光纖通信

本書緊密結合光纖通信的發展，系統地介紹了光纖通信系統的組成與工作原理及關鍵技術。具體內容包括光纖傳輸理論及傳輸特性、光源和光檢測器的工作原理及特性、有源和無源光器件的工作原理及應用、光纖通信系統的設計、光纜線路的施工和測試、波分復用、光纖通信網、光通信新技術以及光纖傳感技術。本書內容深入淺出、概念清楚，理論結合實際，可作為高等學校電子信息類專業本科生的教學用書，也可作為研究生以及從事光纖通信工作的相關科技人員的參考用書。

目錄

第1章緒論

1．1光纖通信發展的歷史回顧 

1．1．1早期的光通信 

1．1．2光纖通信的發展史 

1．1．3我國光纖通信的發展歷程 

1．2光纖通信系統的基本組成及特點

1．2．1發射和接收

1．2．2基本光纖傳輸系統

1．3光纖通信中的一些基本概念

1．3．1模擬信號和數字信號

1．3．2調制格式

1．3．3數字信號的復用方式 

1．3．4同步數字體系

1．3．5異步轉移模式

1．4光纖通信的應用和發展趨勢

1.4.1光纖通信的應用

1.4.2光纖通信發展趨勢

本章小結

習題

第2章光纖傳輸理論及傳輸特性

2．1光纖結構與類型

2．1．1光纖的結構

2．1．2光纖的類型

2．2光纖的射線光學理論分析

2．2．1從射線光學理論分析光纖的導光原理

2．2．2傳導模和數值孔徑

2．3光纖的波動理論分析

2．3．1波動方程和電磁場表達式

2．3．2特徵方程和傳輸模式

2．4光纖的製造工藝簡介

2．4．1原材料的提取

2．4．2預制棒的熔煉

2．4．3預制棒的拉絲和塗覆

2．4．4光纖成品的測試

2．5光纖的傳輸特性

2．5．1損耗特性

2．5．2損耗特性的測量

2．5．3色散特性

2．5．4色散特性的測量

2．6常用光纜類型

2．6．1光纜的分類

2．6．2光纜的特性

本章小結

習題

第3章光源和光發射機

3．1激光二極管

3．1．1工作原理

3．1．2半導體激光器的主要特性

3．1．3LD的類型

3．1．4LD組件及其技術指標

3．2發光二極管

3．2．1LED結構

3．2．2LED特性

3．2．3光源LD、LED與光纖的耦合

3．2．4LED技術參數

3．3光發射機

3．3．1模擬光發射機

3．3．2數字光發射機

3．4外調制器

3．4．1外調制器的特點和類型

3．4．2外調制器工作原理

3．4．3外調制器技術指標

本章小結

習題

第4章光檢測器和光接收機

4．1光檢測器的工作原理

4．1．1PIN光檢測器

4．1．2APD光檢測器

4．2光檢測器的特性參數

4．2．1光檢測器的性能參數

4．2．2光檢測器的噪聲 

4．2．3光檢測器產品介紹 

4．3光接收機

4．3．1光接收機的組成 

4．3．2光接收機的噪聲特性 

4．3．3光接收機的技術指標 

4．4光收發合一模塊

本章小結

習題

第5章光網絡器件

5．1光放大器

5．1．1概述

5．1．2半導體光放大器

5．1．3摻雜光纖放大器

5．1．4拉曼光纖放大器

5．1．5光放大器的應用

5．2光無源器件

5．2．1耦合器

5．2．2濾波器

5．2．3隔離器

5．2．4環形器

5．2．5衰減器

5．2．6連接器

5．2．7光開關

本章小結

習題

第6章光纖通信系統的設計

6．1設計原則

6．1．1工程設計

6．1．2系統設計的內容

6．1．3系統設計的方法

6．2數字傳輸系統的設計

6．2．1系統設計技術背景

6．2．2系統部件選擇

6．2．3光通道功率代價和損耗、色散預算

6．3模擬傳輸系統的設計

6．3．1系統設計技術背景

6．3．2系統組成

6．3．3系統的主要性能指標

6．3．4光放大器對系統性能的影響

6．4光纖通信系統實例

6．4．1單通道光通信系統

6．4．2光纖通信設備及技術在閉路監控系統中的應用

本章小結

習題

第7章光纜線路的施工和測試

7．1光纜

7．1．1光纜結構設計要求

7．1．2光纜結構和類型

7．2光纜施工

7．2．1施工準備

7．2．2室內光纜敷設

7．2．3室外光纜敷設

7．2．4光纜接續及成端安裝

7．3常用儀器

7．3．1光時域反射儀

7．3．2光譜分析儀

7．3．3光源與光功率計

7．3．4光纖熔接機

7．4光纜線路測試和故障檢修

7．4．1光纜線路測試

7．4．2光纜線路工程竣工測試

7．4．3故障檢測

7．5光纜工程實例

7．5．1工程概況

7．5．2設計規範

7．5．3技術要求

7．5．4設計方案

7．5．5施工圖設計

7．5．6材料表

本章小結

習題

第8章波分復用技術

8．1概述

8．2波分復用技術原理

8．2．1波分復用工作原理

8．2．2幾種波分復用技術

8．3WDM系統的基本組成及傳輸方式

8．3．1WDM系統的基本組成 

8．3．2WDM系統傳輸方式

8．4WDM系統中的主要設備 

8．4．1WDM系統中的光源

8．4．2WDM系統中的接收機

8．4．3WDM系統中的光放大器

8．4．4WDM系統中的波分復用器/解復用器

8．4．5WDM系統中的光纖

8．5波分復用系統規範 

8．5．1光波長分配相關規範

8．5．2光接口規範

8．6設備實例

本章小結

習題

第9章光纖通信網

9．1光接入網

9．1．1接入網概述及光接入網的基本概念

9．1．2光接入網的形式和業務類型

9．1．3光接入網的拓撲結構

9．1．4有源和無源光接入網

9．2電腦高速互聯光網絡

9．2．1光纖分佈式數據接口

9．2．2光纖通道

9．2．3高速電腦光互連技術

9．3智能光網絡

9．3．1智能光網絡的概念

9．3．2ASON的體系結構

9．3．3ASON的控制平面

9．4全光網

9．4．1全光網概述

9．4．2全光網結構

9．4．3全光網的關鍵技術

本章小結

習題

第10章光通信新技術

10．1相乾光通信

10．1．1相乾檢測原理

10．1．2調制和解調

10．1．3誤碼率和接收靈敏度

10．1．4相乾光系統的優點和關鍵技術

10．2光孤子通信

10．2．1光孤子的形成

10．2．2光孤子通信系統的構成和性能

10．3自由空間光通信

10．3．1自由空間光通信技術概述

10．3．2FSO的基本原理和特點

10．3．3自由空間光通信中的常用調制方式

10．4量子光通信

10．4．1量子通信的特點

10．4．2量子通信的類型 

10．4．3量子通信的網絡架構 

本章小結

習題

第11章光纖傳感技術

11．1概述

11．2光纖傳感器的特點及基本構成

11．2．1光纖傳感器的特點

11．2．2光纖傳感器的基本構成

11．2．3光纖傳感器系統

11．3光纖傳感器的分類

11．3．1按傳感器的傳感原理分類

11．3．2按被調制的光波參數分類

11．3．3按被測物理量分類

11．3．4按目標分佈情況分類

11．4光纖傳感器的基本原理

11．4．1強度調制光纖傳感器

11．4．2頻率調制光纖傳感器

11．4．3波長調制光纖傳感器

11．4．4相位調制光纖傳感器

11．4．5偏振態調制光纖傳感器

11．5光纖光柵傳感器

11．5．1光纖光柵

11．5．2光纖光柵的分類 

11．6分佈式光纖傳感器

11．6．1分佈式光纖傳感器概述

11．6．2分佈式光纖傳感器優點

11．6．3分佈式光纖傳感器分類

11．7光纖傳感器的應用

11．7．1光纖傳感技術在電力系統的應用

11．7．2光纖傳感技術在石油與化工行業的應用

11．7．3光纖傳感技術在生物、醫學、化學領域的應用

11．7．4光纖傳感技術在航空航天領域的應用

11．7．5光電傳感技術在國防領域的應用

11．8特殊類型光纖傳感技術

11．8．1納米光纖及其傳感應用

11．8．2光子晶體光纖及其傳感應用

11．8．3聚合物光纖及其傳感應用

本章小結

習題

第12章光纖通信系統模擬

12．1OptiSystem模擬系統

12．1．1OptiSystem簡介

12．1．2OptiSystem系統資源庫

12．2光電子器件模擬

12．2．1半導體激光器特性模擬

12．2．2半導體激光器的調制響應特性模擬

12．2．3PIN和APD光接收機模擬

12．3色散補償模擬

12．3．1在不同傳輸速率情況下，光纖傳輸性能模擬

12．3．2DCF光纖色散補償模擬

12．3．3光纖光柵(FBG)色散補償模擬

12．4摻鉺光纖放大器的模擬設計

12．4．1摻鉺光纖長度對增益的影響

12．4．2增益與泵浦光功率的關系

12．4．3增益與信號光波長的關系

12．4．4增益與信號光功率的關系

12．4．5增益與摻鉺光纖長度的關系模擬優化

12．4．6增益與泵浦光功率的關系模擬優化

本章小結

習題

附錄A光纖通信常用術語

附錄B光纖通信系統文字符號對照表

參考文獻