《高等院校通信與信息專業(yè)規(guī)劃教材：光纖通信》根據(jù)光纖通信技術和工程應用的最新進展，為滿足教材和讀者的需求，就光纖通信的基本知識編寫而成。
全書共分9章，首先講解了光纖通信必備的基礎知識；接著介紹了光纖和光纜，光纖通信無源器件，光接收、發(fā)射和放大，編碼和調制、復用和解復用技術；然后闡述了波分復用（WDM）、光正交頻分復用（O-OFDM）、光相干和光孤子傳輸系統(tǒng)及光纖通信系統(tǒng)設計；最后介紹了無源光網(wǎng)絡接入技術。書中特別介紹了高速傳輸系統(tǒng)技術，如高速波導探測器、多種陣列波導（AWG）光柵器件、先進光調制方式、超強前向糾錯（FEC）、光信噪比、射頻信號光纖傳輸（RoF）和偏振復用/間插/相干接收技術等。
第1章 光纖通信概述
1.1 光纖通信技術的發(fā)展
1.1.1 光通信發(fā)展史
1.1.2 光傳輸網(wǎng)的技術演進和標準化進展
1.1.3 光纖通信的優(yōu)點
1.1.4 光纖通信系統(tǒng)組成
1.2 光波基礎
1.2.1 光的本質-波動性和粒子性
1.2.2 均勻介質中的光波-光是電磁波
1.3 光的傳播特性
1.3.1 光的相干
1.3.2 光的偏振
1.3.3 光的雙折射-偏振器件基礎
1.4 平板介質波導
前言
第1章 光纖通信概述
1.1 光纖通信技術的發(fā)展
1.1.1 光通信發(fā)展史
1.1.2 光傳輸網(wǎng)的技術演進和標準化進展
1.1.3 光纖通信的優(yōu)點
1.1.4 光纖通信系統(tǒng)組成
1.2 光波基礎
1.2.1 光的本質-波動性和粒子性
1.2.2 均勻介質中的光波-光是電磁波
1.3 光的傳播特性
1.3.1 光的相干
1.3.2 光的偏振
1.3.3 光的雙折射-偏振器件基礎
1.4 平板介質波導
1.4.1 光波在波導中傳輸?shù)臈l件——全反射和相長干涉
1.4.2 單模和多模波導-V參數(shù)
1.4.3 TE模、TM模和HE模
1.5 復習思考題
1.6 習題
第2章 光纖和光纜
2.1 光纖的結構和類型
2.1.1 多模光纖
2.1.2 單模光纖
2.1.3 光纖制造工藝
2.2 光纖傳輸原理
2.2.1 光線光學分析傳輸條件-全反射和相干
2.2.2 導波光學分析光纖傳輸原理——用波動方程求解
2.2.3 單模光纖的基本特性
2.3 光纖傳輸特性
2.3.1 衰減
2.3.2 色散
2.3.3 光纖比特率
2.3.4 光纖帶寬
2.3.5 非線性光學效應
2.4 單模光纖的分類和應用
2.4.1 單模光纖的分類和技術指標比較
2.4.2 色散補償光纖
2.4.3 下一代光纖技術的發(fā)展
2.5 光纖的選擇
2.6 光纜
2.6.1 對光纜的基本要求
2.6.2 光纜結構和類型
2.7 復習思考題
2.8 習題
第3章 光纖通信無源器件
3.1 連接器
3.1.1 活動連接器的結構和特性
3.1.2 連接損耗
3.1.3 接頭
3.2 耦合器
3.2.1 方向耦合器
3.2.2 熔拉雙錐星形耦合器
3.2.3 陣列波導光柵星形耦合器
3.2.4 單纖雙向光耦合器
3.3 光隔離器
3.3.1 法拉第磁光效應
3.3.2 磁光塊狀光隔離器
3.3.3 磁光波導光隔離器
3.4 光環(huán)行器
3.5 可調諧光濾波器
3.5.1 光的干涉
3.5.2 法布里-珀羅濾波器
3.5.3 馬赫-曾德爾濾波器
3.5.4 布拉格光柵濾波器
3.5.5 陣列波導光柵濾波器
3.6 波分復用/解復用器
3.6.1 棱鏡復用/解復用器
3.6.2 衍射光柵解復用器
3.6.3 陣列波導光柵復用/解復用器
3.6.4 馬赫-曾德爾干涉濾波復用/解復用器
3.6.5 介質薄膜干涉濾波解復用器
3.7 調制器
3.7.1 電光調制器
3.7.2 電吸收波導調制器
3.8 光開關
3.8.1 微機電系統(tǒng)光開關
3.8.2 電光開關
3.8.3 熱光開關
3.9 光分插復用器
3.9.1 基本概念
3.9.2 微機電系統(tǒng)光分插復用器
3.9.3 陣列波導光柵光分插復用器
3.9.4 可重構光分插復用器
3.9.5 波長選擇交換可重構光分插復用器
3.10 波長轉換器
3.11 相干系統(tǒng)偏振器件
3.11.1 相位延遲片和相位補償器
3.11.2 起偏器和檢偏器
3.11.3 尼科爾棱鏡-一種起偏器
3.11.4 渥拉斯頓棱鏡-一種偏振分束器
3.11.5 偏振控制器
3.12 復習思考題
3.13 習題
第4章 光源和光發(fā)射機
4.1 光源和光發(fā)射機基礎
4.2 發(fā)光機理
4.2.1 發(fā)光機理概述
4.2.2 激光器起振的閾值條件
4.2.3 激光器起振的相位條件
4.3 半導體激光器結構
4.3.1 異質結半導體激光器
4.3.2 量子限制激光器
4.3.3 分布反饋激光器
4.4 波長可調半導體激光器
4.4.1 耦合腔波長可調半導體激光器
4.4.2 衍射光柵波長可調激光器
4.4.3 陣列波導光柵波長可調激光器
4.5 垂直腔表面發(fā)射激光器
4.6 半導體激光器的特性
4.6.1 半導體激光器的基本特性
4.6.2 模式特性
4.6.3 調制響應
4.6.4 半導體激光器噪聲
4.7 高速光發(fā)射機
4.8 復習思考題
4.9 習題
第5章 光探測和光接收機
5.1 光探測原理
5.1.1 響應度和量子效率
5.1.2 響應帶寬
5.2 光探測器
5.2.1 PIN光敏二極管
5.2.2 雪崩光敏二極管
5.2.3 單行載流子光探測器
5.2.4 波導光探測器
5.2.5 行波探測器
5.3 數(shù)字光接收機的構成
5.3.1 光電轉換和前置放大器
5.3.2 線性放大器
5.3.3 數(shù)據(jù)恢復
5.4 接收機信噪比
5.4.1 噪聲機理
5.4.2 PIN 光接收機的信噪比
5.4.3 APD接收機的信噪比
5.4.4 光信噪比和信噪比的關系
5.5 接收機誤碼率和靈敏度
5.5.1 比特誤碼率
5.5.2 最小平均接收光功率（接收機靈敏度）
5.5.3 靈敏度下降機理
5.6 光接收機
5.6.1 光接收機性能
5.6.2 陣列波導光柵多信道光接收機
5.6.3 107Gbit/s WG-PIN行波放大光接收機
5.7 復習思考題
5.8 習題
第6章 光放大器
6.1 光放大器基礎
6.1.1 光放大器的作用和分類
6.1.2 光放大器的應用
6.1.3 光放大器的增益和噪聲
6.2 摻鉺光纖放大器
6.2.1 摻鉺光纖放大器的構成
6.2.2 EDFA的工作原理及其特性
6.3 光纖拉曼放大器
6.3.1 分布式光纖拉曼放大器的工作原理
6.3.2 拉曼增益和帶寬
6.4 半導體光放大器
6.5 復習思考題
6.6 習題
第7章 光纖通信系統(tǒng)
7.1 光纖通信系統(tǒng)基礎
7.1.1 脈沖編碼——將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號
7.1.2 信道編碼——減少誤碼方便時鐘提取
7.1.3 信道復用——提高信道容量，充分利用光纖帶寬
7.1.4 光調制——讓光攜帶聲音和數(shù)字信號
7.2 電復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.2.1 頻分復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.2.2 微波副載波復用/射頻信號光纖傳輸系統(tǒng)
7.2.3 光纖/電纜混合網(wǎng)——典型的FDM光纖通信系統(tǒng)
7.2.4 SDH光纖傳輸系統(tǒng)——典型的TDM光纖通信系統(tǒng)
7.3 光復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.3.1 波分復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.3.2 光正交頻分復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.4 相干光波通信系統(tǒng)
7.4.1 相干檢測原理
7.4.2 相干解調方式
7.4.3 相干系統(tǒng)光調制
7.4.4 相干系統(tǒng)接收
7.4.5 相干實驗系統(tǒng)
7.5 光孤子通信實驗系統(tǒng)
7.5.1 光孤子的基本概念
7.5.2 光孤子通信實驗系統(tǒng)的工作原理和應用前景
7.6 高速光纖傳輸技術及系統(tǒng)
7.6.1 先進光調制制式
7.6.2 偏振復用相干接收技術
7.6.3 超強FEC糾錯技術
7.6.4 高速光纖傳輸系統(tǒng)
7.6.5 低速信號提升到100Gbit/s高速信號的途徑
7.7 光纖傳輸系統(tǒng)色散補償和管理
7.7.1 負色散光纖補償
7.7.2 光濾波器補償
7.7.3 啁啾光纖色散補償
7.7.4 電子色散補償
7.7.5 波分復用系統(tǒng)色散補償
7.7.6 色散管理
7.8 復習思考題
7.9 習題
第8章 光纖通信系統(tǒng)設計
8.1 系統(tǒng)設計的總體考慮
8.1.1 系統(tǒng)結構
8.1.2 光纖損耗限制系統(tǒng)
8.1.3 光纖色散限制系統(tǒng)
8.2 功率預算
8.3 帶寬設計
8.4 復習思考題
8.5 習題
第9章 無源光網(wǎng)絡接入技術
9.1 接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用及發(fā)展趨勢
9.1.1 接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用
9.1.2 光接入網(wǎng)技術演進
9.1.3 三網(wǎng)融合-接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢
9.2 網(wǎng)絡結構
9.2.1 光接入網(wǎng)的網(wǎng)絡結構
9.2.2 光線路終端
9.2.3 光網(wǎng)絡單元
9.2.4 光分配網(wǎng)絡
9.3 無源光網(wǎng)絡基礎
9.3.1 分光比
9.3.2 結構和要求
9.3.3 下行復用技術
9.3.4 上行接入技術
9.3.5 安全性和私密性
9.4 PON接入系統(tǒng)
9.4.1 EPON系統(tǒng)
9.4.2 GPON系統(tǒng)
9.4.3 WDM-PON系統(tǒng)
9.4.4 OFDM-PON系統(tǒng)
9.5 復習思考題
9.6 習題
附錄
附錄A 電磁波頻率與波長的換算
附錄B dBm與mW、mW的換算
附錄C dB值和功率比
附錄D 百分損耗（%）與分貝（dB）損耗的換算
附錄E PDH與SDH速率等級
附錄F WDM信道Dl和Dn 的關系
附錄G 物理常數(shù)
附錄H 系統(tǒng)設計參數(shù)
附錄I 名詞術語索引
參考文獻
前言
第1章 光纖通信概述
1.1 光纖通信技術的發(fā)展
1.1.1 光通信發(fā)展史
1.1.2 光傳輸網(wǎng)的技術演進和標準化進展
1.1.3 光纖通信的優(yōu)點
1.1.4 光纖通信系統(tǒng)組成
1.2 光波基礎
1.2.1 光的本質-波動性和粒子性
1.2.2 均勻介質中的光波-光是電磁波
1.3 光的傳播特性
1.3.1 光的相干
1.3.2 光的偏振
1.3.3 光的雙折射-偏振器件基礎
1.4 平板介質波導
前言
第1章 光纖通信概述
1.1 光纖通信技術的發(fā)展
1.1.1 光通信發(fā)展史
1.1.2 光傳輸網(wǎng)的技術演進和標準化進展
1.1.3 光纖通信的優(yōu)點
1.1.4 光纖通信系統(tǒng)組成
1.2 光波基礎
1.2.1 光的本質-波動性和粒子性
1.2.2 均勻介質中的光波-光是電磁波
1.3 光的傳播特性
1.3.1 光的相干
1.3.2 光的偏振
1.3.3 光的雙折射-偏振器件基礎
1.4 平板介質波導
1.4.1 光波在波導中傳輸?shù)臈l件——全反射和相長干涉
1.4.2 單模和多模波導-V參數(shù)
1.4.3 TE模、TM模和HE模
1.5 復習思考題
1.6 習題
第2章 光纖和光纜
2.1 光纖的結構和類型
2.1.1 多模光纖
2.1.2 單模光纖
2.1.3 光纖制造工藝
2.2 光纖傳輸原理
2.2.1 光線光學分析傳輸條件-全反射和相干
2.2.2 導波光學分析光纖傳輸原理——用波動方程求解
2.2.3 單模光纖的基本特性
2.3 光纖傳輸特性
2.3.1 衰減
2.3.2 色散
2.3.3 光纖比特率
2.3.4 光纖帶寬
2.3.5 非線性光學效應
2.4 單模光纖的分類和應用
2.4.1 單模光纖的分類和技術指標比較
2.4.2 色散補償光纖
2.4.3 下一代光纖技術的發(fā)展
2.5 光纖的選擇
2.6 光纜
2.6.1 對光纜的基本要求
2.6.2 光纜結構和類型
2.7 復習思考題
2.8 習題
第3章 光纖通信無源器件
3.1 連接器
3.1.1 活動連接器的結構和特性
3.1.2 連接損耗
3.1.3 接頭
3.2 耦合器
3.2.1 方向耦合器
3.2.2 熔拉雙錐星形耦合器
3.2.3 陣列波導光柵星形耦合器
3.2.4 單纖雙向光耦合器
3.3 光隔離器
3.3.1 法拉第磁光效應
3.3.2 磁光塊狀光隔離器
3.3.3 磁光波導光隔離器
3.4 光環(huán)行器
3.5 可調諧光濾波器
3.5.1 光的干涉
3.5.2 法布里-珀羅濾波器
3.5.3 馬赫-曾德爾濾波器
3.5.4 布拉格光柵濾波器
3.5.5 陣列波導光柵濾波器
3.6 波分復用/解復用器
3.6.1 棱鏡復用/解復用器
3.6.2 衍射光柵解復用器
3.6.3 陣列波導光柵復用/解復用器
3.6.4 馬赫-曾德爾干涉濾波復用/解復用器
3.6.5 介質薄膜干涉濾波解復用器
3.7 調制器
3.7.1 電光調制器
3.7.2 電吸收波導調制器
3.8 光開關
3.8.1 微機電系統(tǒng)光開關
3.8.2 電光開關
3.8.3 熱光開關
3.9 光分插復用器
3.9.1 基本概念
3.9.2 微機電系統(tǒng)光分插復用器
3.9.3 陣列波導光柵光分插復用器
3.9.4 可重構光分插復用器
3.9.5 波長選擇交換可重構光分插復用器
3.10 波長轉換器
3.11 相干系統(tǒng)偏振器件
3.11.1 相位延遲片和相位補償器
3.11.2 起偏器和檢偏器
3.11.3 尼科爾棱鏡-一種起偏器
3.11.4 渥拉斯頓棱鏡-一種偏振分束器
3.11.5 偏振控制器
3.12 復習思考題
3.13 習題
第4章 光源和光發(fā)射機
4.1 光源和光發(fā)射機基礎
4.2 發(fā)光機理
4.2.1 發(fā)光機理概述
4.2.2 激光器起振的閾值條件
4.2.3 激光器起振的相位條件
4.3 半導體激光器結構
4.3.1 異質結半導體激光器
4.3.2 量子限制激光器
4.3.3 分布反饋激光器
4.4 波長可調半導體激光器
4.4.1 耦合腔波長可調半導體激光器
4.4.2 衍射光柵波長可調激光器
4.4.3 陣列波導光柵波長可調激光器
4.5 垂直腔表面發(fā)射激光器
4.6 半導體激光器的特性
4.6.1 半導體激光器的基本特性
4.6.2 模式特性
4.6.3 調制響應
4.6.4 半導體激光器噪聲
4.7 高速光發(fā)射機
4.8 復習思考題
4.9 習題
第5章 光探測和光接收機
5.1 光探測原理
5.1.1 響應度和量子效率
5.1.2 響應帶寬
5.2 光探測器
5.2.1 PIN光敏二極管
5.2.2 雪崩光敏二極管
5.2.3 單行載流子光探測器
5.2.4 波導光探測器
5.2.5 行波探測器
5.3 數(shù)字光接收機的構成
5.3.1 光電轉換和前置放大器
5.3.2 線性放大器
5.3.3 數(shù)據(jù)恢復
5.4 接收機信噪比
5.4.1 噪聲機理
5.4.2 PIN 光接收機的信噪比
5.4.3 APD接收機的信噪比
5.4.4 光信噪比和信噪比的關系
5.5 接收機誤碼率和靈敏度
5.5.1 比特誤碼率
5.5.2 最小平均接收光功率（接收機靈敏度）
5.5.3 靈敏度下降機理
5.6 光接收機
5.6.1 光接收機性能
5.6.2 陣列波導光柵多信道光接收機
5.6.3 107Gbit/s WG-PIN行波放大光接收機
5.7 復習思考題
5.8 習題
第6章 光放大器
6.1 光放大器基礎
6.1.1 光放大器的作用和分類
6.1.2 光放大器的應用
6.1.3 光放大器的增益和噪聲
6.2 摻鉺光纖放大器
6.2.1 摻鉺光纖放大器的構成
6.2.2 EDFA的工作原理及其特性
6.3 光纖拉曼放大器
6.3.1 分布式光纖拉曼放大器的工作原理
6.3.2 拉曼增益和帶寬
6.4 半導體光放大器
6.5 復習思考題
6.6 習題
第7章 光纖通信系統(tǒng)
7.1 光纖通信系統(tǒng)基礎
7.1.1 脈沖編碼——將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號
7.1.2 信道編碼——減少誤碼方便時鐘提取
7.1.3 信道復用——提高信道容量，充分利用光纖帶寬
7.1.4 光調制——讓光攜帶聲音和數(shù)字信號
7.2 電復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.2.1 頻分復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.2.2 微波副載波復用/射頻信號光纖傳輸系統(tǒng)
7.2.3 光纖/電纜混合網(wǎng)——典型的FDM光纖通信系統(tǒng)
7.2.4 SDH光纖傳輸系統(tǒng)——典型的TDM光纖通信系統(tǒng)
7.3 光復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.3.1 波分復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.3.2 光正交頻分復用光纖傳輸系統(tǒng)
7.4 相干光波通信系統(tǒng)
7.4.1 相干檢測原理
7.4.2 相干解調方式
7.4.3 相干系統(tǒng)光調制
7.4.4 相干系統(tǒng)接收
7.4.5 相干實驗系統(tǒng)
7.5 光孤子通信實驗系統(tǒng)
7.5.1 光孤子的基本概念
7.5.2 光孤子通信實驗系統(tǒng)的工作原理和應用前景
7.6 高速光纖傳輸技術及系統(tǒng)
7.6.1 先進光調制制式
7.6.2 偏振復用相干接收技術
7.6.3 超強FEC糾錯技術
7.6.4 高速光纖傳輸系統(tǒng)
7.6.5 低速信號提升到100Gbit/s高速信號的途徑
7.7 光纖傳輸系統(tǒng)色散補償和管理
7.7.1 負色散光纖補償
7.7.2 光濾波器補償
7.7.3 啁啾光纖色散補償
7.7.4 電子色散補償
7.7.5 波分復用系統(tǒng)色散補償
7.7.6 色散管理
7.8 復習思考題
7.9 習題
第8章 光纖通信系統(tǒng)設計
8.1 系統(tǒng)設計的總體考慮
8.1.1 系統(tǒng)結構
8.1.2 光纖損耗限制系統(tǒng)
8.1.3 光纖色散限制系統(tǒng)
8.2 功率預算
8.3 帶寬設計
8.4 復習思考題
8.5 習題
第9章 無源光網(wǎng)絡接入技術
9.1 接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用及發(fā)展趨勢
9.1.1 接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用
9.1.2 光接入網(wǎng)技術演進
9.1.3 三網(wǎng)融合-接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢
9.2 網(wǎng)絡結構
9.2.1 光接入網(wǎng)的網(wǎng)絡結構
9.2.2 光線路終端
9.2.3 光網(wǎng)絡單元
9.2.4 光分配網(wǎng)絡
9.3 無源光網(wǎng)絡基礎
9.3.1 分光比
9.3.2 結構和要求
9.3.3 下行復用技術
9.3.4 上行接入技術
9.3.5 安全性和私密性
9.4 PON接入系統(tǒng)
9.4.1 EPON系統(tǒng)
9.4.2 GPON系統(tǒng)
9.4.3 WDM-PON系統(tǒng)
9.4.4 OFDM-PON系統(tǒng)
9.5 復習思考題
9.6 習題
附錄
附錄A 電磁波頻率與波長的換算
附錄B dBm與mW、mW的換算
附錄C dB值和功率比
附錄D 百分損耗（%）與分貝（dB）損耗的換算
附錄E PDH與SDH速率等級
附錄F WDM信道Dl和Dn 的關系
附錄G 物理常數(shù)
附錄H 系統(tǒng)設計參數(shù)
附錄I 名詞術語索引
參考文獻
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