光纖通信系統 第4版

沈建華，南京郵電大學通信與信息工程學院教授，工學博士，碩士生導師，南京郵電大學教務處處長兼教師教學發展中心主任。長期從事電子信息領域的教學工作，致力於一線教學工作30年。獲省級教學成果獎特等獎和一等獎各1項，主持國家級一流線上課程1門，主持國家級一流線下課程1門，主持國家級一流虛擬仿真實驗教學課程1門，主持中國大學慕課國際平台課程1門。在國內外學術期刊和學術會議上發表研究論文150余篇，授權專利20余件，培養畢業研究生100余名。

前言
第1章 緒論1
1.1 光纖通信的產生與發展歷程1
1.1.1 光通信的產生1
1.1.2 光纖通信的發展歷程5
1.2 光纖通信系統的構成7
1.3 光纖通信的應用和發展9
1.3.1 光纖通信系統的特點9
1.3.2 光纖通信系統的類型10
1.3.3 光纖通信的發展趨勢12
1.4 光纖通信系統中的基本概念13
1.4.1 模擬信號與數字信號13
1.4.2 覆用技術與多址技術13
1.4.3 常用單位與量綱14
小結15
習題15
第2章 光纖與光纜16
2.1 光纖與光纜的結構16
2.1.1 光纖的基本結構16
2.1.2 光纖的類型 19
2.1.3 光纖的制造工藝20
2.1.4 光纜21
2.2 光纖傳輸原理25
2.2.1 射線光學理論分析法26
2.2.2 波動光學理論分析法28
2.2.3 單模傳輸條件31
2.3 光纖傳輸特性33
2.3.1 損耗33
2.3.2 色散36
2.3.3 非線性效應38
2.4 通信光纖的型號及性能40
2.4.1 國際標準光纖40
2.4.2 其他特殊光纖44
小結46
習題47
第3章 光源和光發送機48
3.1 激光的產生機理48
3.2 光源器件55
3.2.1 發光二極管55
3.2.2 半導體激光器57
3.3 光源調制61
3.3.1 直接調制61
3.3.2 間接調制62
3.3.3 調制方案62
3.4 光發送機64
3.4.1 光源與光纖的耦合64
3.4.2 光發送機的組成結構64
3.4.3 光發送機的性能參數69
小結69
習題70
第4章 光檢測和光接收機71
4.1 光電檢測器71
4.1.1 光電二極管71
4.1.2 PIN型光電二極管72
4.1.3 雪崩光電二極管75
4.2 直接檢測光接收機77
4.2.1 直接檢測光接收機的結構77
4.2.2 光接收機的性能指標79
4.2.3 直接檢測光接收機的噪聲分析81
4.3 相幹檢測與相幹檢測光接收機84
4.3.1 相幹檢測的基本原理84
4.3.2 零差檢測和外差檢測86
4.3.3 相幹檢測光接收機的信噪比86
4.4 光中繼器87
小結88
習題88
第5章 無源和有源光器件90
5.1 光纖連接器90
5.1.1 光纖連接器的原理90
5.1.2 光纖連接器的類型91
5.1.3 光纖連接器的性能參數92
5.2 光纖耦合器93
5.2.1 光纖耦合器的原理93
5.2.2 光纖耦合器的結構94
5.2.3 光纖耦合器的性能參數95
5.2.4 合波器和分波器96
5.3 光衰減器99
5.4 光隔離器與光環行器100
5.4.1 光隔離器100
5.4.2 光環行器101
5.5 光調制器102
5.6 光開關103
5.7 光濾波器105
5.7.1 光纖光柵105
5.7.2 介質薄膜光濾波器106
5.8 新型有源光器件107
5.8.1 微機電系統107
5.8.2 矽基光子集成器件108
小結109
習題109
第6章 光放大器110
6.1 光放大器原理110
6.1.1 光放大器的基本原理110
6.1.2 光放大器的主要參數112
6.2 摻鉺光纖放大器114
6.2.1 摻鉺光纖放大器的結構和原理115
6.2.2 摻鉺光纖放大器的性能參數117
6.2.3 摻鉺光纖放大器的應用119
6.3 拉曼光纖放大器120
6.3.1 拉曼光纖放大器的工作原理120
6.3.2 拉曼光纖放大器的結構121
6.3.3 拉曼光纖放大器的特點及應用122
6.3.4 拉曼光纖放大器的噪聲特性123
6.3.5 混合拉曼/摻鉺光纖放大器124
6.4 新型光纖放大器124
6.4.1 新型光纖放大器的需求124
6.4.2 新型光纖放大器125
小結126
習題126
第7章 光纖數字通信系統127
7.1 準同步數字體系127
7.2 同步數字體系128
7.2.1 SDH的基本原理128
7.2.2 SDH網同步132
7.2.3 SDH傳送網133
7.2.4 多業務傳送平台136
7.3 分組傳送網138
7.4 光傳送網141
7.4.1 OTN的基本原理141
7.4.2 OTN的覆用和映射結構142
7.4.3 OTN的關鍵技術143
小結145
習題145
第8章 多信道光纖通信系統 146
8.1 波分覆用系統的原理146
8.1.1 波分覆用的基本概念146
8.1.2 波分覆用的應用形式147
8.1.3 波分覆用系統的波長規劃149
8.2 波分覆用系統的性能需求與關鍵技術151
8.2.1 波分覆用系統的性能需求151
8.2.2 波分覆用系統的關鍵技術153
8.3 波分覆用設備與組網159
8.3.1 波分覆用設備類型159
8.3.2 波分覆用網絡結構162
8.4 彈性光網絡163
8.4.1 彈性光網絡的基本概念163
8.4.2 彈性光網絡的網絡結構164
8.4.3 彈性光網絡的關鍵技術165
8.5 光碼分多址168
小結169
習題169
第9章 光纖通信系統性能171
9.1 數字傳輸模型171
9.1.1 數字傳輸模型的意義171
9.1.2 數字傳輸模型的分類172
9.1.3 光傳送網傳輸模型173
9.2 光接口的性能174
9.2.1 SDH光接口的性能174
9.2.2 波分覆用系統光接口的性能175
9.3 光纖數字通信系統的性能176
9.3.1 誤碼176
9.3.2 抖動181
9.3.3 漂移182
9.3.4 延時183
9.3.5 功率代價184
9.4 光纖數字通信系統的可用性185
9.4.1 可用性和可靠性185
9.4.2 可用性評價方法186
9.4.3 可用性指標要求187
9.5 光纖數字通信系統設計187
9.5.1 系統設計的主要方法187
9.5.2 影響系統設計的主要參數188
9.5.3 最壞值法設計過程189
小結190
習題190
第10章 光纖通信網192
10.1 光接入網192
10.1.1 接入網概述192
10.1.2 光纖接入網195
10.1.3 光接入網的關鍵技術198
10.1.4 基於無源光網絡的光接入網202
10.1.5 新型無源光網絡技術208
10.2 計算機高速互聯光網絡技術211
10.2.1 光纖分布式數據接口211
10.2.2 光纖通道212
10.2.3 數據中心光互聯技術214
10.3 智能光網絡216
10.3.1 智能光網絡概述216
10.3.2 自動交換光網絡217
10.3.3 通用多協議標簽交換223
10.3.4 軟件定義光網絡225
10.4 全光網228
10.4.1 全光網的原理228
10.4.2 全光交換技術229
小結232
習題233
第11章 光纖通信新技術234
11.1 光孤子通信234
11.1.1 光孤子通信的產生與發展234
11.1.2 影響光孤子通信系統容量的因素236
11.2 自由空間光通信237
11.2.1 自由空間光通信的原理和特點237
11.2.2 自由空間光通信系統及其關鍵技術238
11.2.3 短距室內可見光通信241
11.2.4 星際自由空間激光通信242
11.3 光載無線通信243
11.3.1 光載無線通信的原理243
11.3.2 光載無線通信的關鍵技術244
11.4 量子光通信246
11.4.1 量子信息技術的基礎246
11.4.2 量子密鑰分配與量子直接通信247
11.5 人工智能及其應用248
11.5.1 人工智能的基本概念248
11.5.2 人工智能在光纖通信中的應用249
小結250
習題251
附錄 常用縮略語及其對應術語252
參考文獻259