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第1章 光纤通信的基础理论1

1.1 半导体激光器光源1

1.1.1 引言1

1.1.2 光纤通信对半导体激光器光源的要求2

1.1.3 半导体发光原理3

1.1.4 半导体激光器的结构与工作原理6

1.1.5 半导体激光器的性能参数7

1.1.6 半导体激光器的瞬态特性11

1.1.7 半导体激光器的退化问题13

1.1.8 使用半导体激光器时应注意的事项13

1.2.2 发光二极管的基本类型与性能14

1.2.1 引言14

1.2 半导体发光二极管光源14

1.2.3 发光管与光纤的光耦合20

1.2.4 发光管与激光器性能的比较21

1.2.5 光源的选用问题22

1.3 光检测器24

1.3.1 引言24

1.3.2 光检测器的基本参数25

1.3.3 PIN光电二极管27

1.3.4 雪崩光电二极管(APD)28

1.3.5 光电检测器的可靠性32

1.3.6 光电检测器使用中的注意事项32

1.4.2 光纤光放大器33

1.4.1 引言33

1.4 光放大器33

1.4.3 半导体激光放大器(SLA)35

1.4.4 两种主要的光放大器的性能比较36

1.5 光纤与光缆37

1.5.1 引言37

1.5.2 光纤的主要类型及其性能38

1.5.3 光纤的标准化问题40

1.5.4 光纤的导光原理42

1.5.5 光纤的主要参数46

1.5.6 单模光纤的传输性能48

1.5.7 光纤弯曲和芯包界面不光滑所带来的影响49

1.5.8 光纤特性50

1.5.9 光纤参数的测量54

1.5.10 新型单模光纤64

1.5.11 光缆65

1.6 光纤数字通信系统68

1.6.1 系统的参考模型68

1.6.2 光纤数字通信系统69

1.6.3 系统的性能指标70

1.6.4 中继距离的计算76

1.7 光线路码77

1.7.1 引言77

1.7.2 光纤数字通信系统中的线路码78

1.7.3 mB1H码在我国的运用83

1.7.4 线路码的主要性能参数88

1.8.1 光端机的基本组成与功能89

1.8 光纤传输设备89

1.8.2 光发送电路91

1.8.3 光接收电路96

1.8.4 光接收机的主要性能与参数97

1.8.5 光中继机106

参考文献109

第2章 光缆数字传输系统工程的设计110

2.1 引言110

2.2 光纤通信系统工程的设计依据、原则和步骤111

2.3 光缆传输系统工程的总体考虑112

2.3.1 数字系列等级的选定112

2.3.3 辅助系统113

2.3.2 线路传输码型的选择113

2.3.4 光缆线路路由的确定114

2.3.5 光系统技术考虑115

2.3.6 电气性能参数及其指标118

2.3.7 设备使用条件及电源122

2.4 光缆通信干线工程的规模容量122

2.4.1 拟建光缆通信干线在全国网络中的地位和作用123

2.4.2 业务量需求预测123

2.4.3 原有通信网分担能力的考虑125

2.4.4 规模容量的确定125

2.5 光纤通信系统中继段长的设计与计算126

2.6.1 假设参考数字通道与数字段131

2.6.2 传输系统局站设置131

2.6 传输系统的配置与组织131

2.6.3 传输系统组织132

2.6.4 中继段长度133

2.6.5 辅助系统组织133

2.7 传输系统的指标134

2.7.1 误码率134

2.7.2 抖动性能139

2.8 光纤光缆的选用141

2.8.1 CCITT对光纤的有关建议141

2.8.2 对光缆的技术要求142

2.8.3 光缆的种类和适用范围144

2.9 光缆传输系统扩容及方案的选择156

2.10 光纤数字传输系统的可用性指标161

2.11.1 雷电危害及其防护167

2.11 光缆线路的防护167

2.11.2 强电影响及其防护168

2.11.3 防潮防水问题172

2.11.4 光缆对地绝缘问题172

2.11.5 鼠害与蚁害的防护173

2.11.6 天灾与人祸的防备173

2.12 长途光缆通信系统的供电方式173

参考文献175

第3章 光缆线路的施工与维护177

3.1 高次群数字复接设备177

3.1.1 数字多路复接的构成方式177

3.1.2 设备的基本参数179

3.2.1 引言185

3.2 34Mb/s光端机与光中继机185

3.1.3 设备的工作原理185

3.2.2 基本概况与技术指标186

3.2.3 光线路码型及设备188

3.2.4 传输辅助设备193

3.2.5 开通与维护196

3.3 140Mb/s光端机与光中继机200

3.3.1 引言200

3.3.2 传输设备与系统202

3.3.3 开通与维护215

3.4 光无源器件216

3.4.1 光纤连接器217

3.4.2 光耦合器221

3.4.3 光开关223

3.4.4 光分路耦合器或光合路耦合器226

3.4.5 光分波器或光合波器229

3.4.6 光隔离器231

3.4.7 光衰减器232

3.5 光纤通信常用仪器仪表233

3.5.1 光功率计233

3.5.2 光时域反射仪(OTDR)234

3.5.3 稳定化光源238

3.5.4 误码、抖动测试仪239

3.5.5 光纤熔接机241

3.6 光缆线路工程设计与施工技术242

3.6.1 光缆敷设工程中的要求和注意事项242

3.6.2 光缆敷设中张力的计算243

3.6.3 架空光缆的设计与施工246

3.6.4 直埋光缆线路的设计与施工248

3.6.5 管道光缆线路的设计与施工251

3.6.6 海下光缆线路工程的设计与施工252

3.7 光纤和光缆的接续255

3.7.1 光纤接续引起的衰耗原因255

3.7.2 光纤的连接技术257

3.7.3 光缆的接续259

3.8 光缆线路施工过程中的现场测试261

3.8.1 引言261

3.8.2 便携式光纤衰耗测试仪261

3.8.3 单盘光缆衰耗的测试262

3.8.5 光缆线路段或中继段的总衰耗测试263

3.8.4 光纤接头衰耗的测量263

3.9 光缆通信系统主要技术指标测试和日常维护264

3.9.1 光接口技术指标的测试264

3.9.2 电接口技术指标的测试267

3.9.3 日常维护268

参考文献269

第4章 光纤通信中的高新技术270

4.1 相干光通信270

4.1.1 引言270

4.1.2 相干光通信外差接收系统对光源的要求271

4.1.3 相干光通信的调制技术272

4.2 超大容量光纤通信系统275

4.3.1 引言276

4.3 光孤子通信276

4.3.2 光孤子的物理概念277

4.3.3 光孤子通信281

4.3.4 光孤子通信的一些典型系统284

4.4 光同步数字传输网291

4.4.1 概述291

4.4.2 光同步数字传输网的基本概念294

4.4.3 SDH传送网的结构302

4.4.4 SDH设备308

4.5 光纤通信中的复用技术321

4.5.1 主要的复用技术及其基本概念321

4.5.2 波分复用技术322

4.5.3 密集波分复用(DWDM)系统中的光源325

4.5.4 DWDM系统中的非线性问题--波分复用系统的传输理论328

4.5.5 波分复用在全光网络中的地位和应用331

4.5.6 光时分复用333

4.5.7 副载波复用光波系统的应用337

4.6 光缆有线电视(CATV)传输系统344

4.6.1 概述344

4.6.2 系统构成以及网络结构346

4.6.3 系统传输原理349

4.6.4 系统设计354

4.6.5 宽带综合服务网展望360

参考文献362

5.1 接入网的基本概念363

第5章 光纤接入网363

5.2 接入网在通信网中的层次和特点369

5.3 光纤接入网及其传送的业务370

5.3.1 光纤接入网370

5.3.2 光纤接入网传送的业务372

5.4 光纤用户网发展的动力与状况374

5.5 现有用户网的特点及光纤化目标376

5.6 光纤用户网的拓扑结构和设计根据378

5.6.1 光纤用户网的拓扑结构378

5.6.2 光纤用户网的设计根据381

5.7 光纤用户网的应用和重大作用382

5.8.1 APON的技术基础及其优点384

5.8 ATM-PON(APON)384

5.8.2 ATM技术385

5.8.3 全业务网接入传输系统构成388

5.8.4 用户业务接口390

5.8.5 传输帧结构391

5.8.6 HFC双向光纤传输系统393

5.8.7 ATM-PON关键技术394

5.8.8 ATM-PON接入网网元管理399

5.9 Ethernet PON(EPON)400

5.9.1 概况400

5.9.2 EPON的拓扑结构、组成与功能401

5.9.3 EPON的传输原理403

5.9.4 EPON的关键技术405

参考文献409