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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 我国光纤通信的历程 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 DPSK信号的准相干检测 210

9.1.3 相干光通信系统的组成 211

9.1.4 相干光通信的优点 212

9.1.5 相干光通信的关键技术 213

9.2 光孤子通信技术 214

9.2.1 光孤立子产生的机理 215

9.2.2 光孤子通信 216

9.2.3 光孤子通信优点及关键技术 217

9.2.4 光孤子通信应用前景 218

9.3 ROF系统 219

9.3.1 ROF系统概述 219

9.3.2 ROF系统关键技术 222

9.4 量子通信 232

9.4.1 量子纠缠和量子隐形传态 233

9.4.2 量子密码术 233

9.4.3 量子密钥分配协议 234

9.4.4 量子通信的优点及应用前景 235

9.4.5 国内外量子通信研究现状及发展方向 236

小结 237

思考与练习 239

第10章 光网络 240

10.1 光网络及其发展 240

10.1.1 光网络的基本概念与构成 240

10.1.2 光网络的相关技术 242

10.1.3 光网络的发展 243

10.2 光交换技术 245

10.2.1 光路交换技术 246

10.2.2 光分组交换技术 248

10.2.3 光突发交换技术 250

10.2.4 光标记交换技术 251

10.3 光传送网（OTN） 252

10.3.1 OTN的分层结构 252

10.3.2 OTN的复用映射 253

10.4 自动交换光网络（ASON） 254

10.4.1 ASON的基本原理 254

10.4.2 ASON的体系结构 256

10.5 波长交换光网络 259

10.6 分组传送网（PTN） 261

参考文献 264