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第一章 传输介质1

第一节 光纤的分类1

一、光纤的结构1

二、光纤的种类1

第二节 传输原理与特性4

一、阶跃型光纤光射线的理论分析4

二、阶跃型光纤的标量近似分析法6

三、渐变型光纤18

四、渐变型光纤的标量近似解法24

五、单模光纤30

六、光纤的色散特性36

七、光纤的损耗特性45

第三节 光纤的选购48

第四节 光缆49

一、光缆的分类49

二、光缆制造工艺56

三、光缆的温度特性60

四、光缆的机械性能和例行试验64

五、光缆的寿命69

六、如何选用和验收光缆72

第五节 海底光缆74

一、概述74

二、海底光缆技术要求75

三、海底光缆的结构76

四、海底光缆特性80

第六节 光纤制造81

一、引言81

二、光纤预制棒的熔炼工艺81

三、光纤的拉制工艺88

四、光纤的一次涂覆和套塑工艺90

第七节 光纤材料与提纯93

一、对化学试剂提纯的必要性93

二、试剂的提纯工艺93

三、对载流氧气(O2)、稀释气体(Ar、He)以及干燥试剂(SOCl2、Cl2)等的要求95

四、对光纤用的石英包管的技术要求96

第二章 无源光器件97

第一节 接头97

一、永久性接头97

二、活动接头(各种比较)116

第二节 耦合器(coupler)121

一、概述121

二、熔融拉锥型全光纤耦合器124

三、波导型光耦合器135

四、耦合器前景展望139

二、光调制器的基本原理140

一、光调制器在纤维光学链路中的作用140

第三节 光调制器140

三、LiNbO3光调制器143

四、半导体光调制器148

五、聚合物波导光调制器153

六、光调制器主要参数和使用光调制器需要了解的问题155

第四节 光隔离器159

第五节 滤波器160

一、可调谐光滤波器160

二、声--光可调谐滤波器161

三、马赫--策恩德滤波器163

六、混合滤波器165

四、吸收滤波器165

五、双折射滤波器165

七、可调滤波器的比较166

第六节 光开关167

一、机械式光开关168

二、液晶光开关171

三、电光效应光开关172

四、热光效应光开关175

五、半导体光放大器光开关180

第七节 连接器180

一、光波分复用器的工作原理和光学特性183

第八节 光波分复用器183

二、光波分复用器的制造方法185

三、光波分复用器的应用领域和应用实例193

四、光波分复用器的型号、规格和技术指标196

五、光波分复用器的发展方向198

第九节 光衰减器199

一、衰减器分类199

二、光衰减器的性能及测试207

三、光衰减器的分类及性能指标211

四、常用光衰减器的品种、型号、规格和外形213

五、光衰减器的应用及发展217

一、基本发光机理与机制219

第三章 光源与光发射机219

第一节 发光机理219

二、光源与光增益223

第二节 半导体三级光器230

一、F-P腔半导体三级光四230

二、量子阱激光器242

三、分布反馈激光二极管和分布Bragg反向器激光二极管251

第三节 半导体激光器的动态特性260

一、速率方程260

二、自持脉冲267

三、光谱线宽268

四、调制特性270

五、噪声特性275

第四章 光探测器与光接收机279

第一节 光电二极管280

一、PIN光电二极管280

二、PN结雪崩光电二极管(APD)282

三、新型APD探测器285

第二节 光接收机288

一、前置放大器288

二、数据恢复294

第三节 接收噪声301

一、数字光接收机的量子噪声302

二、数字光接收放大器的噪声305

三、根据均衡脉冲波形计算数字光接收机的噪声307

四、几种数字光接收放大器的噪声分析与比较311

五、数字光接收机噪声的数值计算314

第四节 接收机灵敏度317

一、在均衡条件下计算数字光接收机的灵敏度318

二、在最佳状态下的数字光接收机灵敏度321

三、不完善调制对数字光接收机灵敏度的影响322

四、高阻抗和互相抗接收机的比较328

第五章 光纤放大器335

第一节 放大机理335

一、增益的饱和336

二、放大器的噪声337

三、光纤放大器的三种可能的应用339

第二节 半导体激光放大器340

一、增益特性341

二、放大器的设计345

三、放大器的特性346

四、多量子阱放大器352

五、SLA的应用352

第三节 掺铒光纤放大器EDFA361

一、EDFA的结构和部件362

二、掺铒光纤放大器(EDFA)的工作原理364

三、掺铒光纤放大器的增益特性370

第四节 光纤RAMAN放大器378

一、结构379

二、增益谱与带宽381

第五节 光放大器在光纤通信网中的应用387

一、光纤通信网的类型与特点387

二、光放大器在总线和环形网中的应用391

三、光放大器在无源星形网和全光网中的应用398

四、光放大器在全光开关和选通门中的应用404

五、光放大器在光信号处理中的应用406

第六节 光放大器参数411

一、光放大器参数定义411

二、光放大器的参数要求413

第六章 光孤子通信系统416

第一节 光孤子概念与特性416

一、非线性薛定谔方程(NSE)418

二、一阶孤子与高阶孤子421

第二节 光纤损耗时孤子的影响424

二、孤子系统中的集总式放大器425

第三节 亟待解决的问题427

一、光孤子的相互作用427

二、线性频率调制(啁啾)428

四、光孤子时间抖动429

三、放大器的间距429

第四节 光孤子通信系统430

一、基本结构430

二、循环光纤间接实验系统431

三、多信道光孤子通信系统432

一、原理434

第五节 孤子的波分复用434

一、WDM系统中的孤子碰撞435

二、碰撞孤子的加速度和速度移动435

三、WDM的设计规则和信道数437

第六节 孤子脉冲源439

一、光纤环孤子激光器439

二、法布里·珀罗光纤孤子激光器440

三、DFB激光器/外调制孤子源441

四、DFB激光器/集成调制器孤子源441

第七节 超越哥顿--豪斯极限443

一、频域滤波技术443

二、时域滤波技术444

第七章 光同步数字传输网445

第一节 同步数字评价SDH445

一、PDH的弱点和SDH的产生445

二、SDH网的基本概念447

三、SDH的特点与速率等级449

第二节 帧结构453

第三节 复用映射结构454

二、复用方法456

三、指针461

四、通道开锁471

五、映射方法475

六、复用映射单元的参数486

第四节 SDH传送网基本结构488

一、功能块描述方法488

二、SDH设备功能概述489

三、SDH复用设备类型491

四、数字交叉连接设备497

五、再生器504

六、原子功能描述方法508

第五节 光接口规范526

一、光接口分类526

二、光接口参数528

三、光传输设计方法540

四、使用光纤放大器的系统的光接口544

五、波分复用系统的光接口551

六、电接口参数556

第六节 电接口558

一、155520kbit/s电接口(STM-1)559

二、2048kbit/s接口563

三、34368kbit/s接口566

四、139264kbit/s接口568

五、2048kHz同步接口571

六、CMI(codemarkinversion)码编码规则573

七、HDB3(highdensitybipolaroforder3code)代码变换规则573

第七节 网同步定时574

一、网同步的基本原理574

二、SDH网同步结构和方式578

三、时钟的定时要求588

第八节 自愈网604

一、传送网的基本概念604

二、分层和分割604

一、基本物理拓扑611

第九节 SDH自愈网611

二、自愈网613

第十节 网络保护和恢复625

一、概述625

二、保护625

三、恢复626

四、各种保护/恢复方法的比较和协调630

第十一节 性能度量632

一、误码概念与影响误码632

二、误码的产生和分布633

三、误码性能的规范635

四、抖动特性647

五、漂移特性669

六、延时特性679

第十二节 网络管理683

一、SDH管理网的特点684

二、SDH网络的一般性管理691

三、故障管理692

四、性能管理697

五、配置管理701

六、安全管理704

七、计费管理706

一、TMN的基本概念707

第十三节 电信管理网(TMN)707

二、TMN的功能结构709

三、TMN的信息结构714

四、TMN的物理结构720

五、功能结构、信息结构、物理结构的关系723

六、TMN的互操作性726

第八章 光纤局域网与光纤城域网729

第一节 光纤局域网729

一、LAN简介729

二、光纤局域网发展简史731

三、光纤局域网标准体系733

四、LAN的应用739

五、器件损耗对光纤局域网的限制740

六、CSMA/CD光纤局域网743

七、令牌环747

八、1773(1553B)光纤数据总线749

第二节 光纤城域网752

一、光纤城域网简介752

二、MAN传输标准752

三、光纤分布数据接口(FDDI)令牌环753

四、分布排队双总线(DQDB)760

五、宽带综合业务数字网(B-ISDN)762

六、城域网中视频图像的光纤传输774

一、大气层信道791

第九章 大气光通信791

第一节 基本原理791

二、大气层对光束的影响793

三、大气层对直接检测接收机的影响799

四、通过大气层信道的外差接收802

五、大气层脉冲展宽803

第二节 空间光学中的对准、捕获和跟踪804

一、光学对准问题805

二、空间捕获807

三、双向光束跟踪825

四、光束跟踪对数据传输的影响829

一、什么是光波分复用(WDM)系统834

第十章 WDM/DWDM834

第一节 WDM的引入834

二、为什么要引入WDM838

三、WDM技术的主要特点839

四、国际发展概况840

第二节 WDM和DWDM843

一、WDM的技术原理843

二、WDM与DWDM845

三、双纤单向传输846

四、单纤双向传输846

五、密集型波分复用系统的光纤选型847

六、光纤的非线性效应及解决850

第三节 DWDM/WDM的基本结构854

第四节 WDM/DWDM的系统规范868

一、部科技委对发展WDM光网络系统的建议868

二、8×2.5Gbit/sWDM系统技术规范869

第五节 管理要求880

一、网管基本要求880

二、网元管理系统的一般描述882

三、网元管理系统主要功能882

一、传输性能测试886

第六节 DWDM系统测试886

四、网元管理系统的数据通道保护886

二、主光通道测试894

三、系统的稳定性能902

四、系统的辅助功能904

五、网管功能的检查905

第七节 环网技术和光网络910

一、密集波分复用(DWDM)光网络910

二、光码分多址(OCDMA)网络934

第八节 2.5Gb/s商用系统970

一、未来WDM光通信网的逻辑分层970

二、济南-青岛DWDM系统的结构971

第九节 DWDM当前的论点和发展趋势972

一、当前研究的重点973

二、超高速模式识别976

三、当前的研究：波长总线978

第十一章 光接入网980

第一节 接入网的发展与我国的现状980

一、国际接入网技术概况980

二、国际光纤接入网的发展985

三、我国接入网的现状分析1014

第二节 接入网基础1031

一、光缆传输技术与电缆传输技术的不同点1031

二、光纤对用户系统的影响1033

三、远距离敷设光纤的特点1034

四、传送多种信息的特点1036

五、抗雷电危害的特点1037

六、综合业务数字网(ISDN)1038

七、关键器件1039

第三节 ATM宽带光接入网1048

一、概述1048

二、物理层规范1048

三、ATM层规范1058

四、AAL层规范1070

第四节 光接入系统的应用例1072

一、图像专线系统1072

二、数字传输方式1075

三、光用户复用传输系统1076

四、进一步扩大应用范围的光接入系统1079

五、面向宽带综合业务数字网(B-ISDN)的未来系统1087

第五节 光纤同轴电缆混合接入网1088

一、HFC接入网的发展演变1088

二、HFC系统的频谱安排1090

三、HFC的调制方式1094

四、HFC系统结构及各功能组1097

第十二章 光交换1125

一、光交换分类1126

二、光交换器件1127

三、时分交换1129

四、波分光交换1130

五、空分光交换1132

六、自由空间光交换1133

七、ATM光交换技术1137

八、混合光交换1139

九、多维变换系统1144

十、光分插复用(OADM)1147

十一、光互连1148

第一节 光纤区域网的拓扑结构1150

一、总线型光纤区域网的拓扑结构1150

第十三章 光纤区域网1150

二、环形光纤区域网的拓扑结构1173

三、环形网与总线网的复合1178

第二节 局域网的媒质接入控制(MAC)协议1179

一、概述1179

二、CSMA/CD协议1180

三、令牌总线协议1193

四、令牌环协议1201

五、光纤分布数据接口(FDDI)协议1212

六、FDDI的帧格式1213

七、FDDI的工作原理1217

八、FDDI协议的实现1228

九、1773(1553B)协议1231

第三节 光纤区域网的设计1240

一、光纤区域网设计的一般步骤1240

二、总线型光纤计算机LAN的设计1245

三、总线型光纤ISLAN的设计1253

四、环形光纤ISLAN的设计1261

第四节 光纤区域网的发展1278

一、几种发展趋向1278

二、SCM和WDM光纤区域网1279

三、波长选路光纤区域网1282

四、ATM技术的研究与应用1283

附录1：通讯用名词1285