目录 1
第一篇 光纤通信基本原理 1
第一章 光纤通信概貌 1
1.1 光纤通信概述 1
1.2 光纤通信系统组成 2
1.2.1 主信道工作系统 3
1.2.2 备用信道系统 3
1.2.3 报警切换系统 3
1.2.4 远供系统 3
1.2.5 监控系统 3
1.2.6 勤务电话系统 4
1.3 光纤通信的优越性 4
1.4 光纤通信发展简史 5
1.5 光纤通信现状 6
1.6 光纤通信发展前景 8
第二章 光纤光缆及其光无源器件 11
2.1 绪言 11
2.2 光纤分类 11
2.3 光纤的波导机理 12
2.3.1 光纤的射线分析 13
2.3.2 多模阶跃型光纤 13
2.3.3 多模梯度型光纤 14
2.3.4 空间状态图 15
2.4 光纤传输的波动性分析 16
2.5 光纤的主要技术性能 16
2.5.1 光纤的传输损耗 16
2.5.2 光纤的传输带宽 17
2.6.1 气相沉积法制备硅玻璃 21
2.6 光纤的制造技术 21
2.6.2 光纤预制棒的制作过程 22
2.6.3 光纤的拉制 26
2.6.4 成品光纤的主要参数 27
2.7 光缆的结构 28
2.7.1 涂覆光纤 28
2.7.2 单元组成 28
2.7.3 缆芯 29
2.7.4 护套 30
2.8 光缆性能 30
2.8.1 传输损耗 30
2.8.2 脉冲延迟失真——传输带宽 30
2.8.3 环境特性 30
2.9 光无源器件 31
2.8.4 机械性能 31
2.9.1 光连接器 32
2.9.2 光衰耗器 38
2.9.3 光定向耦合器（光分路／耦合器） 40
2.9.4 光开关 42
2.9.5 光隔离器 44
2.9.6 光波分复用器 45
第三章 光源 47
3.1 光纤通信对光源的要求 47
3.2 半导体材料的发光机理 47
3.3 光源材料的选择 48
3.4 注入发光 49
3.5.1 发光二级管性能 50
3.5 发光二极管 50
3.5.2 异质结发光 51
3.5.3 发光二极管产品 52
3.6 激光二极管 54
3.6.1 激光二极管概况 54
3.6.2 激光二极管结构 54
3.6.3 激光二极管产品 56
3.7 激光二极管组件 59
3.7.1 组件功能 59
3.7.2 温度控制 59
3.7.3 光学匹配 60
3.7.4 密封 60
3.7.5 验收 60
3.8.3 发射光功率 62
3.8.4 光功率密度与光源辐射图 62
3.8 激光二极管与发光二极管性能比较 62
3.8.2 光／电流特性 62
3.8.1 发光机理 62
3.8.5 频谱宽度 63
3.8.6 调制频率 63
3.8.7 线性度与热特性 63
3.8.8 可靠性 63
3.8.9 适用范围 63
第四章 光发射机 64
4.1 光发射机组成 64
4.2 光发射机技术性能 64
4.3.1 一般调制方式 65
4.3 调制方式 65
4.3.2 光纤通信中采用的调制方式 67
4.4 光源驱动器 70
4.4.1 发光二极管的驱动电路 70
4.4.2 激光二极管的驱动电路 72
4.5 典型自动偏置控制方法 76
4.6 几个典型光发射机电路 77
4.6.1 亚特兰大光纤试验系统——镓铝砷激光发射机 77
4.6.2 注入式激光二极管的偏置和调制电流同时反馈控制的模拟电路 81
4.6.3 邮电部武汉邮电科学研究院四次群光发射机 83
4.6.4 德国SEL公司SVR750A1型光发射机 86
5.1.2 光接收机的噪声和灵敏度 91
5.1.1 光接收机组成 91
5.1 概述 91
第五章 光接收机 91
5.2 光检测器 93
5.2.1 光检测器工作原理 93
5.2.2 几个名词解释 94
5.2.3 雪崩光电二极管的特性曲线 95
5.2.4 雪崩光电二极管的主要性能 96
5.3 前置放大器 97
5.3.1 直接前端放大器（输入放大器） 98
5.3.2 高阻抗放大器（积分前端放大器） 98
5.3.3 互导放大器（电压并联负反馈放大器） 99
5.4 主放大器 99
5.5 峰值检测及自动增益控制电路 100
5.6 雪崩光检测器的偏置电路 102
5.7 接收电路性能 102
5.8.1 判决电路 103
5.8 判决器电路 103
5.8.2 定时恢复 104
5.9 天津光电通信公司生产的德国SEL公司二次群光接收机 106
5.9.1 接收机组成 106
5.9.2 工作原理 106
5.9.3 主要技术性能 110
5.10 天津光电通信公司生产的8705-Ⅰ型四次群光接收机 110
5.10.1 接收机组成 110
5.10.2 工作原理 110
5.10.3 主要技术数据 112
6.2 光缆中继系统的传输质量 113
6.2.1 中继系统的误码率 113
6.1 绪言 113
第六章 光中继系统 113
6.2.2 系统抖动特性 114
6.3 中继间隔的计算 115
6.3.1 影响中继间隔的因素 115
6.3.2 中继段长度的计算 115
6.4 光中继器方框图及系统布局 116
6.4.1 光中继器框图 116
6.4.2 中继系统远供、遥测、遥信业务 116
6.4.3 中继系统布局 116
6.5 中继器结构安排 117
6.5.1 德国SEL公司五次群中继器结构安排 117
6.5.2 日本NTT公司FR—2系统中继器结构安排 118
6.6 介绍几个中继系统 119
6.6.1 亚特兰大光纤试验系统中的45Mb/s光中继器 119
6.6.2 F—4000M系统（日）的中继线路 120
6.6.3 海底光中继器 121
第七章 辅助工作系统 123
7.1 辅助信息的传输信道 123
7.2 调幅方法 124
7.2.1 我国设备 124
7.2.2 德国SEL公司设备 125
7.3 附加比特插入法 125
7.3.1 日本NEC公司四次群光纤传输系统的辅助信号的传输 125
7.3.2 nBCH码型光纤传输系统辅助信息的传输 127
7.4 线路码型冗余度的利用 128
7.4.1 5B6B线路码型辅助信息的插入方法 129
7.4.2 利用5B6B线路码型冗余度传输辅助信息的编译码器设计 136
7.4.3 辅助信道性能 137
7.5 线路主备切换系统 138
7.4.4 结论 138
7.5.1 切换系统的功能 139
7.5.2 线路切换过程 139
7.5.3 切换系统主要技术性能 140
7.6 勤务电话系统 140
7.6.1 对勤务电话系统的要求 141
7.6.2 勤务电话系统的主要技术指标 141
第八章 监控系统 143
8.1 绪言 143
8.2 系统的可靠性 143
8.3 监测系统 143
8.3.1 监测系统要求 143
8.3.2 监测段长度 144
8.3.3 监测与控制项目 145
8.4 监控系统组成 146
8.3.6 通信控制规程 146
8.3.4 其他功能要求 146
8.3.5 监测控制信道安排 146
8.4.1 站监控单元（RTU） 147
8.4.2 子主站（SM） 148
8.4.3 主站（M） 148
8.5 故障定位设备 148
8.5.1 应用 148
8.5.2 故障定位原理 149
8.5.3 报文 149
8.5.4 结构与工作方式 151
8.6 一种光缆通信系统的集中监控系统 152
8.6.1 监控系统概况 152
8.6.2 监控参数 153
8.6.3 架监控盘组成及其功能 153
8.6.4 监控信息汇总盘 154
8.6.5 监控系统技术性能 155
8.7 德国SEL公司SCADA监控系统 156
8.7.1 系统组成 156
8.7.2 站监控单元（RTU） 156
8.7.3 子主站（SM） 160
8.7.4 主站（M） 162
8.8 中小容量光缆通信监控系统（日本） 162
8.8.1 系统概要 162
8.8.2 监控设备布置 163
8.8.3 监控系统运行情况 163
8.8.4 监控系统的主要性能 164
9.1.2 光纤数字传输系统的特殊性 166
9.1.1 一般数字传输系统采用的线路码型 166
9.1 绪言 166
第九章 线路码型 166
9.1.3 光纤数字传输系统采用的线路码型 167
9.2 线路码型的主要性能 167
9.2.1 误码特性 167
9.2.2 数字和及数字和变差 168
9.2.3 码型冗余度与码率变换 168
9.2.4 最大连续相同码元（符号）数 168
9.2.5 转换概率 168
9.2.6 功率谱密度 169
9.2.7 传输辅助信息能力 169
9.2.8 编、译码器硬件实现 169
9.3 编、译码器功能框图 169
9.3.3 时序控制电路 170
9.3.1 信息输入／输出电路 170
9.3.2 码型变换电路 170
9.3.4 码组同步电路 171
9.3.5 误码监测电路 172
9.4 mBnB线路码型 172
9.4.1 绪言 172
9.4.2 1B2B码型及2B3B码型 173
9.4.3 3B4B码型及5B6B码型 173
9.4.4 5B7B码型及6B7B码型 174
9.5 5B6B线路码型 174
9.5.1 编码规则及码表选择 174
9.5.2 5B6B码型编码器 177
9.5.3 5B6B码型译码器 181
9.5.4 中继器的误码检测 186
9.5.5 编、译码器联测 187
9.5.6 天津光电通信公司生产的一种5B6B线路码型编、译码器 188
9.6 mB1C线路码型 195
9.6.1 mB1C码型性能 195
9.6.2 mB1C码型帧结构 195
9.6.3 mB1C码型成帧变换框图 195
9.6.4 mB1C码型编、译码过程 195
9.7 扰码 197
9.7.1 扰码目的 197
9.7.2 扰码原理 198
9.7.4 一种国产四次群光端机扰码器及解扰器安排 200
9.7.3 基本扰码器、解扰器框图 200
9.7.5 用随机存储器实现多级高速扰码器的设计 201
9.8 nBCH线路码型 205
9.8.1 nBCH码型结构 205
9.8.2 nBCH码型编、译码器 206
9.9 AMI编码 207
9.9.1 两电平传号交替反相码（AMI编码） 207
9.9.2 CMI编码电路的设计 207
9.9.3 MCMI编码 208
9.10 高速编、译码器的设计 210
9.10.1 编、译码器的交错设计方法 210
9.10.2 使用折叠法实现5B6B线路码型码表的逻辑设计 210
10.2.1 供电的安排 215
10.2 供电系统设计 215
10.2.2 设计中应考虑的几个问题 215
第十章 远供系统 215
10.1 绪言 215
10.2.3 实际中继器供电系统 216
10.3 供电设备 217
10.4 变换器的设计 217
10.4.1 交换电路的选择 217
10.4.2 交换器的开关频率 218
10.5 恒定直流变换器 218
10.6 供电设备的电气性能 219
10.7 供电系统实例 219
10.7.1 日本NTT公司（FR-2）系统的供电系统 219
1 0.7.2 FD-013A/B型140Mb/s光中继系统的远供系统 221
10.7.3 SEL公司Z66A型远供系统 221
11.2 异步复接原理 225
11.3 正码速调整 225
11.1 绪言 225
第十一章 光纤数字网的复接体制 225
11.4 NEC公司N5000s系列8M二次群数字复接设备 227
11.4.1 概况 227
11.4.2 复接原理 227
11.4.3 帧结构 227
11.5 各国异步复接体制 229
11.6 HDB3线路码型 230
11.6.1 编码规则 230
11.6.2 HDB3码型编码器 230
11.6.3 HDB3码型译码器 232
11.6.4 误码检测电路 232
11.7 光纤同步网络 232
11.8.1 SONET光纤同步网络 235
11.8.2 日本NTT公司新式同步接口设备 235
11.8 各国光纤同步网络设备 235
11.8.3 阿尔卡特（Alcatel）S9系列同步数字体系设备 237
第十二章 光纤通信系统 239
12.1 绪言 239
12.2 光纤传输系统的要求 239
12.2.1 光接收机 239
12.2.2 光发射机 240
12.2.3 光中继器 240
12.2.4 光纤、光缆 241
12.2.5 中继距离的考虑 241
12.3 光纤传输系统实例 241
12.3.1 日本NTT·FR-2中、小容量光纤传输系统 241
12.3.2 武汉120路市话光纤通信实用系统 245
12.3.3 美国贝尔实验室亚特兰大光纤系统 246
12.3.4 日本五次群F-400M光纤传输系统 249
12.3.5 天津—塘沽140Mb/s局间光缆中继系统 251
第十三章 光纤通信复用技术 256
13.1 绪言 256
13.2 光波复用通信 256
13.2.1 波分复用通信 256
13.2.2 空分复用（SDM）通信 259
13.3 光波信号复用通信 261
13.3.1 时分复用（TDM）通信 261
13.3.2 频分复用（FDM）通信系统 262
第十四章 现代光通信新进展 264
14.1 绪言 264
14.2 光纤相干光通信 264
14.2.1 通信系统的相干调制 265
14.2.2 通信系统的光外差检测（解调） 266
14.2.3 相干光通信系统 271
14.3 光孤子通信 272
14.3.1 相干光脉冲的传播特性 273
14.3.2 光孤子工作方程 275
14.3.3 光孤子激光器及其光通信系统 277
14.4 量子光通信 280
14.4.1 量子光通信的基表概念 280
14.4.2 量子光通信的关键技术 282
14.4.3 光量子通信的实验系统 285
14.5 主动光纤、光纤放大器与全光通信 286
14.5.1 主动光纤及其在光通信中的应用 287
14.5.2 光纤放大器及其在光通信中的应用 293
14.5.3 全光通信 301
15.1 系统设备组成 304
15.2 PCM复用设备 304
第二篇 光纤通信系统设备 304
第十五章 光纤通信系统设备组成 304
15.3 光端机、光中继器设备 305
15.4 辅助设备 307
15.5 设备结构形式 307
15.5.1 德国SEL公司T9系列标准结构 307
15.5.2 日本NEC公司N5500系列标准结构 310
15.5.3 日本NEC公司N6000系列标准结构 312
15.5.4 美国AT T公司D400、D500系列标准结构 318
第十六章 PCM复用设备 324
16.1 零次群数字复用设备 324
16.1.1 SD04型零次群数字复用设备（ZDME） 324
16.2 PCM基群复用设备 325
16.1.2 SZX02型数字电路终端设备（DCE） 325
16.3 DSMXE720A1型DSMX 2/8数字复用设备 334
16.4 DSMXE720A1型DSMX 2/8/34数字复用设备 339
16.5 DSMX34/140B型数字复用设备 344
16.6 DSMX140/565BX型数字复用设备 350
第十七章 光端机、光中继器设备 356
17.1 基群光端机（VR724 LE2GF—ONAX型2Mbit/s线路终端设备） 356
17.2 二次群光端机 361
17.3 三次群光端机 368
17.4 四次群光端机 371
17.5 五次群光端机 377
17.6 FD-113A型2Mbit/s局内型光中继器设备 383
17.7 FD-2135型8Mbit/s局内型光中继器设备 385
17.8 ZWRE718A1型34GF—FNBX光中继器设备 386
17.9 ZWRE713A1型140GF—FNBX光中继器设备 389
17.10 ZWRE711A1型565GF—FNBX光中继器设备 397
17.11 六次群（2.5G）光纤传输系统 403
第十八章 辅助设备 407
18.1 DESG 34/140（n＋1）型数字保护切换设备 407
18.1.1 概况 407
18.1.2 特点 407
18.1.3 设备组成 408
18.1.4 结构设计 409
18.1.5 工作原理 409
18.1.6 技术数据 415
18.2 DKS Ⅱ型勤务电话设备 416
18.2.1 DKS Ⅱ型勤务电话设备简要说明 416
18.2.3 技术数据 417
18.2.2 电路框图 417
18.2.4 机架安排 419
18.2.5 子机架安排 419
18.2.6 操作说明 419
18.2.7 与光纤通信设备的连接 419
18.3 电源分配设备 423
18.3.1 STRVTE710A1型电源分配子架设备 423
18.3.2 STRVTE716A1型电源分配子架设备 426
18.4 辅助机架设备 426
18.4.1 辅助机架设备组成 426
18.4.2 LZEO13A1型可视报警设备 427
18.4.3 VRE726A1型放大器子架 427
18.4.4 SV29型供电单元 428
18.5 远供系统 429
18.5.1 Z66A型远供系统概况 430
18.5.2 Z66A型远供设备组成 430
18.5.3 FSP704C2型供电单元的技术数据 432
18.5.4 FSP704C2型设备直流故障定位 433
18.6 光纤通信系统配线架 434
18.6.1 概述 434
18.6.2 配线架组成 434
18.6.3 对配线架的要求 435
18.6.4 音频配线架（VDF） 435
18.6.5 数字配线架（DDF） 438
第十九章 光纤通信设备的新进展 440
19.1 IM/DD设备 440
19.2 内强度调制／直接检测（M/DD）设备的进展 440
19.3 光纤通信外差接收设备的进展 442
19.4 结语 443
第三篇 光纤通信系统工程设计、 444
施工、调试和验收 444
第二十章 光纤通信系统工程设计 444
20.1 绪言 444
20.2 系统工程应用领域 445
20.3 系统工程应用领域特点 445
20.3.1 中继网应用领域特点 445
20.3.2 长途干线网应用领域特点 446
20.3.3 光纤局域网特点 447
20.3.4 铁路交通领域应用特点 448
20.3.5 电力系统应用领域特点 449
20.3.6 厂矿企业应用领域特点 450
20.4.1 初步设计文件内容 451
20.4 系统工程总体设计步骤 451
20.3.7 军事应用领域特点 451
20.4.2 施工设计文件内容 452
20.5 系统工程设计要求 454
20.5.1 系统总体要求 455
20.5.2 对光缆的技术要求 470
20.5.3 对机房的技术要求 472
20.5.4 对设备的技术要求 474
20.6 光纤通信系统工程范例 489
20.6.1 概述 489
20.6.2 系统特性 490
20.6.3 设备特性及光纤光缆特性 491
20.6.4 主要设计图纸 495
21.1.2 机房内传输设备安装 498
21.1.1 传输设备安装准备 498
21.1 机房传输设备安装 498
第二十一章 光纤通信系统工程施工、调试开通与验收 498
21.1.3 机房内传输设备安装要求 499
21.1.4 机房内传输设备布线检查及通电试验 501
21.2 光缆敷设与接续 502
21.2.1 光缆的敷设 502
21.2.2 光纤和光缆的接续 511
21.3 系统调试与开通 517
21.3.1 系统技术指标调测项目 517
21.3.2 系统技术指标调测 519
21.3.3 使用仪器清单 534
21.4 系统工程验收并网 536
附录Ⅰ 电气图用图形符号光通信国家标准 540
附录 540
附录Ⅱ 复接体制 542
Ⅱ-1 异步复接体制 542
Ⅱ-2 同步复接体制 542
附录Ⅲ 中华人民共和国国家标准 544
市内光缆通信系统进网技术要求（报批稿） 544
附录Ⅳ 中华人民共和国国家标准 553
长途光缆通信进网技术要求（报批稿） 553
附录Ⅴ 中华人民共和国邮电部部标准 561
电信网光纤数字传输系统工程施工及验收暂行技术规定 561
附录Ⅵ 目前一些国外厂家光通信产品性能 590
附录Ⅶ 数字传输和复用及脉冲编码调制（PCM）术语汇编 592
附录Ⅷ TOEC设备主要技术性能 602
附录Ⅸ 本书中采用缩写符号英汉对照表 606