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第1章 概述1

1.1 光纤通信的发展概况1

1.2 光纤通信的优点和应用3

1.2.1 光纤通信的优点3

1.2.2 光纤通信的应用4

1.3 光纤传输系统的组成5

1.3.1 光纤通信系统原理框图5

1.3.2 光纤通信系统的构成6

1.4 习题8

第2章 光纤传输理论及传输特性9

2.1 光纤、光缆的结构和类型9

2.1.1 光纤结构9

2.1.2 光纤型号10

2.1.3 光缆及其结构11

2.2 电磁波在光纤中传输的基本方程14

2.2.1 麦克斯韦方程组和波动方程14

2.2.2 亥姆霍兹方程和波参数15

2.2.3 基本波导方程16

2.2.4 柱面坐标中的波动方程18

2.3 阶跃折射率光纤模式分析19

2.3.1 矢量分析法19

2.3.2 弱导光纤和线性极化模30

2.4 单模传输33

2.4.1 截止波长34

2.4.2 模场直径34

2.5 射线光学理论36

2.5.1 射线方程36

2.5.2 光纤的传光原理38

2.6 光纤传输特性42

2.6.1 损耗特性42

2.6.2 色散特性44

2.6.3 光纤的带宽和冲激响应49

2.6.4 光纤中的非线性效应50

2.6.5 单模光纤性能指标53

2.7 习题55

第3章 光源和光发送机56

3.1 半导体激光器和发光二极管56

3.1.1 半导体激光器56

3.1.2 半导体发光二极管70

3.2 光源调制71

3.2.1 光源的调制方式71

3.2.2 光源的直接调制原理72

3.3 光发送机73

3.3.1 光端机结构73

3.3.2 光发送机74

3.4 习题85

第4章 光检测器和光接收机87

4.1 半导体光检测器件87

4.1.1 光电二极管的工作原理87

4.1.2 光电二极管88

4.1.3 雪崩光电二极管92

4.2 光接收机95

4.2.1 光接收电路96

4.2.2 输出电路100

4.2.3 其他电路100

4.3 光接收机噪声分析102

4.3.1 光接收机的主要噪声102

4.3.2 光检测器的噪声分析103

4.3.3 光检测器-放大器信噪比105

4.3.4 接收机噪声108

4.4 光接收机的误码率109

4.5 接收机灵敏度111

4.5.1 灵敏度定义和表示方法111

4.5.2 灵敏度计算112

4.5.3 影响灵敏度的因素114

4.6 光中继机115

4.7 习题116

第5章 光路无源器件117

5.1 光纤连接器117

5.1.1 光纤连接损耗及影响因素117

5.1.2 光纤连接器的结构119

5.2 光纤耦合器121

5.2.1 光纤耦合器的类型121

5.2.2 光纤耦合器的结构和基本原理122

5.2.3 光纤耦合器的主要特性123

5.2.4 其他类型耦合器124

5.3 光衰减器125

5.4 光隔离器与光环行器125

5.5 光调制器和光开关127

5.5.1 光调制器127

5.5.2 光开关128

5.6 习题129

第6章 同步数字体系130

6.1 SDH概述130

6.1.1 SDH的产生130

6.1.2 SDH的基本概念和特点130

6.2 SDH速率等级和帧结构132

6.2.1 网络节点接口132

6.2.2 同步数字体系的速率132

6.2.3 帧结构133

6.3 SDH复用和映射过程134

6.3.1 基本复用映射原理和复用单元134

6.3.2 我国采用的复用结构136

6.4 SDH网元设备145

6.4.1 SDH设备的一般描述145

6.4.2 SDH复用设备146

6.5 SDH同步与定时155

6.5.1 SDH网同步基本原理155

6.5.2 SDH定时要求156

6.5.3 SDH网同步157

6.6 SDH传送网159

6.6.1 传送网的分层与分割159

6.6.2 SDH传送网网络拓扑结构163

6.7 SDH网络保护和恢复164

6.7.1 SDH传送网故障及自愈机制164

6.7.2 自动保护倒换APS165

6.7.3 SDH自愈环166

6.7.4 分布式故障恢复169

6.8 SDH网络管理171

6.8.1 SDH网络管理功能171

6.8.2 管理协议及标准接口175

6.9 习题176

第7章 光波分复用系统177

7.1 光波分复用概述177

7.1.1 光波分复用的基本概念177

7.1.2 WDM系统的基本形式178

7.2 WDM系统的基本结构与工作原理179

7.2.1 WDM系统的基本结构179

7.2.2 WDM系统的分类方法180

7.2.3 光波长区的分配182

7.3 光波分复用系统的关键技术184

7.3.1 WDM系统的几个技术问题184

7.3.2 光源技术185

7.3.3 波长可调谐滤光器技术186

7.3.4 光波分复用／解复用器与光滤波器技术187

7.3.5 光转发器技术190

7.3.6 光纤传输技术191

7.3.7 WDM系统的监控技术192

7.4 WDM系统的特点194

7.5 光时分复用195

7.6 习题196

第8章 数字光纤通信系统性能197

8.1 数字传输模型197

8.1.1 假设参考连接197

8.1.2 假设参考数字链路198

8.1.3 假设参考数字段198

8.1.4 光缆数字通信系统框图199

8.2 误码特性199

8.2.1 误码和误码率的概念199

8.2.2 误码发生形态和原因200

8.2.3 误码特性的评定方法200

8.2.4 误码性能的规范201

8.3 抖动特性204

8.3.1 抖动的概念204

8.3.2 抖动的来源204

8.3.3 抖动性能的规范205

8.4 漂移特性208

8.4.1 漂移的概念208

8.4.2 漂移的产生208

8.4.3 漂移性能的规范209

8.5 延时特性210

8.5.1 延时的概念210

8.5.2 延时的产生210

8.5.3 延时性能的规范212

8.6 光纤通信系统的可用性212

8.6.1 可靠性和可用性表示方法212

8.6.2 光纤通信系统可用性计算213

8.6.3 光纤通信系统可用性指标要求214

8.7 光缆线路系统设计214

8.7.1 衰减限制系统最大中继距离的计算215

8.7.2 色散限制系统最大中继距离的计算216

8.8 习题217

第9章 光接入网218

9.1 光接入网概述218

9.1.1 接入网基本概念218

9.1.2 光接入网基本概念221

9.1.3 光接入网的应用类型225

9.1.4 光接入网的性能指标225

9.2 光接入网关键技术227

9.2.1 突发收发技术227

9.2.2 突发同步技术227

9.2.3 测距技术227

9.2.4 多址接入技术228

9.2.5 动态带宽分配技术229

9.2.6 光功率的动态调节229

9.2.7 服务质量和安全技术229

9.3 有源光接入网229

9.3.1 AON基本概念229

9.3.2 基于PDH的AON229

9.3.3 基于SDH的AON230

9.4 无源光接入网231

9.4.1 PON的基本概念231

9.4.2 基于ATM的无源光接入网231

9.4.3 基于Ethernet的无源光接入网233

9.4.4 千兆比特兼容的无源光接入网235

9.5 习题243

第10章 光放大技术244

10.1 光放大器概述244

10.1.1 光放大器的基本原理244

10.1.2 光放大器的主要参数246

10.2 掺铒光纤放大器249

10.2.1 EDFA的工作原理249

10.2.2 EDFA特性249

10.2.3 EDFA基本结构250

10.2.4 EDFA的应用252

10.3 光纤拉曼放大器254

10.3.1 受激拉曼散射原理254

10.3.2 光纤拉曼放大器结构255

10.3.3 拉曼放大器在WDM系统中的应用257

10.3.4 拉曼放大器的噪声特性257

10.3.5 混合拉曼／掺铒光纤放大器258

10.4 习题259

第11章 光纤通信新技术260

11.1 色散补偿技术260

11.1.1 色散补偿光纤260

11.1.2 预啁啾技术262

11.1.3 色散均衡器262

11.1.4 光相位共轭色散补偿264

11.1.5 色散支持传输265

11.1.6 偏振模色散补偿技术266

11.2 相干光通信269

11.2.1 相干检测原理269

11.2.2 调制与解调271

11.2.3 误码率和接收机灵敏度272

11.2.4 相干光纤通信系统的优点和关键技术275

11.3 光交换技术275

11.3.1 空分光交换276

11.3.2 光波长交换276

11.3.3 光分组交换277

11.3.4 光突发交换278

11.4 光孤子通信技术278

11.4.1 光孤子通信系统的基本组成278

11.4.2 光纤损耗与光孤子能量补偿放大279

11.4.3 影响光纤孤子通信系统容量的因素279

11.5 自由空间光通信280

11.5.1 FSO技术特点280

11.5.2 FSO系统的基本构成281

11.5.3 FSO的关键技术282

11.5.4 FSO的应用285

11.6 习题285

第12章 光联网技术287

12.1 光联网技术概述287

12.2 城域光网络287

12.2.1 城域光网络概述287

12.2.2 多业务传送平台292

12.3 自动交换光网络298

12.3.1 ASON概述298

12.3.2 ASON基本结构和关键技术299

12.3.3 通用多协议标签交换307

12.4 全光互联网技术312

12.5 习题312

参考文献314