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目录1

第1章 概述1

1.1 光纤通信简介1

1.1.1 光纤通信的概念1

1.1.2 光纤通信的发展概况1

1.2 光纤通信使用的频段2

1.3 光纤通信的优点3

1.4 光纤通信系统的基本结构4

1.5 光纤通信系统的应用5

2.1 光纤光缆的优点7

第2章 光纤和光缆7

2.2 光纤的基本传输理论8

2.2.1 射线法分析光在光纤中的传输8

2.2.2 波动理论法分析光在阶跃型光纤中的传输11

2.3 光纤的基本特性14

2.3.1 光纤的损耗特性14

2.3.2 光纤的色散特性18

2.3.3 光纤的偏振特性20

2.4 光纤的结构和类型21

2.5 光纤的制造22

2.5.1 光纤材料的提纯工艺23

2.5.2 熔炼工艺24

2.5.3 拉丝工艺25

2.5.4 套塑工艺26

2.6 光纤的最新发展26

2.6.1 光纤新材料26

2.6.2 新型结构的光纤28

2.7 光缆的结构和类型29

2.7.1 光缆的结构和类型29

2.7.2 光缆的特性30

2.8 光缆的型号与命名法31

2.9 新型光缆结构介绍33

2.9.2 海底光缆34

2.9.1 大芯数光缆34

2.9.3 配线光缆35

2.9.4 分支用户光缆35

2.9.5 阻燃光缆36

第3章 有源光器件和无源光器件37

3.1 激光原理的基础知识37

3.1.1 原子能级的跃迁37

3.1.2 半导体中载流子的统计分布40

3.1.3 PN结的能带42

3.2 半导体光源44

3.2.1 半导体激光器44

3.2.2 半导体发光二极管光源48

3.3 光电探测器52

3.3.1 概述52

3.3.2 光电检测器的物理原理53

3.3.3 PIN光电二极管53

3.3.4 雪崩光电二极管54

3.3.5 长波长光电检测器58

3.4 无源光器件59

3.4.1 光纤的连接与光纤连接器59

3.4.2 光纤分路器及耦合器66

3.4.3 光波分复用器67

3.4.4 光隔离器68

3.4.5 光开关69

3.4.6 光可变衰减器70

第4章 数字光纤通信系统72

4.1 数字光发射机72

4.2 线路编码73

4.2.1 mBnB码74

4.2.2 插入码76

4.2.3 扰码77

4.2.4 线路码的主要性能参数77

4.2.5 mB1H码的运用78

4.3.1 光接收机的主要性能指标82

4.3 数字光接收机82

4.3.2 光接收机的组成84

4.3.3 前置放大器84

4.4 两种传输体制87

4.4.1 准同步数字系列PDH87

4.4.2 同步数字系列SDH88

4.5 备用系统与辅助系统94

4.5.1 备用系统94

4.5.2 辅助系统94

4.6 系统的性能指标97

4.6.1 误码率97

4.6.2 抖动99

4.6.3 可靠性101

4.7 光纤通信系统设计概述102

4.7.1 系统部件的选择102

4.7.2 设计光纤通信系统时有关指标的计算和核算103

第5章 模拟光纤通信系统108

5.1 调制方式108

5.1.1 模拟信号的强度调制108

5.1.2 数字信号的强度调制111

5.2 模拟基带直接光强调制光纤传输系统111

5.2.1 特性参数112

5.2.2 光端机115

5.2.3 系统性能117

5.3 多频道视频信号光纤传输系统119

5.3.1 调幅频分多路信号119

5.3.2 调频频分多路信号光纤传输方式121

5.3.3 副载波复用（SCM）数字电视信号光纤传输方式122

5.4 光缆CATV网的设计124

5.4.1 确定系统指标124

5.4.2 设计与运行要注意的基本点125

5.4.3 光分路器分光比的确定126

5.4.4 多频道系统中额定频道和实际频道下指标之间的换算126

5.4.6 光纤CATV系统设计举例127

5.4.5 分系统与总系统指标之间的关系127

5.5 有线电视频道设置129

第6章 光放大器131

6.1 光纤放大器131

6.1.1 EDFA的原理131

6.1.2 EDFA的基本组成132

6.1.3 EDFA的特性133

6.1.4 EDFA的基本种类135

6.1.5 EDFA的应用135

6.2 半导体激光放大器136

6.2.1 基本结构及工作原理136

6.2.2 SLA的主要参量及应用特性137

6.2.3 SLA的应用141

第7章 光纤通信中的复用技术143

7.1 波分复用系统143

7.1.1 WDM技术原理144

7.1.2 WDM技术的主要特点145

7.1.3 WDM和DWDM145

7.1.4 WDM的技术规范147

7.2 光频分复用系统153

7.3 光时分复用系统154

7.4 光空分复用系统155

7.5.1 基本原理156

7.5 光码分复用系统156

7.5.2 典型的系统方案158

7.5.3 最新解码器结构159

7.5.4 尚待解决的问题160

第8章 光纤通信中的高新技术161

8.1 光交换技术161

8.1 1光交换技术的特点161

8.1.2 光交换原理161

8.1.3 光交换系统分类和组成162

8.2 波长转换技术165

8.2.1 波长转换技术定义165

8.2.2 波长转换技术的特点165

8.2.3 波长转换技术类型166

8.2.4 全光波长转换技术167

8.3 光孤子通信技术174

8.3.1 什么是光孤子174

8.3.2 光孤立子产生的机理174

8.3.3 光孤子通信175

8.3.4 光孤子通信系统的基本组成175

8.3.5 主要技术内容176

8.3.6 光孤子通信的优点177

8.3.7 与普通光纤通信系统不同的技术问题177

8.4 相干光通信技术178

8.4.1 相干光通信的基本工作原理178

8.3.8 光孤子通信的前景178

8.4.2 相干光通信系统的组成179

8.4.3 相干光通信的优点180

8.4.4 相干光通信的关键技术181

8.4.5 相干光通信在超长波长光纤通信系统中的应用183

8.5 光交叉连接技术183

8.5.1 OXC的特点及应用184

8.5.2 OXC的结构185

8.5.3 国外OXC的发展现状186

8.5.4 研制开发OXC的步骤和策略187

8.6 光分插复用技术187

9.1.2 误差产生的原因及解决办法189

9.1.1 精度要求189

第9章 光纤通信测量技术189

9.1 光纤通信测量概述189

9.1.3 测量要注意的方面191

9.2 多模光纤传输特性的测量191

9.2.1 光纤损耗测量191

9.2.2 光纤带宽测量195

9.3 单模光纤特性参数测量198

9.3.1 模场直径的测量198

9.3.2 截止波长的测量200

9.3.3 色散的测量202

9.4.1 光端机光口指标的测量203

9.4 光纤数字传输系统传输特性的测量203

9.4.2 光纤传输系统传输特性的测量205

9.5 光纤测量中的常用仪器206

9.5.1 对光纤测量用主要仪器的要求206

9.5.2 光时域反射计207

9.5.3 光纤熔接机210

9.5.4 光功率计211

9.5.5 数字传输分析仪212

习题215

参考文献218