本书阐述了光纤通信的原理及其发展,光纤通信的物理学基础,光纤的传输理论和特性,光源和光发射机,光检测器和光接收机,光纤通信系统的组成、设计和工程,介绍了SDH技术、WDM技术、光放大和色散补偿技术及其他高新技术在光纤通信中的应用。 本书条理清晰,语言流畅,实用性强,可以作为高等学校通信工程、电子信息等专业本科教材; 同时本书力求从基础知识出发,深入浅出,循序渐进,读者阅读本书任何内容都不会有太大的跳跃性,可供高专高职院校使用; 另外,本书推导思路清楚,贴近实际应用,也可供研究生和相关科研及工程技术人员参阅。
本书力求从基础知识出发,循序渐进、由浅入深,对光纤通信原理进行全面的介绍。
注重可读性和实用性,提供PPt课件,习题解答。
本书可以满足对高等学校信息与通信工程专业本科生和研究生的教学需要,也可供相关专业的学生学习,同时可供从事该领域工作的广大科研与工程技术人员参考。
自从1966年华裔英籍科学家高锟博士提出光纤这种新的传输介质的概念以来,光纤通信的发展远远超乎人们的想象,它以独特的优点掀起通信领域的一次革命性的变革,成为现代通信网的主要支柱。进入21世纪,光纤通信发展更加迅速,各种高新技术不断地被研究并取得重大突破,应用于光纤通信中。2005年我国研制了首个80×40 Gb/s的超高速光纤系统,目前100 Gb/s的系统已经开始在国内外大规模商用,400 Gb/s的系统也已在实验室完成研发。全光网络技术不断地应用于光互联网,实现新一代 IP 数据网络。为满足社会的需求,高等学校纷纷开设光纤通信这门课程,但光纤通信既是高新技术,又是实用技术。那么我们在教学中传授什么呢?广大学生和相关工程技术人员要学习什么呢?这些都是十分重要的问题。
本书在采纳多届本科生和研究生的意见和建议的同时也吸收了高职高专院校和成教学员的意见,精心组织编写本书的内容。
本书内容安排如下:
第1章介绍光纤通信的概念,并简单介绍光纤通信的器件和设备,第2章介绍光纤通信的物理学基础。
第3~6章分别介绍光纤、光源和光发送机、光检测器和光接收机、光纤通信系统的结构和工作原理等内容。
第7~9章介绍SDH技术、光放大和色散补偿技术和WDM技术等高新技术。
第10章介绍高新技术在光纤通信中的应用,主要包括相干光通信技术、光孤子通信技术、码型技术、前向纠错技术、应用高新技术构建新型光纤通信系统、光互联网、光交换技术、智能光网络、全光通信网等方面的内容。
本书考虑到学生的知识结构和层次的问题,力求从基础知识出发,由浅入深,循序渐进,对光纤通信原理和技术进行全面的介绍。力图做到条理清晰、实用性强,可以作为高等学校通信工程、电子信息等专业本科生的教学用书; 同时力求使读者阅读本书任何内容都不会有太大的跳跃性,以便高职高专院校使用; 另外本书尽量讲清楚推导思路,贴近实际应用,可供研究生和相关科研及工程技术人员参阅。
本书第1版出版以来,得到了广大读者的欢迎,在此表示深深的感谢。在本书第2版的编写过程中,力争跟踪光纤通信的最新进展,介绍高新技术在光纤通信中的应用等内容。
由于作者水平有限,书中难免会有一些错误或不足之处,敬请广大读者批评指正。
编者
2015年5月
第1章光纤通信
1.1光纤通信及系统组成
1.2光纤通信的发展历史
1.3光纤通信的特点和应用
1.4光纤通信的发展趋势
1.5光纤通信认知
小结
习题
第2章光纤通信的物理学基础
2.1光的本质
2.2光的反射、折射和全反射
2.3波动光学
2.4光的吸收、色散和散射
2.5激光原理
小结
习题
第3章光纤
3.1光纤概述
3.2阶跃型光纤的波动光学理论
3.3渐变型光纤的理论分析
3.4单模光纤
3.5光纤的损耗特性
3.6光纤的色散特性
3.7光纤的特性参数
小结
习题
第4章光源和光发射机
4.1半导体的能带理论
4.2发光二极管
4.3半导体激光器
4.4光调制
4.5光发送机
小结
习题
第5章光检测器和光接收机
5.1光检测器
5.2光检测器的工作特性
5.3光接收机
5.4光接收机的噪声
5.5光接收机的误码率和接收灵敏度
小结
习题
第6章光纤通信系统与工程
6.1强度调制直接检测数字光纤通信系统
6.2光纤通信的线路码型
6.3光纤通信的性能指标
6.4损耗和色散对系统的限制
6.5光纤通信系统的设计
6.6光纤通信工程
6.7光网络概述
小结
习题
第7章SDH技术
7.1SDH的产生和基本特点
7.2SDH的速率和帧结构
7.3同步复用与映射方法
7.4SDH设备
7.5SDH传送网结构和自愈保护
7.6SDH网同步与管理
7.7SDH管理网
7.8SDH光网络的传输性能
小结
习题
第8章光放大和色散补偿技术
8.1光放大器及其工作性能
8.2掺铒光纤放大器
8.3光纤拉曼放大器
8.4色散补偿技术
小结
习题
第9章波分复用技术
9.1多信道复用技术
9.2光波分复用原理
9.3光波分复用技术
9.4光波分复用器
9.5WDM光传送网
9.6WDM系统设计
小结
习题
第10章高新技术在光纤通信中的应用
10.1相干光通信技术
10.2光孤子通信技术
10.3高速光纤通信系统的码型技术
10.4高速光纤通信系统的前向纠错技术
10.5应用高新技术构建新型光纤通信系统
10.6光互联网
10.7光交换技术
10.8智能光网络
10.9全光通信网
小结
习题
附录A光纤通信常用英文缩写
附录B常数与换算表
参考文献