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第一章 概述1

1.1光纤通信的发展与现状1

1.1.1早期的光通信1

1.1.2光纤通信2

1.2光纤通信的主要特性4

1.2.1光纤通信的优点4

1.2.2光纤通信的缺点6

1.3光纤通信系统的组成和分类6

1.3.1光纤通信系统的组成6

1.3.2光纤通信系统的分类7

复习思考题7

第二章 光纤和光缆9

2.1光纤的结构与类型9

2.1.1光纤的结构9

2.1.2光纤的类型9

2.2光纤的射线理论分析11

2.2.1基本光学定义和定律12

2.2.2光纤中光的传播13

2.2.3光纤中的模式传输15

2.2.4多模光纤与单模光纤18

2.3均匀光纤的波动理论分析20

2.3.1平面波在理想介质中的传播20

2.3.2阶跃光纤的波动理论24

2.4光缆39

2.4.1光缆的典型结构39

2.4.2光缆的种类与型号42

小结45

复习思考题45

第三章 光纤的传输特性48

3.1光纤的损耗特性48

3.1.1吸收损耗48

3.1.2散射损耗50

3.1.3弯曲损耗51

3.1.4光纤损耗系数52

3.2光纤的色散特性52

3.2.1色散的概念52

3.2.2模式色散53

3.2.3材料色散55

3.2.4波导色散57

3.2.5极化色散58

3.2.6总色散59

3.2.7光纤的色散和带宽对通信容量的影响60

3.3成缆对光纤特性的影响63

3.3.1光缆特性63

3.3.2成缆对光纤特性的影响63

3.4典型光纤参数64

小结65

复习思考题66

第四章 常用光无源器件67

4.1光纤连接器67

4.1.1光纤连接器的结构与种类67

4.1.2光纤连接器特性70

4.2光纤耦合器71

4.2.1光纤耦合器的结构与原理71

4.2.2光纤耦合器的特性74

4.3波分复用／解复用器76

4.3.1波分复用／解复用器的原理与分类76

4.3.2波分复用／解复用器的特性78

4.4光开关79

4.4.1光开关的种类80

4.4.2光开关的特性参数82

小结83

复习思考题83

第五章 光源与光发送机84

5.1半导体光源的物理基础84

5.1.1孤立原子的能级和半导体的能带84

5.1.2光与物质的相互作用85

5.1.3粒子数反转分布状态86

5.2半导体光源的工作原理86

5.2.1发光二极管的工作原理86

5.2.2激光二极管的工作原理87

5.3光源的工作特性90

5.3.1LED的工作特性90

5.3.2LD的工作特性91

5.3.3光源的主要技术指标及简易检测93

5.4光发送机94

5.4.1光调制原理94

5.4.2光发送机的构成及指标95

5.5驱动电路和辅助电路95

5.5.1驱动电路95

5.5.2辅助电路96

小结98

复习思考题99

第六章 光电检测器与光接收机100

6.1光电检测器100

6.1.1PIN光电二极管100

6.1.2雪崩光电二极管101

6.2光电检测器的特性指标102

6.2.1光电检测器的工作特性102

6.2.2光电检测器的典型指标及简易检测104

6.3光接收机105

6.3.1光解调原理105

6.3.2光接收机的构成与指标106

6.4光接收机的噪声107

6.4.1光接收机的噪声源107

6.4.2光接收机的信噪比108

6.5光接收机的灵敏度109

6.5.1数字光接收机的误码率109

6.5.2光接收机的灵敏度极限110

6.5.3实际光接收机的灵敏度110

6.5.4影响光接收机灵敏度的主要因素111

小结112

复习思考题112

第七章 光放大器113

7.1光放大器概述113

7.1.1光放大器在现代光纤通信系统中的应用113

7.1.2光放大器的发展史114

7.1.3光放大器的分类115

7.1.4光纤放大器的重要指标115

7.2掺铒光纤放大器116

7.2.1掺铒光纤放大器的工作原理117

7.2.2掺铒光纤放大器的结构118

7.2.3EDFA的重要指标120

7.2.4掺铒光纤放大器的系统应用121

7.2.5掺铒光纤放大器的优缺点123

7.3光纤喇曼放大器123

7.3.1光纤喇曼放大器的工作原理124

7.3.2光纤喇曼放大器的结构124

7.3.3光纤喇曼放大器的性能125

7.3.4光纤喇曼放大器的系统应用126

7.3.5光纤喇曼放大器的优缺点127

7.4其他光放大器128

7.4.1光纤布里渊放大器128

7.4.2半导体光放大器128

7.4.3掺铒波导光放大器129

小结129

复习思考题129

第八章 光复用技术131

8.1光复用技术的基本概念131

8.2光时分复用技术133

8.2.1比特交错光时分复用134

8.2.2分组交错光时分复用135

8.3密集波分复用技术138

8.3.1WDM系统基本类型139

8.3.2WDM系统基本结构与工作原理142

8.4密集波分复用系统的非线性串扰143

8.4.1受激喇曼散射串扰144

8.4.2受激布里渊散射串扰144

8.4.3自相位调制和交叉相位调制145

8.4.4四波混频146

小结147

复习思考题147

第九章 光纤通信系统设计149

9.1概述149

9.2模拟光纤通信系统149

9.2.1系统主要性能指标150

9.2.2传输距离设计153

9.3数字光纤通信系统154

9.3.1主要性能指标155

9.3.2系统设计162

小结172

复习思考题173

第十章 光纤通信新技术174

10.1相干光通信174

10.1.1相干光通信技术基本原理及发展174

10.1.2相干光通信关键技术175

10.2光孤子通信技术178

10.2.1光孤子通信技术的基本原理178

10.2.2光孤子通信技术的新进展182

10.3全光通信网187

10.3.1全光网概述187

10.3.2全光网关键技术188

小结191

复习思考题191

附录 英文缩写对照表192

参考文献196