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第一章综述1

第一节概论1

一、光纤通信1

二、宽带综合数字信息网（ISDN）1

三、移动通信2

第二节光纤和光电器件的发展历史3

一、光纤3

二、光电器件4

第三节光纤通信系统的开发与应用5

一、四代光纤通信系统的开发应用5

二、海底光纤光缆系统8

三、光纤用户网系统（ISDN）9

四、光纤系统的应用11

第四节 世界光纤通信市场的状况12

第五节光纤通信的发展方向13

一、光纤市场期待着“FTTH”和“FDDI”的实现13

二、不断改善光纤性能14

三、光纤通信系统的传输容量不断扩大15

四、发展相干光通信系统16

五、发展波分复用技术16

第六节 光纤通信的发展加速了信息时代的到来17

第二章光纤光缆18

第一节光波在光纤中传播的理论18

一、光波在光纤中的射线传播18

二、光波在光纤中的模式传播27

第二节光纤的种类和特性36

一、光纤的分类36

二、光纤的特性39

第三节光纤的测量52

一、光纤制造特性参数的测量52

二、光纤传输特性参数的测量90

第四节光纤光缆制作技术105

一、材料制备与提纯105

二、预制棒的工艺制备106

三、拉丝与涂覆109

四、套塑与成缆110

第五节光纤连接与光缆敷设技术112

一、光缆连接技术112

二、光缆外包皮连接118

三、光缆敷设技术119

第六节光缆维护技术124

一、维护技术内容124

二、维护注意事项125

三、维护设备与方法127

第三章光源130

第一节光源概述130

一、概述130

二、激光器的优越性133

三、产生激光的物理原理137

四、激光管的结构与特性144

五、发光管的结构特性150

六、光源的幅图形156

七、光源与光纤的耦合159

第二节半导体发光管（LED）164

一、半导体发光管的功率和调制带宽164

二、发光管的特性176

三、双波长发光二极管183

四、MBE和VPE制作的发光管185

五、LED用于多模光纤系统的设计考虑185

六、系统实验和现场实验190

第三节半导体激光器的高频调制195

一、激光器的动力学速率方程及其应用范围196

二、激光器的瞬态响应和小信号调制特性204

三、注入型半导体激光器的频率响应极限217

四、激光器高频寄生参量239

五、超辐射和端面反射率的降低对调制响应的影响249

六、其它调制方式和效应253

第四节C3激光器262

一、C3激光器的制作266

二、高比特率调制下的单频工作272

三、不连续单频调谐278

四、模拟频率调制283

五、利用反馈回路实现光谱稳定288

六、C3激光器的工作特性290

七、1.55μm C3激光器的单频传输实验294

八、多级多路光频移键控（FSK）310

九、光开光和程序系统311

十、利用光谱双稳态的频移键控315

十一、具有电极吸收器的门控锁模激光器317

十二、具有集成腔内调制器的Q开关C3激光器321

十三、放大器——调制器与C3激光器的集成324

十四、光逻辑运算328

十五、自对准激光器——探测器组件333

十六、C3激光器的理论分析336

第五节分布反馈动态单模激光器352

一、动态单模（DSM）激光器的结构和理论354

二、耦合结构355

三、分布反射器的参数358

四、激光阈值条件363

五、动态单模工作条件368

六、纵模选择性372

七、DFB激光器的激光波长与温度的关系374

八、动态波长移动375

九、DSM激光器的制作和激光特性377

十、结论387

第六节半导体激光器的光谱性质391

一、吸收、发射和增益392

二、模式强度谱402

三、光谱涨落415

第四章光电探测器432

第一节 概述432

第二节光电探测器的物理原理433

一、光电探测器（PD）433

二、雪崩管（APD）436

第三节光电探测器的材料结构特性444

一、光电探测器的半导体材料444

二、光电探测器的结构445

三、器件特性446

第四节APD的制造451

一、武藏野通研的InGaAsP／InP APD451

二、日电的InGaAsP／InP APD456

三、KDD的InGaAsP APD461

第五节光电探测器的工作特性参数和参数测量467

一、工作特性参数467

二、光电探测器工作特性参数的测量475

三、APD和PIN光电探测器二极管的使用比较479

第六节 光电探测器的电路模型480

第七节 光电探测器的信噪比性能483

第八节光电探测器——放大器的信噪比488

一、卷积分488

二、PIN—放大器的信噪比489

三、APD—放大器的信噪比493

第九节光无源器件495

一、光纤连接器495

二、光隔离器497

三、光开关497

四、光纤分路耦合器499

五、光衰减器500

六、光调制器500

第五章PCM数字通信光收发端机502

第一节PCM数字通信光发射机502

一、光纤通信系统对光源的要求503

二、光源直接强度调制505

三、光端机的驱动电路508

四、辅助电路529

五、140Mb／s混合集成光发射机532

六、140Mb／s混合集成激光器驱动模块549

七、激光器自动功率控制模块554

八、LD—ATC激光器的自动温度控制功能模块561

第二节PCM数字通信光接收机565

一、光接收机的组成566

二、光纤通信系统对光电探测器的要求567

三、理想光接收机的灵敏度569

四、APD光接敢机596

五、光接收机的动态范围603

六、140Mb／s混合集成光接收机604

第三节 光中继器612

第四节光端机的测试617

一、光发射机的指标测试617

二、光接收机的指标测试618

三、抖动容限测试620

四、光端机告警动能测试621

第六章光纤传输系统623

第一节 调制方式623

第二节光纤数字传输系统633

一、中继距离的设计633

二、接口与线路码型的考虑651

三、模式噪声的考虑660

四、光脉冲占空比668

五、发射光功率669

六、系统性能的考虑672

七、经济性的考虑677

第三节光纤模拟系统680

一、光纤模拟传输系统的考虑680

二、光纤模拟系统的基本构成685

三、单视频信号的光纤模拟系统692

第四节 多端分布系统704

第五节集成光路系统709

一、无源器件711

二、有源器件714

第六节未来的光纤通信系统717

一、波分复用系统717

二、分波合波器718

三、系统设计考虑721

四、新型波分复用系统724

第七节超长波长光纤通信系统726

一、超长距离通信的设想726

二、超低损耗光纤材料727

第八节超外差光纤通信729

一、超外差光纤通信的基本原理730

二、几个关键技术问题733

第九节 全光通信系统738

第十节光纤通信线路的监视与控制739

一、监控方式与基本组成740

二、监控系统的主要功能743

三、监控信息的传输747

附录750