光纤通信系统 3版PDF电子书下载

第1章 光纤的传输理论 1

1.1光纤的基本性质 1

1.1.1光纤的结构、分类和光的传输 1

1.1.2光纤的传输性质 7

1.2介质平板波导 11

1.2.1基本波导方程式 12

1.2.2对称介质平板波导的传输模式 14

1.2.3介质板波导中的多模群时延 22

1.3阶跃折射率光纤的模式理论 23

1.3.1圆柱坐标系中的波导方程式 23

1.3.2阶跃折射率光纤中波动方程的解 25

1.3.3近似解——LP模 32

1.4渐变折射率光纤的近似分析 39

1.4.1渐变折射率光纤的近似解 39

1.4.2渐变折射率光纤特性的WKBJ法分析 44

1.5单模光纤 50

1.5.1单模光纤的基本分析 50

1.5.2单模光纤的结构 52

1.5.3单模光纤的频率色散 53

1.5.4单模光纤的极化 56

1.5.5单模光纤的发展与演变 58

小结 60

习题 61

第2章 光源和光调制 64

2.1激光原理的基础知识 64

2.1.1原子能级的跃迁 64

2.1.2半导体中载流子的统计分布 68

2.1.3 PN结的能带 71

2.2半导体激光哭 器和发光二极管 74

2.2.1半导体激光器 74

2.2.2 F-P腔半导体激光器的结构与分类 76

2.2.3量子阱半导体激光器 80

2.2.4分布反馈激光器 81

2.2.5发光二极管 86

2.3半导体激光器的模式性质 88

2.3.1厄密-高斯模式的解 89

2.3.2激光器的纵模 91

2.3.3激光器的横模 97

2.4半导体激光器的瞬态性质 97

2.4.1瞬态过程 99

2.4.2速率方程组及其解 100

2.4.3自脉动现象 107

2.5半导体激光器的直接调制和光发射机 109

2.5.1光源的调制方式 110

2.5.2光源的直接调制原理 110

2.5.3激光发射机 112

2.6光源的间接调制 118

2.6.1电光调制 119

2.6.2铌酸锂M-Z电光调制器 128

2.6.3电吸收调制器 131

小结 132

习题 133

第3章 光接收机 136

3.1光电检测器 137

3.1.1光电二极管 137

3.1.2雪崩光电二极管 142

3.2放大器及其电路的噪声 148

3.2.1噪声分析的一般方法 149

3.2.2放大器输入端的噪声源 151

3.2.3场效应管和双极晶体管的噪声源 154

3.2.4前置放大器的设计 157

3.3光电检测过程的统计性质及灵敏度的精确计算 160

3.3.1灵敏度计算的一般方法 160

3.3.2雪崩光电检测过程的统计分布 161

3.3.3接收机灵敏度的精确计算方法 162

3.4灵敏度计算的高斯近似法 166

3.4.1光电检测器散粒噪声的计算 166

3.4.2高斯近似计算公式及其推导过程 168

3.4.3接收机灵敏度与z、B、a、EXT等因素的关系 175

3.4.4高斯近似计算的误差估计 181

3.4.5激光器和光纤系统的噪声 183

3.5光接收机的均衡网络、自动增益控制电路和再生电路 190

3.5.1码间干扰问题与均衡滤波电路 190

3.5.2接收机的动态范围和自动增益控制电路 193

3.5.3再生电路 198

小结 203

习题 205

第4章 光纤通信系统 208

4.1数字光纤通信系统 208

4.1.1数字光纤通信系统的组成 208

4.1.2系统性能及其测试 218

4.2光同步数字传输网 224

4.2.1 SDH的帧结构 225

4.2.2 SDH的复用映射结构 227

4.2.3 SDH传送网的网络结构 229

4.3光纤通信系统的总体设计 236

4.3.1系统的总体考虑 236

4.3.2设计方法 239

4.3.3功率预算和色散预算 240

4.4光放大器 243

4.4.1光放大器的发展概况与基本类型 243

4.4.2 EDFA的工作原理和基本性能 245

4.4.3光纤喇曼放大器 253

4.5波分复用系统 259

4.5.1 WDM光纤通信系统的构成和概况 259

4.5.2复用、解复用器件 261

4.5.3 WDM系统的设计 273

4.6相干光通信系统 275

4.6.1相干检测和混频原理 276

4.6.2相干光通信系统的组成 278

4.6.3相位噪声对相干光通信的影响 279

4.6.4 DSP技术在相于通信中的应用 280

4.7光载无线通信系统 281

4.7.1 RoF的应用领域 281

4.7.2 RoF信号的传输技术 282

4.7.3光载毫米波通信 285

4.7.4光载OFDM 287

小结 288

习题 289

第5章WDM光网络 292

5.1光交换技术 292

5.1.1空分光交换 292

5.1.2时分光交换 299

5.1.3波分光交换 302

5.1.4复合光交换 305

5.2光网络的发展概况和网络类型 306

5.2.1分组光交换网络 307

5.2.2 WDM光网络 308

5.2.3光标记交换 309

5.2.4光突发交换技术 312

5.3全光通信网 315

5.3.1光传送网的体系结构 315

5.3.2光交叉连接节点结构 319

5.3.3光分插复用器和WDM环形自愈网 328

5.3.4格形网和路由波长优化算法 334

5.3.5 WDM全光网中的同频串扰 337

5.4自动交换光网络 340

5.4.1 ASON网络体系结构 340

5.4.2 ASON网络控制平面结构 342

5.4.3 ASON中的路由问题 346

5.4.4 ASON在城域网络的应用 348

5.5光分组传送网 354

5.5.1 MPLS-TP的网络功能架构 355

5.5.2 MPLS-TP的业务适配和数据转发 357

5.5.3 OTN和PTN的联合组网 358

5.6无源光网络 359

5.6.1 PON的发展历史 360

5.6.2 TDM-PON的关键技术 361

5.6.3 NG-PON 363

5.7光时分复用技术 366

小结 369

习题 370

第6章 大容量、长距离光纤传输的支撑技术 371

6.1大容量、长距离光纤传输系统及其支撑技术概述 371

6.1.1大容量、长距离光纤传输系统概况 371

6.1.2大容量、长距离光纤传输系统的主要支撑技术 372

6.2非线性光学效应及其对光纤通信的影响 375

6.2.1非线性光学效应 375

6.2.2受激散射及其对光纤通信的影响 378

6.2.3非线性折射率调制引起的非线性光学效应 381

6.2.4非线性光学效应的抑制与补偿 382

6.2.5光孤子通信 385

6.3色散补偿技术 387

6.3.1单模光纤中的色散 387

6.3.2半导体激光器的调制特性 388

6.3.3色散补偿方案 388

6.4扩充传输容量的新技术 393

6.4.1新型调制格式 393

6.4.2基于全光OFDM技术的超级信道 399

6.4.3空分复用技术 402

小结 407

习题 407

附录 409

附录1贝塞尔方程及其性质 409

附录2两平行介质波导中简并模的耦合 414

参考文献 416