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第1章 概论 1

1.1光通信的发展史 1

1.2光纤通信的基本概念和特点 3

1.2.1光纤通信的光波波段 3

1.2.2光纤通信的基本组成 3

1.2.3光纤通信的优点 4

1.3光纤的基本性质 5

1.3.1光纤的结构、材料及制造工艺 5

1.3.2光纤传输衰减 12

1.3.3光纤色散 14

1.3.4光纤的非线性 14

1.4光纤通信需要解决的问题 15

1.4.1光纤通信系统 16

1.4.2光纤通信要解决的基本问题 17

1.5光纤通信发展历史回顾及现状 18

1.5.1光纤通信技术开发阶段 19

1.5.2单信道光纤通信技术大发展阶段 20

1.5.3多信道光纤通信技术大发展阶段 20

习题 21

第2章 光纤传输基本理论 22

2.1光纤传输基本方程及解 22

2.1.1麦克斯韦方程与波动方程 22

2.1.2波动方程的近似解 23

2.1.3标量场模的光功率分布 30

2.1.4单模与多模光纤的分类及处理方法 31

2.2多模光纤的光传输特性 32

2.2.1阶跃光纤的传输特性 32

2.2.2梯度光纤的传输特性 34

2.3单模光纤的光传输特性 37

2.3.1 LP01模的特性与光功率分布 37

2.3.2单模光纤的传输特性 39

2.3.3单模光纤中LP01模的高斯近似 41

2.3.4非均匀单模光纤的近似分析 43

2.3.5单模光纤中的偏振态传输特性 44

2.4光纤传输中的非线性现象 46

2.4.1受激喇曼散射（SRS） 47

2.4.2受激布里渊散射（SBS） 51

2.4.3非线性折射率及相关非线性现象 53

习题 56

第3章 光纤线路技术及器件 58

3.1光隔离器和光环形器 58

3.1.1光隔离器 58

3.1.2光环形器 60

3.2光纤的连接 63

3.2.1光纤活动连接器 63

3.2.2光纤的熔接 67

3.3光衰减器和光开关 68

3.3.1光衰减器 68

3.3.2光开关 68

3.4光纤耦合器 72

3.5光纤光栅 75

3.5.1光纤的光敏特性 76

3.5.2光纤光栅的制作 76

3.5.3光纤光栅工作原理及特性 77

3.5.4光纤光栅的应用 81

3.6波分复用器件 84

3.6.1光栅型波分复用器 85

3.6.2干涉滤波片型波分复用器 85

3.6.3阵列波导型波分复用器件 86

3.6.4光梳状滤波器（Interlever） 88

3.6.5熔锥型波分复用器件 91

3.6.6波分复用器件的性能指标 92

3.7平面及矩形光波导技术及器件 92

3.7.1各向同性平面和矩形光波导 93

3.7.2各向异性光波导（非线性光波导） 94

3.7.3光波导的制作 99

3.8光放大器 101

3.8.1光放大器分类 101

3.8.2 EDFA的原理及结构 102

3.8.3光放大器的性能参数 104

3.8.4光波分复用传输系统使用的光纤放大器 106

3.8.5掺铒光纤放大器的监控技术 109

3.9色散补偿技术 114

3.9.1光纤型色散补偿技术 114

3.9.2 Fabry-Perot谐振腔型色散补偿技术 117

3.9.3相位共轭型色散补偿技术 120

3.9.4偏振模色散补偿器 122

习题 124

第4章 光发信机 125

4.1引言 125

4.2半导体激光器（LD） 126

4.2.1基本概念 126

4.2.2半导体激光器的工作原理及典型结构 132

4.3半导体激光器的主要特性 134

4.3.1半导体激光器的光谱特性 134

4.3.2半导体激光器的出光特性和伏安特性 140

4.3.3半导体激光器的调制特性 142

4.3.4半导体激光器的典型参数 149

1.4半导体发光二极管（LED） 149

4.4.1半导体发光二极管的结构和原理 150

4.4.2半导体发光二极管的特性 150

4.5量子阱激光器 152

4.5.1量子阱激光二极管的能带图 152

4.5.2量子阱激光二极管的优点 152

4.6激光发信机电路 153

4.6.1模拟调制电路 154

4.6.2数字调制电路 157

习题 167

第5章 光收信机 171

5.1引言 171

5.2光电探测器 171

5.2.1PIN光电二极管 172

5.2.2雪崩光电二极管（APD） 174

5.3光收信机的噪声特性 177

5.3.1光收信机的噪声等效模型 177

5.3.2光电探测器噪声来源 178

5.3.3放大器的等效噪声 180

5.3.4光收信机输出信噪比的计算 181

5.4光收信机的性能计算 183

5.4.1光、电收信机极限灵敏度的比较 183

5.4.2光收信机灵敏度的计算 184

5.5光接收机电路举例 196

5.5.1低阻抗前端的前置放大级 197

5.5.2高阻抗前端的前置放大级 197

5.5.3互阻抗前端的前置放大级 197

5.5.4 1.3 μm PIN-FFT前端放大模块 199

5.5.5光接收机组件及光收发信组件 200

习题 203

第6章 模拟光纤通信系统 205

6.1光纤通信中常用的调制方法及其分类 205

6.2模拟基带调制 207

6.3光纤副载波调幅-强度调制（SCM-IM） 208

6.4光纤副载波频率调制（FM-IM） 213

6.5脉冲调频（PFM-IM）和方波调频（SWFM-IM） 215

习题 218

第7章 光纤通信系统的总体设计和系统实例 219

7.1光纤通信系统的总体设计 219

7.1.1通信距离受光纤衰减限制的情况 219

7.1.2通信距离受光纤带宽限制的情况 220

7.1.3线路码型的考虑 227

7.1.4收信机灵敏度曲线 233

7.1.5总体设计举例 233

7.2数字光纤传输系统举例 236

7.2.1 140 Mb/s数字彩电传输系统 236

7.2.2某小区综合信息网络工程实例 241

7.3超长距离超大容量光纤通信系统 244

7.3.1超长距离光纤通信系统 244

7.3.2大容量光纤通信系统 261

7.4海底光缆通信系统 269

7.4.1海缆系统简介 269

7.4.2海底设备 272

7.4.3陆上设备 273

习题 274

第8章 光纤通信网 277

8.1 SDH基本概念及网络 277

8.1.1 SDH帧结构 278

8.1.2 SDH的复用结构与原理 279

8.1.3 SDH设备介绍 281

8.2 SDH传送网 283

8.2.1 SDH传送网的功能结构 283

8.2.2 SDH网的物理拓扑 285

8.2.3自愈网 286

8.2.4 SDH的网管功能 289

8.3 WDM光网络 291

8.3.1光传送网（OTN）概念 291

8.3.2光传送网（OTN）分层结构 292

8.3.3 WDM光传送网的节点功能和结构 293

8.3.4 WDM光网络 299

8.3.5 WDM的选路和波长分配RWA 304

8.3.6 WDM的网管 307

8.4 ASON的体系结构和实现技术 308

8.4.1 ASON的基本概念 308

8.4.2 ASON控制平面结构 313

8.4.3 ASON应用及发展状况 316

8.5城域光网络 319

8.5.1城域WDM环网 319

8.5.2基于SDH的多业务传送平台（MSTP） 321

8.5.3弹性分组环（RPR） 321

8.5.4城域光传送网的建设和发展 325

8.6光接入网 326

8.6.1光接入网概述 326

8.6.2 HFC（同轴光纤混合线） 328

8.6.3 FTTH（光纤到户） 330

习题 334

第9章 光纤通信新技术 336

9.1相干光通信技术 336

9.2光孤子通信技术 340

9.3光交换技术 341

习题 344

附录1 345

附录2 349

参考文献 359

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