本书是在作者编著的《光纤
通信》（第3版）和《宽带光接入
技术》的
基础上，根据读者的需要和
光纤通信技术的
最新研究进展，删繁就简、归纳合并，重新编写而成。
全书共分10章，第1章讲解了光纤通信的发展史和基础知识，包括光的传播特性和平板介质波导；第2～6章介绍了光纤光缆、光无源/有源器件、光接收/发射和放大；第7、8章阐述了调制/编码、复用/解复用，光纤传输系统及其系统
设计；第9章介绍了无源光网络接入技术；第10章简述了常用的光纤通信测量
仪器，以及光纤特性、通信器件和系统指标的测试技术。
本书作为有志于从事光纤通信器件
制造和系统研发工作的读者的入门读物和普及
教材，不仅在行文表述中力求做到概念清晰、文字通俗，而且还针对电子教学和培训的需要，为读者提供两项服务：一是免费提供全套电子教学课件（Power Point文件），覆盖各章主要文字内容和全部插图；二是为每章设计了相应的复习思考题和
习题，并对填写了“教师情况调查表”的
注册教师用户免费提供全部复习思考题和习题的详细题解。
本书既可作为各类大专院校相关专业的教材，也可供相关企事业单位员工进阶培训使用，还对从事光纤
通信系统和网络的研究教学、规划设计、管理和维护的有关人员有一定的参考价值。
图书目录：
前言
第1章光纤通信概述
11光纤
通信技术发展
111光通信发展史
112光纤通信的优点
113光纤通信系统的组成
12光波基础
121光的本质——波动性和粒子性
122均匀介质中的光波——光是电磁波
13光的传播特性
131光的反射、折射和全反射——光纤波导传输光的基础
132光的干涉和衍射——
激光器和滤波器
133光的偏振
134光的双折射
14平板介质波导
141光波在波导中传输的条件——全反射和相长干涉
142单模和多模波导——V参数
143TE模、TM模和HE模
15复习思考题
16习题
第2章光纤和光缆
21光纤的结构和类型
211多模光纤
212单模光纤
213光纤制造工艺
22光纤传输原理
221光线
理论分析传输条件——全反射和相干
222光线理论/导波理论分析光纤模式
223单模光纤的基本特性
23光纤传输特性
231衰减
232色散
233光纤比特率
234光纤带宽
235非线性光学效应
24单模光纤的进展和应用
241G 652
标准单模光纤
242G 653色散移位光纤
243G 654衰减最小光纤
244G 655非零色散光纤
245G 656宽带全波光纤
246G657接入网用光纤
247色散补偿光纤
25光纤的选择
26光缆
261对光缆的基本要求
262光缆的结构和类型
复习思考题
习题
第3章光纤通信无源器件
31连接器
311活动连接器结构和特性
312连接损耗
313接头
32耦合器
321方向耦合器
322熔拉双锥星形耦合器
323阵列波导光栅星形耦合器
324单纤双向光耦合器
33可调谐光滤波器
331法布里-珀罗滤波器
332马赫-曾德尔滤波器
333布拉格光栅滤波器
334阵列波导光栅滤波器
34波分复用/解复用器
341棱镜复用/解复用器
342衍射光栅解复用器
343阵列波导光栅复用/解复用器
344马赫-曾德尔干涉滤波复用/解复用器
345介质薄膜干涉滤波解复用器
35调制器
351电光调制器
352电吸收波导调制器
36光开关
361微机电系统光开关
362电光开关
363热光开关
37光隔离器
371法拉第磁光效应
372磁光块状光隔离器
373磁光波导光隔离器
38光环行器
39光分插复用器
391一般概念
392阵列波导光栅光分插复用器
393可重构光分插复用器
394波长选择交换可重构光分插复用器
310波长转换器
311双折射器件
3111相位延迟片和相位补偿器
3112起偏器、检偏器和马吕斯定律
3113尼科尔棱镜——一种起偏器
3114渥拉斯顿棱镜——一种偏振分束器
3115偏振控制器
312复习思考题
313习题
第4章光源和光发射机
41概述
42发光机理
421发光机理概述
422激光器起振的阈值条件
423激光器起振的相位条件
43半导体激光器结构
431异质结半导体激光器
432量子限制激光器
433分布反馈激光器
44波长可调半导体激光器
441耦合腔波长可调半导体激光器
442衍射光栅波长可调激光器
443阵列波导光栅波长可调激光器
45垂直腔表面发射激光器
46半导体激光器的特性
461半导体激光器的基本特性
462模式特性
463调制响应
464半导体激光器噪声
47高速光发射机
48复习思考题
49习题
第5章光探测和光接收机
51光探测原理
511响应度和量子效率
512响应带宽
52光探测器
521PIN光敏二极管
522雪崩光敏二极管
523金属-半导体-金属光探测器
524单行载流子光探测器
525波导光探测器
526行波光探测器
53数字光接收机的构成
531光电转换和前置放大器
532线性放大器
533数据恢复
54接收机信噪比
541噪声机理
542PIN 光接收机的信噪比
543APD接收机的信噪比
544光信噪比和信噪比的关系
55接收机误码率和灵敏度
551比特误码率
552最小平均接收光功率
553灵敏度下降机理
56光接收机
561光接收机性能
562电子载流子光接收机
563阵列波导光栅多信道光接收机
564107Gbit/sWG-PIN行波放大光接收机
57复习思考题
58习题
第6章光放大器
61光放大器基础
611增益频谱和带宽
612增益饱和
613光放大器噪声
614光放大器应用
62半导体光放大器
621半导体光放大器设计
622半导体光放大器特性
623半导体光放大器的应用
63掺铒光纤放大器
631掺铒光纤结构和掺铒光纤放大器的构成
632掺饵光纤放大器的工作原理及其特性
633掺铒光纤放大器的优点
634掺饵光纤放大器的应用
635掺饵光纤放大器在系统中的级联
64光纤拉曼放大器
641分布式光纤拉曼放大器的工作原理
642拉曼增益和带宽
643多波长泵浦增益带宽
644光纤拉曼放大技术的应用
65复习思考题
66习题
第7章光纤传输系统
71光纤通信系统基础
711脉冲编码——将模拟
信号变为
数字信号712信道编码——减少误码方便时钟提取
713信道复用——提高信道容量，充分利用光纤带宽
714光调制——让光携带声音和数字信号
72电复用光纤传输系统
721频分复用光纤传输系统
722
微波副载波复用光纤传输系统
723光纤/电缆混合网——典型的FDM光纤通信系统
724SDH光纤传输系统——典型的TDM光纤通信系统
73光复用光纤传输系统
731波分复用光纤传输系统
732光时分复用光纤传输系统
733光码分复用光纤传输系统
74相干光波通信系统
741相干检测原理
742相干解调方式
743相干系统光调制
744相干系统接收
745相干实验系统
75光孤子通信实验系统
751基本概念
752光孤子通信实验系统
76高速光纤传输系统
761先进光调制制式
762超强FEC纠错
763高速光纤传输系统
77光纤传输系统色散补偿和管理
771负色散光纤补偿
772光滤波器补偿
773啁啾光纤色散补偿
774电子色散补偿
775波分复用系统色散补偿
776色散管理
78复习思考题
79习题
第8章光纤传输系统设计
81系统设计的总体原则
811系统结构
812光纤损耗限制系统
813光纤色散限制系统
82功率预算
821陆地系统功率预算
822海底光缆系统功率预算
823功率代价因素
83带宽设计
84单信道光纤通信系统设计
841模拟系统设计
842数字系统设计
85DWDM系统工程设计
851中心频率、信道间隔和带宽
852光收发模块和复用/解复用器
规范853光放大器系统设计
854光功率预算及其代价
855网络管理
856网络保护、生存和互连
86复习思考题
87习题
第9章无源光网络接入技术
91接入网在网络建设中的作用及发展趋势
911接入网在网络建设中的作用
912光接入网技术演进
913三网融合——接入网的发展趋势
92网络结构
921网络结构
922光线路终端
923光网络单元
924光分配网络
93无源光网络基础
931分光比
932结构和要求
933下行复用技术
934上行接入技术
935安全性和私密性
94PON接入系统
941EPON系统
942GPON系统
943WDMPON系统
944WDM/TDM混合无源光网络
945WDMPON与PSPON的技术比较
95复习思考题
96习题
第10章光纤通信仪器及指标测试
101光纤通信测量仪器
1011光功率计
1012光纤熔接机
1013光时域反射仪
1014误码测试仪
1015PCM综合测试仪
1016SDH测试仪
1017光谱分析仪
1018多波长光源
1019光衰减器
10110综合测试仪
102光纤传输特性测量
1021损耗测量
1022带宽测量
1023色散测量
1024偏振模色散测量
103光器件参数测量
1031光源参数测量
1032探测器参数测量
1033无源光器件参数测量
104光纤通信系统的指标测试
1041平均发射光功率和消光比测试
1042光接收机灵敏度和动态范围测试
1043光纤通信系统误码性能测试
105复习思考题
附录
附录A电磁波频率与波长的换算
附录BdBm与mW、μW的换算
附录CdB值和功率比
附录D百分损耗与分贝损耗的换算
附录EPDH与SDH速率等级
附录FWDM信道Δλ和Δv的关系
附录G
物理常数
附录H系统设计参数
附录I名词术语索引
参考文献
前言：
1966年，英籍华人高锟发表了关于通信传输新介质的
论文，指出利用玻璃纤维进行信息传输的可能性和技术途径，从而奠定了光纤通信的基础。在此后短短的40多年中，光纤损耗已经由当时的3 000 dB/km降低到目前的 0151 dB/km。在光纤损耗降低的同时，光纤通信所使用的光源、探测器和无源/有源器件，无论是分立元件，还是集成器件都取得了突破性的进展。自20世纪70年代中期以来，光纤通信的发展速度之快令人震惊，可以说没有任何一种通信方式可以与之相比拟，光纤通信已成为所有通信系统的最佳技术选择。
目前，无论是电信骨干网还是用户接入网，无论是陆地通信网还是海底光缆网，无论是看电视还是打电话，光纤无处不在，无时不用，光纤传输技术随时随地都能碰到。所以，对于从事信息技术的人员来讲，了解
光纤通信技术是至关重要的。
本书是在作者所编写的《光纤通信》（第3版）和《宽带光接入技术》的基础上，对其中的有关内容进行了简化、修订和归纳，还增加了光纤通信技术的最新研究进展，重新整理编写而成的。
与其他同类书籍相比，本书增加了光纤通信近年来的最新进展，主要有阵列波导光栅（AWG）的工作原理和器件，包括AWG复用/解复用器、滤波器、可重构光分插复用器（ROADM）、波长可调激光器、光子集成（PIC）多频激光器和光发射机/接收机等。本书还增加了已在高速光纤通信系统中得到广泛使用的高速光探测器件，如单向载流子探测器（UTC-PD）、波导探测器（WD-PD）和行波探测器（TW-PD），以及由它们构成的PIC光接收机。此外，还增加了已
实用化的可提升系统性能的先进光调制技术，如光双二进制编码（ODB）、差分相移键控（DPSK）、差分正交相移键控（DQPSK）和偏振复用差分正交相移键控（PM-DQPSK）等技术。最后，还介绍了能减少比特误码率、增大传输距离的超强FEC纠错技术，补充了近年来在高速光纤传输系统色散补偿中越来越受到重视的电子色散补偿技术，本书还介绍了高阶色散和光信噪比（OSNR）的概念。
本书将光纤V参数定义为归一化纤芯直径，并在系统设计中，首次引入系统等效增益的概念，将激光器输出功率和探测器要求的最小光功率合并考虑为系统等效增益，以便于系统功率预算。
为了适合不同层次读者的使用，本书特地在介绍一个现象或器件的原理之前，尽量把一些通俗易懂、日常生活中经常会碰到的现象，辅以插图，简单明了地加以说明。例如，对光纤通信发展史以图说明；对光的反射/折射、衍射/干涉和双折射，都从直观明了、通俗易懂的角度通过插图进行说明；特别是高速光纤通信将要用到的双折射及其器件的内容，也采用了图示的方式加以说明；在解释光的干涉现象时，先用看得见、模得着的两列水波的干涉和一根被夹紧弦线的振动来说明，然后再引出与此类似但抽象的光波干涉；在介绍光纤的各种损耗和受激发射导致光放大时，也增加相应的插图来形象地说明;对于边入射探测器，如果已经知道光纤传输的原理，那么看了本书后，也一定会很容易理解，入射光为什么在分支波导探测器中总是向外偏转被吸收的道理；对分布式光纤拉曼放大器的工作原理，本书中给出了各种光调制方式图、信道复用图，从而使读者更容易理解；对于大家都熟悉，但不易讲清楚的棱镜分光的原理，在本书的第3章以图文并茂的形式进行了的解释。
本书内容既浅显易懂，又有一定的深度、先进性和实用性。本书内容前后连贯，原理上一脉相通。例如，在第1章中，介绍了平面电磁波，提到“光波在给定时间内被一定的距离分开的两点间存在的相位差”，这一概念很重要，因为以后经常会用到。在后面介绍马赫-曾德尔（MZ）干涉仪构成的滤波器、复用/解复用器和调制器，由AWG构成的诸多器件（如滤波器、波分复用/解复用器、光分插复用器和波长可调/多频激光器等），以及由电光效应制成的外调制器等的工作原理时，均用到这一相位差的概念。
此外，本书在阐述了光纤通信系统构成各部分的原理、性能指标并给出
计算公式后，不但介绍了目前的进展情况，而且还汇总给出了目前国内外商用系统和器件的参数指标，以使读者有一个定量的概念，也便于工程技术人员设计系统时参考、比较和选用。本书最后给出了详尽的名词术语索引，在阅读和实际工作中，可以根据需要从关键字查找到系统设计和工程计算所需要的内容、数据、图表和公式。另外，本书还在附录中规范了系统设计参数，从某种意义上说，本书也像一本光纤通信
手册。
对于一般的读者，即使以前没有
无线电和通信的背景知识，只要从头读起，也会理解本书的内容，并对光纤通信有所了解，因为本书从概念和基础以通俗化的方式讲起，前后又有连贯性和条理性。对于已具有光纤通信背景知识的读者，根据各自的情况可以通读，也可以根据实际需要，选读其中一些内容。
因作者水平所限，书中可能会有遗漏及错误之处，敬请读者指出。作者会将本书可能出现的错误的改正发布在博客上（http://blogsinacomcn/guilinyuanrong），并对读者提出的问题进行答复。作者联系方式 giocyr@163com。
为了满足教学需要，本书免费提供了电子课件，包括书中主要的内容、所有插图和对插图的简要说明。本书还提供了各章所有的复习思考题和习题的详细题解，有需要的读者可注册并登录机械工业出版社门户网站（wwwcmpbookcom）免费下载使用（需填写“教师情况调查表”）。
