光纖通信技術與應用

目錄
前言
第1章 光纖通信系統(tǒng)導論 1
1.1 光纖通信發(fā)展過程 1
1.1.1 探索時期的光通信 1
1.1.2 現(xiàn)代光纖通信 3
1.1.3 國內(nèi)外光纖通信發(fā)展的現(xiàn)狀 6
1.2 光纖通信的基本概念與系統(tǒng)基本組成 8
1.2.1 光纖通信的基本概念 8
1.2.2 光纖通信系統(tǒng)的基本組成 8
1.3 光纖通信的特點和應用 10
1.3.1 光纖通信的優(yōu)點 10
1.3.2 光纖通信的缺點 12
1.3.3 光纖通信的應用 12
習題 13
第2章 光纖通信系統(tǒng)中光信號的傳輸特性 14
2.1 光學基礎 14
2.1.1 電磁波 15
2.1.2 光的折射與反射 17
2.2 光纖的傳輸特性 19
2.2.1 光纖的結構與分類 19
2.2.2 光纖的相對折射率差和數(shù)值孔徑 21
2.3 光纖的損耗特性 23
2.3.1 損耗的定義 23
2.3.2 光纖的損耗機理 24
2.4 光纖的色散特性及色散限制 26
2.4.1 光纖的色散特性 26
2.4.2 時延差 26
2.4.3 材料色散和波導色散 27
2.4.4 模式色散 28
2.5 光纖的物化特性 29
2.6 光纖/光纜的制作及光纜的結構、分類與識別 30
2.6.1 光纖/光纜的制作 30
2.6.2 光纜的結構、分類與識別 32
習題 37
第3章 光纖通信中的無源器件 38
3.1 光纖連接器 38
3.1.1 光纖連接器的基本結構 38
3.1.2 光纖連接器的核心部件 41
3.1.3 光纖連接器的組成部分 42
3.1.4 光纖連接器的端面形狀 44
3.1.5 光纖連接器的評價指標 45
3.1.6 光纖固定連接器 45
3.2 光纖耦合器 46
3.2.1 耦合器的定義及分類 46
3.2.2 光纖耦合器的結構 47
3.2.3 光纖耦合器的傳光原理 48
3.2.4 光纖耦合器的制作 48
3.3 光纖隔離器與光環(huán)行器 49
3.3.1 光纖隔離器的功能與工作原理 49
3.3.2 光環(huán)行器的功能與工作原理 51
3.4 可調(diào)諧濾波器 51
3.4.1 法布里-珀羅濾波器 53
3.4.2 馬赫-曾德爾濾波器 54
3.4.3 電光可調(diào)諧濾波器 55
3.4.4 聲光可調(diào)諧濾波器 56
3.5 光開關 56
3.5.1 光開關的分類 57
3.5.2 機械式光開關 57
3.5.3 非機械式光開關 59
3.5.4 光開關的應用及前景分析 60
3.6 光衰減器 61
3.7 光纖光柵 62
3.7.1 光纖光柵的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展 62
3.7.2 光纖光柵的基本結構和類型 62
3.7.3 光纖光柵的應用 65
習題 67
第4章 光纖通信中的有源器件 68
4.1 激光二極管 68
4.1.1 激光二極管的發(fā)展現(xiàn)狀 68
4.1.2 激光二極管的工作原理 69
4.1.3 激光二極管組件及其在光纖通信中的應用 70
4.2 光纖激光器 73
4.2.1 光纖激光器的工作原理 73
4.2.2 鉺鐿共摻光纖激光器 74
4.2.3 實用型光纖激光器 74
4.3 光纖放大器 75
4.3.1 摻雜光纖放大器 77
4.3.2 拉曼光纖放大器 80
4.3.3 混合光纖放大器 83
4.3.4 光纖放大器在光纖通信中的應用 84
4.4 光電探測器 84
4.4.1 光電探測器的種類及材料 85
4.4.2 光電二極管 86
4.4.3 雪崩光電二極管 89
習題 92
第5章 光纖通信系統(tǒng) 93
5.1 模擬光纖通信系統(tǒng) 93
5.1.1 模擬光纖通信系統(tǒng)的調(diào)制方式 94
5.1.2 模擬基帶直接光強調(diào)制光纖傳輸系統(tǒng) 96
5.1.3 副載波復用光纖傳輸系統(tǒng) 98
5.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng) 100
5.2.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)簡介 100
5.2.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)組成 102
5.3 光纖通信的線路碼型 115
5.3.1 研究傳輸碼型的必要性 115
5.3.2 光纖通信中常用碼型 115
5.4 光纖通信系統(tǒng)的性能指標 118
5.4.1 誤碼性能 118
5.4.2 抖動性能 121
5.4.3 可靠性 123
5.5 光纖通信系統(tǒng)的設計 124
5.5.1 系統(tǒng)部件的選擇 124
5.5.2 系統(tǒng)設計方法 125
習題 128
第6章 同步數(shù)字系列 130
6.1 同步數(shù)字系列的產(chǎn)生 130
6.2 同步數(shù)字系列的速率與幀結構 131
6.2.1 同步數(shù)字系列的速率 131
6.2.2 同步數(shù)字系列的幀結構 132
6.3 同步數(shù)字系列復用映射方法及其傳送網(wǎng)結構 133
6.3.1 我國采用的復用映射方法 133
6.3.2 同步數(shù)字系列傳送網(wǎng)的分層模型 146
6.3.3 同步數(shù)字系列傳送網(wǎng)的物理拓撲 148
6.4 同步數(shù)字系列中的關鍵設備 149
6.4.1 同步數(shù)字系列復用設備 149
6.4.2 同步數(shù)字交叉連接器 152
6.5 同步數(shù)字系列的自愈網(wǎng) 154
6.5.1 網(wǎng)絡保護的概念 154
6.5.2 網(wǎng)絡保護的分類 154
6.6 同步數(shù)字系列的網(wǎng)同步 159
6.6.1 網(wǎng)同步的工作方式 159
6.6.2 同步數(shù)字系列網(wǎng)元的定時 162
6.6.3 同步數(shù)字系列網(wǎng)絡管理 164
習題 166
第7章 光纖通信中的關鍵技術 167
7.1 光復用技術 167
7.1.1 波分復用 167
7.1.2 光時分復用 168
7.1.3 光頻分復用 169
7.1.4 碼分復用 170
7.1.5 偏振復用 170
7.2 光交換技術 171
7.2.1 空分光交換 171
7.2.2 時分光交換 171
7.2.3 波分光交換 172
7.3 光孤子通信技術 176
7.3.1 光孤子的形成 176
7.3.2 光孤子通信系統(tǒng)的構成 177
7.3.3 常見的光孤子源 177
7.4 光接入技術 178
7.4.1 光接入網(wǎng)概述 178
7.4.2 基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡 181
7.4.3 千兆級無源光網(wǎng)絡 185
習題 186
第8章 基于OptiSystem的光纖通信系統(tǒng)仿真 187
8.1 OptiSystem的安裝與使用 187
8.1.1 應用程序安裝 187
8.1.2 OptiSystem軟件的使用 188
8.1.3 單變量參數(shù)優(yōu)化功能 195
8.2 光纖器件性能仿真 197
8.2.1 無源器件輸出特性測試 197
8.2.2 光纖激光器性能仿真 200
8.3 光纖放大器性能仿真 201
8.3.1 拉曼光纖放大器性能仿真 201
8.3.2 混合光纖放大器性能仿真 203
8.4 高速光纖通信傳輸系統(tǒng)仿真 206
8.4.1 仿真系統(tǒng)的搭建 206
8.4.2 10Gbit/s系統(tǒng)的仿真 208
8.4.3 40Gbit/s系統(tǒng)的仿真 211
8.4.4 40Gbit/s系統(tǒng)的改進 213
習題 214
參考文獻 215
附錄 英文縮寫表 216