光纤通信原理 附光纤通信原理自学考试大纲 第2版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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光纤通信原理3

预备知识3

第一节 两种基本的研究方法3

一、几何光学方法3

二、波动光学方法3

第二节 电磁场的基本方程式4

第三节 电磁波的波动现象6

第四节 简谐时变场的波动方程——亥姆霍兹方程6

第五节 均匀平面波的一般概念7

第六节 平面波在两介质交界面的反射和折射9

一、斯奈耳定律9

二、菲涅尔公式10

第七节 平面波的全反射11

第八节 导行波和辐射波11

一、介质Ⅰ中的波12

二、全反射情况下，介质Ⅱ中的波14

三、导行波16

四、辐射波17

小结17

复习思考题18

参考书18

第一章 概述19

第一节 光的性质19

第二节 光纤通信的特点20

一、光纤通信的主要优点20

二、光纤通信与电通信的比较20

第三节 光纤通信系统的基本组成21

一、强度调制—直接检波通信系统的组成21

二、调制方式21

第四节 光纤通信的发展动向22

三、损耗和传输带宽22

参考书23

第二章 介质薄膜波导24

第一节 薄膜波导的结构24

第二节 薄膜波导中波的分类25

一、导波25

二、衬底辐射模25

三、敷层辐射模26

第三节 用射线法分析薄膜波导中的导波26

一、薄膜波导中导波的形式27

二、薄膜波导中导波的特点27

三、薄膜波导中的单模传输条件31

四、薄膜波导中模数量的求法31

小结32

复习思考题33

习题34

参考书34

第三章 光导纤维和光缆35

第一节 光纤的结构和分类35

一、光纤的结构35

二、光纤的种类35

第二节 阶跃型光纤37

一、阶跃型光纤光射线的理论分析37

二、阶跃光纤的标量近似分析法40

第三节 渐变型光纤51

一、渐变型光纤光射线的理论分析51

二、渐变型光纤的标量近似解法56

第四节 单模光纤62

一、单模光纤的折射率分布62

二、单模传输的理论分析64

三、单模光纤的双折射66

第五节 光纤的传输特性68

一、光纤的损耗特性68

二、光纤的色散特性70

第六节 常用的光缆结构和种类79

一、光缆的基本结构80

二、光缆的种类81

小结82

复习思考题83

习题83

参考书84

附录一 标量解场方程的推导85

一、横向电场Ey的表示式85

三、轴向电场Ez和轴向磁场Hz的表示式87

二、横向磁场Hx的表示式87

附录二 双曲正割型折射指数分布光纤可以获得自聚焦的证明90

附录三 标量亥姆霍兹方程解的推导92

第四章 光源和光发射机95

第一节 与激光器有关的概念95

一、光子95

二、费米能级95

三、光与物质的三种作用形式97

第二节 激光器的一般工作原理98

一、粒子数反转分布与光放大之间的关系98

二、激光器的基本组成99

三、激光器的参量100

四、谐振频率101

第三节 半导体激光器(LD)102

一、半导体激光器的结构和工作原理103

二、半导体激光器的工作特性106

第四节 半导体发光二极管(LED)109

第五节 光源的调制110

一、光源的直接调制111

二、光源的间接调制112

第六节 光发射机112

一、对光发射机的要求113

二、光发射机的组成113

小结116

复习思考题117

习题117

参考书117

第五章 光电检测器和光接收机118

第一节 半导体的光电效应118

一、PIN光电二极管119

第二节 光纤通信中常用的半导体光电检测器119

二、APD光电二极管120

第三节 光电检测器的特性122

一、响应度R0和量子效率η122

二、响应时间122

三、暗电流ID123

四、雪崩倍增因子G123

五、倍增噪声和过剩噪声系数F(G)123

第四节 数字光纤通信接收机的基本组成124

一、数字光纤通信接收机的组成方框图125

二、各组成部分的功能125

三、一个实际的光接收机电路132

第五节 光接收机的灵敏度和动态范围132

一、光接收机灵敏度132

第六节 光接收机的噪声133

一、研究光接收机噪声的目的133

二、接收机的动态范围133

二、光接收机噪声的主要来源134

三、计算光接收机噪声的说明134

四、计算光接收机灵敏度的说明135

小结135

复习思考题136

习题136

参考书136

第六章 光纤通信系统137

第一节 强度调制—直接检测光纤通信系统的组成137

一、系统的组成方框图137

二、光中继器137

三、监视控制系统139

四、脉冲插入与脉冲分离143

五、光路中的无源器件143

一、研究传输码型的必要性147

第二节 光纤通信中的线路码型147

二、选择码型应满足的主要要求148

三、光纤通信中常用码型148

第三节 光纤通信系统的性能指标——误码率和抖动153

一、误码性能153

二、抖动性能155

第四节 光纤通信系统设计概述157

一、系统部件的选择157

二、设计光纤通信系统时有关指标的计算和验算158

第五节 光纤模拟通信系统163

一、光纤图像模拟传输系统163

二、光纤脉冲模拟传输系统164

小结166

复习思考题166

参考书167

习题167

第一节 同步数字体系的产生168

一、准同步数字体系(PDH)的复接情况168

二、PDH的固有缺点168

第七章 同步数字体系(SDH)168

三、SDH网的提出和基本特点169

第二节 SDH的速率与帧结构170

一、同步数字体系的速率171

二、同步数字体系的帧结构171

第三节 SDH的复用结构和映射方法173

一、我国采用的复用结构和映射方法174

二、图中各符号说明175

三、映射、定位、复用过程举例176

四、SDH传送网的分层模型178

第四节 SDH的开销功能179

二、段开销(SOH)180

一、关于通道、复用段、再生段的说明180

三、通道开销(POH)183

第五节 SDH的指针183

一、AU—4指针的作用184

二、AU—4指针的位置及偏移编号184

三、AU—4的指针值185

四、指针的频率调整作用186

五、新数据标帜(NDF)186

第六节 SDH中的关键设备——复用设备和交叉连接设备187

一、SDH设备的规范方法187

二、功能参考模型方法187

三、SDH复用设备(简单介绍)188

四、数字交叉连接器(SDXC)189

二、自愈网的种类191

第七节 SDH的自愈网191

一、网络保护的概念191

小结193

复习思考题194

习题194

参考书194

第八章 光放大器196

第一节 光放大器的分类196

第二节 掺铒光纤放大器的结构197

一、同向泵浦结构197

二、反向泵浦结构197

三、双向泵浦结构198

第三节 掺铒光纤放大器的工作原理198

一、功率增益199

第四节 掺铒光纤放大器的特性指标199

二、输出饱和功率200

三、噪声系数201

第五节 掺铒光纤放大器在光纤通信系统中的应用201

一、作前置放大器使用201

二、作发射机功率放大器使用202

三、作光中继器使用202

小结202

复习思考题203

参考书203

第九章 现代光纤通信技术介绍204

第一节 光纤通信中的复用系统204

一、波分复用系统204

二、光频分复用系统206

三、副载波强度调制系统207

一、光纤局部区域网(LAN)208

第二节 光纤通信多终端网络系统208

二、宽带综合业务数字网(B-ISDN)210

第三节 外差光纤通信系统210

一、光发射机211

二、光放大器211

三、光接收机212

四、外差光纤通信系统中的几个技术问题213

第四节 光纤的非线性效应及光孤子通信213

一、光纤的非线性效应213

二、光孤子通信215

小结218

复习思考题218

参考书218

第一节 光纤参数的测量219

一、单模光纤模场直径的测量219

第十章 光纤及光纤通信系统的测量219

二、光纤损耗的测量220

三、光纤色散与带宽的测量223

第二节 光纤通信系统的测量227

一、光发射机发送光功率的测量227

二、光源消光比的测量227

三、光接收机灵敏度的测量227

四、光接收机动态范围的测量228

五、光纤通信系统测量中的眼图228

小结229

复习思考题229

参考书230

附 光纤通信原理自学考试大纲233

《自学考试大纲》出版前言233

Ⅰ.课程性质与设置目的要求234

Ⅱ.课程内容与考核目标235