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1.1 通信系统的基本概念1

1.1.1 通信系统的组成1

第1章 绪论1

1.1.2 数字通信的主要特点3

1.2 通信系统的分类3

1.3 信息及其量度4

1.4 信道与信道容量6

1.4.1 信道6

1.4.2 信道容量7

1.5 光通信概述8

习题14

2.1.1 光纤的结构16

第2章 光纤传输理论16

2.1 光纤的结构及基本性质16

2.1.2 光纤的分类17

2.1.3 光纤的传光原理19

2.2 光纤的材料和制作方法23

2.2.1 光纤材料23

2.2.2 光纤预制件（预制棒）的制备24

2.2.3 光纤的拉丝与涂敷26

2.2.4 光纤的套塑27

2.3 阶跃折射率光纤的模式理论28

2.3.1 均匀光纤的矢量解28

2.3.2 均匀光纤的标量解——LP模43

2.4 渐变折射率光纤的近似分析49

2.5 单模光纤52

2.5.1 概述52

2.5.2 单模光纤的结构53

2.5.3 单模传输的理论分析54

2.5.4 单模光纤的频率色散57

2.5.5 单模光纤的极化59

2.5.6 保偏光纤和单偏振光纤60

2.6 光纤的传输特性61

2.6.1 光纤的色散特性61

2.6.2 光纤的损耗特性68

2.7 单模光纤的进展和应用70

习题74

第3章 光纤系统中的信号传输原理76

3.1 引言76

3.2 模拟信号的传输78

3.2.1 模拟信号的调制及分类78

3.2.2 调幅信号的传输79

3.2.3 调频信号的传输95

3.3 脉冲信号传输110

3.3.1 取样、量化和编码110

3.3.2 线性编码PCM113

3.3.3 压缩和扩张114

3.3.4 差分脉冲编码和增量调制114

3.4.1 数字信号的表示方法115

3.4 数字基带信号的传输115

3.4.2 数字基带信号传输与码间串扰118

3.5 数字信号的频带传输122

3.5.1 概述122

3.5.2 数字幅度调制（ASK）123

3.5.3 数字频率调制（FSK）128

3.5.4 数字相位调制（PSK）132

3.5.5 各种数字调制系统的性能比较137

习题138

4.1 光缆140

4.1.1 光缆的结构140

第4章 光纤传输器件140

4.1.2 带宽142

4.1.3 设计要求144

4.2 光连接器145

4.2.1 光纤连接损耗与影响因素145

4.2.2 光纤连接器的构造148

4.3 光纤耦合器151

4.3.1 光纤耦合器的定义及分类151

4.3.2 光纤耦合器的基本原理与结构152

4.3.3 光纤耦合器的性能参数153

4.3.4 各类光纤耦合器的特性154

4.3.5 其他类型的耦合器156

4.4.1 光波分复用器／解复用器的性能指标158

4.4 光波分复用器／解复用器（WDM/DWDM）158

4.4.2 光波分复用器／解复用器的光学特性159

4.4.3 各种类型光波分复用器／解复用器的结构原理160

4.5 光衰减器164

4.5.1 光衰减器的作用和工作原理164

4.5.2 光衰减器的性能和测试164

4.6 光开关调制器165

4.6.1 开关分类166

4.6.2 机械光开关166

4.6.3 电光开关167

4.6.4 热光开关170

4.6.5 液晶光开关171

4.6.7 声光开关172

4.6.6 磁光效应光开关172

4.6.8 调制器173

4.7 光偏振控制器175

4.7.1 起偏器175

4.7.2 偏振控制器176

4.8 光交叉连接与光分插复用176

4.8.1 光交叉连接器176

4.8.2 光分插复用180

4.9 阵列波导光栅181

4.9.1 AWG器件的原理及其参数181

4.9.2 AWG的偏振相关性186

4.9.3 AWG在现代通信网络中的应用187

习题190

第5章 光源及光发射机191

5.1 引言191

5.2 半导体发光二极管193

5.3 半导体激光二极管194

5.4 半导体光源与光纤的耦合205

5.5 光源的直接调制和光发射机207

5.5.1 光源的直接调制208

5.5.2 光发射机的组成及各部分的功能214

5.6 光源的外调制与光发射机218

5.6.1 光源的外调制及其应用218

5.6.2 电光调制与电光调制器219

习题240

第6章 光检测器与光接收机242

6.1 概述242

6.2 光检测器243

6.2.1 半导体的光电效应243

6.2.2 PIN光电二极管244

6.2.3 APD雪崩光电二极管248

6.2.4 长波长光检测器250

6.3 光接收机的噪声分析251

6.3.1 散弹噪声251

6.3.2 热噪声253

6.3.3 前置放大器的噪声253

6.4.1 数字光接收机的量子极限灵敏度256

6.4 量子极限灵敏度256

6.4.2 模拟光接收机的量子极限灵敏度257

6.5 前置放大电路的设计258

6.5.1 低阻抗前置放大电路258

6.5.2 高阻抗前置放大电路258

6.5.3 互阻抗前置放大电路259

6.5.4 光接收机前置的设计260

6.6 数字光接收机的灵敏度计算261

6.6.1 噪声的高斯分布与误码率的计算261

6.6.2 PIN光接收机的灵敏度263

6.6.3 APD光接收机的灵敏度263

6.6.4 归一化264

6.6.5 光接收机噪声和灵敏度公式的修正267

6.7 模拟光接收机的灵敏度269

习题270

第7章 光放大器271

7.1 光放大器的原理与一般特性271

7.1.1 光放大器的原理271

7.1.2 光增益谱宽与放大器带宽272

7.1.3 增益饱和273

7.1.4 放大器噪声273

7.1.5 光放大器在光波系统中的应用274

7.2 半导体光放大器276

7.3 光纤拉曼放大器279

7.3.1 FRA工作原理279

7.3.2 FRA的耦合方程和增益饱和281

7.3.3 FRA的性能及其应用282

7.4 掺饵光纤放大器282

7.4.1 掺饵光纤放大器的工作原理283

7.4.2 增益频谱284

7.4.3 小信号增益和饱和特性284

7.4.4 放大器噪声286

7.4.5 掺饵光纤放大器的优点及应用287

习题288

第8章 光纤通信系统289

8.1 光纤通信系统设计289

8.1.1 光纤通信系统的总体估算289

8.1.2 系统部件的选择292

8.2 光纤模拟通信系统294

8.2.1 光纤图像模拟传输系统295

8.2.2 光纤脉冲模拟传输系统299

8.3 数字光纤通信系统原理301

8.4 光纤通信中的复用技术302

8.4.1 波分复用系统303

8.4.2 光频分复用系统307

8.4.3 光时分复用系统309

8.5 光纤通信多终端网络系统311

8.5.1 光纤局域网LAN311

8.5.2 光纤宽带综合业务数字网（B-ISDN）316

习题317

9.1.2 相干光通信技术的基本理论319

9.1.1 相干光通信技术319

第9章 现代光纤通信技术319

9.1 相干光通信技术319

9.1.3 光发射机及调制格式320

9.1.4 调制的实现321

9.1.5 光接收机322

9.1.6 影响相干光通信系统性能的几个问题324

9.2 光孤子通信325

9.2.1 光孤子特性及非线性薛定谔方程325

9.2.2 孤子的传输信息和传输能量补偿328

习题332

10.1.1 光纤损耗的测量333

10.1 光纤参数的测量333

第10章 光纤参数及光纤通信系统特性的测量333

10.1.2 光纤色散的测量336

10.1.3 光纤折射率分布的测量339

10.1.4 光纤数值孔径的测量342

10.1.5 单模光纤模场直径的测量344

10.2 光纤通信系统特性的测量349

10.2.1 光接收机灵敏度的测量349

10.2.2 光接收机动态范围的测量349

10.2.3 光纤通信系统测量中的眼图350

习题350

参考文献351