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1光纤通信概述 1

1.1光纤通信的发展简况 1

1.2光纤通信系统的基本组成 4

1.3光纤通信的特点 5

习题1 6

2光纤的结构及其传输理论 7

2.1光纤的结构、分类及外特性 7

2.1.1 光纤的结构 7

2.1.2光纤的种类 8

2.1.3光纤的外特性参量 9

2.2阶跃光纤导波理论 10

2.2.1 阶跃光纤的导光原理 10

2.2.2阶跃光纤的波动理论 11

2.3渐变光纤传输理论 27

2.3.1光射线理论分析 27

2.3.2平方律折射率分布光纤中的场解 31

2.3.3模式数量 34

2.4.1 导波传输 36

2.4单模光纤 36

2.4.2单模光纤的等效近似分析法 37

习题2 41

3光纤的传输特性 43

3.1光纤的损耗特性 43

3.1.1衰减系数 43

3.1.2损耗的原因及其分类 44

3.2光纤的色散特性及传输带宽 47

3.2.2光纤色散的量度方法 48

3.2.1 色散的分类 48

3.2.3模内色散 49

3.2.4光纤的传输带宽 57

3.3单模光纤的双折射及偏振特性 60

3.3.1 单模光纤的双折射 60

3.3.2双折射对光纤传输特性的影响 61

3.3.3线双折射的参量 62

3.4光纤的非线性效应及其对传输特性的影响 63

3.4.1 自相位调制和交叉相位调制 64

3.4.2四波混频与参量放大 65

3.4.3受激喇曼散射和受激布里渊散射 66

习题3 68

4.1光纤连接技术及光纤连接器 70

4光波系统的无源器件 70

4.1.1 光纤连接器的基本结构 71

4.1.2光纤连接损耗 73

4.2光耦合器 76

4.2.1微光元件型耦合器 76

4.2.2全光纤型耦合器 77

4.2.3集成光波导型耦合器 80

4.2.4光耦合器的特性参数 81

4.3.1熔融拉锥全光纤型 82

4.3光波分复用器 82

4.3.2干涉滤波器型 83

4.3.3光栅型 84

4.4光隔离器 87

4.5光开关 88

4.6光衰减器 90

4.7光偏振控制器 92

习题4 93

5.1.1 光的吸收与发射 94

5.1半导体光源的物理基础 94

5光源和光发射机 94

5.1.2半导体的光发射 97

5.2发光二极管 104

5.2.1 半导体发光二极管的结构和原理 104

5.2.2发光二极管的工作特性 106

5.3半导体激光器 110

5.3.1半导体激光器的构成和原理 111

5.3.2半导体激光器的工作特性 114

5.3.3半导体激光器的瞬态特性 120

5.4单纵模激光器 127

5.4.1 单纵模激光器的主要类型 128

5.4.2分布反馈半导体激光器 128

5.4.3耦合腔半导体激光器 130

5.5光发射机 131

5.5.1 光源的调制 132

5.5.2模拟驱动电路 134

5.5.3数字驱动电路 137

5.5.4激光器的控制电路 141

5.5.5光源的保护 145

5.6光源与光纤的耦合 147

5.7光源的外调制 150

5.7.1 电光效应与电光调制 151

5.7.2声光效应及声光调制 155

5.7.3磁光效应及磁光调制 157

习题5 159

6光检测器和光接收机 160

6.1 概述 160

6.2光电检测器 161

6.2.1 半导体光电检测器的工作原理 162

6.2.2光电检测器的主要特性 169

6.3光接收机的基本组成 176

6.3.1 光接收机的前置放大器 176

6.3.2光接收机的线性通道 178

6.3.3数据恢复电路 182

6.3.4集成光接收机 183

6.4光接收机的噪声 184

6.4.1 光接收机噪声的来源 184

6.4.2光电检测器的噪声 186

6.4.3热噪声 188

6.4.4光接收机的信噪比 189

6.5数字接收机的灵敏度 191

6.5.1 误码率 191

6.5.2灵敏度 194

6.5.3光接收机的灵敏度极限——量子极限 196

6.6动态范围和自动增益控制 197

6.6.1 光接收机的动态范围 197

6.6.2 自动增益控制 198

习题6 199

7.1 光中继器 200

7光中继器和光放大器 200

7.2光放大器的分类 201

7.2.1半导体光放大器 201

7.2.2非线性光纤放大器 202

7.2.3掺杂光纤放大器 203

7.3掺铒光纤放大器 204

7.3.1 EDFA的基本结构 204

7.3.2 EDFA的工作原理 205

7.3.3 EDFA的速率和传输方程模型 206

7.3.4EDFA的主要特性参量 209

7.3.5 EDFA的应用 215

7.3.6 EDFA的发展方向 219

习题7 221

8光纤通信系统 222

8.1数字光纤通信系统 222

8.1.1 系统的主要性能指标 222

8.1.2 系统的设计 229

8.1.3光纤线路码型 233

8.1.4 光纤通信的同步数字系列 237

8.2相干光纤通信系统 243

8.2.1 相干光纤通信的构成及相干检测原理 243

8.2.2调制与解调方式 245

8.2.3相干光接收机的信噪比、误码率和灵敏度 250

8.2.4相干光纤通信的优点及关键技术 252

8.3光孤子通信系统 258

8.3.1光孤子形成机理 258

8.3.2光孤子的特性 260

8.3.3光孤子通信系统 263

8.4.1 光波分复用系统 267

8.4多信道复用光纤通信系统 267

8.4.2频分复用 274

8.4.3光时分复用 275

8.4.4光码分复用 277

8.4.5 空分复用 279

8.4.6副载波复用 280

习题8 284

9.1通信网概述 286

9.1.1 通信网络及其分类 286

9光纤通信网络 286

9.1.2 光网络的光连接和分层结构 289

9.2光纤接入网 292

9.2.1接入网的简述 292

9.2.2光接入网 297

9.3全光网络 302

9.3.1 全光网络的概念及特点 302

9.3.2全光网络的结构 304

9.3.3全光网络的基本技术 306

习题9 315

参考文献 316