光纤通信简明教程PDF电子书下载

第1章 光纤通信概述 1

1.1光通信发展史 1

1.1.1周幽王烽火戏诸侯——古老的光通信 1

1.1.2中华民族对世界光学事业的贡献 1

1.1.3谁发明了光电话 1

1.1.4谁发明了激光器 2

1.1.5最早的光通信系统 2

1.1.6光纤是怎样传光的 3

1.1.7光纤通信的鼻祖——高锟 4

1.2光纤通信的优点 5

1.3光纤通信系统 6

1.3.1光纤通信系统组成 6

1.3.2三种基本的光纤通信系统 7

1.4光纤通信网络分类 7

1.5均匀介质中的光波——光是电磁波 8

1.6复习思考题 10

1.7习题 10

第2章 光纤通信传输介质 11

2.1光纤结构和类型 11

2.2光纤传光原理 12

2.2.1光的反射和折射 12

2.2.2渐变多模光纤的传光原理 14

2.3光纤传输特性 15

2.3.1衰减 15

2.3.2色散 16

2.3.3光纤带宽 18

2.3.4光纤比特率 19

2.4光纤的种类 20

2.4.1多模光纤和单模光纤 20

2.4.2单模光纤的种类 20

2.5光纤制造工艺 22

2.6复习思考题 23

2.7习题 23

第3章 光纤通信器件 25

3.1光纤通信无源器件 25

3.1.1光连接器 25

3.1.2光耦合器 26

3.1.3光滤波器 27

3.1.4波分复用／解复用器 31

3.1.5光开关 36

3.1.6光调制器 38

3.2光纤通信有源器件——光放大器 40

3.2.1光放大器概述 40

3.2.2掺铒光纤放大器（EDFA）的构成 41

3.2.3 EDFA的工作原理及其特性 42

3.2.4光纤拉曼放大器 44

3.2.5半导体光放大器（SOA） 45

3.2.6光放大器应用 46

3.3复习思考题 48

3.4习题 48

第4章 光发射和接收 49

4.1激光器和光发射机 49

4.1.1发光机理 50

4.1.2 LD激光发射的条件 50

4.1.3半导体激光器 52

4.1.4波长可调半导体激光器 53

4.1.5高速光发射机 55

4.2光探测器和光接收机 55

4.2.1光探测原理 56

4.2.2 PIN光探测器 57

4.2.3雪崩光敏二极管（APD） 57

4.2.4波导光探测器（WG-PD） 58

4.2.5光接收机的工作原理和性能 61

4.2.6相干光接收机 64

4.3复习思考题 65

4.4习题 65

第5章 光纤通信系统 67

5.1光纤通信系统基础 67

5.1.1脉冲编码——将模拟信号变为数字信号 67

5.1.2信道编码——减少误码方便时钟提取 70

5.1.3信道复用——提高信道容量，充分利用光纤带宽 72

5.1.4光调制——让光携带声音和数字信号 73

5.2 SDH光纤传输系统 76

5.2.1时分复用的工作原理 76

5.2.2 SDH的基本概念 78

5.2.3 SDH帧结构和传输速率 79

5.2.4 SDH复用映射结构 79

5.2.5 SDH设备类型和系统组成 80

5.2.6 SDH物理层 83

5.2.7 SDH网同步 84

5.3异步传输模式（ATM）技术 84

5.3.1从同步模式（STM）到异步模式（ATM） 84

5.3.2 ATM的基本概念 85

5.3.3 ATM的信元结构 86

5.3.4 ATM复用和交换原理 86

5.3.5 ADSL接入系统 90

5.3.6 ATM的现状和未来 92

5.4 IP互联网 93

5.4.1 IP简述 93

5.4.2以太网 94

5.4.3 IP骨干网技术及其演进 96

5.4.4多协议标记交换（MPLS） 97

5.4.5通用多协议标记交换（GMPLS） 98

5.5光纤／电缆混合（HFC）网 99

5.5.1频分复用（FDM）的工作原理 100

5.5.2 HFC网的网络结构 100

5.5.3 HFC网的构成 101

5.6波分复用（WDM）系统 103

5.6.1波分复用的概念 103

5.6.2 WDM的系统构成 104

5.7光正交频分复用（0-OFDM）光纤传输系统 108

5.7.1 O-OFDM的基本原理 108

5.7.2射频信号光纤传输（RoF）系统 109

5.8光纤技术在移动通信中的应用 110

5.9复习思考题 112

5.10习题 112

第6章 无源光网络接入技术 114

6.1接入网在网络建设中的作用及发展趋势 114

6.1.1接入网在网络建设中的作用 114

6.1.2光接入网技术演进 114

6.1.3三网融合——接入网的发展趋势 116

6.2网络结构 117

6.2.1网络结构概述 117

6.2.2光线路终端（OLT） 119

6.2.3光网络单元（ONU） 120

6.2.4光分配网络（ODN） 122

6.3无源光网络（PON）基础 124

6.3.1分光比 124

6.3.2结构和要求 124

6.3.3下行复用技术 125

6.3.4上行接入技术 125

6.3.5安全性和私密性 127

6.4 PON接入系统 128

6.4.1 EPON系统 128

6.4.2 GPON系统 129

6.4.3 WDM-PON系统 133

6.4.4正交频分复用PON（OFDM-PON） 135

6.5复习思考题 135

6.6习题 136

第7章 光纤通信仪器及指标测试 137

7.1光纤通信测量仪器 137

7.1.1光功率计 137

7.1.2光纤熔接机 138

7.1.3光时域反射仪 139

7.1.4误码测试仪 140

7.1.5 PCM综合测试仪 140

7.1.6 SDH测试仪 141

7.1.7光谱分析仪 141

7.1.8多波长光源 142

7.1.9光衰减器 143

7.1.10综合测试仪 143

7.2光纤传输特性测量 144

7.2.1损耗测量 144

7.2.2带宽测量 145

7.2.3色散测量 145

7.3光器件参数测量 146

7.3.1光源参数测量 146

7.3.2探测器参数测量 147

7.3.3无源光器件参数测量 150

7.4光纤通信系统指标测试 152

7.4.1平均发射光功率和消光比测试 152

7.4.2光接收机灵敏度和动态范围测试 153

7.4.3光纤通信系统误码性能测试 155

7.5复习思考题 156

第8章 光传输网络管理 157

8.1网络管理概述 157

8.1.1网络管理协议和体系结构 157

8.1.2对网络管理体系的要求 157

8.1.3光网络的分级管理 158

8.2光学层管理 159

8.2.1对光学层的要求 159

8.2.2设备的互操作性 159

8.2.3光监控信道 159

8.2.4光学安全管理 160

8.3性能和故障管理 161

8.3.1误码率测量 161

8.3.2报警管理 162

8.3.3控制 162

8.4配置管理 162

8.4.1设备管理 162

8.4.2波长管理 163

8.4.3连接管理 163

8.4.4带宽和协议管理 164

8.4.5适应性管理 164

8.5自动交换光网络（ASON） 165

8.5.1 ASON概述 165

8.5.2 ASON的体系结构 166

8.5.3 ASON提供的3种连接 167

8.5.4 ASON网络结构模型 168

8.5.5 ASON网络管理 169

8.6复习思考题 170

第9章 光纤通信网络的生存性 171

9.1网络生存性基本概念 171

9.1.1生存性定义和措施 171

9.1.2工作路径和保护路径 172

9.1.3单向保护切换和双向保护切换 172

9.2 SDH网络的保护 173

9.2.1路径保护 173

9.2.2环路保护 174

9.2.3路由保护 176

9.2.4保护切换准则 176

9.3 IP网络的生存性 177

9.3.1 IP/MPLS备用通道恢复 177

9.3.2 IP/MPLS的LSP通道保护 177

9.4光学层保护 178

9.4.1光学层保护技术 178

9.4.2 1+1光信道专用保护 180

9.4.3格状网的保护 180

9.4.4 WDM网络保护、生存和互联 181

9.5 ASON网络的生存性 182

9.5.1 ASON网络生存性新特点 182

9.5.2基于控制平面的保护 182

9.5.3基于传输平面的保护 182

9.5.4 ASON网络的恢复 183

9.6复习思考题 184

附录 185

附录A电磁波频率与波长的换算 185

附录B dBm与mW 、 μW的换算 185

附录C dB值和功率比 186

附录D百分损耗（％）与分贝（dB）损耗换算表 186

附录E PDH与SDH速率等级 187

附录F WDM信道△λ和△v的关系 188

附录G物理常数 188

附录H名词术语索引 188

参考文献 198