本書系統(tǒng)闡述了光通信的基本概念、理論和分析方法。本書共9章,介紹了光通信及光通信系統(tǒng)的基本概念,講解了光纖通信系統(tǒng)的光纖信道、光發(fā)送機、光接收機的基本原理與關鍵技術,剖析了模擬光纖通信系統(tǒng)、數字光纖通信系統(tǒng)及密集波分復用系統(tǒng),闡釋了準同步數字系列、同步數字系列、多業(yè)務傳輸平臺、自動交換光網絡及光傳送網等技術體制及其演進,還闡述了光纜線路建設中的設計、施工、驗收及維護。另外,本書普及了自由空間光通信的基本原理。最 后,介紹了光纖通信網絡中的常用儀表。
本書既可作為高等院校通信工程、信息工程、廣播電視工程等相關專業(yè)的教材或教學參考書,也可作為光通信領域的培訓教材,還適合相關從業(yè)人員和對光通信領域感興趣的讀者閱讀。
1.為了兼具理論性與工程性,作者以工程師與教師的“雙師”角度深入淺出地闡釋光通信的基礎知識,語言簡明易懂,娓娓道來,輔以形象的“打比方”,便于讀者理解。
2.本書為光通信領域的入門圖書,從基本原理到系統(tǒng)構成,再到關鍵技術與應用發(fā)展,系統(tǒng)地介紹了光通信的各個方面,為讀者搭建起堅實的知識框架。
3.本書采用通俗易懂的語言和生動的實例,將復雜的光通信理論講解得清晰明了,幫助讀者輕松上手,快速掌握光通信的核心概念。
趙繼勇
解放軍陸軍工程大學副教授,長期從事光通信方面的教學、科研以及工程設計工作。具有豐富的信息通信工程實踐與教學經驗,已出版7部專著及教材。
李建華
解放軍陸軍工程大學副教授,碩士生導師,主要從事光通信方面的教學、科研工作。主持多項國家自然科學基金等項目。
汪井源
解放軍陸軍工程大學教授,博士生導師,主要從事光信息技術方面的教學和研究工作。在無線光通信以及激光傳感技術等領域具有豐富的科研和實踐經驗,已出版5部專著及教材。
徐智勇
解放軍陸軍工程大學教授,博士生導師,長期從事光通信和傳感方面的教學和科研工作。主持多項國 家 級教研項目,教學科研成果豐碩。
第1章 光通信基礎知識
1.1 光通信的基本概念及分類 / 002
1.1.1 光通信的基本概念 / 002
1.1.2 光通信的分類 / 003
1.2 光通信系統(tǒng)的構成 / 004
1.2.1 光發(fā)送機的主要功能 / 005
1.2.2 信道 / 005
1.2.3 光接收機的主要功能 / 005
1.3 光通信技術的優(yōu)勢及展望 / 006
1.3.1 光通信技術的優(yōu)勢 / 006
1.3.2 光通信技術的未來展望 / 008
第2章 光纖導光原理與傳輸特性
2.1 光纖導光原理 / 012
2.1.1 光纖的射線傳輸 / 012
2.1.2 光纖的模式傳輸 / 016
2.1.3 單模光纖設計 / 021
2.2 光纖傳輸特性 / 024
2.2.1 光纖損耗 / 024
2.2.2 光纖色散 / 027
2.3 光纖光纜 / 033
2.3.1 光纖 / 033
2.3.2 光纜 / 039
2.4 無源光器件 / 043
2.4.1 活動連接器 / 043
2.4.2 光耦合分路器 / 047
2.4.3 光環(huán)形器 / 048
2.4.4 光開關 / 049
第3章 光發(fā)送機
3.1 激光產生原理 / 054
3.1.1 激光的產生 / 054
3.1.2 半導體激光器 / 059
3.2 半導體激光器的特性 / 060
3.2.1 P-I特性 / 060
3.2.2 光譜特性 / 062
3.2.3 溫度特性 / 065
3.3 光放大器 / 067
3.3.1 全光放大 / 067
3.3.2 半導體光放大器(SOA) / 069
3.3.3 摻鉺光纖放大器(EDFA) / 070
3.3.4 非線性光纖放大器 / 073
3.4 光的調制 / 075
3.4.1 光信號的調制 / 075
3.4.2 光源的調制 / 076
3.5 光發(fā)送機的組成與接口指標 / 077
3.5.1 光發(fā)送機的組成 / 077
3.5.2 光發(fā)送機的接口及其指標 / 078
第4章 光接收機
4.1 光檢測器的工作原理 / 082
4.1.1 光檢測器的基本概念 / 082
4.1.2 光通信中的光檢測 / 083
4.1.3 PN結及其光電效應 / 083
4.2 PIN的工作原理與特性 / 085
4.2.1 PIN的結構 / 085
4.2.2 PIN的工作原理 / 087
4.2.3 PIN的工作特性 / 089
4.3 APD的工作原理與特性 / 092
4.3.1 APD的工作原理 / 092
4.3.2 APD的結構 / 092
4.3.3 APD的工作特性 / 096
4.4 光接收機組成與性能指標 / 098
4.4.1 光接收機組成 / 098
4.4.2 接收機的主要性能指標 / 100
第5章 光纖通信系統(tǒng)
5.1 模擬光纖通信系統(tǒng) / 104
5.1.1 基本概念 / 104
5.1.2 系統(tǒng)基本組成 / 105
5.1.3 性能指標 / 106
5.1.4 典型應用場景 / 108
5.2 數字光纖通信系統(tǒng) / 110
5.2.1 系統(tǒng)組成 / 110
5.2.2 光纖通信鏈路設計 / 111
5.3 WDM傳輸系統(tǒng) / 114
5.3.1 復用方式及WDM基本概念 / 114
5.3.2 WDM標準及其系統(tǒng)組成 / 119
5.3.3 DWDM關鍵技術 / 121
第6章 光傳送網
6.1 光傳送網概述 / 128
6.1.1 光傳送網的基本概念 / 128
6.1.2 光傳送網的演進 / 129
6.1.3 光傳送網的分割與分層 / 131
6.2 準同步數字系列(PDH) / 133
6.2.1 脈沖編碼調制 / 134
6.2.2 同步復用和異步復用 / 138
6.2.3 準同步數字系列 / 139
6.3 同步數字系列 / 141
6.3.1 SDH的體系結構 / 141
6.3.2 SDH速率等級與幀結構 / 143
6.3.3 SDH的映射及復用 / 148
6.3.4 SDH網元類型 / 151
6.3.5 SDH網同步 / 153
6.3.6 SDH網絡保護 / 154
6.4 多業(yè)務傳輸平臺 / 158
6.4.1 MSTP產生背景 / 158
6.4.2 MSTP的關鍵技術 / 158
6.5 自動交換光網絡 / 162
6.5.1 自動交換光網絡的基本概念 / 162
6.5.2 ASON的體系結構 / 163
6.5.3 傳送平面(TP) / 166
6.5.4 控制平面(CP) / 167
6.5.5 管理平面(MP) / 170
6.6 光傳送網(OTN) / 172
6.6.1 OTN分層結構模型 / 173
6.6.2 OTN的幀結構 / 174
6.6.3 OTN關鍵技術 / 178
6.6.4 節(jié)點設備 / 180
第7章 光纜線路
7.1 光纜線路設計 / 184
7.1.1 概述 / 184
7.1.2 光纜線路的路由選擇 / 185
7.1.3 光纜線路的敷設方式 / 185
7.1.4 光纖光纜選型 / 187
7.1.5 光纜預留 / 190
7.2 光纜線路施工 / 191
7.2.1 一般規(guī)定 / 191
7.2.2 架空光纜敷設 / 192
7.2.3 管道光纜敷設 / 196
7.2.4 直埋光纜敷設 / 199
7.3 光纜線路驗收 / 201
7.3.1 驗收依據 / 201
7.3.2 隨工驗收 / 201
7.3.3 初步驗收 / 202
7.3.4 竣工驗收 / 203
第8章 無線光通信
8.1 無線光通信概述 / 206
8.1.1 無線光通信發(fā)展歷程 / 206
8.1.2 無線光通信的優(yōu)勢 / 208
8.1.3 無線光通信的分類和應用 / 208
8.2 無線光通信的信道傳輸特性 / 210
8.2.1 大氣信道 / 210
8.2.2 大氣衰減及鏈路損耗 / 212
8.2.3 大氣湍流 / 215
8.3 無線光通信系統(tǒng) / 218
8.3.1 系統(tǒng)組成 / 218
8.3.2 通信子系統(tǒng) / 220
8.3.3 跟瞄子系統(tǒng) / 222
8.3.4 無線光通信中的關鍵器件 / 224
第9章 光纖通信常用儀表及測試
9.1 光功率計 / 230
9.1.1 概述 / 230
9.1.2 工作原理 / 230
9.1.3 使用方法 / 231
9.2 光時域反射儀 / 232
9.2.1 概述 / 232
9.2.2 工作原理 / 233
9.2.3 使用方法 / 237
9.3 光纖熔接機 / 246
9.3.1 概述 / 246
9.3.2 工作原理 / 246
9.3.3 使用方法 / 246
9.4 2M誤碼儀 / 250
9.4.1 概述 / 250
9.4.2 工作原理 / 251
9.4.3 使用方法 / 252
附錄 縮略語