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上篇基础篇 2

第1章 光通信概论 2

1.1 光通信的基本概念 2

1.1.1 通信的基本概念 2

1.1.2 光通信的概念 3

1.1.3 光纤通信系统的构成 4

1.2 光纤通信的发展历史 4

习题 7

第2章 光纤 8

2.1 光纤的结构、类型 8

2.1.1 光纤的结构 8

2.1.2 光纤的类型 8

2.2 光纤的射线分析 10

2.2.1 光在介质中的传播规律 10

2.2.2 阶跃光纤射线分析 10

2.2.3 渐变光纤射线分析 13

2.3 光纤传输特性 14

2.3.1 光纤损耗特性 14

2.3.2 光纤色散 17

2.3.3 光纤的非线性 20

2.4 光纤的制造、光缆 21

2.4.1 光纤的制造 21

2.4.2 光缆 24

2.5 ITU建议 28

2.5.1 G.651光纤 28

2.5.2 G.652光纤 28

2.5.3 G.653光纤 29

2.5.4 G.654光纤 29

2.5.5 G.655光纤 29

2.5.6 G.656光纤 29

2.5.7 G.657光纤 30

习题 30

第3章 光发射和光接收 31

3.1 光源与光发射机 31

3.1.1 光纤通信对光源的要求 31

3.1.2 半导体激光器（LD）及其特性 32

3.1.3 半导体发光二极管（LED）及其特性 37

3.1.4 光发射机及其性能参数 39

3.2 光电检测器和光接收机 42

3.2.1 光纤通信对光电检测器的要求 42

3.2.2 光电检测器类型 43

3.2.3 光电检测器性能参数 44

3.2.4 光接收机的组成原理和性能 45

习题 48

第4章 线路器件与技术 50

4.1 线路器件 50

4.1.1 光隔离器 50

4.1.2 光环行器 52

4.1.3 光纤连接器 52

4.1.4 光耦合器 56

4.1.5 光纤光栅 57

4.1.6 光衰减器 61

4.1.7 光开关 62

4.1.8 光调制器 64

4.2 线路技术 64

4.2.1 光复用技术 64

4.2.2 光放大技术 69

4.2.3 色散补偿技术 72

习题 74

第5章 系统和网络 75

5.1 数字光纤通信系统 75

5.1.1 点对点的数字光纤通信系统的组成 75

5.1.2 光线路编码 77

5.1.3 光纤通信系统的监控系统 79

5.1.4 系统的性能指标 79

5.1.5 系统中继距离的设计 83

5.2 光传输网 84

5.2.1 光纤传输系统的网络拓扑结构 85

5.2.2 SDH系统与网络 86

5.2.3 WDM系统与网络 89

5.2.4 OTN系统与网络 92

5.3 光接入网 95

5.3.1 接入网定义 95

5.3.2 无源光接入网 96

5.3.3 有源光接入网 97

习题 97

下篇 提高篇 99

第6章 光器件技术 99

6.1 光源 99

6.1.1 激光物理基础 99

6.1.2 半导体激光二极管 100

6.1.3 半导体发光二极管 104

6.2 半导体光电二极管 106

6.2.1 PN光电二极管 106

6.2.2 PIN光电二极管 106

6.2.3 APD光电二极管 107

6.3 光放大器 107

6.3.1 半导体光放大器（SOA） 107

6.3.2 掺铒光纤放大器（EDFA） 108

6.3.3 拉曼光纤放大器 112

6.3.4 布里渊光纤放大器 114

6.4 光隔离器、光环行器 114

6.4.1 偏振态的控制 114

6.4.2 光隔离器 115

6.4.3 光环行器 117

6.5 光耦合器 119

6.5.1 光学分束型光耦合器 120

6.5.2 消逝场耦合型光耦合器 120

6.6 波分复用器 122

6.6.1 色散型波分复用器 122

6.6.2 阵列波导光栅（AWG） 123

6.6.3 干涉滤波片型波分复用器 123

6.6.4 熔锥型波分复用器 124

6.6.5 光梳状滤波器（Interlever） 124

6.6.6 其他类型 125

6.7 光纤光栅 125

6.7.1 光纤光栅的制作 125

6.7.2 光纤光栅的工作原理 127

6.8 电光调制器 129

习题 132

第7章 光传输网 133

7.1 SDH系统 133

7.1.1 SDH的速率与帧结构 134

7.1.2 SDH的复用结构 136

7.1.3 139.2 64Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 137

7.1.4 34.3 68Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 141

7.1.5 2.048Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 143

7.1.6 虚容器的级联 145

7.1.7 SDH的开销字节 148

7.1.8 SDH的设备功能块 152

7.1.9 SDH的网同步 158

7.1.10 SDH的分层结构 161

7.1.11 SDH的网管系统 168

7.2 基于SDH的多业务传送平台 169

7.2.1 MSTP技术的工作原理 169

7.2.2 MSTP技术的关键技术 170

7.2.3 MSTP的应用 173

7.3 WDM系统 175

7.3.1 波分复用系统的工作原理 175

7.3.2 DWDM系统的组成 177

7.4 OTN系统 179

7.4.1 OTN的概念 179

7.4.2 OTN的分层结构 180

7.4.3 OTN的速率等级与帧结构 182

7.4.4 OTN的开销 184

7.4.5 OTN的映射与复用结构 188

7.4.6 OTN的设备 192

7.4.7 OTN的组网与应用 197

习题 199

第8章 光接入网系统 201

8.1 概述 201

8.2 无源光网络（PON） 203

8.2.1 无源光网络（PON）的拓扑结构 203

8.2.2 无源光网络（PON）的关键技术 205

8.2.3 APON技术 206

8.2.4 EPON技术 207

8.2.5 GPON技术 207

8.2.6 PON的技术比较 208

8.3 有源光接入网 210

8.4 EPON设备的应用实例 210

习题 211

参考文献 212