第1章 概述 1
1.1 光纤通信的发展概况 1
1.2 光纤通信的优点和应用 3
1.2.1 光纤通信的优点 3
1.2.2 光纤通信的应用 4
1.3 光纤传输系统的组成 5
1.3.1 光纤通信系统原理框图 5
1.3.2 光纤通信系统的构成 6
1.4 习题 8
第2章 光纤传输理论及传输特性 9
2.1 光纤、光缆的结构和类型 9
2.1.1 光纤结构 9
2.1.2 光纤型号 10
2.1.3 光缆及其结构 11
2.2 电磁波在光纤中传输的基本方程 14
2.2.1 麦克斯韦方程组和波动方程 14
2.2.2 亥姆霍兹方程和波参数 15
2.2.3 基本波导方程 16
2.2.4 柱面坐标中的波动方程 18
2.3 阶跃折射率光纤模式分析 19
2.3.1 矢量分析法 19
2.3.2 弱导光纤和线性极化模 30
2.4 单模传输 33
2.4.1 截止波长 34
2.4.2 模场直径 34
2.5 射线光学理论 36
2.5.1 射线方程 36
2.5.2 光纤的传光原理 38
2.6 光纤传输特性 42
2.6.1 损耗特性 42
2.6.2 色散特性 44
2.6.3 光纤的带宽和冲激响应 49
2.6.4 光纤中的非线性效应 50
2.6.5 单模光纤性能指标 53
2.7 习题 55
第3章 光源和光发送机 56
3.1 半导体激光器和发光二极管 56
3.1.1 半导体激光器 56
3.1.2 半导体发光二极管 70
3.2 光源调制 71
3.2.1 光源的调制方式 71
3.2.2 光源的直接调制原理 72
3.3 光发送机 73
3.3.1 光端机结构 73
3.3.2 光发送机 74
3.4 习题 85
第4章 光检测器和光接收机 87
4.1 半导体光检测器件 87
4.1.1 光电二极管的工作原理 87
4.1.2 光电二极管 88
4.1.3 雪崩光电二极管 92
4.2 光接收机 95
4.2.1 光接收电路 96
4.2.2 输出电路 100
4.2.3 其他电路 100
4.3 光接收机噪声分析 102
4.3.1 光接收机的主要噪声 102
4.3.2 光检测器的噪声分析 103
4.3.3 光检测器-放大器信噪比 105
4.3.4 接收机噪声 108
4.4 光接收机的误码率 109
4.5 接收机灵敏度 111
4.5.1 灵敏度定义和表示方法 111
4.5.2 灵敏度计算 112
4.5.3 影响灵敏度的因素 114
4.6 光中继机 115
4.7 习题 116
第5章 光路无源器件 117
5.1 光纤连接器 117
5.1.1 光纤连接损耗及影响因素 117
5.1.2 光纤连接器的结构 119
5.2 光纤耦合器 121
5.2.1 光纤耦合器的类型 121
5.2.2 光纤耦合器的结构和基本原理 122
5.2.3 光纤耦合器的主要特性 123
5.2.4 其他类型耦合器 124
5.3 光衰减器 125
5.4 光隔离器与光环行器 125
5.5 光调制器和光开关 127
5.5.1 光调制器 127
5.5.2 光开关 128
5.6 习题 129
第6章 同步数字体系 130
6.1 SDH概述 130
6.1.1 SDH的产生 130
6.1.2 SDH的基本概念和特点 130
6.2 SDH速率等级和帧结构 132
6.2.1 网络节点接口 132
6.2.2 同步数字体系的速率 132
6.2.3 帧结构 133
6.3 SDH复用和映射过程 134
6.3.1 基本复用映射原理和复用单元 134
6.3.2 我国采用的复用结构 136
6.4 SDH网元设备 145
6.4.1 SDH设备的一般描述 145
6.4.2 SDH复用设备 146
6.5 SDH同步与定时 155
6.5.1 SDH网同步基本原理 155
6.5.2 SDH定时要求 156
6.5.3 SDH网同步 157
6.6 SDH传送网 159
6.6.1 传送网的分层与分割 159
6.6.2 SDH传送网网络拓扑结构 163
6.7 SDH网络保护和恢复 164
6.7.1 SDH传送网故障及自愈机制 164
6.7.2 自动保护倒换APS 165
6.7.3 SDH自愈环 166
6.7.4 分布式故障恢复 169
6.8 SDH网络管理 171
6.8.1 SDH网络管理功能 171
6.8.2 管理协议及标准接口 175
6.9 习题 176
第7章 光波分复用系统 177
7.1 光波分复用概述 177
7.1.1 光波分复用的基本概念 177
7.1.2 WDM系统的基本形式 178
7.2 WDM系统的基本结构与工作原理 179
7.2.1 WDM系统的基本结构 179
7.2.2 WDM系统的分类方法 180
7.2.3 光波长区的分配 182
7.3 光波分复用系统的关键技术 184
7.3.1 WDM系统的几个技术问题 184
7.3.2 光源技术 185
7.3.3 波长可调谐滤光器技术 186
7.3.4 光波分复用／解复用器与光滤波器技术 187
7.3.5 光转发器技术 190
7.3.6 光纤传输技术 191
7.3.7 WDM系统的监控技术 192
7.4 WDM系统的特点 194
7.5 光时分复用 195
7.6 习题 196
第8章 数字光纤通信系统性能 197
8.1 数字传输模型 197
8.1.1 假设参考连接 197
8.1.2 假设参考数字链路 198
8.1.3 假设参考数字段 198
8.1.4 光缆数字通信系统框图 199
8.2 误码特性 199
8.2.1 误码和误码率的概念 199
8.2.2 误码发生形态和原因 200
8.2.3 误码特性的评定方法 200
8.2.4 误码性能的规范 201
8.3 抖动特性 204
8.3.1 抖动的概念 204
8.3.2 抖动的来源 204
8.3.3 抖动性能的规范 205
8.4 漂移特性 208
8.4.1 漂移的概念 208
8.4.2 漂移的产生 208
8.4.3 漂移性能的规范 209
8.5 延时特性 210
8.5.1 延时的概念 210
8.5.2 延时的产生 210
8.5.3 延时性能的规范 212
8.6 光纤通信系统的可用性 212
8.6.1 可靠性和可用性表示方法 212
8.6.2 光纤通信系统可用性计算 213
8.6.3 光纤通信系统可用性指标要求 214
8.7 光缆线路系统设计 214
8.7.1 衰减限制系统最大中继距离的计算 215
8.7.2 色散限制系统最大中继距离的计算 216
8.8 习题 217
第9章 光接入网 218
9.1 光接入网概述 218
9.1.1 接入网基本概念 218
9.1.2 光接入网基本概念 221
9.1.3 光接入网的应用类型 225
9.1.4 光接入网的性能指标 225
9.2 光接入网关键技术 227
9.2.1 突发收发技术 227
9.2.2 突发同步技术 227
9.2.3 测距技术 227
9.2.4 多址接入技术 228
9.2.5 动态带宽分配技术 229
9.2.6 光功率的动态调节 229
9.2.7 服务质量和安全技术 229
9.3 有源光接入网 229
9.3.1 AON基本概念 229
9.3.2 基于PDH的AON 229
9.3.3 基于SDH的AON 230
9.4 无源光接入网 231
9.4.1 PON的基本概念 231
9.4.2 基于ATM的无源光接入网 231
9.4.3 基于Ethernet的无源光接入网 233
9.4.4 千兆比特兼容的无源光接入网 235
9.5 习题 243
第10章 光放大技术 244
10.1 光放大器概述 244
10.1.1 光放大器的基本原理 244
10.1.2 光放大器的主要参数 246
10.2 掺铒光纤放大器 249
10.2.1 EDFA的工作原理 249
10.2.2 EDFA特性 249
10.2.3 EDFA基本结构 250
10.2.4 EDFA的应用 252
10.3 光纤拉曼放大器 254
10.3.1 受激拉曼散射原理 254
10.3.2 光纤拉曼放大器结构 255
10.3.3 拉曼放大器在WDM系统中的应用 257
10.3.4 拉曼放大器的噪声特性 257
10.3.5 混合拉曼／掺铒光纤放大器 258
10.4 习题 259
第11章 光纤通信新技术 260
11.1 色散补偿技术 260
11.1.1 色散补偿光纤 260
11.1.2 预啁啾技术 262
11.1.3 色散均衡器 262
11.1.4 光相位共轭色散补偿 264
11.1.5 色散支持传输 265
11.1.6 偏振模色散补偿技术 266
11.2 相干光通信 269
11.2.1 相干检测原理 269
11.2.2 调制与解调 271
11.2.3 误码率和接收机灵敏度 272
11.2.4 相干光纤通信系统的优点和关键技术 275
11.3 光交换技术 275
11.3.1 空分光交换 276
11.3.2 光波长交换 276
11.3.3 光分组交换 277
11.3.4 光突发交换 278
11.4 光孤子通信技术 278
11.4.1 光孤子通信系统的基本组成 278
11.4.2 光纤损耗与光孤子能量补偿放大 279
11.4.3 影响光纤孤子通信系统容量的因素 279
11.5 自由空间光通信 280
11.5.1 FSO技术特点 280
11.5.2 FSO系统的基本构成 281
11.5.3 FSO的关键技术 282
11.5.4 FSO的应用 285
11.6 习题 285
第12章 光联网技术 287
12.1 光联网技术概述 287
12.2 城域光网络 287
12.2.1 城域光网络概述 287
12.2.2 多业务传送平台 292
12.3 自动交换光网络 298
12.3.1 ASON概述 298
12.3.2 ASON基本结构和关键技术 299
12.3.3 通用多协议标签交换 307
12.4 全光互联网技术 312
12.5 习题 312
参考文献 314