光纤通信

第1章 绪论 1

1.1 对光纤通信认识的历程 1

1.1.1 现代光纤通信的发展 2

1.1.2 我国光纤通信的发展 5

1.2 光纤通信的系统组成及其优势 7

1.3 光纤及其制造工艺简介 10

1.4 内容简介 11

习题 13

第2章 物理原理与技术基础 14

2.1 光波导 14

2.1.1 平面介质光波导 15

2.1.2 光纤的模式 20

2.2 载波、调制和多路复用 24

2.2.1 载波传播 24

2.2.2 信号和调制 26

2.2.3 多路复用 30

2.3 光波导中模式的相互作用 33

2.3.1 介质微扰与模耦合 34

2.3.2 周期微扰 35

2.3.3 同向耦合与反向耦合 36

2.3.4 分布反射与分布反馈 37

2.4 光脉冲在光纤中的传播 38

2.4.1 基本传播方程 39

2.4.2 色散和脉冲展宽 40

2.4.3 光纤孤子 41

2.5 光纤的非线性效应 42

2.5.1 光纤非线性效应的产生 42

2.5.2 非线性折射率 43

2.5.3 四波混频 44

2.5.4 受激拉曼散射 45

2.5.5 受激布里渊散射 47

2.6 光检测、光放大和光激射 48

2.6.1 自发辐射、受激吸收和受激辐射 48

2.6.2 P-N结及其光电特性 49

2.6.3 光自激振荡 52

2.7 几种导波光学器件的基本原理 53

2.7.1 定向耦合器 54

2.7.2 Mach-Zehnder（M-Z）干涉仪 55

2.7.3 声光器件 56

习题 58

第3章 基本元器件和设备 60

3.1 光纤 60

3.1.1 石英光纤 60

3.1.2 新型光纤 63

3.1.3 光纤的损耗 65

3.1.4 光纤的色散特性 66

3.2 光路元件 70

3.2.1 光纤活动连接器 71

3.2.2 光衰减器 72

3.2.3 光隔离器 73

3.3 网络元器件和设备 75

3.3.1 下层元件 76

3.3.2 网络功能 77

3.3.3 网络节点设备 86

3.4 光收发器 105

3.4.1 半导体光源 106

3.4.2 光检测器 117

3.4.3 光调制器 125

3.5 光放大器 126

3.5.1 半导体光放大器 128

3.5.2 掺铒光纤放大器 130

3.5.3 光纤拉曼放大器 135

3.5.4 其他光放大器 139

3.5.5 光放大器的性能比较 140

习题 142

第4章 光纤链路 145

4.1 光发送和光接收 145

4.1.1 光发送 145

4.1.2 数字光接收 151

4.2 光纤链路设计 161

4.2.1 设计步骤 161

4.2.2 功率估算 162

4.2.3 带宽估算 163

4.2.4 链路功率代价 164

4.3 波分复用链路 168

4.3.1 光放大器的应用 169

4.3.2 信号、噪声和串扰 171

4.3.3 设计要点 172

4.4 色散控制 173

4.4.1 色散补偿 173

4.4.2 色散管理 174

4.4.3 偏振模色散的影响和补偿 175

习题 178

第5章 光纤网 179

5.1 光纤以太网 180

5.1.1 光纤局域网的发展和标准体系 181

5.1.2 以太网的系统结构 183

5.1.3 器件损耗限制的估算 187

5.1.4 千兆以太网 189

5.2 IP over WDM光纤网 199

5.2.1 IP over DWDM结构 202

5.2.2 主要技术问题 206

5.3 波长路由光网络 217

5.3.1 基本概念 218

5.3.2 路由与波长分配 222

5.3.3 逻辑路由网络的RWA问题 227

习题 231

第6章 新技术进展 233

6.1 高速链路 233

6.1.1 WDM 233

6.1.2 WDM/OTDM混合传输 234

6.1.3 光子集成（PIC）和光电子集成（OEIC） 235

6.2 光纤网节点 235

6.3 智能联网 237

6.4 光节点技术 239

6.4.1 光子交换 239

6.4.2 新型元器件 240

6.5 几种发展中的新技术 244

6.5.1 相干光通信 244

6.5.2 光孤子通信 244

6.5.3 光量子通信 245

6.5.4 光子学与光信号处理 245

习题 246

部分习题答案 247

参考文献 249