光纖通信原理與應用

本書共8章，主要內容包括：光纖的基本結構、傳光原理、特性參數(shù)和連接方式；光發(fā)送設備和光接收設備的基本組成及實現(xiàn)方式；WDM光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的實現(xiàn)、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的SDH制式；光纖接入網、光纖局域網、光纖城域網、光纖廣域網、光傳送網和全光網。每章結尾提供了豐富的習題，便于讀者自學并掌握各章的要點。本書配有免費電子教學課件。

本書概念準確，內容新穎，圖文并茂，深入淺出，突出實用性、系統(tǒng)性和先進性，可作為普通高等院校通信工程、電子信息、光電技術等專業(yè)學生的教材，也可供其他相關專業(yè)的大學生和工程技術人員學習與參考。

第1章　概述

1.1　光纖通信的基本概念

1.1.1　光纖通信的定義

1.1.2　光纖通信發(fā)展過程

1.1.3　光纖通信的優(yōu)點

1.2　光纖通信系統(tǒng)的構成及分類

1.2.1　光纖通信系統(tǒng)的基本構成

1.2.2　光纖通信系統(tǒng)分類

1.3　數(shù)字話路基礎知識

1.3.1　語音信號的PCM數(shù)字化

1.3.2　話路的時分復用（TDM）

1.3.3　數(shù)字復接系列

習題

第2章　光纖

2.1　光纖的基本概念

2.1.1　光纖基本結構

2.1.2　光纖分類

2.1.3　光纖制造簡述

2.1.4　光纜結構及類型

2.1.5　光纜（光纖）型號命名方法

2.2　光纖傳光原理

2.2.1　光的射線理論及光纖傳光分析

2.2.2　光纖導波模式的粗糙解（射線分析方法）

2.2.3　光纖導波模式的精確解（電磁場分析方法）

2.3　光纖特性參數(shù)

2.3.1　數(shù)值孔徑

2.3.2　衰減特性

2.3.3　截止波長

2.3.4　帶寬與色散

2.3.5　模場直徑

2.4　光纖連接方式

2.5　光纖在通信領域中的應用

2.5.1 目前通信中常用的光纖

2.5.2　光纖（光纜）應用概況

習題

第3章　光發(fā)送設備

3.1　光端機的基本概念

3.1.1　光端機的功能

3.1.2　光端機基本框圖

3.2　光發(fā)送電路

3.2.1　基本組成和主要性能指標

3.2.2　激光二極管（LD）

3.2.3 發(fā)光二極管（LED）

3.2.4　驅動電路

3.2.5　自動功率控制（APC）電路

3.2.6 自動溫度控制（ATC）電路

3.3　輸入電路

3.3.1　基本概念

3.3.2　光纖通信的碼型

3.3.3　HDB3碼輸入電路

3.3.4　CMI碼輸入電路

習題

第4章　光接收設備

4.1　光接收電路

4.1.1　基本構成和主要性能指標

4.1.2　光檢測器件（PIN和APD）

4.1.3　前置放大器

4.1.4　主放大器

4.1.5　均衡器

4.1.6　基線恢復

4.1.7　幅度判決

4.1.8　非線性處理

4.1.9　時鐘提取

4.1.10　限幅移相

4.1.11　定時判決

4.2　輸出電路

4.2.1　基本概念

4.2.2　碼型反變換電路

4.2.3　輸出接口電路

習題

第5章　光纖數(shù)字通信系統(tǒng)

5.1　光纖通信系統(tǒng)新技術簡述

……

第6章　光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的傳輸規(guī)范

第7章　現(xiàn)代光纖網絡

第8章　未來的全光網絡

附錄A　英漢對照名詞索引

參考文獻 2100433B

方志豪，男，武漢大學電子信息學院教授。主要研究方向包括現(xiàn)代通信理論與技術。網絡互聯(lián)。器件及電路的噪聲等方面的研究。主持完成國家自然科學基金項目、企事業(yè)委托項目等10余項。在國內外重要刊物上發(fā)表論文70余篇，出版專著1本、教材3本。曾獲得過國家教委科技進步二等獎、武漢大學優(yōu)秀科技成果一等獎等獎勵。

第1章 概述 1

1.1 光纖通信的基本概念 1

1.1.1 光纖通信的定義 1

1.1.2 光纖通信發(fā)展過程 1

1.1.3 光纖通信的優(yōu)點 3

1.2 光纖通信系統(tǒng)的構成及分類 4

1.2.1 光纖通信系統(tǒng)的基本構成 4

1.2.2 光纖通信系統(tǒng)分類 4

1.3 數(shù)字話路基礎知識 6

1.3.1 語音信號的PCM數(shù)字化 6

1.3.2 話路的時分復用（TDM） 8

1.3.3 數(shù)字復接系列 10

習題1 12

第2章 光纖 14

2.1 光纖的基本概念 14

2.1.1 光纖基本結構 14

2.1.2 光纖分類 14

2.1.3 光纖制造簡述 15

2.1.4 光纜結構及類型 16

2.1.5 光纜（光纖）型號命名方法 18

2.2 光纖傳光原理 22

2.2.1 光的射線理論及光纖傳光分析 22

2.2.2 光纖導波模式的粗糙解（射線分析方法） 26

2.2.3 光纖導波模式的精確解（電磁場分析方法） 30

2.3 光纖特性參數(shù) 38

2.3.1 數(shù)值孔徑 38

2.3.2 衰減特性 40

2.3.3 截止波長 42

2.3.4 帶寬與色散 44

2.3.5 模場直徑 53

2.4 光纖連接方式 54

2.5 光纖在通信領域中的應用 56

2.5.1 通信中使用的光纖及光波段劃分 56

2.5.2 光纖（光纜）應用概況 59

習題2 61

第3章 光發(fā)送設備 64

3.1 光端機的基本概念 64

3.1.1 光端機的功能 64

3.1.2 光端機基本框圖 64

3.2 光發(fā)送電路 66

3.2.1 基本組成和主要性能指標 66

3.2.2 激光二極管（LD） 67

3.2.3 發(fā)光二極管（LED） 80

3.2.4 驅動電路 82

3.2.5 自動功率控制（APC）電路 85

3.2.6 自動溫度控制（ATC）電路 87

3.2.7 光源（LD和LED）與光纖的耦合 88

3.3 輸入電路 90

3.3.1 基本概念 90

3.3.2 光纖通信的碼型 91

3.3.3 HDB3碼輸入電路 102

3.3.4 CMI碼輸入電路 110

習題3 112

第4章 光接收設備 114

4.1 光接收電路 114

4.1.1 基本構成和主要性能指標 114

4.1.2 光檢測器件（PIN和APD） 115

4.1.3 前置放大器 118

4.1.4 主放大器 119

4.1.5 均衡器 122

4.1.6 基線恢復 126

4.1.7 幅度判決 128

4.1.8 非線性處理 131

4.1.9 時鐘提取 133

4.1.10 限幅移相 134

4.1.11 定時判決 136

4.2 輸出電路 137

4.2.1 基本概念 137

4.2.2 碼型反變換電路 137

4.2.3 輸出接口電路 140

4.3 光模塊 143

4.3.1 基本概念 143

4.3.2 光模塊型號命名方法 144

習題4 147

第5章 波分復用光纖通信系統(tǒng) 148

5.1 光纖通信系統(tǒng)新技術簡述 148

5.2 波分復用（WDM）技術 150

5.2.1 基本概念 150

5.2.2 波分復用系統(tǒng)的組成 152

5.2.3 光纖耦合型波分復用器件 154

5.2.4 角度色散型波分復用器件 156

5.2.5 干涉型波分復用器件 157

5.2.6 波分復用系統(tǒng)對光纖的新要求 159

5.3 光中繼器 162

5.3.1 光電轉換型中繼器 163

5.3.2 全光型中繼器概述 164

5.3.3 摻鉺光纖放大器（EDFA） 165

5.3.4 光纖拉曼放大器（FRA） 168

5.3.5 光纖布里淵放大器（FBA） 170

5.3.6 半導體光放大器（SOA） 171

習題5 172

第6章 光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的傳輸規(guī)范 174

6.1 光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的兩種主要傳輸制式 174

6.1.1 準同步數(shù)字系列（PDH） 174

6.1.2 同步數(shù)字系列（SDH） 176

6.1.3 SDH承載PDH的方式 178

6.1.4 SDH承載PDH之應用 190

6.1.5 SDH復用及交換的主要設備 197

6.1.6 SDH傳送網 199

6.2 光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的基本質量指標 200

6.2.1 評價誤碼性能的方法 200

6.2.2 數(shù)字話路通道的誤碼特性 201

6.2.3 基群及其以上速率通道的誤碼特性 204

6.2.4 抖動特性 208

6.2.5 可靠性 209

6.3 光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的基本設計 212

6.3.1 系統(tǒng)設計的一般步驟 212

6.3.2 中繼距離估算 213

6.3.3 誤碼率估算 216

6.4 光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的測量 217

6.4.1 電性能的主要指標測量 217

6.4.2 光性能的主要指標測量 220

習題6 222

第7章 現(xiàn)代光纖網絡 224

7.1 光纖通信在現(xiàn)代信息網絡中的重要地位 224

7.1.1 現(xiàn)代信息網絡的基本特點 224

7.1.2 光纖通信在現(xiàn)代信息網絡中的應用概況 225

7.2 光纖接入網 227

7.2.1 基本概念 227

7.2.2 FTTx接入網 229

7.2.3 FTTH的基本拓撲結構 231

7.2.4 FTTH 的實現(xiàn)技術：xPON接入技術 232

7.2.5 各類PON接入技術的比較 243

7.3 光纖局域網 244

7.3.1 局域網（LAN）的基本概念 244

7.3.2 光纖總線形/星形局域網 246

7.3.3 光纖令牌環(huán)局域網 248

7.3.4 光纖ATM局域網 250

7.4 光纖城域網和廣域網 252

7.4.1 光纖城域網（MAN） 252

7.4.2 基于SDH的多業(yè)務傳送平臺（MSTP） 253

7.4.3 光纖廣域網（WAN） 254

7.5 三網融合 257

7.5.1 基本概念 257

7.5.2 電信運營商的IPTV 258

7.5.3 互聯(lián)網公司的OTT TV 259

7.5.4 廣電行業(yè)的DTV 261

7.6 與光纖互聯(lián)網相關的熱門技術 263

7.6.1 移動通信技術 263

7.6.2 物聯(lián)網（IoT）技術 269

7.6.3 云計算技術 274

習題7 277

第8章 未來的全光網絡 279

8.1 全光網絡（AON）的基本概念 279

8.1.1 通信網發(fā)展過程 279

8.1.2 全光通信網的基本特點 279

8.1.3 全光通信網關鍵技術概述 280

8.2 光交叉連接器（OXC） 283

8.2.1 光交叉連接器的基本概念 283

8.2.2 光交換技術 285

8.2.3 波長變換技術 289

8.3 光分插復用器（OADM） 291

8.3.1 光分插復用器基本概念 291

8.3.2 分波/合波器 光開關組合 292

8.3.3 多層介質膜濾波器 光開關 光環(huán)行器組合 293

8.3.4 光纖光柵 光環(huán)行器 分波/合波器組合 293

8.4 光傳送網（OTN）的基本形式 294

8.4.1 光傳送網的分層體系結構 295

8.4.2 光層的基本拓撲結構 296

8.4.3 光傳送網的應用——IP光網 297

8.5 全光網絡的進展 300

習題8 302

附錄A 英漢對照名詞索引 304

參考文獻 313 2100433B

本書共8章，系統(tǒng)地闡述了光纖通信的原理、特性、組成及應用。主要內容包括：光纖的基本結構、傳光原理、特性參數(shù)和連接方式；光發(fā)送設備和光接收設備的基本組成、實現(xiàn)方式及光模塊；WDM光纖通信系統(tǒng)的實現(xiàn)、光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的SDH制式；光纖接入網、光纖局域網、光纖城域網、光纖廣域網、三網融合、與光纖互聯(lián)網相關的熱門技術；光傳送網和全光網。每章結尾均提供了豐富的習題，便于讀者自學并掌握各章的要點。本書還配有免費電子教學課件。