图书简介：
本书对想要快速掌握光纤通信原理与应用的学生而言是一个非常好的选择，它对关键技术的介绍简明扼要，并且对一些实践过程中可能遇到的问题都进行了介绍，如光缆的施工等，但对一些纯理论的公式推导等内容则以概念性的介绍为主，力争做到深入浅出，全书内容都非常贴近光纤通信工程及研究中的实际工作内容，具有非常强的实用价值。
全书共由8章组成，主要内容包括光纤通信概述、光纤与光缆、常用光无源器件、光源和光发射机、光检测器和光接收机、光中继器和光放大器、光纤通信网络以及光纤通信新技术。
本书可以作为通信工程、电子信息工程和光电信息工程等相近专业的本科教学用书和光纤通信的技术培训教材，也可作为一般工程技术人员的参考用书。
前 言
光纤通信由于具有损耗低、容量大等特点，现在已经全面应用在中长途的通信干线及各种网络中，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术，近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送方式，并且随着技术进步，光电子器件价格降低、光纤光缆性价比提高，光纤到户、光纤到桌面指日可待。在此背景下，各高校也都纷纷开设光纤通信这门课程，各种教材纷纷出现，然而很多教材由于种种原因不能满足当前的需求，有的教材内容老化、有错漏现象，有的教材把研究阶段的内容当成基础知识介绍，这给教师授课带来不便，为此有必要提供一本既能够满足当前实际需要、又简明扼要介绍目前光纤通信主流内容的教材。
编者在采纳多届本科生和研究生的意见、建议，并听取高职高专院校学生和成人教育学院学员意见的基础上，针对前述一些问题，精心组织编写了本书。本书对光纤通信所涉及的基本原理、基础理论、实践技术进行了较为完整的论述。全书共分8章，主要介绍光纤通信概述、光纤与光缆、常用光无源器件、光源和光发射机、光检测器和光接收机、光中继器和光放大器、光纤通信网络以及光纤通信新技术的相关内容。
本书的第1章及第3章由朱宗玖教授(安徽理工大学)及王亚林老师(淮南联合大学)编写，第2章由白志青老师(淮南联合大学)编写，第4～6章由谭振建老师(南京工程学院)编写，第7章由魏峘老师(南京工程学院)及沈晓波老师(淮南师范学院)编写，第8章由牛园园(安徽理工大学)编写。朱宗玖教授对全书进行了最后的统一修改与定稿。
感谢为本书编写做了许多校对工作的赵敏及牛园园。
由于编者学识有限，书中难免存在不足及疏漏之处，敬请广大读者批评指正。
编 者
目 录
第1章 光纤通信概述 1
1.1 光纤通信的发展历史 1
1.2 光纤通信的系统组成与分类 3
1.2.1 光纤通信的系统组成 3
1.2.2 光纤通信系统的分类 4
1.3 光纤通信的主要特点和应用 5
1.3.1 光纤通信的主要特点 5
1.3.2 光纤通信的应用 6
本章小结 7
习题 7
第2章 光纤与光缆 8
2.1 光纤结构与类型 8
2.1.1 光纤的结构 8
2.1.2 光纤的类型 9
2.2 光纤的射线理论分析 11
2.2.1 从射线理论分析光纤的导光原理 11
2.2.2 传导模和数值孔径 12
2.3 光纤的波动理论分析 13
2.3.1 波动方程和电磁场表达式 13
2.3.2 特征方程和传输模式 15
2.4 光纤的制造工艺简介 17
2.4.1 原材料的提取 17
2.4.2 预制棒的熔炼 17
2.4.3 预制棒的拉丝和涂覆 19
2.4.4 光纤成品的测试 20
2.5 光纤的损耗特性及其测量 20
2.5.1 光纤的损耗特性 20
2.5.2 光纤的损耗特性的测量 21
2.6 光纤的色散特性及其测量 23
2.6.1 光纤的色散特性 23
2.6.2 光纤色散特性的测量 25
2.7 光纤的其他特性参数 25
2.7.1 光纤的机械特性 26
2.7.2 光纤的温度特性 26
2.8 光缆结构及光缆施工 27
2.8.1 光缆的结构 27
2.8.2 光缆的分类 28
2.8.3 光缆的特性 30
2.8.4 光缆的施工 30
本章小结 33
习题 33
第3章 常用光无源器件 35
3.1 光纤连接器 35
3.2 光纤耦合器 36
3.3 光纤波分复用器 37
3.4 光纤光栅 37
3.5 其他无源器件 38
3.5.1 光隔离器 38
3.5.2 光环行器 39
3.5.3 光滤波器 40
3.5.4 光衰减器 41
本章小结 42
习题 42
第4章 光源和光发射机 43
4.1 半导体光源的发光机理 43
4.1.1 能级的跃迁 43
4.1.2 激光器的一般发光原理 44
4.2 半导体激光器 47
4.2.1 P-N结半导体激光器的结构和原理 47
4.2.2 半导体激光器工作特性 50
4.2.3 其他激光器 52
4.3 发光二极管 55
4.3.1 发光二极管的发光机理 55
4.3.2 发光二极管工作特性 56
4.3.3 半导体光源在系统中的应用 57
4.4 光源的调制 57
4.4.1 光源的直接调制 58
4.4.2 光源的间接调制 61
4.4.3 调制信号的码型 62
4.5 数字光发射机 65
4.5.1 数字光发射机的基本组成 65
4.5.2 自动功率控制电路 66
4.5.3 温度特性和自动温度控制电路 67
本章小结 69
习题 69
第5章 光检测器和光接收机 70
5.1 光检测器 70
5.1.1 光电二极管 70
5.1.2 PIN光电二极管 71
5.1.3 雪崩光电二极管 71
5.2 光检测器的特性 72
5.2.1 PIN光电二极管的特性 72
5.2.2 雪崩光电二极管的特性 73
5.3 光接收机 75
5.3.1 光检测器 75
5.3.2 放大器 75
5.3.3 均衡和再生 76
5.3.4 光电集成接收机 76
5.4 光接收机的噪声 76
5.5 误码率和灵敏度 78
5.5.1 误码率 78
5.5.2 灵敏度 80
5.5.3 自动增益控制和动态范围 83
本章小结 83
习题 84
第6章 光中继器和光放大器 85
6.1 光中继器 85
6.2 光放大器概述 86
6.2.1 光放大器的分类 86
6.2.2 光纤放大器的重要指标 87
6.3 掺铒光纤放大器 88
6.3.1 工作原理 88
6.3.2 掺铒光纤放大器的构成和特性 89
6.4 其他光放大器 94
6.4.1 掺镨光纤放大器 94
6.4.2 半导体光放大器 97
6.4.3 拉曼光纤放大器 98
本章小结 102
习题 102
第7章 光纤通信网络 103
7.1 概述 103
7.1.1 光纤通信系统的分类 103
7.1.2 数字光纤通信系统的性能指标 105
7.2 SDH传输技术 107
7.2.1 SDH的产生及特点 107
7.2.2 SDH的速率与帧结构 109
7.2.3 SDH的复用 111
7.2.4 SDH网络的拓扑结构与自愈网 114
7.2.5 光纤通信系统设计的考虑与中继距离估算 123
7.2.6 SDH光接口的测试 126
7.3 光波分复用 130
7.3.1 光波分复用的概念 130
7.3.2 密集波分复用的概念 132
7.3.3 DWDM的系统结构 132
7.3.4 粗波分复用概念 134
7.4 光交换 135
7.4.1 空分光交换 135
7.4.2 时分光交换 135
7.4.3 波分光交换 135
7.4.4 ASON 136
7.5 模拟光纤通信系统 139
7.5.1 调制方式 139
7.5.2 模拟基带直接光强调制光纤传输系统 141
7.5.3 副载波复用光纤传输系统 149
本章小结 161
习题 161
第8章 光纤通信新技术 162
8.1 相干光通信 162
8.1.1 相干光通信技术的基本原理及发展 162
8.1.2 相干光通信关键技术 164
8.2 光孤子通信技术 166
8.2.1 光孤子通信技术的基本原理 166
8.2.2 光孤子通信技术的新发展 171
8.3 光子晶体光纤 175
8.3.1 光子晶体光纤的导光原理 176
8.3.2 光子晶体光纤的特性 177
8.3.3 光子晶体光纤的应用 179
8.3.4 光子晶体光纤的研究进展 180
8.4 FTTH技术 181
8.4.1 FTTH的概念 181
8.4.2 FTTH接入技术 181
8.4.3 FTTH的发展现状 184
8.4.4 FTTH的前景分析 185
本章小结 186
习题 186
参考文献 188
