光纤通信原理与技术PDF电子书下载

第1章绪论 1

1.1光纤通信技术的发展概况 1

目 录 1

1.2光纤通信的特点和应用 3

1.3光纤通信系统的分类 5

1.4光纤通信系统的基本组成 6

习题 7

2.1光纤的射线理论分析 8

2.1.1 阶跃折射率分布光纤 8

第2章光纤传输理论及特性 8

2.1.2 渐变折射率分布光纤 9

2.2光纤的波动光学理论 10

2.2.1 麦克斯韦方程组 10

2.2.2 波动方程 11

2.2.3 阶跃光纤的波动方程 12

2.2.4模式方程 13

2.2.5线偏振模 15

2.2.6 阶跃折射率光纤中的功率流 16

2.2.7 单模光纤 18

2.3.1 色散的定义及对通信容量的限制 19

2.3光纤的色散 19

2.3.2 材料色散 20

2.3.3 波导色散 20

2.3.4 单模光纤的波导色散 22

2.3.5偏振模色散 22

2.3.6 高阶色散 23

2.4光纤的损耗 23

2.4.1 光纤的衰减系数 23

2.4.2 衰减机理 24

2.5.1 光纤制造工艺 25

2.5光纤、光缆的制造 25

2.5.2光缆的结构 28

习题 30

第3章光通信用无源器件 31

3.1光纤连接器 31

3.1.1 连接器的技术指标及改进方法 31

3.1.2连接器的结构 34

3.2光纤耦合器 35

3.2.1 光纤耦合器的技术参数 36

3.2.2 光纤耦合器的工作原理 36

3.3复用器／解复用器 40

3.3.1 波分复用器／解复用器的性能指标 40

3.3.2 波分复用器／解复用器 41

3.3.3 光分插复用器（OADM） 51

3.4偏振控制器 52

3.5光隔离器与环行器 54

3.5.1 原理及结构 54

3.5.2 光隔离器的性能 57

3.5.3 光环行器 60

习题 60

第4章光发送机 62

4.1半导体光源的物理基础 62

4.2.2 基本结构 64

4.2发光二极管 64

4.2.1 工作原理 64

4.2.3 LED的特性 65

4.3半导体激光器 66

4.3.1 光学谐振腔与激光器的阈值条件 66

4.3.2 半导体激光器的结构 68

4.3.3 半导体激光器的特性 69

4.4单纵模激光器 70

4.4.1分布反馈激光器 71

4.4.2 分布Bragg反射激光器（DBR-LD） 73

4.4.3 光纤光栅外腔半导体激光器 74

4.5光发送机 77

4.5.1调制方法 78

4.5.2控制电路 82

4.5.3 光源与光纤的耦合及组件 84

4.5.4 线路编码 85

习题 89

第5章光接收机 90

5.1光电检测器 90

5.1.1 半导体光电检测器的物理基础 90

5.1.2 PN光电二极管 91

5.1.3 PIN光电二极管 92

5.1.4 雪崩光电二极管（APD） 93

5.2光接收机的电路 95

5.2.1 前置放大器 95

5.2.2 线性通道 96

5.2.3数据重建电路 96

5.2.4 自动增益控制 96

5.3光接收机的噪声 97

5.3.1 光接收机的噪声源 97

5.3.2 光接收机的信噪比（SNR） 99

5.4.1误码率 100

5.4数字光接收机的灵敏度 100

5.4.2最小接收光功率 102

5.4.3 量子限 102

5.4.4 光接收机灵敏度的恶化 103

5.5数字光纤通信系统的设计 104

5.5.1功率预算 105

5.5.2 上升时间预算 105

5.5.3 色散预算 106

习题 107

6.1.1 时分复用的概念 108

6.1时分复用系统 108

第6章多信道光通信系统 108

6.1.2 色散补偿技术 111

6.2波分复用系统 116

6.2.1 波分复用（WDM）原理与结构 116

6.2.2 WDM系统光纤选型 120

6.2.3 光纤中的非线性效应及解决方案 121

6.2.4光交叉波分复用器（Interleaver） 125

6.3 光码分复用（OCDM） 134

6.3.1 光正交码 135

6.3.2光编／解码器 137

6.3.3OCDM其他技术 140

6.3.4 OCDM在光纤局域网中的应用 140

6.3.5 OCDM的特点 141

6.4光时分复用（OTDM）技术 141

6.4.1 光时分复用（OTDM）的概念 141

6.4.2 全光时分复用 142

6.4.3 全光时分解复用 144

6.4.4超短光脉冲源 145

6.4.6 OTDM的应用前景 146

6.4.5全光时钟提取 146

6.5副载波复用光波系统 147

6.5.1 副载波复用光波系统的基本原理 147

6.5.2 副载波调制光波系统的性能分析 148

习题 150

第7章光放大器 151

7.1光放大器的原理与一般特性 151

7.1.1 光放大器的原理 151

7.1.2光增益谱宽与带宽 152

7.1.3 增益饱和 153

7.1.4放大器噪声 153

7.2.1放大器原理 154

7.2半导体光放大器 154

7.2.2放大器特性 156

7.3掺铒光纤放大器（EDFA） 158

7.3.1 EDFA原理与特性 158

7.3.2 EDFA的小信号增益与饱和特性 160

7.3.3 EDFA的实现 162

7.3.4 EDFA的应用 163

7.3.5 自动增益控制技术 164

7.3.6增益平坦技术 168

7.4.1 喇曼增益谱 171

7.4光纤喇曼放大器（RFA） 171

7.4.2 喇曼阈值 172

7.4.3 光纤喇曼放大器的结构与理论分析 173

7.4.4 光纤喇曼放大器的特点及应用 176

习题 177

第8章光纤通信新技术 178

8.1相干光通信技术 178

8.1.1 相干光通信的概念 178

8.1.2 相干光通信技术的基本原理 178

8.1.3 光发射机 180

8.1.4 光接收机 181

8.1.5误码率和接收机灵敏度 183

8.1.6 相干光通信系统中的几个技术问题 184

8.2光孤子通信 188

8.2.1 光孤子的物理概念 188

8.2.2 光孤子通信原理 191

8.2.3 光孤子通信的一些典型系统 194

8.3光交换与光交叉连接技术 196

8.3.1 光交换技术 196

8.3.2光交叉连接技术 198

8.4全光波长转换技术 199

8.4.1 波长转换技术在全光网络中的作用 200

8.4.2波长转换技术 201

8.4.3 全光波长转换技术 202

8.5 MOEMS光开关 208

8.5.1传统光开关 208

8.5.2 MOEMS器件特点 209

8.5.3 MOEMS光开关的基本原理及特点 210

8.5.4 典型的MOEMS光开关的基本原理及特点 211

8.5.5 MOEMS材料、工艺、组装技术 214

习题 216

附录英文缩写对照表 217

参考文献 221