光纤通信系统【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

光纤通信系统PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 引言1

1.1 光通信的历史回顾2

1.1.1 光通信器件的发展3

1.1.2 光纤通信系统的演进4

1.2 准同步数字体系与同步数字体系5

1.2.1 复接与分插6

1.2.2 准同步数字体系6

1.2.3 同步数字体系7

1.2.4 10.92Tbit/s系统8

1.3 数字光纤通信系统的组成11

1.3.1 光发射机11

1.3.2 传输光纤13

1.3.3 光接收机13

1.4 光纤通信系统的特点13

习题14

第2章 光纤15

2.1 Maxwell方程组及边界条件15

2.2 介质平板波导中的模式理论16

2.2.1 模式的一般概念17

2.2.2 激光在平板波导中的传输特性17

2.3 光纤的结构19

2.3.1 光纤的物理结构19

2.3.2 折射率分布19

2.4 光纤中的模式理论20

2.4.1 模式的一般描述20

2.4.2 阶跃型折射率分布光纤中的波导方程21

2.4.3 阶跃型折射率分布光纤中的模式23

2.4.4 线偏振模式理论24

2.5 单模光纤26

2.5.1 模场直径26

2.5.2 单模光纤中的传输模式27

2.6 新型特种光纤28

2.6.1 各种稀土掺杂光纤28

2.6.2 光子晶体光纤28

2.6.3 其他介质光纤29

2.7 光纤制造30

2.7.1 预制棒制作30

2.7.2 拉丝33

2.7.3 新型低损耗光纤制造技术35

2.8 光纤的机械性能35

2.9 光缆37

习题39

第3章 光纤的传输特性41

3.1 光纤的损耗41

3.1.1 损耗产生的机理41

3.1.2 光纤的损耗谱表述44

3.2 光纤的色散45

3.2.1 色散的一般描述45

3.2.2 群时延46

3.2.3 模式色散47

3.2.4 材料色散47

3.2.5 波导色散48

3.2.6 偏振模色散49

3.2.7 单模光纤中脉冲展宽的一般描述50

3.2.8 光纤色散管理与色散补偿50

3.3 光纤的非线性53

3.3.1 非线性的产生机理53

3.3.2 自相位调制54

3.3.3 交叉相位调制55

3.3.4 四波混频55

3.3.5 受激散射56

习题57

第4章 光源59

4.1 激光的特性及基本光学规律59

4.1.1 激光产生的基本条件59

4.1.2 激光的基本特征62

4.1.3 Snell定律64

4.2 半导体物理基础65

4.2.1 能带65

4.2.2 本征及掺杂材料65

4.2.3 载流子及PN结66

4.3 发光二极管68

4.3.1 发光二极管结构及工作机理68

4.3.2 伏安特性70

4.3.3 量子效率70

4.3.4 发光二极管的调制71

4.4.1 激光二极管结构及工作机理72

4.4 激光二极管72

4.4.2 伏安特性及阈值条件73

4.4.3 外量子效率74

4.4.4 谐振频率选择74

4.4.5 激光二极管结构75

4.4.6 温度效应75

4.5 半导体激光器76

4.5.1 窄线宽半导体激光器76

4.5.2 面发射激光器78

4.6 光纤激光器78

4.6.1 工作机理78

4.6.2 特点79

4.6.3 光纤激光器构成及其应用79

习题82

5.2 用于改善耦合的透镜结构83

5.1.2 功率耦合计算83

5.1 芯片到光纤的功率注入83

5.1.1 光源输出模式83

第5章 功率的注入与耦合83

5.2.1 球面结构84

5.2.2 激光二极管到光纤的耦合84

5.3 光纤到光纤的耦合84

5.3.1 机械失配84

5.3.2 光纤相对数值孔径失配85

5.3.3 光纤端面处理86

5.4 光纤接续86

5.4.1 接续技术86

5.4.2 单模光纤的接续87

5.5 光纤连接器87

5.5.1 连接器分类88

5.5.2 连接器的回波损耗与插入损耗90

习题91

第6章 光电探测器92

6.1 光电二极管的物理特性92

6.1.1 PD的工作机理93

6.1.2 PIN光电探测器94

6.1.3 雪崩光电探测器95

6.2 光电探测器噪声96

6.2.1 噪声源96

6.2.2 信噪比97

6.3 探测器响应时间97

6.3.1 耗尽层光电流特征97

6.3.2 响应时间99

6.4 雪崩增益的温度效应及倍增噪声100

6.5 光电探测器的比较101

6.5.1 光电池101

6.5.3 光电二极管与光电三极管的主要差别102

6.5.2 光电三极管102

6.5.5 电荷耦合阵列探测器103

习题103

6.5.4 光电倍增管103

第7章 光接收机105

7.1 光接收机的基本构成105

7.1.1 光接收机结构105

7.1.2 误差源106

7.1.3 数字信号传输系统构成107

7.2 前置放大器109

7.3 数字接收机特征109

7.3.1 误差概率109

7.3.2 量子极限112

7.4 数字接收机的灵敏度113

7.4.1 接收机噪声113

7.4.3 灵敏度计算115

7.4.2 散粒噪声115

7.5 模拟接收机119

习题120

第8章 光纤通信系统设计122

8.1 点对点链路的设计122

8.1.1 功率预算122

8.1.2 上升时间预算123

8.1.3 色散预算125

8.1.4 系统的功率代价126

8.2 信道编码及线路码型126

8.2.1 非归零码126

8.2.2 归零码127

8.2.3 啁啾归零码128

8.2.4 载波抑制归零码129

8.2.5 扰码130

8.2.6 线路码型131

8.3 前向纠错技术134

8.3.1 FEC码的构成134

8.3.2 编码增益和净编码增益135

8.3.3 FEC误码纠错能力137

8.3.4 FEC的应用140

8.3.5 超强FEC143

习题145

第9章 光无源器件146

9.1 光调制器146

9.1.1 基本概念146

9.1.2 电介质光调制器150

9.1.3 EA调制器151

9.2 光复用解复用器152

9.2.1 波分复用／解复用器152

9.2.2 复用器／解复用器的串扰162

9.2.3 时分复用／解复用器164

习题168

第10章 光放大器169

10.1 基本概念169

10.1.1 增益系数169

10.1.2 增益与带宽170

10.1.3 放大器噪声172

10.2 掺铒光纤放大器173

10.2.1 增益谱174

10.2.2 放大器增益175

10.2.3 放大器噪声177

10.3 调制不稳定性179

10.3.1 分布放大179

10.3.2 周期性集总放大180

10.3.3 噪声放大181

10.4 拉曼光纤放大器183

10.4.1 光纤拉曼放大器的工作原理184

10.4.2 光纤中的受激拉曼散射186

10.4.3 光纤拉曼放大器特点189

10.4.4 光纤拉曼放大器的分类190

10.4.5 增益特性191

10.4.6 光纤拉曼放大器噪声特性192

10.4.7 宽带增益平坦拉曼光放大器设计的一般方法192

10.4.8 多波长泵浦拉曼光放大器的设计197

10.5 半导体光放大器204

10.5.1 信号放大特性205

10.5.2 行波光放大器的噪声特性205

10.5.3 信道间的串扰206

习题207

11.1 基本光网络208

11.1.1 网络拓扑结构208

第11章 光网络208

11.1.2 无源线形总线网络的性能209

11.1.3 星形结构网络的性能210

11.2 SONET/SDH210

11.2.1 传输格式及速率211

11.2.2 光接口212

11.2.3 SONET/SDH环212

11.2.4 SONET/SDH网络213

11.3 波长路由网络214

11.3.1 光上下话路复用214

11.3.2 光交叉连接215

11.3.3 波长变换器的性能评价216

11.4 WDM+EDFA系统的性能217

11.4.1 链路带宽217

11.4.2 用于特殊误码率的光功率要求217

11.5 光码分多址OCDMA技术218

11.4.3 通道间串扰218

11.6 全光包交换技术220

11.6.1 光包交换的网络结构220

11.6.2 OPS的节点结构221

11.6.3 OPS在城域网中的应用221

11.7 光突发交换222

11.7.1 OBS网络结构222

11.7.2 OBS协议223

11.7.3 OBS的特点223

习题224

第12章 光纤测量225

12.1 衰减测量225

12.1.1 截断技术226

12.1.2 插入损耗方法227

12.2 色散测量228

12.1.3 背向散射法228

12.2.1 模间色散229

12.2.2 时域模间色散测量229

12.2.3 频域模间色散测量230

12.2.4 色度色散231

12.2.5 偏振模色散232

12.3 OTDR的应用233

12.3.1 衰减测量234

12.3.2 光纤故障位置判定234

12.4 眼图分析236

12.5 光谱分析仪的应用237

12.5.1 光源的性能评价238

12.5.2 EDFA增益及噪声图测试239

习题240

参考文献241