文件名称：光纤通信原理与系统 高清带书签
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更新时间：2021-10-24 11:13:36
光纤通信
1 光纤通信概论 1 1.1 光纤通信的发展史 1 1.2 光纤通信系统 3 2 光纤 6 2.1 概述 6 2.2 光线在光纤中的传输 9 2.2.1 阶跃光纤中的光线分析 9 2.2.2 梯度光纤中的光线分析 10 2.2.3 平面光波导 13 2.3 光纤的波动理论 17 2.3.1 波动方程 17 2.3.2 归一化变植 18 2.3.3 贝塞尔方程的场解 19 2.3.4 特征方程 21 2.3.5 线偏振校及其特性 22 2.3.6 传播常数卢与归一化频率V 的关系 24 2.3.7 光纤中的功率流 25 2.3.8 单模光纤 26 2.4 光纤的损耗特性 29 2.4.1 材料的吸收损耗 30 2.4.2 光纤的散射损耗 31 2.4.3 辐射损耗 31 2.5 光纤的色散特性及带宽 32 2.5.1 群时延和时延差 33 2.5.2 材料色散和波导色散 33 2.5.3 高斯脉冲在单橾光纤中的传播 38 2.5.4 偏振栈色散 40 2.5.5 模间色散 41 2.5.6 光纤的传输带宽 41 2.6 单模光纤中的非线性效应 43 2.6.1 媒质中的仆线性效应 43 2.6.2 光纤中的受激散射效应 44 2.6.3 非线性折射率调制效应 46 2.6.4 光脉冲在光纤中的传输方程 47 2.7 光纤光栅 48 2.7.1 基本工作原理 48 2.7.2 耦合模理论及布拉格光栅的滤波特性 50 2.7.3 嘱啾光纤光栅 53 2.7.4 长周期光纤光栅 54 2.7.5 抽样光栅 55 2.7.6 光纤光栅在光纤通信中的应用 55 2.8 无源光器件 57 2.8.1 光纤的连接与光纤连接器 58 2.8.2 光纤分路器及耦合器 58 2.8.3 GR1N 透镜连接器 60 2.8.4 光隔离器与光环行器 60 2.8.5 光开关 61 2.9 聚合物光纤与光子晶体光纤简介 64 2.9.1 聚合物光纤 64 2.9.2 光子晶体光纤 65 习题 68 3 光源与光发送机 70 3.1 半导体中的光发射 71 3.1.1 光的吸收与发射 71 3.1.2 半导体的光发射 74 3.2 发光二极管 78 3.2.1 发光二极管的结构 78 3.2.2 发光二极管的主要特性 80 3.3 半导体激光器的工作原理与结构 83 3.3.1 半导体激光器的工作原理 83 3.3.2 半导体激光器的结构 87 3.4 半导体激光器的工作特性 93 3.4.1 P-1 特性 93 3.4.2 模式特性与线宽 96 3.4.3 调制特性 97 3.4.4 波长调谐特性 102 3.4.5 噪声特性 103 3.4.6 半导体激光器的安全使用 105 3.5 光发送机 105 3.5.1 光载波的调制 106 3.5.2 发光二极管驱动电路 106 3.5.3 激光二极管驱动电路 108 3.5.6 光源与光纤的耦合 110 3.5.7 光源的外调制技术 112 习题 114 4 光检测器与光接收机 116 4.1 概述 116 4.2 光检测器 117 4.2.1 光检测器的工作原理 117 4.2.2 光检测器的主要工作持性 122 4.3 光接收机的噪声 125 4.3.1 光接收机中的噪声源 125 4.3.2 接收机等效电路及放大器电路噪声 127 4.3.3 光检测器的噪声 128 4.3.4 背景噪声 131 4.4 模拟接收机的噪声及信噪比 132 4.4.1 均方信号电流 132 4.4.2 光检测器噪声 132 4.4.3 信噪比及接收灵敏度 133 4.5 数字接收机的噪声分析 135 4.5.1 概述 135 4.5.2 数字接收机的分析模型 136 4.5.3 信号分析 137 4.5.4 放大器电路噪卢 138 4.5.5 光检测器噪声 138 4.5.6 输入输出脉冲形状及/1 /2 /3~1 值 140 4.6 光接收机前置放大器 145 4.6.l 高阻抗前置放大器 146 4.6.2 互阻抗放大器 152 4.6.3 动态范围 154 4.7 数字接收机的误码率和接收灵敏度 156 4.7.1 数字接收机的误码率 156 4.7.2 数字接收机的接收灵敏度 159 4.7.3 数字接收机的灵敏度极限一量子极限 163 4.8 数字接收机中的定时提取与判决再生 164 4.8.1 定时提取 164 4.8.2 判决再生 165 习题 166 5 光放大器 168 5.1 光放大器简介及其一般特性 168 5.1.1 半导体光放大器(SOA) 168 5.1.2 掺饵光纤放大器(EDFA) 170 5.1.3 光纤喇曼放大器(1BA) 170 5.1.4 光放大器一般工作特性 170 5.1.5 光放大器在光纤通信系统中的应用 174 5.2 半导体光放大器 176 5.2.1 增益和带宽 176 5.2.2 功率饱和及多信道放大特性 177 5.2.3 半导体光放大器的应用 178 5.3 掺钳光纤放大器 178 5.3. 基本工作原理 178 5.3.2 增益特性 181 5.3.3 噪声特件 183 5.3.4 多信道放大特性及宽带EDFA 185 5.3.5 EDFA 的应用 188 5.4 光纤喇曼放大器 190 习题 193 6 光纤通信系统与网络 195 6.1 数字光纤通信系统 195 6.1.1 光纤传输系统最适合于传输数字信号 195 6.1.2 数字光纤通佑系统的* 196 6.1.3 数字光纤通信系统的基本结构 199 6.1.4 线路码型 201 6.1.5 SDH 同步传输网 204 6.1.6 数字光纤通信系统的性能 207 6.1.7 数字光纤通信系统的主要性能指标测试 213 6.2 统设计考虑 215 6.2.1 作波长的选择 216 6.2.2 兀件的选择 216 6.2.3 损耗限制系统的计算一一功率预算法 217 6.2.4 色散限制系统的计算上升时间预算 218 6.3 模拟光纤通信系统 220 6.3.1 模拟调制技术 221 6.3.2 基带直接强度调制(D-1M) 222 6.3.3 脉冲频率调制(PFM-1M) 电视信号传输 223 6.3.4 副载波复用强度调制(SCM - 1M) 224 6.4 相干光纤通信系统 230 6.4.1 基本原理 230 6.4.2 调制与解调技木 232 6.4.3 相干光纤通信的优点及关键技术 233 6.4.4 相干光纤通信系统实例 234 6.5 光纤孤子通信 234 6.6 波分复用光纤通信系统 237 6.6.1 WDM 光纤通信系统结构 238 6.6.2 光滤波器 240 6.6.3 波分复用／解复用器 241 6.6.4 光源技术 246 6.6.5 光纤技术 247 6.6.6 色散补偿技术 248 6.6.7 WDM 系统现状 252 6.6.8 WDM 的发展 254 6.7 光纤通信网络 256 6.7.1 公用通信网简介 256 6.7.2 光纤局域网 260 6.7.3 光纤接入网 266 6.8 全光通信网 269 6.8.1 WDM 全光网的结构及波长路由 270 6.8.2 波长转换器 272 6.8.3 光交叉连接与光分插复用节点设备 274 6.8.4 1P over WDM 网技术 277 6.8.5 全光通信网概况 278 习题 280 主要参考资料 282