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目 录1

第1章概论1

1.1光纤的基本性质1

1.1.1光纤的结构、材料及制造工艺1

1.1.2光纤传输衰减8

1.1.3光纤色散10

1.1.4光纤的非线性10

1.2光纤通信要解决的问题11

1.2.1光纤通信系统12

1.2.2光纤通信要解决的基本问题13

1.3光纤通信发展历史回顾及现状15

1.3.1光通信技术开发阶段15

1.3.2单信道光纤通信技术大发展阶段16

1.3.3多信道光纤通信技术大发展阶段17

思考题与习题17

2.1.1麦克斯韦方程与波动方程18

2.1光纤传输基本方程及解18

第2章光纤传输基本理论18

2.1.2波动方程的近似解20

2.1.3标量场模的光功率分布27

2.1.4单模与多模光纤的分类及处理方法28

2.2多模光纤的光传输特性29

2.2.1阶跃光纤的传输特性29

2.2.2梯度光纤的传输特性32

2.3.1 LP01模的特性与光功率分布35

2.3单模光纤的光传输特性35

2.3.2单模光纤的传输特性37

2.3.3单模光纤中LP01模的高斯近似40

2.3.4非均匀单模光纤的近似分析41

2.3.5单模光纤中的偏振态传输特性43

2.4光纤传输中的非线性现象45

2.4.1受激喇曼散射（SRS）46

2.4.2受激布里渊散射（SBS）50

2.4.3非线性折射率及相关非线性现象52

思考题与习题56

第3章光纤线路技术及器件57

3.1光隔离器和光环形器57

3.1.1 光隔离器57

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

3.3.1 光衰减器68

3.3光衰减器和光开关68

3.3.2光开关69

3.4光纤耦合器73

3.5 光纤光栅76

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

3.6.1光栅型波分复用器85

3.6波分复用器件85

3.6.2干涉滤波片型波分复用器86

3.6.3阵列波导型波分复用器件87

3.6.4光梳状滤波器（Interlever）89

3.6.5熔锥型波分复用器件92

3.6.6波分复用器件的性能指标93

3.7平面及矩形光波导技术及器件94

3.7.1 各向同性平面和矩形光波导94

3.7.2各向异性光波导（非线性光波导）96

3.7.3光波导的制作100

3.8光放大器102

3.8.1光放大器分类103

3.8.2 EDFA的原理及结构104

3.8.3光放大器的性能参数106

3.8.4光波分复用传输系统使用的光纤放大器108

3.8.5掺铒光纤放大器的监控技术111

3.9.1光纤型色散补偿技术116

3.9色散补偿技术116

3.9.2 Fabry-Perot谐振腔型色散补偿技术119

3.9.3相位共轭型色散补偿技术122

3.9.4偏振模色散补偿器124

思考题与习题127

第4章光源及光发射机128

4.1半导体中光的发射和激射原理128

4.1.1激光产生的物理基础128

4.1.2半导体中光的发射原理131

4.2半导体发光二极管135

4.2.1发光二极管的结构135

4.2.2发光二极管的工作特性136

4.3半导体激光二极管139

4.3.1激光二极管的结构139

4.3.2激光二极管的工作特性140

4.3.3动态单纵模激光器144

4.4.1光源的驱动145

4.4数字光发射机145

4.4.2光源的自动温度控制（ATC）147

4.4.3光源的自动功率控制（APC）148

4.4.4光源的保护和告警148

4.4.5光源与光纤的耦合149

4.5密集波分复用通信中的光源技术150

4.5.1 基于温度反馈的波长控制技术的局限性150

4.5.2基于波长反馈的波长锁定技术152

思考题与习题155

第5章光检测器及光接收机156

5.1 半导体光检测器原理、结构及特性156

5.1.1 PN结的光电效应156

5.1.2 PIN光电二极管157

5.1.3 雪崩光电二极管（APD）160

5.2数字光接收机162

5.2.1数字光接收机的组成162

5.2.3数字光接收机的灵敏度163

5.2.2数字光接收机的噪声163

5.2.4数字光接收机的前置放大器电路164

5.2.5接收机的动态范围和自动增益控制165

思考题与习题165

第6章光纤通信系统167

6.1数字光纤通信系统167

6.1.1假设数字参考线167

6.1.2系统的质量指标168

6.1.3光接口指标与测试171

6.1.4 电接口指标和测试174

6.1.5光纤传输系统中继距离的确定178

6.2线路码型179

6.2.1扰码179

6.2.2分组码180

6.2.3插入比特码181

6.3光电中继器与全光中继器183

6.3.1光电中继器的基本结构183

6.2.4其它线路码型183

6.3.2全光中继器184

6.4模拟光纤通信系统184

6.4.1基带模拟光传输系统185

6.4.2脉冲频率调制光传输系统186

6.4.3光波副载波传输系统188

6.5光纤局域网190

6.5.1局域网的拓扑结构190

6.5.2局域网的媒质接入控制（MAC）协议193

6.5.3光纤区域网的发展194

6.6同步数字网（SDH）194

6.6.1 SDH网产生的技术背景195

6.6.2 SDH的基本概念和特点195

6.6.3 SDH复用结构196

6.6.4 SDH设备197

6.6.5 SDH的管理功能198

思考题与习题199

参考文献200