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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RWA304

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1345

附录2349

参考文献359