目錄
前言
第1章 導(dǎo)論 1
1.1 光纖通信的發(fā)展和演進(jìn) 1
1.1.1 光纖通信的簡史 1
1.1.2 光纖通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用 3
1.1.3 光纖通信技術(shù)要點(diǎn) 3
1.2 光纖通信的基礎(chǔ)知識(shí)和概念 4
1.2.1 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào) 4
1.2.2 帶寬與速率 6
1.2.3 調(diào)制與解調(diào) 6
1.2.4 光纖通信系統(tǒng)組成的3個(gè)要素 6
1.2.5 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 8
1.2.6 模擬光纖傳輸系統(tǒng) 10
1.3 光纖通信技術(shù)的學(xué)習(xí)思路 11
習(xí)題1 11
第2章 光纖和光纜 12
2.1 光纖 12
2.1.1 光纖的結(jié)構(gòu)與分類 12
2.1.2 光纖傳輸原理 14
2.2 單模光纖 21
2.2.1 單模條件與截止波長 21
2.2.2 模場(chǎng)直徑和光強(qiáng)分布 21
2.2.3 單模光纖的雙折射和線偏振模 22
2.3 光纖的色散和損耗 22
2.3.1 光纖的色散 23
2.3.2 光纖的損耗 26
2.4 光纖和光纜的設(shè)計(jì)與制造 28
2.4.1 光纖的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化 28
2.4.2 光纖的制備工藝 30
2.4.3 光纜的技術(shù)要求與結(jié)構(gòu) 34
2.5 光纖的測(cè)量技術(shù) 36
2.5.1 光纖損耗的測(cè)量 36
2.5.2 光纖帶寬的測(cè)量 39
2.5.3 光纖色散的測(cè)量 40
小結(jié) 41
習(xí)題2 41
第3章 光電子器件 43
3.1 半導(dǎo)體光電器件的基本原理 43
3.1.1 光發(fā)射與光吸收 43
3.1.2 異質(zhì)結(jié)與雙異質(zhì)結(jié)的工作原理 44
3.1.3 半導(dǎo)體材料與波長 46
3.2 半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)和激光器(LD) 47
3.2.1 LED的結(jié)構(gòu)與工作原理 47
3.2.2 LED的工作特性 48
3.2.3 LD的結(jié)構(gòu)與工作原理 50
3.2.4 LD的工作特性 53
3.2.5 單模半導(dǎo)體激光器 58
3.3 半導(dǎo)體光電二極管(PIN)和雪崩光電二極管(APD) 60
3.3.1 PIN的結(jié)構(gòu)與工作原理 61
3.3.2 PIN的工作特性 62
3.3.3 APD的結(jié)構(gòu)與工作原理 64
3.3.4 APD的工作特性 65
3.4 無源光器件 66
3.4.1 光纖連接器 67
3.4.2 光纖耦合器 69
3.4.3 光隔離器和光環(huán)行器 72
3.4.4 光調(diào)制器 74
3.4.5 光開關(guān) 76
3.4.6 光衰減器 77
小結(jié) 78
習(xí)題3 78
第4章 光纖通信系統(tǒng)原理 80
4.1 光纖通信系統(tǒng)的組成 80
4.1.1 光纖通信系統(tǒng)的組成 80
4.1.2 光發(fā)射機(jī)的組成 81
4.1.3 光接收機(jī)的組成 81
4.2 光發(fā)射機(jī) 81
4.2.1 光發(fā)射機(jī)的技術(shù)要求 82
4.2.2 LED和LD的封裝結(jié)構(gòu) 83
4.2.3 LED光發(fā)射機(jī) 84
4.2.4 LD光發(fā)射機(jī) 88
4.3 光接收機(jī) 92
4.3.1 光接收機(jī)的技術(shù)要求 92
4.3.2 光接收前置放大器 93
4.3.3 光接收機(jī)的噪聲 94
4.3.4 模擬光接收機(jī) 95
4.3.5 數(shù)字光接收機(jī) 97
4.3.6 主放大器？自動(dòng)增益控制和動(dòng)態(tài)范圍 101
4.4 光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和考慮 101
4.4.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 101
4.4.2 傳輸波長與光纖的設(shè)計(jì) 104
4.4.3 功率與帶寬的設(shè)計(jì) 105
小結(jié) 106
習(xí)題4 106
第5章 模擬信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng) 108
5.1 基帶模擬信號(hào)的光纖傳輸 108
5.1.1 工作原理和系統(tǒng)組成 108
5.1.2 基帶電視信號(hào)的光纖傳輸系統(tǒng) 109
5.2 多路副載波信號(hào)的光纖傳輸 113
5.2.1 多路副載波系統(tǒng)原理和系統(tǒng)組成 114
5.2.2 多路電視調(diào)幅副載波的光纖傳輸系統(tǒng) 116
5.2.3 多路電視調(diào)頻副載波的光纖傳輸系統(tǒng) 121
5.3 微波信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng) 123
5.3.1 微波信號(hào)光纖傳輸原理 123
5.3.2 直接調(diào)制微波信號(hào)光纖傳輸 124
5.3.3 外調(diào)制微波信號(hào)光纖傳輸 125
小結(jié) 126
習(xí)題5 126
第6章 數(shù)字信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng) 127
6.1 異步數(shù)字信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng) 127
6.1.1 異步數(shù)字信號(hào)光纖傳輸原理 127
6.1.2 連續(xù)數(shù)字信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng) 128
6.1.3 串行數(shù)字信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì) 131
6.2 同步數(shù)字信號(hào)光纖傳輸系統(tǒng) 133
6.2.1 SDH同步數(shù)字系列 133
6.2.2 同步數(shù)字光纖傳輸?shù)墓ぷ髟��?144
6.3 突發(fā)模式光纖傳輸系統(tǒng) 148
6.3.1 突發(fā)模式光纖傳輸?shù)膽?yīng)用方向與技術(shù)要求 148
6.3.2 突發(fā)模式光發(fā)射機(jī) 150
6.3.3 突發(fā)模式光接收機(jī) 152
6.3.4 突發(fā)模式同步技術(shù) 155
小結(jié) 157
習(xí)題6 158
第7章 波分復(fù)用技術(shù) 159
7.1 波分復(fù)用技術(shù)的工作原理 159
7.1.1 波分復(fù)用技術(shù)的提出 159
7.1.2 波分復(fù)用技術(shù)的工作原理 160
7.2 波分復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù) 162
7.2.1 波分復(fù)用的國際標(biāo)準(zhǔn) 162
7.2.2 波分復(fù)用器 166
7.2.3 穩(wěn)定的光源 171
7.3 波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用 171
7.3.1 大容量點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸系統(tǒng) 171
7.3.2 多信道廣播與分配網(wǎng) 171
7.3.3 多路多址光纖網(wǎng)絡(luò) 172
小結(jié) 173
習(xí)題7 173
第8章 光放大技術(shù) 174
8.1 光放大器的工作原理 174
8.1.1 光放大器的提出 174
8.1.2 光放大器的主要技術(shù)參數(shù) 174
8.1.3 光放大器的分類和特征 177
8.2 半導(dǎo)體光放大器 177
8.2.1 半導(dǎo)體光放大器工作原理與技術(shù)特點(diǎn) 177
8.2.2 半導(dǎo)體光放大器的應(yīng)用 180
8.3 摻鉺光纖放大器 180
8.3.1 摻鉺光纖放大器工作原理與技術(shù)特點(diǎn) 180
8.3.2 摻鉺光纖放大器的設(shè)計(jì) 182
8.3.3 EDFA的特點(diǎn)與技術(shù)參數(shù) 184
8.4 非線性光纖放大器 184
8.4.1 光纖拉曼放大器 184
8.4.2 光纖布里淵放大器 188
8.5 光放大器的應(yīng)用 190
8.5.1 光放大器的對(duì)比 190
8.5.2 光放大器的應(yīng)用 191
小結(jié) 192
習(xí)題8 192
第9章 光纖通信新技術(shù) 194
9.1 相干光通信技術(shù) 194
9.1.1 工作原理 194
9.1.2 相干光通信的調(diào)制與解調(diào) 196
9.1.3 相干光接收機(jī)的誤碼率和靈敏度 200
9.1.4 相干光接收機(jī)靈敏度惡化與系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮 202
9.1.5 相干光通信系統(tǒng)的性能 203
9.2 光孤子通信技術(shù) 204
9.2.1 光孤子原理和特性 204
9.2.2 光孤子的傳輸與放大 206
9.2.3 光孤子系統(tǒng)的通信容量及其限制因素 207
9.2.4 光孤子的傳輸控制 209
9.2.5 多信道光孤子系統(tǒng) 209
9.2.6 光纖孤子通信系統(tǒng) 210
9.3 光網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 211
9.3.1 光網(wǎng)絡(luò)的概念 211
9.3.2 光傳送網(wǎng) 212
9.3.3 光交叉連接和光分插復(fù)用 214
9.3.4 光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 217
9.3.5 光路由與波長分配 219
9.3.6 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò) 224
9.4 光交換技術(shù) 229
9.4.1 光交換的原理 229
9.4.2 光交換的關(guān)鍵技術(shù) 232
9.4.3 光波長路由 236
9.4.4 光突發(fā)交換 237
9.4.5 光分組交換 241
9.5 光纖接入網(wǎng)技術(shù) 243
9.5.1 光纖接入網(wǎng) 244
9.5.2 光纖數(shù)字接入網(wǎng)——PON接入網(wǎng) 248
9.5.3 APON 249
9.5.4 EPON 255
9.5.5 GPON 258
9.5.6 PON光纖傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)要點(diǎn) 262
9.5.7 光纖模擬接入網(wǎng)——HFC接入網(wǎng) 263
小結(jié) 266
習(xí)題9 266
參考文獻(xiàn) 268