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第1章 导论1

1.1光纤通信的基本概念1

1.2光纤通信发展历史2

1.2.1光纤的发展2

1.2.2光纤通信系统的发展3

1.3光纤通信系统的基本组成4

1.4我国光纤通信的发展7

1.4.1我国光通信的历程7

1.4.2我国光纤通信现状8

1.5光纤通信的特点与应用9

1.5.1光纤通信的特点9

1.5.2光纤通信的应用10

1.6光纤通信发展趋势11

1.6.1光纤、光缆发展趋势11

1.6.2光纤通信系统高速化发展趋势12

1.6.3光纤通信网络发展趋势12

小结13

思考与练习13

第2章 光纤与光缆14

2.1光纤的结构与分类14

2.1.1光纤的结构14

2.1.2光纤的分类15

2.1.3光纤的制造工艺17

2.2光纤的传输原理17

2.2.1射线理论分析光纤的传输原理18

2.2.2波动理论分析光纤的传输原理21

2.3光纤的传输特性28

2.3.1光纤的损耗特性28

2.3.2光纤的色散特性31

2.3.3光纤的非线性效应33

2.4单模光纤的种类及性能参数35

2.4.1光纤的主要性能参数35

2.4.2单模光纤种类35

2.5光纤接续37

2.6光缆38

2.6.1光缆的基本结构38

2.6.2光缆的分类39

小结40

思考与练习41

第3章 光源和光发送机42

3.1光纤通信用光源42

3.1.1半导体光源的发光机理42

3.1.2半导体发光二极管53

3.1.3半导体激光二极管59

3.2光发送机87

3.2.1光发送机的基本组成87

3.2.2光发送机的主要技术要求88

3.2.3光发送机设计89

3.3光源与光纤的耦合95

3.3.1光源与光纤耦合效率的计算96

3.3.2影响光源与光纤耦合效率的主要因素及提高耦合效率的方法99

小结100

思考与练习101

第4章 光检测器与光接收机103

4.1光检测器103

4.1.1光电探测原理103

4.1.2 PD和PIN光电二极管105

4.1.3雪崩光电二极管108

4.1.4响应带宽109

4.1.5新型APD结构111

4.1.6 MSM光电探测器113

4.2光接收机113

4.2.1光接收机的组成114

4.2.2光接收机的性能指标117

4.2.3光接收机的噪声和信噪比118

4.2.4光接收机误码率和灵敏度121

4.2.5光接收机性能126

4.3光中继器126

小结127

思考与练习128

第5章 光无源器件130

5.1光纤连接器130

5.1.1光纤连接器的性能130

5.1.2光纤连接器的一般结构131

5.1.3影响单模光纤连接损耗的因素133

5.1.4光纤连接器分类134

5.1.5光纤固定连接方式137

5.2光耦合器137

5.2.1光耦合器的性能参数138

5.2.2各种光耦合器139

5.3光开关141

5.3.1光开关的作用141

5.3.2光开关的种类142

5.4光调制器146

5.5光隔离器147

5.6光衰减器148

5.6.1光衰减器的分类及性能指标148

5.6.2光衰减器的工作原理149

小结152

思考与练习153

第6章 光放大及色散补偿技术154

6.1光放大器的作用与一般特性154

6.1.1光放大器的作用154

6.1.2光放大器的工作性能155

6.2光放大器的分类157

6.2.1半导体光放大器157

6.2.2非线性光纤放大器157

6.2.3掺铒光纤放大器157

6.3掺铒光纤放大器157

6.3.1 EDFA的结构与工作原理158

6.3.2 EDFA的主要特性参数160

6.3.3 EDFA的主要优缺点161

6.3.4 EDFA在光纤通信系统中的应用162

6.4拉曼光纤放大器164

6.4.1拉曼光纤放大器的工作机理164

6.4.2拉曼光纤放大器的优缺点164

6.4.3拉曼光纤放大器的种类165

6.5色散补偿技术167

6.5.1色散补偿原理167

6.5.2无源色散补偿168

6.5.3前补偿技术169

6.5.4偏振模色散及其补偿技术171

6.5.5 SPM及其补偿技术173

小结174

思考与练习175

第7章 光波分复用技术176

7.1波分复用原理176

7.1.1光波分复用技术定义176

7.1.2光波分复用系统的基本形式180

7.1.3光波分复用技术特点181

7.1.4光波长区的分配183

7.2光波分复用器185

7.2.1光波分复用器的主要性能参数185

7.2.2光波分复用器的要求186

7.2.3光波分复用器的类型186

小结191

思考与练习192

第8章 光纤通信系统性能与设计193

8.1两种数字传输体系193

8.1.1准同步数字体系193

8.1.2同步数字体系194

8.2系统的性能指标195

8.2.1误码性能195

8.2.2抖动性能196

8.3系统结构197

8.3.1点到点连接197

8.3.2广播和分配网198

8.3.3局域网198

8.4光纤损耗和色散对系统性能的影响199

8.4.1损耗限制系统199

8.4.2色散限制系统200

8.5光纤通信系统的设计201

8.5.1功率预算201

8.5.2上升时间预算202

8.5.3色散预算203

8.5.4系统功率代价204

小结207

思考与练习208

第9章 光纤通信新技术209

9.1相干光通信技术209

9.1.1相干光通信的基本工作原理209

9.1.2相干光通信系统的组成210

9.1.3相干光通信的优点211

9.1.4相干光通信的关键技术212

9.2光孤子通信技术213

9.2.1光孤立子产生的机理214

9.2.2光孤子通信215

9.2.3光孤子通信优点及关键技术216

9.2.4光孤子通信应用前景217

9.3光交换技术218

9.3.1光交换技术的特点218

9.3.2空分光交换219

9.3.3时分光交换219

9.3.4波分光交换220

9.4全光通信网221

9.4.1全光通信网的概念221

9.4.2全光通信网的结构与特点223

9.4.3全光通信网的相关技术224

9.4.4 OADM在中国高速信息示范网中的应用225

9.5量子通信228

9.5.1量子纠缠和量子隐形传态228

9.5.2量子密码术229

9.5.3量子密钥分配协议229

9.5.4量子通信的优点及应用前景230

9.5.5国内外量子通信研究现状及发展方向232

小结233

思考与练习234

参考文献235