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第1章　概述1

1.1　光纤通信系统及其关键技术2

1.1.1　光纤通信的概念及当前光纤通信基本系统2

1.1.2　光纤通信关键技术4

1.2　光纤通信技术优缺点7

1.3　光纤通信的发展历程9

1.3.1　光通信技术的逐年进步9

1.3.2　光纤通信的发展现状及展望11

小结15

习题15

第2章　光纤传输理论17

2.1　光纤的基本概念19

2.1.1　光纤的结构19

2.1.2　光纤的分类19

2.1.3　光纤中的光传输21

2.2　基本波导方程23

2.2.1　波动方程24

2.2.2　亥姆霍兹方程24

2.2.3　基本波导方程概述25

2.3　阶跃折射率光纤的模式理论26

2.3.1　圆柱坐标系中的波导方程26

2.3.2　纤芯中的场分布27

2.3.3　包层中的场分布29

2.3.4　截止频率的计算式30

2.3.5　能够在光纤中存在的导模及其特征方程31

2.3.6　各模式的截止频率及光纤的单模条件32

2.3.7　LP模35

2.4　单模光纤38

2.4.1　单模光纤如何工作38

2.4.2　衰减40

2.4.3　色散和带宽41

2.5　渐变折射率光纤的近似分析43

2.6　光纤的非线性效应47

2.6.1　非线性效应的产生47

2.6.2　受激散射49

2.6.3　非线性效应的重要性55

小结59

习题59

第3章　光源与光发送机61

3.1　光与物质相互作用的基础62

3.1.1　光的波动理论与光子学说62

3.1.2　固体的能带64

3.2　激光器工作原理66

3.2.1　光与物质相互作用的三个过程66

3.2.2　介质中的光增益68

3.2.3　光在介质中的吸收和放大69

3.2.4　光学谐振腔71

3.2.5　光谱线形状和宽度72

3.2.6　阈值条件73

3.2.7　激光器的振荡模式75

3.3　半导体物理基础及半导体激光器76

3.3.1　半导体的导电机构与能带图77

3.3.2　半导体产生光增益的条件78

3.3.3　P-N结80

3.3.4　半导体激光器83

3.4　通信中常用光源及其工作特性88

3.4.1　发光二极管89

3.4.2　半导体激光器的工作特性90

3.5　光源的调制91

3.5.1　光源的两种调制方式91

3.5.2　光源的直接调制91

3.5.3　LD数字调制过程的瞬态分析93

3.5.4　电光效应94

3.5.5　电光调制98

3.5.6　声光调制101

3.5.7　磁光调制102

3.6　光发射机103

3.6.1　光发射机的功能103

3.6.2　光发射机基本框图103

3.6.3　光发送电路基本组成和主要性能指标105

小结115

习题115

第4章　光检测器与光接收机116

4.1　光检测器117

4.1.1　光电二极管的工作原理和响应波长117

4.1.2　PIN光电二极管119

4.1.3　雪崩光电二极管120

4.1.4　光检测器的主要参数121

4.2　光接收机的组成和主要性能指标122

4.2.1　光接收机的组成及各部分功能122

4.2.2　光接收机的主要性能指标126

4.3　光接收机的噪声127

4.3.1　光接收机噪声的来源127

4.3.2　光检测器的噪声128

4.3.3　热噪声129

4.4　误码率和灵敏度的计算130

4.4.1　误码率的计算130

4.4.2　灵敏度的计算132

4.5　光纤通信中的线路码型133

4.5.1　码型转换的原因133

4.5.2　码型应满足的主要要求134

4.5.3　光纤通信中的常用码型135

小结139

习题139

第5章　光纤通信系统与通信网141

5.1　无源光器件和WDM技术143

5.1.1　无源光器件143

5.1.2　WDM光纤传输系统150

5.2　光放大器153

5.2.1　半导体光放大器153

5.2.2　掺铒光纤放大器154

5.3　数字光纤通信系统157

5.3.1　数字光纤通信系统的组成157

5.3.2　数字光纤通信系统性能及其测试159

5.4　光同步数字传输网164

5.4.1　SDH的帧结构164

5.4.2　SDH的复用映射结构165

5.4.3　SDH传送网的网络结构166

5.5　光纤通信系统的总体设计169

5.5.1　系统的总体考虑169

5.5.2　功率预算和色散预算172

5.5.3　功率代价因素174

5.5.4　SDH自愈环网原理175

5.5.5　SDH网络传输性能178

小结181

习题181

第6章　光缆的接续与测试183

6.1　光缆的结构和种类184

6.1.1　光缆的结构184

6.1.2　光缆的种类185

6.1.3　光缆的型号和规格188

6.2　光纤的接续191

6.2.1　光纤接续的方式及要求191

6.2.2　造成光纤接续损耗的主要因素192

6.3　光纤熔接机194

6.3.1　光纤熔接机的种类194

6.3.2　光纤熔接机的组成194

6.4　光纤的熔接实例196

6.4.1　单芯光纤的熔接实例196

6.4.2　多芯带状光纤的熔接实例199

6.5　光缆的接续201

6.5.1　光缆接续的基本要求201

6.5.2　光缆接续的方法与步骤202

6.6　光缆成端203

6.6.1　无人中间站的光缆成端203

6.6.2　局内光缆的成端204

6.7　光缆的测试205

6.7.1　测试标准及层次205

6.7.2　常用测试仪表206

6.7.3　损耗测量208

6.7.4　色散测量212

小结216

习题216

参考文献218