光纤通信
作 者： 梁猛 刘崇琪 杨祎
出版时间： 2015
内容简介
本书系统介绍和阐述了光纤通信的基本原理和技术。全书分为基础篇和提高篇两个部分。基础篇以特性、应用为重点，介绍光纤通信系统中的光纤、光发射和光接收，各类线路器件、光放大、色散补偿和复用等线路技术，以及光纤通信系统和网络基础。提高篇以实现原理为重点，深入介绍光纤通信系统中的光源、光检测器、光放大器等典型有源器件，波分复用器、光隔离器、光环行器等典型无源器件，SDH、MSTP、OTN等光传输网系统、PON等光接入网系统。基础篇从基本知识出发，以便读者先能构建起光纤通信系统体系框架；提高篇可帮助读者根据需要进一步深入学习相关知识。本书可作为通信工程、电子信息工程、光信息科学与工程等相关本科专业的教材或相关研究生的教学参考书，也可以作为从事光纤通信工作的科技人员参考。
目录
上篇 基 础 篇 1
第1章 光通信概论 1
1.1光通信的基本概念 1
1.1.1通信的基本概念 1
1.1.2光通信的概念 2
1.1.3光纤通信系统的构成 3
1.2光纤通信的发展历史 3
习题 6
第2章 光纤 7
2.1光纤的结构、类型 7
2.1.1光纤的结构 7
2.1.2光纤的类型 7
2.2光纤的射线分析 9
2.2.1光在介质中的传播规律 9
2.2.2阶跃光纤射线分析 9
2.2.3渐变光纤射线分析 13
2.3光纤传输特性 14
2.3.1光纤损耗特性 14
2.3.2光纤色散 16
2.3.3光纤的非线性 19
2.4光纤的制造、光缆 21
2.4.1光纤的制造 21
2.3.2光缆 24
2.5 ITU建议 29
2.5.1 G.651光纤 29
2.5.2 G.652光纤 29
2.5.3 G.653光纤 29
2.5.4 G.654光纤 29
2.5.5 G.655光纤 30
2.5.6 G.656光纤 30
2.5.7 G.657光纤 30
习题 30
第3章 光发射和光接收 32
3.1光源与光发射机 32
3.1.1光纤通信对光源的要求 32
3.1.2半导体激光器（LD）及其特性 32
3.1.3半导体发光二极管（LED）及其特性 39
3.1.4光发射机及其性能参数 41
3.2 光电检测器和光接收机 44
3.2.1光纤通信对光电检测器的要求 44
3.2.2光电检测器类型 45
3.2.3光电检测器性能参数 46
3.2.4光接收机的组成原理和性能 48
习题 50
第4章 线路器件与技术 52
4.1线路器件 52
4.1.1光隔离器 52
4.1.2光环行器 54
4.1.3光纤连接器 54
4.1.4光耦合器 58
4.1.6光纤光栅 59
4.1.7光衰减器 63
4.1.8光开关 64
4.1.9光调制器 66
4.2线路技术 67
4.2.1光复用技术 67
4.2.2光放大技术 72
4.2.3色散补偿技术 75
习题 77
第5章 系统和网络 79
5.1数字光纤通信系统 79
5.1.1点对点的数字光纤通信系统的组成 79
5.1.2光线路编码 81
5.1.3光纤通信系统的监控系统 83
5.1.4系统的性能指标 83
5.1.5系统中继距离的设计 87
5.2 光传输网 88
5.2.1光纤传输系统的网络拓扑结构 89
5.2.2 SDH系统与网络 89
5.2.3 WDM系统与网络 93
5.2.4 OTN系统与网络 95
5.3 光接入网 98
5.3.1 接入网定义 98
5.3.2无源光接入网 99
5.3.3有源光接入网 100
习题 100
下篇 提 高 篇 102
第6章 光器件技术 102
6.1光源 102
6.1.1 激光物理基础 102
6.1.2半导体激光二极管 104
6.1.3半导体发光二极管 108
6.2半导体光电二极管 109
6.2.1 PN光电二极管 109
6.2.2 PIN光电二极管 110
6.2.3 APD光电二极管 111
6.3光放大器 111
6.3.1半导体光放大器（SOA） 111
6.3.2掺铒光纤放大器（EDFA） 112
6.3.3拉曼光纤放大器 116
6.3.4布里渊光纤放大器 118
6.4光隔离器、光环行器 119
6.4.1偏振态的控制 119
6.4.2光隔离器 120
6.4.3光环行器 122
6.5光耦合器 124
6.5.1光学分束型光耦合器 124
6.5.2消逝场耦合型光耦合器 125
6.6波分复用器 126
6.6.1色散型波分复用器 126
6.6.2阵列波导光栅（AWG） 127
6.6.3干涉滤波片型波分复用器 128
6.6.4熔锥型波分复用器件 129
6.6.5光梳状滤波器(Interlever) 129
6.6.6其他类型 129
6.7光纤光栅 130
6.7.1光纤光栅的制作 130
6.7.2光纤光栅的工作原理 131
6.8电光调制器 134
习题 137
第7章 光传输网 138
7.1 SDH系统 138
7.1.1 SDH的速率与帧结构 139
7.1.2 SDH的复用结构 141
7.1.3 139.264Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 142
7.1.4 34.368Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 146
7.1.5 2.048Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 148
7.1.6 虚容器的级联 150
7.1.7 SDH的开销字节 153
7.1.8 SDH的设备功能块 157
7.1.9 SDH的网同步 163
7.1.10 SDH的分层结构 166
7.1.11 SDH的网管系统 173
7.2基于SDH的多业务传送平台 174
7.2.1 MSTP技术的工作原理 174
7.2.2 MSTP技术的关键技术 175
7.2.3 MSTP的应用 177
7.3 WDM系统 179
7.3.1 波分复用系统的工作原理 180
7.3.2 DWDM系统的组成 181
7.4 OTN系统 184
7.4.1 OTN的概念 184
7.4.2 OTN的分层结构 185
7.4.3 OTN的速率等级与帧结构 187
7.4.4 OTN的开销 188
7.4.5 OTN的映射与复用结构 193
7.4.6 OTN的设备 197
7.4.7 OTN的组网与应用 201
习题 203
第8章 光接入网系统 206
8.1 概述 206
8.2 无源光网络（PON） 208
8.2.1 无源光网络（PON）的拓扑结构 208
8.2.2 无源光网络（PON）的关键技术 210
8.2.3 APON技术 212
8.2.4 EPON技术 212
8.2.5 GPON技术 213
8.2.6 PON的技术比较 214
8.3有源光接入网 215
8.4 EPON设备的应用实例 215
习题 217
参考文献 218
