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本书为普及光通信技术知识而编写。
内容简介
本书运用通俗的语言和生动的插图对光纤通信、大气光通信、蓝绿光通信、可见光通信及量子通信的一些基本概念进行了系统的阐述，无论从内容选取、机理说明、概念解释，还是从文字叙述、插图说明和实用程度等方面，都具备自己的特色，适合想初步了解光通信基础知识的人员阅读，也可作为大中专院校相关专业的参考书籍，同时对从事光通信系统和网络研究教学、规划设计、管理和维护的有关人员也有一定的参考价值。
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- 封面
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- 前言
- 目录
- 哥白尼———近代自然科学的奠基人
- 第1章 光通信史
- 1.1 光传递信息自古有之
- 1.1.1 周幽王烽火戏诸侯——古老光通信
- 1.1.2 信号灯通信——自古到今使用
- 1.1.3 航标灯通信——船舶导航指引
- 1.2 近代光通信
- 1.2.1 贝尔发明光电话
- 1.2.2 梅曼发明激光器
- 1.2.3 最早的光通信系统
- 1.2.4 光纤通信鼻祖——高锟
- 1.2.5 光通信发展简史
- 1.3 光纤通信系统
- 1.3.1 光纤是怎样传光的
- 1.3.2 光纤通信系统组成
- 1.3.3 光纤通信优点
- 第2章 光通信基础
- 2.1 光是电磁波
- 2.1.1 光的波动性——麦克斯韦预言存在电磁波
- 2.1.2 赫兹实验验证电磁波存在
- 2.1.3 光的粒子性——爱因斯坦的贡献
- 2.2 均匀介质中的光波
- 2.2.1 电场的波动方程
- 2.2.2 光程差/相位差——光干涉及器件基础
- 2.3 光的传播特性
- 2.3.1 光的反射、折射和全反射——光纤波导传光基础
- 2.3.2 光的衍射——单频激光器基础
- 2.3.3 光的偏振——菲涅尔的贡献
- 2.3.4 光的双折射——光调制器基础
- 第3章 光纤通信传输介质——光导纤维
- 3.1 光纤结构和类型
- 3.1.1 玻璃丝传光发展史——全反射应用
- 3.1.2 多模光纤/单模光纤——由传输模式数量决定
- 3.1.3 阶跃光纤/渐变光纤——折射率在纤芯分布不同色散也不同
- 3.1.4 相速度/群速度——相速度是波前传输速度，群速度是相速度的分量
- 3.1.5 光纤制造
- 3.2 光纤传输原理
- 3.2.1 全反射和相干——光纤传输条件
- 3.2.2 一维光纤波导——直线光线
- 3.2.3 二维光纤波导——螺旋光线
- 3.2.4 光纤模式——麦克斯韦波动方程求解结果
- 3.3 光纤传输特性
- 3.3.1 光纤损耗——越纯净损耗越小
- 3.3.2 光纤色散——模式不同、路径不同、到达终点时间不同导致脉冲展宽
- 3.3.3 光纤传输最大比特率——由光纤色散决定
- 3.4 光纤种类
- 3.4.1 G.652标准单模（SSM）光纤
- 3.4.2 G.653色散位移光纤（DSF）光纤
- 3.4.3 G.654截止波长位移光纤（CSF）
- 3.4.4 G.655非零色散位移光纤（NZ-DSF）
- 3.4.5 G.656宽带非零色散位移光纤（WNZ-DSF）
- 3.4.6 G.657接入网用光纤
- 3.4.7 正负色散光纤和色散补偿光纤
- 3.5 光缆结构和类型
- 3.5.1 缆芯
- 3.5.2 护套
- 3.5.3 铠装
- 第4章 光干涉无源器件
- 4.1 马赫-曾德尔（M-Z）器件
- 4.1.1 电光效应——晶体折射率n与施加外电场E有关
- 4.1.2 M-Z电光调制器——基于电光效应和光双折射效应
- 4.1.3 马赫-曾德尔滤波器——两个单色光经不同光程传输后的干涉结果
- 4.1.4 光纤水听器系统——马赫-曾德尔干涉仪的应用
- 4.1.5 M-Z波分复用/解复用器——光程差应用
- 4.1.6 M-Z电光开关——其输出由波导光相位差决定
- 4.2 阵列波导光栅（AWG）器件
- 4.2.1 AWG星形耦合器
- 4.2.2 AWG工作原理——多波长光经不同路径在终点干涉
- 4.2.3 AWG复用/解复用器
- 4.3 布拉格（Bragg）光栅器件
- 4.3.1 布拉格光栅——一列平行半反射镜
- 4.3.2 布拉格光纤光栅滤波器——折射率周期性变化的光栅，反射布拉格共振波长附近的光
- 4.4 介质薄膜干涉器件
- 4.4.1 电介质镜——折射率交替变化的数层电介质材料
- 4.4.2 介质薄膜光滤波解复用器——利用光干涉选择波长
- 第5章 法拉第磁光效应器件
- 5.1 法拉第磁光效应
- 5.1.1 法拉第磁光效应——电场和磁场结伴而行
- 5.1.2 法拉第的伟大贡献
- 5.2 法拉第磁光效应器件
- 5.2.1 互易器件和非互易器件
- 5.2.2 光隔离器——单方向传输光器件
- 5.2.3 光环形器——3个端口的光隔离器
- 第6章 光源及光调制
- 6.1 激光器源于光的干涉
- 6.1.1 干涉和谐振普遍存在
- 6.1.2 光的干涉——法布里-珀罗（F-P）光学谐振器
- 6.1.3 发光机理——电子从高能带跃迁到低能带发出光子
- 6.2 半导体激光器
- 6.2.1 LD激光发射条件——粒子数反转、光学谐振腔
- 6.2.2 激光器起振的阈值条件——腔体阈值增益等于总损耗
- 6.2.3 激光器起振的相位条件——整数倍半波长等于腔长
- 6.2.4 分布反馈（DFB）激光器——增加频率选择电介质镜衍射光栅
- 6.2.5 波长可调激光器——多腔耦合，多方控制
- 6.3 半导体激光器（LD）的特性
- 6.3.1 LD的波长特性
- 6.3.2 LD模式特性——纵模决定频谱特性，横模决定空间特性
- 6.4 光调制
- 6.4.1 光调制——让光携带声音和数字信号
- 6.4.2 先进光调制技术——QPSK调制和QAM调制
- 第7章 光探测及光接收
- 7.1 光探测器
- 7.1.1 光探测机理——吸收光子产生电子
- 7.1.2 响应度、量子效率和响应带宽
- 7.1.3 PIN光电二极管
- 7.1.4 雪崩光电二极管——雪崩倍增效应使灵敏度提高
- 7.1.5 波导光探测器——高速光纤通信系统接收器件
- 7.2 数字光接收机
- 7.2.1 光/电转换和前置放大——决定放大器的性能
- 7.2.2 线性放大和数据恢复——眼图分析系统性能
- 7.2.3 接收机信噪比（SNR）
- 7.3 接收机误码率、Q参数和SNR
- 7.3.1 接收机比特误码率（BER）
- 7.3.2 比特误码率用Q参数表示
- 7.3.3 Q参数和信噪比（SNR）的关系——Q的平方等于SNR
- 7.3.4 Q参数和光信噪比（OSNR）的关系——Q的平方等于OSNR
- 第8章 光放大器
- 8.1 掺铒光纤放大器（EDFA）
- 8.1.1 掺铒光纤结构和EDFA的构成
- 8.1.2 EDFA工作原理——泵浦光能量转移到信号光
- 8.1.3 EDFA的特性
- 8.1.4 EDFA噪声
- 8.1.5 掺铒光纤放大器的优点
- 8.1.6 EDFA的应用
- 8.2 光纤拉曼放大器
- 8.2.1 光纤拉曼放大器的工作原理——拉曼散射光频等于信号光频
- 8.2.2 光纤拉曼增益和带宽——信号光与泵浦光频差不同增益也不同
- 8.2.3 多波长泵浦拉曼放大器——获得平坦光增益带宽
- 8.2.4 光纤拉曼放大器等效开关增益和有效噪声指数
- 8.2.5 光纤拉曼放大技术的应用
- 8.2.6 混合使用拉曼放大和EDFA——获得平坦的总增益频谱曲线
- 8.3 半导体光放大器（SOA）
- 8.3.1 半导体光放大器工作原理
- 8.3.2 如何使半导体激光器变为半导体光放大器
- 第9章 光纤通信系统
- 9.1 光纤通信系统基础
- 9.1.1 脉冲编码——将模拟信号变为数字信号
- 9.1.2 信道编码——减少误码，方便时钟提取
- 9.1.3 信道复用——扩大信道容量，充分利用光纤带宽
- 9.2 频分复用光纤通信系统
- 9.2.1 频分复用光纤传输系统
- 9.2.2 光纤/电缆混合网络——典型的FDM光纤通信系统
- 9.2.3 微波副载波（SCM）光纤传输系统——射频信号光纤传输（RoF）
- 9.2.4 正交频分复用（DFDM）光纤传输系统——4G、5G移动通信基础
- 9.3 时分复用光纤通信系统——SDH光纤通信系统
- 9.3.1 时分复用工作原理
- 9.3.2 SDH帧结构和传输速率
- 9.3.3 复用映射结构
- 9.4 光复用光纤通信系统
- 9.4.1 波分复用（WDM）光纤通信系统
- 9.4.2 偏振复用（PM）光纤通信系统
- 9.5 相干光纤通信系统
- 9.5.1 相干检测原理——信号光与本振光混频产生中频信号
- 9.5.2 外差异步解调——不需恢复中频可简化接收机设计
- 9.5.3 相位分集接收——产生与信号光和本振光相位差无关的输出信号
- 9.5.4 偏振分集接收——输出信号与偏振无关
- 第10章 高速光纤通信
- 10.1 前向纠错——减少误码的关键技术
- 10.1.1 前向纠错概述——提高色散限制系统性能的最好办法
- 10.1.2 前向纠错实现方法——并行处理级联内外编码
- 10.2 系统色散补偿和管理
- 10.2.1 系统色散补偿原理——设法消去色散使光信号展宽的相位系数
- 10.2.2 色散补偿方法——负色散光纤补偿、电子滤波均衡DSP等
- 10.2.3 系统色散管理——正负色散光纤交替铺设
- 10.3 数字信号处理（DSP）
- 10.3.1 DSP在高比特率光纤通信系统中的作用
- 10.3.2 DSP基础——电子滤波均衡色散补偿
- 10.3.3 数字信号处理（DSP）技术的实现
- 10.3.4 100Gbit/s系统数字信号处理器
- 10.4 增益均衡
- 10.4.1 增益均衡的必要性——满足光纤通信系统所有信道对BER的要求
- 10.4.2 增益均衡实现方法——预增强和插入增益平坦滤波器
- 10.4.3 无源均衡器——光滤波器均衡
- 10.4.4 有源均衡器——有源滤波
- 10.5 奈奎斯特脉冲整形
- 10.5.1 奈奎斯特脉冲整形概念——使信号频谱局限在最小频谱带宽内
- 10.5.2 奈奎斯特发送机/接收机及其系统
- 10.6 100Gbit/s超长距离DWDM系统
- 10.6.1 100Gbit/s超长距离DWDM系统关键技术
- 10.6.2 100Gbit/s超长距离DWDM系统光收发模块
- 10.7 海底光缆通信
- 10.7.1 海底光缆通信系统在世界通信网络中的地位和作用
- 10.7.2 海底光缆通信系统组成和分类
- 10.7.3 海底光缆通信系统发展历程
- 10.7.4 连接中国的海底光缆通信系统
- 10.7.5 海底光缆系统供电
- 10.7.6 无中继海底光缆传输系统
- 10.8 光纤传输量子通信
- 10.8.1 量子通信概述
- 10.8.2 量子通信系统
- 第11章 无源光网络接入
- 11.1 接入网在网络建设中的作用及发展趋势
- 11.1.1 接入网在网络建设中的作用
- 11.1.2 光接入网技术演进——向宽带光纤接入过度
- 11.1.3 三网融合——接入网的发展趋势
- 11.2 PON接入网结构
- 11.2.1 光线路终端（OLT）
- 11.2.2 光网络单元（ONU）
- 11.2.3 光分配网络（ODN）——将OLT光信号广播分配到多个ONU
- 11.3 无源光网络技术
- 11.3.1 下行复用技术——时分复用或WDM
- 11.3.2 上行接入技术——TDMA突发模式接入
- 11.4 PON接入系统
- 11.4.1 EPON系统
- 11.4.2 GPON系统
- 11.4.3 WDM-PON系统
- 11.4.4 WDM/TDM混合PON
- 第12章 无线光通信
- 12.1 无线光通信系统
- 12.1.1 光学天线
- 12.1.2 光发射机
- 12.1.3 光接收机
- 12.1.4 捕获、瞄准和跟踪
- 12.1.5 空间分集系统
- 12.1.6 信道
- 12.2 自由空间光通信（FSO）
- 12.2.1 大气光通信——传输介质为大气
- 12.2.2 大气湍流决定的BER、SNR和Q参数
- 12.2.3 星地间光通信
- 12.2.4 卫星间光通信
- 12.3 蓝绿光通信——传输介质为海水
- 12.3.1 概述
- 12.3.2 激光对潜通信种类
- 12.3.3 蓝绿光通信系统
- 12.4 可见光通信——传输介质为空气
- 12.4.1 白光LED发光原理
- 12.4.2 可见光通信系统
- 12.4.3 可见光通信上行链路
- 12.4.4 可见光通信应用
- 12.5 自由空间传输量子通信
- 附录
- 附录A 名词术语索引
- 附录B 科学名人及其贡献
- 参考文献
- 后折页
- 封底
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版权信息
出版社：机械工业出版社
出版时间：2020
作者：原荣
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