光纤通信系统

本书是根据高等院校通信与信息专业教学需要而编写的，对光纤通信系统的基本组成、光纤的传输理论和传输特性、光路无源器件、光端机的组成和原理、同步数字体系(sdh)、光纤通信系统性能指标、光纤通信的新技术(光纤放大器、光波分复用、时分复用技术、光纤色散补偿技术、相干光通信、光孤子通信、光交换技术等以及光纤接入网、单波长sdh传送网、多波长wdm光网络等光纤通信网络)等内容作了全面的介绍。全书强调基本概念和基本分析方法，便于教学和自学。 本书可作为通信专业本科的教学用书，也可作为从事光纤通信工作的科技人员的参考用书。 第1章导论1．1光纤通信的发展与现状1．2通信系统的信号与调制1．2．1模拟信号与数字信号1．2．2调制格式1．3信号复用与数字传递方式1．3．1数字信号的复用方法与PDH系统1．3．2同步数字转移模式(SIM)1．3．3异步转移模式(ATM)1．4光纤通信系统及其应用1．5光纤系统的基本组成1．5．1光纤光缆1．5．2光发送机1．5．3光接收机练习题第2章光纤的结构与导波特性2．1光纤的导光原理与结构特性的射线分析2．1．1阶跃光纤2．1．2渐变光纤2．2阶跃光纤的模式理论2．2．1电磁波在光纤中传播的基本方程2．2．2光在光纤中传播的导波方程2．2．3阶跃光纤中的光场2．2．4阶跃光纤的本征值方程与模式2．2．5单模光纤2．3单模光纤的色散2．3．1光纤色散引起的脉冲展宽及对通信容量的影响2．3．2材料色散2．3．3波导色散2．3．4色散位移和非零色散光纤2．3．5高阶色散2．3．6偏振色散2．4光纤损耗2．4．1衰减系数2．4．2衰减机理2．5光纤的非线性效应2．5．1非线性折射率与自相位调制2．5．2受激非弹性散射2．5．3参量过程与四波混频2．6光纤光缆设计与制造2．6．1光纤的结构设计与制造2．6．2光缆的结构设计与制造练习题第3章光波系统中光信号的传输特性3．1色散影响下光信号的传输特性3．1．1光脉冲传输的基本方程3．1．2光脉冲参数与色散展宽3．2光纤带宽与色散对通信能力的限制3．2．1宽谱光源脉冲传输时的展宽与极限比特率3．2．2窄谱光源脉冲传输时的展宽与极限比特率3．2．3光纤与光纤系统的带宽3．3光纤非线性影响下光信号的传输特性3．3．1光脉冲在非线性色散光波系统中传输的基本方程3．3．2光波系统中光脉冲信号的传输状态3．4非线性光波系统中的自相位调制和频率啁啾练习题第4章光波系统互连技术与器件4．1光纤连接器4．1．1光纤连接损耗及影响因素4．1．2光纤连接器的结构4．2光纤耦合器4．2．1光纤耦合器的基本原理与结构4．2．2光纤耦合器的特性4．2．3其他类型耦合器4．3波分复用／解复用器与光滤波器4．3．1WDM／DWDM的技术性能4．3．2WDM／DWDM的结构原理4．4光波导调制与开关器件4.4．1相位调制器4．4.2强度调制器和光开关练习题第5章光源与光发送机5．1半导体光源的物理基础5．1．1发射与吸收速率5．1．2PN结的形成及其能带结构5．1．3载流子的复合发光效率与寿命5．1．4制造异质结的化合物半导体5．2发光二极管5．2．1输出功率与效率5．2．2输出光谱特性5．2．3响应速率与带宽5．2．4LED的类型与结构5．3半导体激光二极管5．3．1粒子数反转与光增益5．3．2光学谐振腔与激光器的阈值条件5．3.3激光器的结构5．3．4有源层的导波特性与激光腔的振荡模；5．3．5单纵模半导体激光器5．4半导体激光器的输出特性5．4．1L-I转换输出特性5．4．2调制特性5．4．3噪声特性5．5光发送机5．5．1光源的调制5．5．2光源的驱动电路5．5．3光源与光纤的耦合练习题第6章光检测器与光接收机6．1光电二极管6．1．1光检测器的物理基础6．1．2PN光电二极管6．1．3PIN光电二极管6．1．4雪崩光电二极管6．2光接收机的电路结构与特性6．2．1光接收机的前端6．2．2光接收机的线性通道6．2．3数据重建电路6．2．4集成光接收机6．3光接收机的噪声6．3．1光接收机的噪声源6．3．2PIN光接收机的信噪比6．3．3APD光接收机的信噪比6．4数字光接收机的灵敏度6．4．1光接收机的误码率6．4．2数字光接收机的最小平均接收功率6．4．3光接收机的极限灵敏度6．4．4光接收机灵敏度的恶化6．5光中继器与分插复用器6．5．1光中继器6．5．2分插复用器练习题第7章光放大器7．1光放大器的原理与一般特性7．1．1光放大器的原理7．1．2光增益谱宽与放大器带宽7．1．3增益饱和与饱和输出功率7．1．4放大器噪声7．1．5光放大器在光波系统中的应用7．2半导体光放大器7．2．1工作原理7．2．2放大器特性7．2．3放大器应用7．3光纤喇曼放大器7．3．1FRA的工作原理与增益带宽7．3．2FRA的耦合工作方程和增益饱和7．3．3FRA的性能及其应用7．4光纤布里渊放大器7．4．1FBA的工作原理与增益带宽7．4．2FBA的耦合工作方程和增益饱和7．4．3FBA的性能及其应用7.5掺铒光纤放大器7．5．1掺铒光纤放大器的工作原理与增益谱特性7．5．2EDPA的小信号增益与饱和特性7．5．3EDFA的高速与多信道放大特性7．5．4EDFA的系统应用练习题第8章直接检测光波系统的设计与性能8.1光波系统的结构8.1.1点到点连接8．1．2广播和分配网8．1．3局域网8．2光纤损耗和色散对系统性能的限制8．2．1损耗限制光波系统8．2．2色散限制光波系统8．2．3点到点电信商业光波系统8．3光波系统的设计8．3．1光波系统的功率预算8．3．2光波系统的上升时间预算8．3．3光波系统的色散预算8．4光接收机灵敏度恶化和系统功率代价8．4．1模噪声的影响8．4．2色散展宽的影响8．4．3模分配噪声的影响8．4．4频率啁啾的影响8．5光放大系统的设计与性能8．5．1光前置放大器ASE噪声对系统性能的影响8．5．2级联在线光放大系统的性能练习题第9章相干光波通信系统9．1相干检测原理与特性9．1．1零差检测9．1．2外差检测9．1．3信噪比9．2调制格式9．2．1ASK调制格式9．2．2PSK调制格式9．2．3FSK调制格式9．3解调方案9．3．1外差同步解调9．3．2外差异步解调9．3．3零差同步解调9．3．4零差异步解调9．4相干光接收机的误码率和灵敏度9．4．1同步ASK接收机9．4．2同步PSK接收机9．4．3同步FSK接收机9．4．4异步ASK接收机9．4．5异步FSK接收机9．4．6异步DPSK接收机9．5相干光接收机灵敏度恶化与系统设计考虑9．5．1相位噪声9．5．2强度噪声9．5．3偏振失配9．5．4光纤色散9．6相干光波系统的性能9．6．1异步外差系统9．6．2同步外差系统9．6．3零差系统9．6．4现场试验系统练习题第10章多信道光波系统10．1多信道光波系统的复用方案10．2WDM光波系统10．2．1高速大容量点到点通信10．2．2多信道广播与分配网10．2．3多路接入局域网10．3WDN多信道光波系统的解复用与信道串音10．3．1信道选择光滤波器的参数设计和选择能力10．3．2直接光解复用光放大WDM系统中的串音10．3．3相干解复用密集WDN系统中的串音10．4WDM多信道光波系统的非线性串音10．4．1受激喇曼散射(SRS)10．4．2受激布里渊散射(SBS)10．4．3交叉相位调制(KPM)10．4．4四波混频(FWM)10．5副载波复用(SCM)光波系统10．5．1模拟SCM光波系统10．5．2相干SCM光波系统10．5．3多波长SCM光波系统10．6码分复用(CDM)光波系统练习题第11章光纤孤子通信系统11．1光孤子及其特性11．1．1非线性薛定谔方程11．1．2NSE的解及其性质11．1．3暗孤子11．2光纤损耗与光孤子能量补偿放大11．2．1损耗导致的脉冲展宽与面积定理11．2．2光纤损耗的补偿放大与全光中继11．2．3延长放大器间距的预加重方法11．3光纤孤子系统的通信容量及其限制因素11．3．1ASE噪声与光孤子系统的通信容量11．3．2孤子相互作用与通信容量11．3．3光孤子源频率啁啾的影响11．3．4自感应受激喇曼散射与孤子自频移的影响11．4光纤孤子的传输控制11．4．1ASE限制的频域滤波控制11．4．2光孤子传输的时域控制11．5多信道光孤子系统11．5．1多信道光孤子通信系统的特点11．5．2多信道光孤子的碰撞长度11．6光纤孤子通信系统的组成与实验进展练习题第12章光波通信网新技术12．1通信网结构的发展12．2节点间连接和光纤链路的全光化12．3光传送网结构分层与WDM网的物理通道12．3．1物理网结构分层12．3．2光通道层的波长路由12．3．3波长通道与波长变换12．4光交叉连接设备12．4．1OXC的功能和技术要求12．4．2OXC的基本结构12．4．3OXC与DXC结构的关系与性能比较12．5波长变换技术12．5．1光电混合波长变换技术12．5．2全光波长变换技术12．5．3四波混频FWM波长变换器练习题参考文献

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西安