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第1章 导论1

1.1 光纤通信的发展和演进1

1.1.1 光纤通信的简史1

1.1.2 光纤通信技术的广泛应用3

1.1.3 光纤通信技术要点3

1.2 光纤通信的基础知识和概念4

1.2.1 模拟信号与数字信号4

1.2.2 带宽与速率6

1.2.3 调制与解调6

1.2.4 光纤通信系统组成的3个要素6

1.2.5 数字光纤通信系统8

1.2.6 模拟光纤传输系统10

1.3 光纤通信技术的学习思路11

习题111

第2章 光纤和光缆12

2.1 光纤12

2.1.1 光纤的结构与分类12

2.1.2 光纤传输原理14

2.2 单模光纤21

2.2.1 单模条件与截止波长21

2.2.2 模场直径和光强分布21

2.2.3 单模光纤的双折射和线偏振模22

2.3 光纤的色散和损耗22

2.3.1 光纤的色散23

2.3.2 光纤的损耗26

2.4 光纤和光缆的设计与制造28

2.4.1 光纤的设计与标准化28

2.4.2 光纤的制备工艺30

2.4.3 光缆的技术要求与结构34

2.5 光纤的测量技术36

2.5.1 光纤损耗的测量36

2.5.2 光纤带宽的测量39

2.5.3 光纤色散的测量40

小结41

习题241

第3章 光电子器件43

3.1 半导体光电器件的基本原理43

3.1.1 光发射与光吸收43

3.1.2 异质结与双异质结的工作原理44

3.1.3 半导体材料与波长46

3.2 半导体发光二极管（LED）和激光器（LD）47

3.2.1 LED的结构与工作原理47

3.2.2 LED的工作特性48

3.2.3 LD的结构与工作原理50

3.2.4 LD的工作特性53

3.2.5 单模半导体激光器58

3.3 半导体光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）60

3.3.1 PIN的结构与工作原理61

3.3.2 PIN的工作特性62

3.3.3 APD的结构与工作原理64

3.3.4 APD的工作特性65

3.4 无源光器件66

3.4.1 光纤连接器67

3.4.2 光纤耦合器69

3.4.3 光隔离器和光环行器72

3.4.4 光调制器74

3.4.5 光开关76

3.4.6 光衰减器77

小结78

习题378

第4章 光纤通信系统原理80

4.1 光纤通信系统的组成80

4.1.1 光纤通信系统的组成80

4.1.2 光发射机的组成81

4.1.3 光接收机的组成81

4.2 光发射机81

4.2.1 光发射机的技术要求82

4.2.2 LED和LD的封装结构83

4.2.3 LED光发射机84

4.2.4 LD光发射机88

4.3 光接收机92

4.3.1 光接收机的技术要求92

4.3.2 光接收前置放大器93

4.3.3 光接收机的噪声94

4.3.4 模拟光接收机95

4.3.5 数字光接收机97

4.3.6 主放大器、自动增益控制和动态范围101

4.4 光纤通信系统的设计和考虑101

4.4.1 拓扑结构的设计101

4.4.2 传输波长与光纤的设计104

4.4.3 功率与带宽的设计105

小结106

习题4106

第5章 模拟信号光纤传输系统108

5.1 基带模拟信号的光纤传输108

5.1.1 工作原理和系统组成108

5.1.2 基带电视信号的光纤传输系统109

5.2 多路副载波信号的光纤传输113

5.2.1 多路副载波系统原理和系统组成114

5.2.2 多路电视调幅副载波的光纤传输系统116

5.2.3 多路电视调频副载波的光纤传输系统121

5.3 微波信号光纤传输系统123

5.3.1 微波信号光纤传输原理123

5.3.2 直接调制微波信号光纤传输124

5.3.3 外调制微波信号光纤传输125

小结126

习题5126

第6章 数字信号光纤传输系统127

6.1 异步数字信号光纤传输系统127

6.1.1 异步数字信号光纤传输原理127

6.1.2 连续数字信号光纤传输系统128

6.1.3 串行数字信号光纤传输系统设计131

6.2 同步数字信号光纤传输系统133

6.2.1 SDH同步数字系列133

6.2.2 同步数字光纤传输的工作原理144

6.3 突发模式光纤传输系统148

6.3.1 突发模式光纤传输的应用方向与技术要求148

6.3.2 突发模式光发射机150

6.3.3 突发模式光接收机152

6.3.4 突发模式同步技术155

小结157

习题6158

第7章 波分复用技术159

7.1 波分复用技术的工作原理159

7.1.1 波分复用技术的提出159

7.1.2 波分复用技术的工作原理160

7.2 波分复用的关键技术162

7.2.1 波分复用的国际标准162

7.2.2 波分复用器166

7.2.3 稳定的光源171

7.3 波分复用技术的应用171

7.3.1 大容量点对点传输系统171

7.3.2 多信道广播与分配网171

7.3.3 多路多址光纤网络172

小结173

习题7173

第8章 光放大技术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 光放大器的主要技术参数174

8.1.3 光放大器的分类和特征177

8.2 半导体光放大器177

8.2.1 半导体光放大器工作原理与技术特点177

8.2.2 半导体光放大器的应用180

8.3 掺铒光纤放大器180

8.3.1 掺铒光纤放大器工作原理与技术特点180

8.3.2 掺铒光纤放大器的设计182

8.3.3 EDFA的特点与技术参数184

8.4 非线性光纤放大器184

8.4.1 光纤拉曼放大器184

8.4.2 光纤布里渊放大器188

8.5 光放大器的应用190

8.5.1 光放大器的对比190

8.5.2 光放大器的应用191

小结192

习题8192

第9章 光纤通信新技术194

9.1 相干光通信技术194

9.1.1 工作原理194

9.1.2 相干光通信的调制与解调196

9.1.3 相干光接收机的误码率和灵敏度200

9.1.4 相干光接收机灵敏度恶化与系统设计考虑202

9.1.5 相干光通信系统的性能203

9.2 光孤子通信技术204

9.2.1 光孤子原理和特性204

9.2.2 光孤子的传输与放大206

9.2.3 光孤子系统的通信容量及其限制因素207

9.2.4 光孤子的传输控制209

9.2.5 多信道光孤子系统209

9.2.6 光纤孤子通信系统210

9.3 光网络技术211

9.3.1 光网络的概念211

9.3.2 光传送网212

9.3.3 光交叉连接和光分插复用214

9.3.4 光网络的拓扑结构217

9.3.5 光路由与波长分配219

9.3.6 自动交换光网络224

9.4 光交换技术229

9.4.1 光交换的原理229

9.4.2 光交换的关键技术232

9.4.3 光波长路由236

9.4.4 光突发交换237

9.4.5 光分组交换241

9.5 光纤接入网技术243

9.5.1 光纤接入网244

9.5.2 光纤数字接入网——PON接入网248

9.5.3 APON249

9.5.4 EPON255

9.5.5 GPON258

9.5.6 PON光纤传输的设计要点262

9.5.7 光纤模拟接入网——HFC接入网263

小结266

习题9266

参考文献268