102

7.1 光接收机的基本工作原理 102

7.2 PIN光电二极管 104

7.3 雪崩光电二极管（APD） 105

7.4 接收机的噪声，误码率 107

7.4.1 散粒噪声 108

7.4.2 强度噪声 109

7.4.3 热嗓声（奈奎斯特噪声） 109

7.4.4 倍增噪声 110

7.4.5 误码率 111

7.4.6 光外差接收 112

第8章 光网络元件 115

8.1 光放大器 115

8.1.1 EDFA 115

8.1.2 ROA 122

8.1.3 SOA 126

8.2 复用／解复用器（MUX/DEMUX） 129

8.2.1 用于波长MUX/DEMUX的光学滤波器 129

8.2.2 OADM 135

8.2.3 OXC 137

第9章 光纤与光通信系统的测量 139

9.1 光纤测量 139

9.1.1 折射率分布的测量 139

9.1.2 光纤衰减的测量 140

9.1.3 色散测量 144

9.2 数据传输性能的测量 146

9.2.1 BER测量，接收机的灵敏度 146

9.2.2 眼图 147

第10章 光纤的非线性效应 150

10.1 光学非线性效应 151

10.2 光纤中的非线性效应 152

10.2.1 光纤中的非线性散射 153

10.2.2 光纤中的三阶非线性效应，四波混频 154

10.3 光纤中的啁啾 155

10.4 基于非线性的偏振色散管理 157

10.4.1 减小啁啾 157

10.4.2 啁啾的利用 158

10.5 有源色散补偿 160

10.6 光孤子 161

第11章 无源与有源光网络 164

11.1 通信拓扑 166

11.2 复用方式 168

11.2.1 空分复用 169

11.2.2 时分复用 169

11.2.3 波分复用 171

11.3 WDM系统 177

11.4 信号再生 178

练习解答 180

参考文献 184