《國外電子與通信教材系列：光纖通信（第4版）（英文版）》系統地介紹了光纖通信的各方面知識。全書共14章，內容涵蓋光纖傳輸原理和傳輸特性，半導體光源和光檢測器的工作原理與工作特性，數字光纖通信系統和模擬光纖通信系統，光放大器的工作原理和性能，WDM系統原理與器件，光網絡與光交換，光纖通信系統的性能測量及管理。與前一版相比，新增了光纖的非線性效應、光子晶體光纖、高速通信中的前向糾錯、光載無線通信（ROF）及光纜鋪設等新內容。
基于光纖技術的高容量電信網絡已成為現代社會不可或氙的部分，其應用范圍從簡單的網頁瀏覽到遠程疾病診斷及云計算。用戶希望這些服務始終在線，所以細心的工程考量，從元器件的研發到網絡運行都是必不可少的。經過擴充的《國外電子與通信教材系列：光纖通信（第4版）（英文版）》每四版為學習和應用現代光網絡技術提供了必備的基本原理。 《國外電子與通信教材系列：光纖通信（第4版）（英文版）》新特點： 關于光纖和光器件的全面論述 波分復用（WDM）原理和器件 數字和模擬光纖傳輸鏈路的設計原理 光網絡架構及性能參數 新增內容： 新章節：光子晶體光纖、特殊光纖、光纜鋪設 拉曼光纖放大器 相干檢測、DQPSK、無碼檢測和糾錯 光纖到駐地（FTTP）網絡 光載無線電（ROR）技術 網絡性能監測 擴展內容：功率代價、10 GB/S 鏈路、WDM器件、光網絡 新的一章：非線性效應
Gerd Keiser是臺灣科技大學電子工程系科學顧問委員會的客座教授。他的教學科研興趣包括光子器件研發、光傳輸系統、光纖到駐地（FTTP）網絡、智能建筑和智能家庭網絡，以及生物醫學光子學。此外，他還是光子通信聯盟的發起人和首席顧問，該聯盟是針對光通信產業的專門咨詢與教育機構。Keiser博士曾在Honeywell、GTE和通用動力等公司任職，從事光網絡和數字交換技術的開發與應用。他在GTE的技術成就贏得了LesueWarner獎，使其聲望鵲起。他還擔任過美國東北大學、Tufts大學和波士頓大學的兼職教授。Keiser博士是IEEE的會士、OSA和SPIE的會員、OpticalFiber雜志的副編審及4本研究生教材的作者。
第1章 光纖通信概述
1.1 光通信的發展動因
1.1.1 光網絡的發展歷程
1.1.2 光纖的優勢
1.2 光譜帶
1.2.1 電磁能量
1.2.2 低損耗窗口和頻段
1.3 分貝單位
1.4 網絡信息速率
1.4.1 電信信號的復用
1.4.2 SONET/SDH復用體系
1.5 波分復用概念
1.6 光纖通信系統的關鍵單元
1.7 光纖通信標準
1.8 建模與仿真工具
1.8.1 仿真工具的特征
1.8.2 編程語言
1.8.3 適于學生使用的程序舉例
習題
參考文獻
第2章 光纖：結構、導波原理及制造
2.1 光的特性
2.1.1 線偏振
2.1.2 橢圓偏振和圓偏振
2.1.3 光的量子特性
2.2 基本的光學定律和定義
2.2.1 折射率
2.2.2 反射和衍射
2.2.3 光偏振器件
2.2.4 偏振敏感材料
2.3 光纖模式及結構
2.3.1 光纖分類
2.3.2 射線和模式化
2.3.3 階躍折射率光纖結構
2.3.4 射線光學表述
2.3.5 介質平板波導中的波動表述
2.4 圓波導的模式理論
2.4.1 模式概述
2.4.2 關鍵的模式概念匯總
2.4.3 麥克斯韋方程組*
2.4.4 波導方程*
2.4.5 階躍折射率光纖中的波方程*
2.4.6 模式方程*
2.4.7 階躍折射率光纖中的模式*
2.4.8 線偏振模*
2.4.9 階躍折射率光纖中的功率流*
2.5 單模光纖
2.5.1 結構
2.5.2 模場直徑
2.5.3 單模光纖中的傳播模
2.6 漸變折射率光纖結構
2.7 光纖材料
2.7.1 玻璃光纖
2.7.2 有源玻璃光纖
2.7.3 塑料光纖
2.8 光子晶體光纖
2.8.1 折射率導引PCF
2.8.2 光子帶隙光纖
2.9 光纖的制造
2.9.1 外部氣相氧化法
2.9.2 氣相軸向沉積法
2.9.3 改進的化學氣相沉積法
2.9.4 等離子催化化學氣相沉積法
2.9.5 光子晶體光纖的制備
2.10 光纖的機械性能
2.11 光纜
2.11.1 光纜結構
2.11.2 室內光纜設計
2.11.3 戶外光纜
2.12 光纜鋪設方法
2.12.1 直埋鋪設
2.12.2 管道中的光纜拖曳
2.12.3 光纜噴射鋪設
2.12.4 陸地鋪設
2.12.5 水下鋪設
2.12.6 行業鋪設標準
習題
參考文獻
第3章 損耗和色散
3.1 損耗
3.1.1 損耗單位
3.1.2 吸收
3.1.3 散射損耗
3.1.4 彎曲損耗
3.1.5 纖芯和包層損耗
3.2 光纖中的信號畸變
3.2.1 色散綜述
3.2.2 模式延遲
3.2.3 色散因素
3.2.4 群延遲
3.2.5 材料色散
3.2.6 波導色散
3.2.7 單模光纖的色散
3.2.8 偏振模色散
3.3 單模光纖性能
3.3.1 折射率剖面
3.3.2 截止波長
3.3.3 色散計算
3.3.4 模場直徑
3.3.5 彎曲損耗
3.4 國際標準
3.4.1 G.651.1建議
3.4.2 G.652建議
3.4.3 G.653建議
3.4.4 G.654建議
3.4.5 G.655建議
3.4.6 G.656建議
3.4.7 G.657建議
3.5 特殊光纖
習題
參考文獻
第4章 光源
4.1 半導體物理專題
4.1.1 能帶
4.1.2 本征材料和非本征材料
4.1.3 pn結
4.1.4 直接帶隙和間接帶隙
4.1.5 半導體器件制作
4.2 發光二極管（LED）
4.2.1 LED的結構
4.2.2 光源材料
4.2.3 量子效率和LED發射功率
4.2.4 LED的調制特性
4.3 半導體激光器
4.3.1 半導體激光器的模式和閾值條件
4.3.2 半導體激光器的速率方程
4.3.3 外量子效率
4.3.4 諧振頻率
4.3.5 半導體激光器結構和輻射方向圖
4.3.6 單模激光器
4.3.7 半導體激光器的調制特性
4.3.8 激光器線寬
4.3.9 外調制
4.3.10 溫度影響
4.4 線路編碼
4.4.1 非歸零和歸零信號格式
4.4.2 分組碼
4.5 光源的線性特性
4.6 可靠性考慮
4.7 單片封裝光發送機
習題
參考文獻
第5章 光功率發射和耦合
5.1 光源至光纖的功率發射
5.1.1 光源的輸出方向圖
5.1.2 功率耦合計算
5.1.3 發射功率與波長的關系
5.1.4 穩態數值孔徑
5.2 改善耦合的透鏡結構
5.2.1 非成像微球
5.2.2 半導體激光器與光纖的耦合
5.3 光纖與光纖的連接
5.3.1 機械對準誤差
5.3.2 光纖相關損耗
5.3.3 光纖端面制備
5.4 LED與單模光纖的耦合
5.5 光纖接頭
5.5.1 連接方法
5.5.2 單模光纖的連接
5.6 光纖連接器
5.6.1 連接器的類型
5.6.2 單模光纖連接器
5.6.3 連接器回波衰減
習題
參考文獻
第6章 光檢測器
6.1 光電二極管的物理原理
6.1.1 pin光電二極管
6.1.2 雪崩光電二極管
6.2 光檢測器噪聲
6.2.1 噪聲源
6.2.2 信噪比
6.2.3 噪聲等效功率
6.3 檢測器響應時間
6.3.1 耗盡層光電流
6.3.2 響應時間
6.3.3 雙異質結光電二極管
6.4 雪崩倍增噪聲
6.5 InGaAs APD結構
6.6 溫度對雪崩增益的影響
6.7 光檢測器比較
習題
參考文獻
第7章 光接收機
7.1 接收機工作的基本原理
7.1.1 數字信號傳輸
7.1.2 誤碼源
7.1.3 前端放大器
7.2 數字接收機性能
7.2.1 差錯概率
7.2.2 接收機靈敏度
7.2.3 量子極限
7.3 眼圖
7.3.1 眼圖的特征
7.3.2 BER和Q因子測量
7.4 突發模式接收機
7.5 模擬接收機
習題
參考文獻
第8章 數字鏈路
8.1 點到點鏈路
8.1.1 系統考慮
8.1.2 鏈路功率預算
8.1.3 上升時間預算
8.1.4 短波長帶
8.1.5 單模光纖的損耗受限距離
8.2 功率代價
8.2.1 色度色散代價
8.2.2 偏振模色散代價
8.2.3 消光比代價
8.2.4 模式色散
8.2.5 模分配噪聲
8.2.6 啁啾
8.2.7 反射噪聲
8.3 差錯控制
8.3.1 誤碼檢測概念
8.3.2 線型誤碼檢測碼
8.3.3 多項式碼
8.3.4 前向糾錯碼
8.4 相干檢測
8.4.1 基本概念
8.4.2 零差檢測
8.4.3 外差檢測
8.4.4 BER比較
8.5 差分四相移鍵控
習題
參考文獻
第9章 模擬鏈路
9.1 模擬鏈路概述
9.2 載噪比
9.2.1 載波功率
9.2.2 光檢測器和前置放大器噪聲
9.2.3 相對強度噪聲（RIN）
9.2.4 反射對RIN的影響
9.2.5 極限條件
9.3 多信道傳輸技術
9.3.1 多信道幅度調制
9.3.2 多信道頻率調制
9.3.3 副載波復用
9.4 光載射頻（ROF）
9.4.1 關鍵鏈路參數
9.4.2 無雜散動態范圍
9.5 光載射頻鏈路
9.5.1 ROF網絡天線基站
9.5.2 多模光纖光載射頻鏈路
9.6 微波光子學
習題
參考文獻
第10章 波分復用概念及器件
10.1 WDM概述
10.1.1 WDM的工作原理
10.1.2 WDM標準
10.2 無源光耦合器
10.2.1 2×2光纖耦合器
10.2.2 散射矩陣表示法
10.2.3 2×2波導耦合器
10.2.4 星形耦合器
10.2.5 馬赫-曾德爾干涉復用器
10.3 隔離器和環行器
10.3.1 光隔離器
10.3.2 光環形器
10.4 光纖光柵濾波器
10.4.1 光柵基礎
10.4.2 光纖布拉格光柵
10.4.3 FBG的應用
10.5 介質薄膜濾波器
10.5.1 法布里-珀羅標準具理論
10.5.2 TFF的應用
10.6 基于相位陣列的WDM器件
10.7 衍射光柵
10.8 有源光器件
10.8.1 MEMS技術
10.8.2 可變光衰減器
10.8.3 可調諧光濾波器
10.8.4 動態增益均衡器
10.8.5 光分插復用器
10.8.6 偏振控制器
10.8.7 色度色散補償
10.9 可調諧光源
習題
參考文獻
第11章 光放大器
11.1光放大器的基本應用和分類
11.1.1 一般應用
11.1.2 放大器的類型
11.2 半導體光放大器
11.2.1 外部泵浦
11.2.2 放大器增益
11.2.3 SOA的帶寬
11.3 摻鉺光纖放大器
11.3.1 放大機制
11.3.2 EDFA的結構
11.3.3 EDFA的功率轉換效率及增益
11.4 放大器噪聲
11.5 光信噪比
11.6 系統應用
11.6.1 功率放大器
11.6.2 在線放大器
11.6.3 前置放大器
11.6.4 多信道運用
11.6.5 在線放大器增益控制
11.7 拉曼放大器
11.8 寬帶光放大器
習題
參考文獻
第12章 非線性效應
12.1 非線性效應概述
12.2 有效傳輸距離與有效面積
12.3 受激拉曼散射
12.4 受激布里淵散射
12.5 自相位調制
12.6 交叉相位調制
12.7 四波混頻
12.8 四波混頻的改善
12.9 波長轉換器
12.9.1 光門波長轉換器
12.9.2 波混頻波長轉換器
12.10 孤子
12.10.1 孤子脈沖
12.10.2 孤子參數
12.10.3 孤子寬度和間隔
習題
參考文獻
第13章 光網絡
13.1 網絡概念
13.1.1 網絡術語
13.1.2 網絡分類
13.1.3 網絡層
13.1.4 光層
13.2 網絡拓撲
13.2.1 無源線形總線的性能
13.2.2 星形結構的性能
13.3 SONET/SDH
13.3.1 傳輸格式和速率
13.3.2 光接口
13.3.3 SONET/SDH環
13.3.4 SONET/SDH網絡
13.4高速光鏈路
13.4.1 10 Gb/s光鏈路
13.4.2 40 Gb/s光鏈路
13.4.3 40 Gb/s和100 Gb/s以太網標準
13.4.4 160 Gb/sOTDM鏈路
13.5 光分插復用器
13.5.1 OADM的結構
13.5.2 可重構OADM
13.6 光交換
13.6.1 光交叉連接
13.6.2 波長變換
13.6.3 波長路由
13.6.4 光分組交換
13.6.5 光突發交換
13.7 WDM網絡實例
13.7.1 寬帶長途WDM網絡
13.7.2 窄帶城域WDM網絡
13.8 無源光網絡
13.8.1 基本的PON架構
13.8.2 有源PON模塊
13.8.3 業務流量
13.8.4 GPON特性
13.8.5 WDM PON架構
13.9 DWDM 直接承載IP
13.10 光以太網
13.10.1 基本的光以太網方案
13.10.2 EPON/GE-PON架構
13.10.3 城域光以太網
13.11 降低傳輸損傷
13.11.1 色度色散補償光纖
13.11.2 布拉格光柵色散補償器
13.11.3 偏振模色散補償
13.11.4 光放大器增益瞬變
習題
參考文獻
第14章 性能測量與監控
14.1 測量標準
14.2 基本測試設備
14.2.1 測試用光源
14.2.2 光譜分析儀
14.2.3 多功能光測試系統
14.2.4 光衰減器
14.2.5 光傳送網測試儀
14.2.6 可視故障指示儀
14.3 光功率測量
14.3.1 光功率的定義
14.3.2 光功率計
14.4 光纖特性參數
14.4.1 折射近場法
14.4.2 傳輸近場法
14.4.3 損耗測量
14.4.4 色散測量
14.5 眼圖
14.5.1 模板測試
14.5.2 壓縮眼圖
14.5.3 眼圖輪廓
14.6 光時域反射儀（OTDR）
14.6.1 OTDR 軌跡
14.6.2 損耗測量
14.6.3 OTDR 盲區
14.6.4 光纖故障定位
14.6.5 光回波損耗
14.7 光性能監測
14.7.1 管理構架和功能
14.7.2 光層管理
14.7.3 OPM 功能
14.7.4 網絡維護
14.7.5 故障管理
14.7.6 OSNR監視
14.8 光纖系統性能測量
14.8.1 誤碼率測試
14.8.2 光信噪比評估
14.8.3 Q因子評估
14.8.4 光調制幅度（OMA）測量
14.8.5 定時抖動測量
習題
參考文獻
附錄A國際單位制
附錄B常用數學關系
附錄C貝塞爾函數
附錄D分貝
附錄E縮寫
附錄F拉丁文符號
附錄G希臘文符號
索引
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