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§1 光通信的发展1

第一章 绪论1

§2 光纤通信概述3

2-1 光纤通信系统的构成4

2-2 光纤通信发展概况7

2-3 光纤通信的主要优点8

§3 光纤通信的新技术介绍9

第二章 光导纤维12

1-1 阶跃光纤14

§1 光波在光纤中的传播14

1-2 渐变光纤32

§2 单模光纤44

2-1 单模光纤结构的特点44

2-2 阶跃折射指数分布和无界平方律折射指数分布单模光纤46

2-3 单模光纤的等效近似分析法48

§3 光纤的主要特性与特种光纤53

3-1 光纤的损耗特性54

3-2 光纤的色散特性58

3-3 单模光纤中的双折射及偏振特性73

§4 光纤传输的无源器件82

4-1 光纤连接器83

4-2 X形光纤定向耦合器和星形耦合器87

4-3 光隔离器89

习题91

第三章 光源和光发射机94

§1 激光产生的物理基础95

1-1 原子的能级结构95

1-2 光与物质的相互作用96

1-3 激光产生的条件99

§2 半导体激光器的原理及结构104

2-1 半导体材料的能带结构105

2-2 P-N结半导体激光器的结构和原理106

2-3 异质结半导体激光器109

2-4 单纵模半导体激光器116

§3 半导体激光器的电光耦合速率方程118

3-1 电光耦合速率方程119

3-2 阈值电流密度Jth120

3-3 半导体激光器的P-I特性121

3-4 半导体激光器的电光延迟时间122

§4 半导体激光器的工作特性123

4-1 伏安（U-I）特性123

4-2 光功率-电流（P-I）特性124

4-3 阈值特性124

4-4 P-I特性曲线的扭曲现象126

4-5 转换效率127

4-6 光谱特性128

4-7 方向特性129

4-8 时间响应特性130

§5 发光二极管（LED）及其与激光器特性的比较130

5-1 发光二极管的结构130

5-2 LED的工作特性132

§6 半导体光源与光纤的耦合134

§7 光源的直接调制137

7-1 光源的数字调制138

7-2 光源的模拟调制142

8-1 控制电路147

§8 光发射机的辅助电路147

8-2 光源的保护电路152

习题154

第四章 光检测器与光接收机156

§1 半导体光检测器157

1-1 半导体PN结的光电效应158

1-2 PIN光电二极管160

1-3 雪崩光电二极管168

1-4 长波长光检测器及高速响应光检测器174

2-1 随机噪声的数学表示176

§2 光接收机噪声分析176

2-2 接收机量子极限灵敏度181

2-3 接收机前端噪声184

2-4 前置放大电路噪声与前端设计考虑188

§3 数字光接收机灵敏度计算194

3-1 噪声的高斯分布与误码率计算194

3-2 PIN光接收机的误码率与灵敏度197

3-3 APD光接收机灵敏度198

3-4 接收噪声与接收灵敏度公式的修正结果200

3-5 简化的Personick修正法204

§4 模拟接收机209

4-1 模拟接收机的输出信噪比和接收灵敏度210

4-2 模拟接收机量子极限灵敏度212

习题212

第五章 数字光纤通信系统基础214

§1 简介214

§2 光端机和光中继器的基本结构218

2-1 光端机的基本结构218

2-2 光中继器的基本结构221

3-1 假设数字参考线222

§3 数字光纤通信系统的主要性能指标222

3-2 系统的质量指标223

3-3 光接口指标与测试226

3-4 电接口指标与测试229

§4 数字光纤通信系统的线路码型232

4-1 扰码233

4-2 分组码234

4-3 插入比特码237

4-4 其它线路码型241

§5 数字光纤通信系统的工程计算242

5-1 系统功率计算243

5-2 系统带宽计算245

§6 影响系统性能的其它因素246

6-1 模式噪声247

6-2 半导体激光器纵模分配噪声247

6-3 半导体激光器啁啾现象249

7-1 简介250

§7 SDH同步传输网技术250

7-2 SDH传输网的基本概念及主要特点252

7-3 SDH的速率和帧结构254

7-4 SDH的基本复用映射结构255

7-5 SDH设备简介260

习题263

附录263

第六章 光纤通信网265

§1 概述265

§2 光纤通信网的体系结构266

3-1 几种光纤耦合器269

§3 光纤网的拓扑结构269

3-2 光纤通信网的拓扑结构271

§4 CSMA/CD光纤总线网275

4-1 概述275

4-2 CSMA/CD协议276

§5 光纤网设计考虑281

第七章 光纤测量283

§1 光纤折射指数分布测量284

1-1 近场扫描法284

1-2 折射近场法286

§2 光纤芯径和数值孔径的测量289

2-1 远场法290

2-2 折射近场法290

§3 单模光纤模场直径的测量291

3-1 远场扫描法293

3-2 可变孔径法294

§4 单模光纤截止波长的测量295

§5 光纤衰减常数测量297

5-1 剪断法和插入损耗法297

5-2 背向散射法300

§6 光纤带宽和色散的测量303

6-1 多模光纤带宽的测量303

6-2 单模光纤色散测量305

习题309

第八章 先进的光纤通信技术310

§1 相干光纤通信系统310

1-1 相干光纤通信的基本原理及特点311

1-2 相干光纤通信的主要技术问题316

§2 频分复用（FDM）光纤通信系统324

2-1 FDM光纤通信系统的基本原理、特点及主要问题325

2-2 光载波的复用／解复用326

2-3 FDM系统中的稳频328

2-4 信道的随机选择技术330

2-5 非线性效应对FDM系统的影响332

§3 光放大器和光孤子通信333

3-1 光放大器334

3-2 光孤子通信339

参考书目344

英汉缩略语索引344