內容簡介
本書全面地介紹了光纖通信系統的基本組成；光纖和光纜的結構和類型，光纖的傳輸原理和特性，光纖特性的測量；光源、光檢測器和光無源器件的類型、原理和性質；光端機的組成和特性；數字光纖通信系統(PDH和SDH)；模擬光纖通信系統，包括副載波復用光纖通信系統；光纖通信的若干新技術，如光纖放大器、光波分復用技術、光交換技術、光孤子通信、相干光通信技術、光時分復用技術等；光纖通信網路，包括單波長的SDH傳送網，多波長的WDM全光網和光接入網。
本書在內容上力求理論上的系統性以及技術上的新穎性和實用性。
本書系普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，可作為通信類專業的大學本科生或研究生教材，也可作為相關科技工作者的參考用書。
目錄
1.1 光纖通信發展的歷史和現狀 1
1.1.1 探索時期的光通信 1
1.1.2 現代光纖通信 2
1.1.3 國內外光纖通信發展的現狀 3
1.2 光纖通信的優點和套用 4
1.2.1 光通信與電通信 4
1.2.2 光纖通信的優點 5
1.2.3 光纖通信的套用 8
1.3 光纖通信系統的基本組成 8
1.3.1 發射和接收 9
1.3.2 基本光纖傳輸系統 9
1.3.3 數字通信系統和模擬通信系統 11
小結13
習題與思考題 13
第 2 章 光纖和光纜 14
2.1 光纖結構和類型 14
2.1.1 光纖結構 14
2.1.2 光纖類型 14
2.2 光纖傳輸原理 16
2.2.1 幾何光學方法 16
2.2.2 光纖傳輸的波動理論 20
2.3 光纖傳輸特性 26
2.3.1 光纖色散 27
2.3.2 光纖損耗 32
2.3.3 光纖標準和套用 34
2.4 光纜 35
2.4.1 光纜基本要求 36
2.4.2 光纜結構和類型 37
2.4.3 光纜特性 39
2.5 光纖特性測量方法 39
2.5.1 損耗測量 40
2.5.2 頻寬測量 42
2.5.3 色散測量 43
2.5.4 截止波長測量 44
小結45
習題與思考題 45
第 3 章 通信用光器件 48
3.1 光源 48
3.1.1 半導體雷射器工作原理和基本結構 48
3.1.2 半導體雷射器的主要特性 53
3.1.3 分布反饋雷射器 56
3.1.4 發光二極體 57
3.1.5 半導體光源一般性能和套用 59
3.2 光檢測器 60
3.2.1 光電二極體工作原理 60
3.2.2 PIN光電二極體 61
3.2.3 雪崩光電二極體(APD) 64
3.2.4 光電二極體一般性能和套用 66
3.3 光無源器件 67
3.3.1 連線器和接頭 67
3.3.2 光耦合器 68
3.3.3 光隔離器和光環行器 72
3.3.4 光調製器 74
3.3.5 光開關 74
小結75
習題與思考題 76
第 4 章 光端機 78
4.1 光發射機 78
4.1.1 光發射機基本組成 78
4.1.2 調製特性 79
4.1.3 調製電路和自動功率控制 81
4.1.4 溫度特性和自動溫度控制 83
4.2 光接收機 85
4.2.1 光接收機基本組成 85
4.2.2 噪聲特性 86
4.2.3 誤碼率 88
4.2.4 靈敏度 89
4.2.5 自動增益控制和動態範圍 93
4.3 線路編碼 93
4.3.1 擾碼 94
4.3.2 mBnB碼 94
4.3.3 插入碼 98
小結100
習題與思考題 101
第 5 章 數字光纖通信系統 102
5.1 兩種傳輸體制 102
5.1.1 準同步數字系列PDH 102
5.1.2 同步數字系列SDH 103
5.2 系統的性能指標 109
5.2.1 參考模型 109
5.2.2 系統的主要性能指標 110
5.2.3 可靠性 114
5.3 系統的設計 115
5.3.1 中繼距離受損耗的限制 116
5.3.2 中繼距離受色散(頻寬)的限制 117
5.3.3 中繼距離和傳輸速率 119
小結121
習題與思考題 121
第 6 章 模擬光纖通信系統 123
6.1 調製方式 123
6.1.1 模擬基帶直接光強調製 123
6.1.2 模擬間接光強調製 123
6.1.3 頻分復用光強調製 124
6.2 模擬基帶直接光強調製光纖傳輸系統 125
6.2.1 特性參數 125
6.2.2 光端機 129
6.2.3 系統性能 130
6.3 副載波復用光纖傳輸系統 132
6.3.1 特性參數 132
6.3.2 光端機 138
6.3.3 光鏈路性能 141
小結142
習題與思考題 143
第 7 章 光纖通信新技術 145
7.1 光纖放大器 145
7.1.1 摻鉺光纖放大器工作原理 145
7.1.2 摻鉺光纖放大器的構成和特性 146
7.1.3 摻鉺光纖放大器的優點和套用 148
7.2 光波分復用技術 149
7.2.1 光波分復用原理 149
7.2.2 WDM傳輸系統的基本結構 152
7.2.3 WDM技術的主要特點 153
7.2.4 光濾波器與光波分復用器 154
7.3 光交換技術 166
7.3.1 空分光交換 166
7.3.2 時分光交換 167
7.3.3 波分光交換 168
7.4 光孤子通信 168
7.4.1 光孤子的形成 169
7.4.2 光孤子通信系統的構成和性能 171
7.5 相干光通信技術 172
7.5.1 相干檢測原理 172
7.5.2 調製與解調 174
7.5.3 誤碼率和接收靈敏度 176
7.5.4 相干光系統的優點和關鍵技術 179
7.6 光時分復用技術 179
7.7 波長變換技術 180
小結181
習題與思考題 182
第 8 章 光纖通信網路 183
8.1 通信網的發展趨勢 183
8.2 SDH傳送網 184
8.2.1 SDH傳送網的功能結構 184
8.2.2 SDH網的物理拓撲 187
8.2.3 自愈網 188
8.3 WDM光網路 191
8.3.1 光傳送網的分層結構 192
8.3.2 光分插復用器 192
8.3.3 光交叉連線器 195
8.3.4 WDM光網路示例 198
8.4 光接入網 199
8.4.1 光接入網概述 199
8.4.2 無源光網路 201
8.4.3 有源光網路 204
8.4.4 光纖同軸電纜混合網 206
小結208
附錄A SDH系統光接口標準 209
附錄B PDH系統光線路設備的實例 214
附錄C VSBAM/SCM系統光鏈路性能實例 215
習題與思考題答案（參考）218
參考文獻 248
