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目录1

第1章　绪论1

1.1　光纤通信发展简史1

1.2　光纤通信的特点3

1.2.1　光纤通信的优点3

1.2.2　光纤通信的缺点4

1.3　光纤通信系统概述5

1.4　光纤通信的发展趋势6

第2章　光纤和光缆8

2.1　光纤的结构和种类8

2.1.1　光纤的结构8

2.1.2　光纤的分类8

2.1.3　单模光纤10

2.1.4　多模光纤11

2.2　光纤的导光原理12

2.2.1　波动理论13

2.2.2　射线光学的基本定律15

2.2.3　阶跃型光纤光射线的理论分析16

2.3　光纤的衰减特性18

2.3.1　衰减18

2.3.2　吸收损耗19

2.3.3　散射损耗20

2.3.4　其他损耗21

2.3.5　光纤的损耗特性曲线21

2.4.3　光纤色散的种类22

2.4.2　光纤色散的表示方法22

2.4　光纤的色散特性22

2.4.1　光纤色散的概念22

2.4.4　偏振模色散24

2.4.5　光纤的传输带宽24

2.5　光纤制造26

2.5.1　概述26

2.5.2　制备方法26

2.6　光缆的结构和种类28

2.6.1　光缆的基本结构28

2.6.2　光缆的分类及特点30

2.7　光纤及光缆的接续32

2.7.1　光纤的接续方法32

2.7.3　光纤接续部位的保护33

2.7.2　光纤端面处理技术33

2.7.4　产生光纤接续损耗的原因34

第3章　光源和光检测器35

3.1　光纤通信系统中的光源35

3.1.1　物质的发光机理35

3.1.2　激光器的工作原理36

3.1.3　半导体激光器37

3.1.4 半导体发光二极管42

3.1.5　光源与光纤的耦合44

3.2　半导体光电检测器45

3.2.3　雪崩光电二极管（APD）46

3.2.1　最简单的半导体光电检测器46

3.2.2 PIN光电二极管46

3.2.4　光电检测器的工作特性47

第4章　光无源器件51

4.1　光纤活动连接器51

4.1.1　概述51

4.1.2　光纤活动连接器的重要指标51

4.1.3　光纤活动连接器的组成部分52

4.1.4　光纤活动连接器的基本结构54

4.1.5　常用的光纤活动连接器的品种和型号56

4.1.6　发展趋势57

4.2.1　基本原理和结构58

4.2　固定连接器58

4.2.2　光纤熔接机59

4.2.3　套管式固定接头61

4.2.4　毛细管固定接头62

4.2.5 V形槽固定接头63

4.2.6　固定连接器的发展趋势64

4.3　光衰减器64

4.3.1 光衰减器的工作机理及分类64

4.3.2　光衰减器的性能指标65

4.3.3　常用光衰减器举例66

4.3.4　光衰减器的应用及发展趋势68

4.4　光波分复用器69

4.4.1 光波分复用器的工作原理69

4.4.2 WDM的技术指标70

4.4.3　光波分复用器的分类及制造方法71

4.4.4 WDM的应用举例74

4.4.5　光波分复用器的发展方向76

4.5　无源光耦合器77

4.5.1　无源光耦合器的定义及分类77

4.5.2　无源光耦合器的性能指标77

4.5.3　平面波导型光耦合器79

4.5.4　熔锥型全光纤耦合器80

4.5.5　耦合器的发展趋势83

4.6　光隔离器83

4.6.1 概述83

4.6.2　光隔离器的性能参数84

4.6.3　光隔离器的发展趋势85

4.7　光开关86

4.7.1 概述86

4.7.2　光开关的性能参数86

4.7.3　光开关的应用及发展88

第5章　光发送机与光接收机89

5.1　光发送机89

5.1.1　概述89

5.1.2　光发送机的基本电路90

5.1.3　光发送机的光功率控制94

5.1.4　光发送机的温度控制97

5.1.5　告警电路与保护电路99

5.1.6　外调制技术100

5.2　光接收机105

5.2.1　概述105

5.2.2　数字光接收机的基本原理106

5.2.3　光接收机的性能110

5.3　光中继器122

5.3.1　光中继器的构成122

5.3.2　判决再生电路123

第6章　光纤通信系统127

6.1 光纤通信系统的分类与组成127

6.1.1　光纤通信系统的类型127

6.1.2 IM-DD数字光纤通信系统的组成127

6.1.3　光纤线路编码129

6.2　相干光通信系统130

6.2.1　相干光通信的工作原理131

6.2.2　主要调制方式131

6.2.3　关键的技术问题133

6.2.4　相干光通信的优点133

6.2.5　系统和网络应用134

6.2.6　相干光通信系统的现状及发展前景136

6.3　光复用系统136

6.3.1 光时分复用（OTDM）136

6.3.2　波分复用（WDM）137

6.3.3　频分复用139

6.4　微波副载波复用系统141

6.4.1 微波副载波复用的基本原理及系统构成141

6.4.3　应用举例142

6.4.2 SCM系统的特点142

6.5　全光通信系统143

6.5.1　概述143

6.5.2　超长波长光纤通信143

6.5.3　光纤放大器144

6.6　光孤子系统149

6.6.1 概述149

6.6.2　光孤子通信系统的基本组成与要求149

6.6.3　光孤子通信系统的应用及发展150

第7章　光纤接入网152

7.1　接入网的基本概念152

7.2.1　光纤接入网概述154

7.2　光纤接入网154

7.2.2　应用形式155

7.2.3 网络拓扑结构156

7.2.4　复用技术158

7.3　光纤接入网中的器件159

7.3.1　光有源器件159

7.3.2　光无源器件160

7.4　接入网中的光纤和光缆160

7.4.1　适用于光纤接入网的光纤类型160

7.4.2　适用于光纤接入网的光缆结构161

7.4.3　适用于光纤接入网的连接技术和连接方式161

7.5　典型的光纤接入网161

7.5.2　用户环路载波系统162

7.5.1　灵活接入系统162

7.5.3　电话无源光网络163

7.5.4　无源光子网163

7.6　光纤接入网的发展方向164

7.6.1　光纤接入网向宽带接入发展164

7.6.2　光纤接入网向B-ISDN发展165

7.6.3　光纤接入网的前景166

第8章　光同步数字传输网167

8.1 SDH概述167

8.1.1 SDH的发展历史167

8.1.2 SDH的基本概念和特点168

8.1.3 SDH的速率和帧结构173

8.2.1　复用结构177

8.2 SDH的复用与映射方法177

8.2.2　映射179

8.2.3　指针调整定位技术188

8.2.4 复用191

8.3 SDH设备194

8.3.1 SDH设备逻辑功能块描述194

8.3.2 SDH复用设备199

8.3.3 SDH数字交叉连接设备（SDXC）203

8.3.4　再生器205

8.4　SDH的网同步206

8.4.1 网同步的基本概念207

8.4.2 SDH网的同步结构和工作方式208

8.4.4 SDH网元时钟的定时方法及其应用210

8.4.3 SDH网同步要求210

8.5 SDH的网络管理212

8.5.1　电信管理网（TMN）213

8.5.2 SDH管理网SMN216

8.5.3 SDH网络管理的发展方向219

8.6 SDH的应用219

8.6.1 SDH技术在微波通信中的应用219

8.6.2 IP over SDH技术222

8.6.3 GEOS（Gbit Ethernet over SDH）技术224

8.6.4 SDH的其他应用227

第9章　光纤通信网230

9.1　通信网的发展阶段230

9.2.1　物理结构形式232

9.2　光纤传输网的结构形式232

9.2.2　光通道层的波长路由及其特点235

9.2.3　波长通道与波长变换237

9.3　光交叉连接设备（OXC）238

9.3.1 OXC的功能和技术要求239

9.3.2 OXC的基本结构239

9.3.3 OXC与DXC结构的关系与性能比较242

9.4　波长变换技术244

9.4.1　光电混合波长变换技术245

9.4.2　全光波长变换技术245

9.4.3 四波混频FWM波长变换器248