第一章 传输介质 1
第一节 光纤的分类 1
一、光纤的结构 1
二、光纤的种类 1
第二节 传输原理与特性 4
一、阶跃型光纤光射线的理论分析 4
二、阶跃型光纤的标量近似分析法 6
三、渐变型光纤 18
四、渐变型光纤的标量近似解法 24
五、单模光纤 30
六、光纤的色散特性 36
七、光纤的损耗特性 45
第三节 光纤的选购 48
第四节 光缆 49
一、光缆的分类 49
二、光缆制造工艺 56
三、光缆的温度特性 60
四、光缆的机械性能和例行试验 64
五、光缆的寿命 69
六、如何选用和验收光缆 72
第五节 海底光缆 74
一、概述 74
二、海底光缆技术要求 75
三、海底光缆的结构 76
四、海底光缆特性 80
第六节 光纤制造 81
一、引言 81
二、光纤预制棒的熔炼工艺 81
三、光纤的拉制工艺 88
四、光纤的一次涂覆和套塑工艺 90
第七节 光纤材料与提纯 93
一、对化学试剂提纯的必要性 93
二、试剂的提纯工艺 93
三、对载流氧气(O2)、稀释气体(Ar、He)以及干燥试剂(SOCl2、Cl2)等的要求 95
四、对光纤用的石英包管的技术要求 96
第二章 无源光器件 97
第一节 接头 97
一、永久性接头 97
二、活动接头(各种比较) 116
第二节 耦合器(coupler) 121
一、概述 121
二、熔融拉锥型全光纤耦合器 124
三、波导型光耦合器 135
四、耦合器前景展望 139
二、光调制器的基本原理 140
一、光调制器在纤维光学链路中的作用 140
第三节 光调制器 140
三、LiNbO3光调制器 143
四、半导体光调制器 148
五、聚合物波导光调制器 153
六、光调制器主要参数和使用光调制器需要了解的问题 155
第四节 光隔离器 159
第五节 滤波器 160
一、可调谐光滤波器 160
二、声--光可调谐滤波器 161
三、马赫--策恩德滤波器 163
六、混合滤波器 165
四、吸收滤波器 165
五、双折射滤波器 165
七、可调滤波器的比较 166
第六节 光开关 167
一、机械式光开关 168
二、液晶光开关 171
三、电光效应光开关 172
四、热光效应光开关 175
五、半导体光放大器光开关 180
第七节 连接器 180
一、光波分复用器的工作原理和光学特性 183
第八节 光波分复用器 183
二、光波分复用器的制造方法 185
三、光波分复用器的应用领域和应用实例 193
四、光波分复用器的型号、规格和技术指标 196
五、光波分复用器的发展方向 198
第九节 光衰减器 199
一、衰减器分类 199
二、光衰减器的性能及测试 207
三、光衰减器的分类及性能指标 211
四、常用光衰减器的品种、型号、规格和外形 213
五、光衰减器的应用及发展 217
一、基本发光机理与机制 219
第三章 光源与光发射机 219
第一节 发光机理 219
二、光源与光增益 223
第二节 半导体三级光器 230
一、F-P腔半导体三级光四 230
二、量子阱激光器 242
三、分布反馈激光二极管和分布Bragg反向器激光二极管 251
第三节 半导体激光器的动态特性 260
一、速率方程 260
二、自持脉冲 267
三、光谱线宽 268
四、调制特性 270
五、噪声特性 275
第四章 光探测器与光接收机 279
第一节 光电二极管 280
一、PIN光电二极管 280
二、PN结雪崩光电二极管(APD) 282
三、新型APD探测器 285
第二节 光接收机 288
一、前置放大器 288
二、数据恢复 294
第三节 接收噪声 301
一、数字光接收机的量子噪声 302
二、数字光接收放大器的噪声 305
三、根据均衡脉冲波形计算数字光接收机的噪声 307
四、几种数字光接收放大器的噪声分析与比较 311
五、数字光接收机噪声的数值计算 314
第四节 接收机灵敏度 317
一、在均衡条件下计算数字光接收机的灵敏度 318
二、在最佳状态下的数字光接收机灵敏度 321
三、不完善调制对数字光接收机灵敏度的影响 322
四、高阻抗和互相抗接收机的比较 328
第五章 光纤放大器 335
第一节 放大机理 335
一、增益的饱和 336
二、放大器的噪声 337
三、光纤放大器的三种可能的应用 339
第二节 半导体激光放大器 340
一、增益特性 341
二、放大器的设计 345
三、放大器的特性 346
四、多量子阱放大器 352
五、SLA的应用 352
第三节 掺铒光纤放大器EDFA 361
一、EDFA的结构和部件 362
二、掺铒光纤放大器(EDFA)的工作原理 364
三、掺铒光纤放大器的增益特性 370
第四节 光纤RAMAN放大器 378
一、结构 379
二、增益谱与带宽 381
第五节 光放大器在光纤通信网中的应用 387
一、光纤通信网的类型与特点 387
二、光放大器在总线和环形网中的应用 391
三、光放大器在无源星形网和全光网中的应用 398
四、光放大器在全光开关和选通门中的应用 404
五、光放大器在光信号处理中的应用 406
第六节 光放大器参数 411
一、光放大器参数定义 411
二、光放大器的参数要求 413
第六章 光孤子通信系统 416
第一节 光孤子概念与特性 416
一、非线性薛定谔方程(NSE) 418
二、一阶孤子与高阶孤子 421
第二节 光纤损耗时孤子的影响 424
二、孤子系统中的集总式放大器 425
第三节 亟待解决的问题 427
一、光孤子的相互作用 427
二、线性频率调制(啁啾) 428
四、光孤子时间抖动 429
三、放大器的间距 429
第四节 光孤子通信系统 430
一、基本结构 430
二、循环光纤间接实验系统 431
三、多信道光孤子通信系统 432
一、原理 434
第五节 孤子的波分复用 434
一、WDM系统中的孤子碰撞 435
二、碰撞孤子的加速度和速度移动 435
三、WDM的设计规则和信道数 437
第六节 孤子脉冲源 439
一、光纤环孤子激光器 439
二、法布里·珀罗光纤孤子激光器 440
三、DFB激光器/外调制孤子源 441
四、DFB激光器/集成调制器孤子源 441
第七节 超越哥顿--豪斯极限 443
一、频域滤波技术 443
二、时域滤波技术 444
第七章 光同步数字传输网 445
第一节 同步数字评价SDH 445
一、PDH的弱点和SDH的产生 445
二、SDH网的基本概念 447
三、SDH的特点与速率等级 449
第二节 帧结构 453
第三节 复用映射结构 454
二、复用方法 456
三、指针 461
四、通道开锁 471
五、映射方法 475
六、复用映射单元的参数 486
第四节 SDH传送网基本结构 488
一、功能块描述方法 488
二、SDH设备功能概述 489
三、SDH复用设备类型 491
四、数字交叉连接设备 497
五、再生器 504
六、原子功能描述方法 508
第五节 光接口规范 526
一、光接口分类 526
二、光接口参数 528
三、光传输设计方法 540
四、使用光纤放大器的系统的光接口 544
五、波分复用系统的光接口 551
六、电接口参数 556
第六节 电接口 558
一、155520kbit/s电接口(STM-1) 559
二、2048kbit/s接口 563
三、34368kbit/s接口 566
四、139264kbit/s接口 568
五、2048kHz同步接口 571
六、CMI(codemarkinversion)码编码规则 573
七、HDB3(highdensitybipolaroforder3code)代码变换规则 573
第七节 网同步定时 574
一、网同步的基本原理 574
二、SDH网同步结构和方式 578
三、时钟的定时要求 588
第八节 自愈网 604
一、传送网的基本概念 604
二、分层和分割 604
一、基本物理拓扑 611
第九节 SDH自愈网 611
二、自愈网 613
第十节 网络保护和恢复 625
一、概述 625
二、保护 625
三、恢复 626
四、各种保护/恢复方法的比较和协调 630
第十一节 性能度量 632
一、误码概念与影响误码 632
二、误码的产生和分布 633
三、误码性能的规范 635
四、抖动特性 647
五、漂移特性 669
六、延时特性 679
第十二节 网络管理 683
一、SDH管理网的特点 684
二、SDH网络的一般性管理 691
三、故障管理 692
四、性能管理 697
五、配置管理 701
六、安全管理 704
七、计费管理 706
一、TMN的基本概念 707
第十三节 电信管理网(TMN) 707
二、TMN的功能结构 709
三、TMN的信息结构 714
四、TMN的物理结构 720
五、功能结构、信息结构、物理结构的关系 723
六、TMN的互操作性 726
第八章 光纤局域网与光纤城域网 729
第一节 光纤局域网 729
一、LAN简介 729
二、光纤局域网发展简史 731
三、光纤局域网标准体系 733
四、LAN的应用 739
五、器件损耗对光纤局域网的限制 740
六、CSMA/CD光纤局域网 743
七、令牌环 747
八、1773(1553B)光纤数据总线 749
第二节 光纤城域网 752
一、光纤城域网简介 752
二、MAN传输标准 752
三、光纤分布数据接口(FDDI)令牌环 753
四、分布排队双总线(DQDB) 760
五、宽带综合业务数字网(B-ISDN) 762
六、城域网中视频图像的光纤传输 774
一、大气层信道 791
第九章 大气光通信 791
第一节 基本原理 791
二、大气层对光束的影响 793
三、大气层对直接检测接收机的影响 799
四、通过大气层信道的外差接收 802
五、大气层脉冲展宽 803
第二节 空间光学中的对准、捕获和跟踪 804
一、光学对准问题 805
二、空间捕获 807
三、双向光束跟踪 825
四、光束跟踪对数据传输的影响 829
一、什么是光波分复用(WDM)系统 834
第十章 WDM/DWDM 834
第一节 WDM的引入 834
二、为什么要引入WDM 838
三、WDM技术的主要特点 839
四、国际发展概况 840
第二节 WDM和DWDM 843
一、WDM的技术原理 843
二、WDM与DWDM 845
三、双纤单向传输 846
四、单纤双向传输 846
五、密集型波分复用系统的光纤选型 847
六、光纤的非线性效应及解决 850
第三节 DWDM/WDM的基本结构 854
第四节 WDM/DWDM的系统规范 868
一、部科技委对发展WDM光网络系统的建议 868
二、8×2.5Gbit/sWDM系统技术规范 869
第五节 管理要求 880
一、网管基本要求 880
二、网元管理系统的一般描述 882
三、网元管理系统主要功能 882
一、传输性能测试 886
第六节 DWDM系统测试 886
四、网元管理系统的数据通道保护 886
二、主光通道测试 894
三、系统的稳定性能 902
四、系统的辅助功能 904
五、网管功能的检查 905
第七节 环网技术和光网络 910
一、密集波分复用(DWDM)光网络 910
二、光码分多址(OCDMA)网络 934
第八节 2.5Gb/s商用系统 970
一、未来WDM光通信网的逻辑分层 970
二、济南-青岛DWDM系统的结构 971
第九节 DWDM当前的论点和发展趋势 972
一、当前研究的重点 973
二、超高速模式识别 976
三、当前的研究：波长总线 978
第十一章 光接入网 980
第一节 接入网的发展与我国的现状 980
一、国际接入网技术概况 980
二、国际光纤接入网的发展 985
三、我国接入网的现状分析 1014
第二节 接入网基础 1031
一、光缆传输技术与电缆传输技术的不同点 1031
二、光纤对用户系统的影响 1033
三、远距离敷设光纤的特点 1034
四、传送多种信息的特点 1036
五、抗雷电危害的特点 1037
六、综合业务数字网(ISDN) 1038
七、关键器件 1039
第三节 ATM宽带光接入网 1048
一、概述 1048
二、物理层规范 1048
三、ATM层规范 1058
四、AAL层规范 1070
第四节 光接入系统的应用例 1072
一、图像专线系统 1072
二、数字传输方式 1075
三、光用户复用传输系统 1076
四、进一步扩大应用范围的光接入系统 1079
五、面向宽带综合业务数字网(B-ISDN)的未来系统 1087
第五节 光纤同轴电缆混合接入网 1088
一、HFC接入网的发展演变 1088
二、HFC系统的频谱安排 1090
三、HFC的调制方式 1094
四、HFC系统结构及各功能组 1097
第十二章 光交换 1125
一、光交换分类 1126
二、光交换器件 1127
三、时分交换 1129
四、波分光交换 1130
五、空分光交换 1132
六、自由空间光交换 1133
七、ATM光交换技术 1137
八、混合光交换 1139
九、多维变换系统 1144
十、光分插复用(OADM) 1147
十一、光互连 1148
第一节 光纤区域网的拓扑结构 1150
一、总线型光纤区域网的拓扑结构 1150
第十三章 光纤区域网 1150
二、环形光纤区域网的拓扑结构 1173
三、环形网与总线网的复合 1178
第二节 局域网的媒质接入控制(MAC)协议 1179
一、概述 1179
二、CSMA/CD协议 1180
三、令牌总线协议 1193
四、令牌环协议 1201
五、光纤分布数据接口(FDDI)协议 1212
六、FDDI的帧格式 1213
七、FDDI的工作原理 1217
八、FDDI协议的实现 1228
九、1773(1553B)协议 1231
第三节 光纤区域网的设计 1240
一、光纤区域网设计的一般步骤 1240
二、总线型光纤计算机LAN的设计 1245
三、总线型光纤ISLAN的设计 1253
四、环形光纤ISLAN的设计 1261
第四节 光纤区域网的发展 1278
一、几种发展趋向 1278
二、SCM和WDM光纤区域网 1279
三、波长选路光纤区域网 1282
四、ATM技术的研究与应用 1283
附录1：通讯用名词 1285