第1章 绪论 1
1.1光纤通信的概念 1
1.1.1什么是光纤通信 1
1.1.2光纤通信中光的作用及特性 2
1.1.3光纤通信的优势 4
1.2光纤通信系统的基本单元 6
1.2.1光发射机 6
1.2.2光纤 9
1.2.3光接收机 11
1.2.4光放大器 12
1.3光纤通信的基本问题 13
1.3.1衰减 13
1.3.2色散 15
1.3.3非线性效应 17
1.4光纤通信系统的主要性能指标 18
1.4.1比特率和带宽 18
1.4.2传输距离 20
1.4.3通信容量 21
1.5光纤通信技术的回顾和展望 21
1.5.1回顾 21
1.5.2趋势 22
本章小结 23
习题 24
第2章 光纤 25
2.1光纤结构 25
2.1.1阶跃折射率光纤 25
2.1.2渐变折射率光纤 26
2.2光纤传输原理 27
2.2.1几何光学分析法 27
2.2.2波动方程分析法 30
2.3单模光纤 41
2.3.1单模传输条件及模场分布 41
2.3.2单模光纤的衰减 43
2.3.3单模光纤的色散与带宽 43
2.3.4色散补偿方案 46
2.3.5单模光纤的非线性效应 47
2.4多模光纤 51
2.4.1多模光纤的衰减 51
2.4.2多模光纤的色散 52
2.4.3多模光纤的带宽 52
2.5光纤使用特性和产品介绍 53
2.5.1光纤制作工艺 53
2.5.2光纤的使用特性 55
2.5.3光纤产品介绍 57
2.5.4光纤的型号 59
本章小结 60
习题 60
第3章 光源和光发射机 62
3.1激光二极管 62
3.1.1工作原理 62
3.1.2 LD的性质 66
3.1.3 LD的类型 69
3.1.4 LD组件及其技术指标 71
3.2发光二极管 72
3.2.1 LED结构 72
3.2.2 LED特性 74
3.2.3 LED与光纤的耦合 76
3.2.4 LED的技术参数 77
3.3光发射机 78
3.3.1模拟光发射机 78
3.3.2数字光发射机 78
3.4外调制器 80
3.4.1外调制器特点和类型 80
3.4.2外调制器工作原理 82
3.4.3外调制器技术指标 82
本章小结 83
习题 84
第4章 光检测器和光接收机 85
4.1光检测器的工作原理 85
4.1.1 PIN光检测器 85
4.1.2 APD光检测器 86
4.2光检测器的特性参数 87
4.2.1光检测器性能参数 87
4.2.2光检测器的噪声 89
4.2.3光检测器产品介绍 90
4.3光接收机 92
4.3.1光接收机的组成 92
4.3.2光接收机的技术指标 94
4.4光收发合一模块 97
本章小结 98
习题 98
第5章 光网络器件 100
5.1光放大器 100
5.1.1概述 100
5.1.2半导体光放大器 103
5.1.3掺杂光纤放大器 105
5.1.4拉曼光纤放大器 110
5.1.5光放大器的应用 112
5.2无源器件 114
5.2.1耦合器 114
5.2.2滤波器 116
5.2.3隔离器 120
5.2.4环形器 121
5.2.5衰减器 121
5.2.6连接器 122
5.2.7光开关 124
本章小结 125
习题 126
第6章 光纤通信系统的设计 127
6.1设计原则 127
6.1.1工程设计与系统设计 127
6.1.2系统设计的内容 128
6.1.3系统设计的方法 129
6.2数字传输系统的设计 131
6.2.1技术考虑 131
6.2.2光通道功率代价、损耗及色散预算 132
6.3模拟传输系统的设计 134
6.3.1系统组成及其评价 134
6.3.2光放大器对系统性能的影响 137
6.4光纤系统实例 137
6.4.1设备互联方案 138
6.4.2数据/视频光端机在闭路监控系统中的应用 138
6.4.3多通道业务光端机的应用 139
本章小结 141
习题 141
第7章 光缆线路的施工和测试 142
7.1光缆 142
7.1.1光缆的结构与类型 142
7.1.2光缆的技术规范 144
7.2光缆施工 145
7.2.1施工准备工作 145
7.2.2室外光缆敷设 147
7.2.3室内光缆敷设 150
7.2.4光缆接续与成端 150
7.3常用仪器 152
7.3.1光时域反射仪 152
7.3.2光谱分析仪 154
7.3.3光纤熔接机 156
7.3.4光源与光功率计 157
7.4测试和故障检修 158
7.4.1光特性测试 159
7.4.2电特性测试 159
7.4.3故障检修 160
7.5光缆工程实例 161
7.5.1工程概况 161
7.5.2设计规范 161
7.5.3技术要求 161
7.5.4设计方案 162
7.5.5施工图设计 162
7.5.6材料表 162
本章小结 163
习题 163
第8章 波分复用技术 164
8.1 WDM工作原理 164
8.1.1 WDM工作原理 164
8.1.2 WDM、DWDM与CWDM 165
8.2 WDM系统的基本组成 167
8.3 WDM系统中的关键器件 167
8.3.1 WDM系统中的光源 167
8.3.2 WDM系统中的接收机 171
8.3.3 WDM系统中的光放大器 172
8.3.4 WDM系统中的波分复用器/解复用器 175
8.3.5 WDM系统中的光纤 183
8.4波分复用系统规范 186
8.4.1光波长的分配 186
8.4.2光接口规范 186
8.5设备实例 187
本章小结 188
习题 188
第9章 光纤网络 190
9.1光纤网络概述 190
9.1.1网络历史回顾 190
9.1.2光纤网络基本知识 192
9.2基于光纤系统的三大网络 196
9.2.1光纤计算机网 196
9.2.2光纤电话网 202
9.2.3光纤有线电视网 203
9.3光纤网络传输体制 205
9.3.1 SDH/SONET 205
9.3.2 ATM 211
9.4光交换技术 214
9.4.1光交换概述 214
9.4.2光分组交换（OPS） 216
9.4.3自动交换光网络 218
9.5光传送网 222
9.5.1光传送网的分层结构 223
9.5.2光传送网（OTN）的网络节点 223
9.5.3可重构的OADM——ROADM 225
9.6光纤接入网 226
9.6.1光纤接入网的形式和业务类型 227
9.6.2无源光网络（PON） 228
本章小结 230
习题 230
第10章 光通信新技术 231
10.1相干光通信 231
10.1.1相干检测原理 231
10.1.2调制与解调 232
10.1.3接收灵敏度 233
10.1.4相干光通信的关键技术 233
10.1.5相干光通信的优点及其应用 234
10.2光孤子通信 235
10.2.1光孤子通信的基本原理 235
10.2.2光孤子通信系统 236
10.3光时分复用 238
10.3.1光时分复用原理 238
10.3.2光时分复用的关键技术 240
10.3.3光时分复用的特点 240
10.4光码分多址 241
10.4.1光码分多址的基本原理 241
10.4.2光码分多址的关键技术 242
10.4.3光码分多址的特点 243
10.5自由空间光通信 243
10.5.1概述 243
10.5.2系统组成及工作原理 244
10.5.3系统关键技术 245
10.5.4设备实例 246
本章小结 246
习题 246
第11章 光纤传感技术 247
11.1光纤传感技术概述 247
11.2光纤传感器的基本构成 247
11.3光纤传感器的分类方法 248
11.4光纤传感器工作原理 250
11.4.1点式传感器 250
11.4.2准分布式光纤光栅传感器 251
11.4.3全分布式光纤传感系统 252
本章小结 259
习题 260
参考文献 261