本書為教育部“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材；也是“十三五”江蘇省高等學(xué)校重點(diǎn)教材（編號(hào)：2018-1-033）本書系統(tǒng)介紹了光纖通信系統(tǒng)的概念、光纖的傳輸特性、光源和光檢測(cè)器的工作原理及工作特性、有源和無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)器件的工作原理及應(yīng)用、光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、光纜線路的施工和測(cè)試、波分復(fù)用、光纖網(wǎng)絡(luò)、光通信新技術(shù)，以及光纖傳感器。本書內(nèi)容全面，講解深入淺出，實(shí)踐性與理論性相結(jié)合，可作為高等學(xué)校電子信息類專業(yè)本科生、研究生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員參考。
王輝，南京工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，主要從事通信領(lǐng)域的教學(xué)、科研工作，主編《光纖通信》教材，為“十二五”普通高等教育國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。
目 錄
第1章 緒論 （1）
1.1 光纖通信的概念 （1）
1.1.1 什么是光纖通信 （1）
1.1.2 光纖通信中光的作用及特性 （2）
1.1.3 光纖通信的優(yōu)勢(shì) （4）
1.2 光纖通信系統(tǒng)的基本單元 （6）
1.2.1 光發(fā)射機(jī) （6）
1.2.2 光纖 （9）
1.2.3 光接收機(jī) （10）
1.2.4 光放大器 （12）
1.3 光纖通信的基本問(wèn)題 （13）
1.3.1 衰減 （13）
1.3.2 色散 （15）
1.3.3 非線性效應(yīng) （18）
1.4 光纖通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo) （18）
1.4.1 比特率和帶寬 （18）
1.4.2 傳輸距離 （20）
1.4.3 通信容量 （21）
1.5 光纖通信技術(shù)的回顧和展望 （21）
1.5.1 回顧 （21）
1.5.2 趨勢(shì) （22）
本章小結(jié) （24）
習(xí)題 （24）
第2章 光纖 （26）
2.1 光纖結(jié)構(gòu) （26）
2.1.1 階躍折射率光纖 （26）
2.1.2 漸變折射率光纖 （27）
2.2 光纖傳輸原理 （28）
2.2.1 幾何光學(xué)分析法 （28）
2.2.2 波動(dòng)方程分析法 （31）
2.3 單模光纖 （42）
2.3.1 單模傳輸條件及模場(chǎng)分布 （42）
2.3.2 單模光纖的衰減 （44）
2.3.3 單模光纖的色散與帶寬 （44）
2.3.4 色散補(bǔ)償方案 （47）
2.3.5 單模光纖的非線性效應(yīng) （48）
2.4 多模光纖 （52）
2.4.1 多模光纖的衰減 （53）
2.4.2 多模光纖的色散 （53）
2.4.3 多模光纖的帶寬 （54）
2.5 光纖使用特性和產(chǎn)品介紹 （54）
2.5.1 光纖制作工藝 （54）
2.5.2 光纖的使用特性 （56）
2.5.3 光纖產(chǎn)品介紹 （58）
2.5.4 光纖的型號(hào) （60）
本章小結(jié) （61）
習(xí)題 （61）
第3章 光源和光發(fā)射機(jī) （63）
3.1 激光二極管 （63）
3.1.1 工作原理 （63）
3.1.2 LD的性質(zhì) （67）
3.1.3 LD的類型 （70）
3.1.4 LD組件及其技術(shù)指標(biāo) （72）
3.2 發(fā)光二極管 （73）
3.2.1 LED結(jié)構(gòu) （73）
3.2.2 LED特性 （75）
3.2.3 LED與光纖的耦合 （77）
3.2.4 LED的技術(shù)參數(shù) （78）
3.3 光發(fā)射機(jī) （79）
3.3.1 模擬光發(fā)射機(jī) （79）
3.3.2 數(shù)字光發(fā)射機(jī) （79）
3.4 外調(diào)制器 （81）
3.4.1 外調(diào)制器特點(diǎn)和類型 （81）
3.4.2 外調(diào)制器工作原理 （83）
3.4.3 外調(diào)制器技術(shù)指標(biāo) （83）
本章小結(jié) （84）
習(xí)題 （85）
第4章 光檢測(cè)器和光接收機(jī) （86）
4.1 光檢測(cè)器的工作原理 （86）
4.1.1 PIN光檢測(cè)器 （86）
4.1.2 APD光檢測(cè)器 （87）
4.2 光檢測(cè)器的特性參數(shù) （88）
4.2.1 光檢測(cè)器性能參數(shù) （88）
4.2.2 光檢測(cè)器的噪聲 （90）
4.2.3 光檢測(cè)器產(chǎn)品介紹 （92）
4.3 光接收機(jī) （93）
4.3.1 光接收機(jī)的組成 （93）
4.3.2 光接收機(jī)的技術(shù)指標(biāo) （95）
4.4 光收發(fā)合一模塊 （99）
本章小結(jié) （100）
習(xí)題 （100）
第5章 光網(wǎng)絡(luò)器件 （102）
5.1 光放大器 （102）
5.1.1 概述 （102）
5.1.2 半導(dǎo)體光放大器 （105）
5.1.3 摻雜光纖放大器 （107）
5.1.4 拉曼光纖放大器 （113）
5.1.5 光放大器的應(yīng)用 （115）
5.2 無(wú)源器件 （116）
5.2.1 耦合器 （117）
5.2.2 濾波器 （119）
5.2.3 隔離器 （122）
5.2.4 環(huán)形器 （123）
5.2.5 衰減器 （124）
5.2.6 連接器 （125）
5.2.7 光開關(guān) （127）
本章小結(jié) （129）
習(xí)題 （129）
第6章 光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （130）
6.1 設(shè)計(jì)原則 （130）
6.1.1 工程設(shè)計(jì)與系統(tǒng)設(shè)計(jì) （130）
6.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （131）
6.1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法 （132）
6.2 數(shù)字傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （134）
6.2.1 技術(shù)考慮 （134）
6.2.2 光通道功率代價(jià)、損耗及色散預(yù)算 （135）
6.3 模擬傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （138）
6.3.1 系統(tǒng)組成及其評(píng)價(jià) （138）
6.3.2 光放大器對(duì)系統(tǒng)性能的影響 （141）
6.4 光纖系統(tǒng)實(shí)例 （142）
6.4.1 設(shè)備互聯(lián)方案 （142）
6.4.2 數(shù)據(jù)/視頻光端機(jī)在閉路監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 （142）
6.4.3 多通道業(yè)務(wù)光端機(jī)的應(yīng)用 （144）
本章小結(jié) （145）
習(xí)題 （145）
第7章 光纜線路的施工和測(cè)試 （147）
7.1 光纜 （147）
7.1.1 光纜的結(jié)構(gòu)與類型 （147）
7.1.2 光纜的技術(shù)規(guī)范 （149）
7.2 光纜施工 （151）
7.2.1 施工準(zhǔn)備工作 （151）
7.2.2 室外光纜敷設(shè) （152）
7.2.3 室內(nèi)光纜敷設(shè) （155）
7.2.4 光纜接續(xù)與成端 （155）
7.3 常用儀器 （157）
7.3.1 光時(shí)域反射儀 （157）
7.3.2 光譜分析儀 （159）
7.3.3 光纖熔接機(jī) （162）
7.3.4 光源與光功率計(jì) （162）
7.4 測(cè)試和故障檢修 （163）
7.4.1 光特性測(cè)試 （164）
7.4.2 電特性測(cè)試 （164）
7.4.3 故障檢修 （165）
7.5 光纜工程實(shí)例 （166）
7.5.1 工程概況 （166）
7.5.2 設(shè)計(jì)規(guī)范 （166）
7.5.3 技術(shù)要求 （166）
7.5.4 設(shè)計(jì)方案 （167）
7.5.5 施工圖設(shè)計(jì) （167）
7.5.6 材料表 （167）
7.6 測(cè)試資料 （168）
本章小結(jié) （171）
習(xí)題 （171）
第8章 波分復(fù)用技術(shù) （172）
8.1 WDM工作原理 （172）
8.1.1 WDM概念 （172）
8.1.2 WDM﹑DWDM與CWDM （173）
8.2 WDM系統(tǒng)的基本組成 （175）
8.3 WDM系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件 （175）
8.3.1 WDM系統(tǒng)中的光源 （175）
8.3.2 WDM系統(tǒng)中的接收機(jī) （179）
8.3.3 WDM系統(tǒng)中的光放大器 （180）
8.3.4 WDM系統(tǒng)中的波分復(fù)用器/解復(fù)用器 （183）
8.3.5 WDM系統(tǒng)中的光纖 （191）
8.4 波分復(fù)用系統(tǒng)規(guī)范 （194）
8.4.1 光波長(zhǎng)的分配 （194）
8.4.2 光接口規(guī)范 （194）
8.5 設(shè)備實(shí)例 （195）
本章小結(jié) （196）
習(xí)題 （196）
第9章 光纖網(wǎng)絡(luò) （198）
9.1 光纖網(wǎng)絡(luò)概述 （198）
9.1.1 網(wǎng)絡(luò)歷史回顧 （198）
9.1.2 光纖網(wǎng)絡(luò)基本知識(shí) （200）
9.2 基于光纖系統(tǒng)的三大網(wǎng)絡(luò) （204）
9.2.1 光纖計(jì)算機(jī)網(wǎng) （204）
9.2.2 光纖電話網(wǎng) （210）
9.2.3 光纖有線電視網(wǎng) （211）
9.3 光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸體制 （213）
9.3.1 SDH/SONET （213）
9.3.2 ATM （219）
9.4 光交換技術(shù) （222）
9.4.1 光交換概述 （222）
9.4.2 光分組交換（OPS） （224）
9.4.3 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò) （226）
9.5 光傳送網(wǎng) （230）
9.5.1 光傳送網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu) （231）
9.5.2 光傳送網(wǎng)（OTN）的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) （231）
9.5.3 可重構(gòu)的OADM—ROADM （234）
9.6 光纖接入網(wǎng) （234）
9.6.1 光纖接入網(wǎng)的形式和業(yè)務(wù)類型 （235）
9.6.2 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON） （236）
本章小結(jié) （238）
習(xí)題 （238）
第10章 光通信新技術(shù) （239）
10.1 相干光通信 （239）
10.1.1 相干檢測(cè)原理 （239）
10.1.2 調(diào)制與解調(diào) （240）
10.1.3 接收靈敏度 （241）
10.1.4 相干光通信的關(guān)鍵技術(shù) （241）
10.1.5 相干光通信的優(yōu)點(diǎn)及其應(yīng)用 （242）
10.2 光孤子通信 （243）
10.2.1 光孤子通信的基本原理 （243）
10.2.2 光孤子通信系統(tǒng) （244）
10.3 光時(shí)分復(fù)用 （246）
10.3.1 光時(shí)分復(fù)用原理 （246）
10.3.2 光時(shí)分復(fù)用的關(guān)鍵技術(shù) （248）
10.3.3 光時(shí)分復(fù)用的特點(diǎn) （248）
10.4 光碼分多址 （249）
10.4.1 光碼分多址的基本原理 （249）
10.4.2 光碼分多址的關(guān)鍵技術(shù) （250）
10.4.3 光碼分多址的特點(diǎn) （251）
10.5 自由空間光通信 （251）
10.5.1 概述 （251）
10.5.2 系統(tǒng)組成及工作原理 （252）
10.5.3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) （253）
10.5.4 設(shè)備實(shí)例 （254）
本章小結(jié) （254）
習(xí)題 （254）
第11章 光纖傳感技術(shù) （255）
11.1 光纖傳感技術(shù)概述 （255）
11.2 光纖傳感器的基本構(gòu)成 （255）
11.3 光纖傳感器的分類方法 （256）
11.4 光纖傳感器工作原理 （258）
11.4.1 點(diǎn)式傳感器 （258）
11.4.2 準(zhǔn)分布式光纖光柵傳感器 （259）
11.4.3 全分布式光纖傳感系統(tǒng) （260）
本章小結(jié) （268）
習(xí)題 （268）
參考文獻(xiàn) （269）
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