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内容摘要

本书系统介绍和阐述了光纤通信的基本原理和技术。全书分为基础篇和提高篇两个部分。基础篇以特性、应用为重点，介绍光纤通信系统中的光纤、光发射和光接收，各类线路器件、光放大、色散补偿和复用等线路技术，以及光纤通信系统和网络基础。提高篇以实现原理为重点，深入介绍光纤通信系统中的光源、光检测器、光放大器等典型有源器件，波分复用器、光隔离器、光环行器等典型无源器件，SDH、MSTP、OTN等光传输网系统、PON等光接入网系统。基础篇从基本知识出发，以便读者先能构建起光纤通信系统体系框架；提高篇可帮助读者根据需要进一步深入学习相关知识。
本书可作为通信工程、电子信息工程、光信息科学与工程等相关本科专业的教材或相关研究生的教学参考书，也可以作为从事光纤通信工作的科技人员参考。

目录
上篇　基础篇　1
第 1章　光通信概论　1
1.1光通信的基本概念　1
1.1.1通信的基本概念　1
1.1.2光通信的概念　2
1.1.3光纤通信系统的构成　3
1.2光纤通信的发展历史　3
习题　6
第 2章　光纤　7
2.1光纤的结构、类型　7
2.1.1光纤的结构　7
2.1.2光纤的类型　7
2.2光纤的射线分析　9
2.2.1光在介质中的传播规律　9
2.2.2阶跃光纤射线分析　9
2.2.3渐变光纤射线分析　13
2.3光纤传输特性　14
2.3.1光纤损耗特性　14
2.3.2光纤色散　16
2.3.3光纤的非线性　19
2.4光纤的制造、光缆　21
2.4.1光纤的制造　21
2.3.2光缆　24
2.5　ITU建议　29
2.5.1　G.651光纤　29
2.5.2　G.652光纤　29
2.5.3　G.653光纤　29
2.5.4　G.654光纤　29
2.5.5　G.655光纤　30
2.5.6　G.656光纤　30
2.5.7　G.657光纤　30
习题　30
第3章　光发射和光接收　32
3.1光源与光发射机　32
3.1.1光纤通信对光源的要求　32
3.1.2半导体激光器（LD）及其特性　32
3.1.3半导体发光二极管（LED）及其特性　39
3.1.4光发射机及其性能参数　41
3.2　光电检测器和光接收机　44
3.2.1光纤通信对光电检测器的要求　44
3.2.2光电检测器类型　45
3.2.3光电检测器性能参数　46
3.2.4光接收机的组成原理和性能　48
习题　50
第4章　线路器件与技术　52
4.1线路器件　52
4.1.1光隔离器　52
4.1.2光环行器　54
4.1.3光纤连接器　54
4.1.4光耦合器　58
4.1.6光纤光栅　59
4.1.7光衰减器　63
4.1.8光开关　64
4.1.9光调制器　66
4.2线路技术　67
4.2.1光复用技术　67
4.2.2光放大技术　72
4.2.3色散补偿技术　75
习题　77
第5章　系统和网络　79
5.1数字光纤通信系统　79
5.1.1点对点的数字光纤通信系统的组成　79
5.1.2光线路编码　81
5.1.3光纤通信系统的监控系统　83
5.1.4系统的性能指标　83
5.1.5系统中继距离的设计　87
5.2　光传输网　88
5.2.1光纤传输系统的网络拓扑结构　89
5.2.2　SDH系统与网络　89
5.2.3　WDM系统与网络　93
5.2.4　OTN系统与网络　95
5.3　光接入网　98
5.3.1　接入网定义　98
5.3.2无源光接入网　99
5.3.3有源光接入网　100
习题　100
下篇　提高篇　102
第6章　光器件技术　102
6.1光源　102
6.1.1　激光物理基础　102
6.1.2半导体激光二极管　104
6.1.3半导体发光二极管　108
6.2半导体光电二极管　109
6.2.1　PN光电二极管　109
6.2.2　PIN光电二极管　110
6.2.3　APD光电二极管　111
6.3光放大器　111
6.3.1半导体光放大器（SOA）　111
6.3.2掺铒光纤放大器（EDFA）　112
6.3.3拉曼光纤放大器　116
6.3.4布里渊光纤放大器　118
6.4光隔离器、光环行器　119
6.4.1偏振态的控制　119
6.4.2光隔离器　120
6.4.3光环行器　122
6.5光耦合器　124
6.5.1光学分束型光耦合器　124
6.5.2消逝场耦合型光耦合器　125
6.6波分复用器　126
6.6.1色散型波分复用器　126
6.6.2阵列波导光栅（AWG）　127
6.6.3干涉滤波片型波分复用器　128
6.6.4熔锥型波分复用器件　129
6.6.5光梳状滤波器(Interlever)　129
6.6.6其他类型　129
6.7光纤光栅　130
6.7.1光纤光栅的制作　130
6.7.2光纤光栅的工作原理　131
6.8电光调制器　134
习题　137
第7章　光传输网　138
7.1　SDH系统　138
7.1.1　SDH的速率与帧结构　139
7.1.2　SDH的复用结构　141
7.1.3　139.264Mbit/s支路信号复用成STM-N信号　142
7.1.4　34.368Mbit/s支路信号复用成STM-N信号　146
7.1.5　2.048Mbit/s支路信号复用成STM-N信号　148
7.1.6　虚容器的级联　150
7.1.7　SDH的开销字节　153
7.1.8　SDH的设备功能块　157
7.1.9　SDH的网同步　163
7.1.10　SDH的分层结构　166
7.1.11　SDH的网管系统　173
7.2基于SDH的多业务传送平台　174
7.2.1　MSTP技术的工作原理　174
7.2.2　MSTP技术的关键技术　175
7.2.3　MSTP的应用　177
7.3　WDM系统　179
7.3.1　波分复用系统的工作原理　180
7.3.2　DWDM系统的组成　181
7.4　OTN系统　184
7.4.1　OTN的概念　184
7.4.2　OTN的分层结构　185
7.4.3　OTN的速率等级与帧结构　187
7.4.4　OTN的开销　188
7.4.5　OTN的映射与复用结构　193
7.4.6　OTN的设备　197
7.4.7　OTN的组网与应用　201
习题　203
第8章　光接入网系统　206
8.1　概述　206
8.2　无源光网络（PON）　208
8.2.1　无源光网络（PON）的拓扑结构　208
8.2.2　无源光网络（PON）的关键技术　210
8.2.3　APON技术　212
8.2.4　EPON技术　212
8.2.5　GPON技术　213
8.2.6　PON的技术比较　214
8.3有源光接入网　215
8.4　EPON设备的应用实例　215
习题　217
参考文献　218