光纤通信

　　本书全面介绍光纤通信器件和光纤通信系统，包括光纤基础知识；光源和光发送机；光检测器和光接收机；光无源器件；同步数字传输（SDH）技术及其性能和设计；密集波分复用（DWDM）和全光网及光传送网（OTN）；半导体光放大器（SOA）、掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RFA）；100G/400Gb/s相干光通信技术和光子集成电路（PIC）；无源光接入网（PON）、10G PON和下一代光接入网等。本书借鉴了CDIO和“卓越工程师教育培养计划”的工程教育理念，增加了项目实践内容。本书可作为电子信息工程、通信工程、光电信息工程、物联网等专业本科生或研究生的教材，也可供有关工程技术人员参考学习。

　　满文庆，广州大学物理与电子工程学院副教授，担任《光学学报》，《中国激光》审稿人，长期从事光纤通信与光纤传感研究，全面了解光通信器件和系统的研发、生产、应用完整产业链。

第1章 概论
1.1 光纤通信概述
1.1.1 光通信的探索
1.1.2 光纤通信的优点
1.2 光纤通信系统简介
1.3 光纤通信的应用
1.4 光纤通信的发展与趋势
1.5 习题
第2章 光纤传输理论与特性
2.1 光纤
2.1.1 光纤的结构
2.1.2 数值孔径
2.2 光纤传输的波动理论
2.2.1 麦克斯韦方程组和波动方程
2.2.2 阶跃光纤的矢量模式
2.2.3 阶跃光纤的线性偏振模式
2.3 光纤的传输特性
2.3.1 光纤的损耗
2.3.2 光纤的带宽和脉冲响应
2.4 多模光纤
2.4.1 模式色散
2.4.2 如何解决模式色散
2.4.3 多模光纤的类型
2.5 单模光纤
2.5.1 单模光纤的特性
2.5.2 单模光纤的色散
2.5.3 单模光纤的色散补偿
2.5.4 偏振模色散与保偏光纤
2.5.5 单模光纤的类型
2.5.6 G.652单模光纤产品
2.6 光纤的非线性效应
2.7 光纤的制作
2.8 光缆
2.9 习题与设计题
项目实践：光纤跳线的测量和使用
附录 光纤通信测量仪器
第3章 光源和光发送机
3.1 发光二极管
3.1.1 半导体的光辐射
3.1.2 发光二极管的原理
3.1.3 发光二极管的特性
3.2 激光二极管
3.2.1 激光二极管的原理
3.2.2 FP激光二极管及其特性
3.2.3 分布反馈激光二极管及其特性
3.2.4 量子阱激光器
3.2.5 垂直腔面发射激光器
3.3 激光二极管的调制
3.3.1 码型与调制
3.3.2 激光二极管的调制特性与速率
3.3.3 马赫-曾德尔调制器（MZM）
3.3.4 电吸收调制器
3.3.5 光调制器及其参数
3.4 光发射组件
3.4.1 概述
3.4.2 光发射组件举例及其参数
3.5 光发送机
3.5.1 光发送机的组成
3.5.2 光发送机电路芯片
3.6 习题与设计题
项目实践：光模块特性及眼图测试
第4章 光检测器和光接收机
4.1 光电二极管的原理
4.2 PIN光电二极管
4.2.1 PIN管的原理
4.2.2 PIN管的特性
4.3 雪崩光电二极管
4.3.1 APD的原理
4.3.2 APD的特性
4.4 光接收组件
4.4.1 光接收组件简介
4.4.2 光接收组件举例及其参数
4.5 光接收机
4.5.1 光接收机的组成
4.5.2 光接收机的噪声
4.5.3 光接收机的误码率
4.5.4 光接收机的灵敏度
4.5.5 光接收机电路芯片
4.5.6 单芯片光模块
4.6 习题与设计题
项目实践：光模块设计
第5章 光无源器件
5.1 光纤连接器
5.1.1 光纤连接器简介
5.1.2 光纤连接器的类型
5.1.3 光纤跳线与配线架
5.2 光纤耦合器/分路器
5.2.1 光纤耦合器/分路器简介
5.2.2 FBT光纤耦合器
5.2.3 光纤耦合器器件
5.3 光纤滤波器
5.3.1 光纤滤波器简介
5.3.2 光纤光栅滤波器
5.3.3 光纤滤波器器件
5.4 光隔离器
5.4.1 光隔离器原理
5.4.2 光隔离器器件
5.5 光环形器
5.5.1 光环形器原理
5.5.2 光环形器器件
5.6 光衰减器
5.6.1 光衰减器原理
5.6.2 MEMS光衰减器器件
5.7 保偏光纤器件
5.8 习题与设计题
项目实践：光纤熔接
第6章 数字光纤通信系统
6.1 PDH传输技术
6.1.1 PDH概述
6.1.2 光线路编码
6.1.3 信号的复用与分解
6.1.4 PDH光端机
6.2 SDH传输技术
6.3 SDH帧结构
6.3.1 帧结构
6.3.2 段开销
6.3.3 通道开销
6.4 SDH指针
6.5 SDH的复用结构和步骤
6.5.1 SDH的复用
6.5.2 2Mb/s信号复用到STM-N
6.6 SDH网络单元
6.7 SDH传送网与保护
6.7.1 SDH传送网分层
6.7.2 SDH网络拓扑结构
6.7.3 SDH传送网
6.7.4 SDH网络自愈和保护
6.8 同步与定时
6.9 SDH光传输设备
——OptiX OSN 1500
6.10 数字光纤通信系统性能与设计
6.10.1 数字传输参考模型
6.10.2 性能指标
6.10.3 光接口性能
6.10.4 光纤通信系统设计
6.11 习题与设计题
项目实践：PDH光传输系统设计
第7章 光波分复用和全光网
7.1 光波分复用
7.2 光源技术
7.2.1 DWDM光源
7.2.2 可调谐激光器
7.2.3 波长转换技术
7.3 波分复用器
7.3.1 波分复用器简介
7.3.2 多层介质薄膜型波分复用器
7.3.3 阵列波导光栅型波分复用器
7.3.4 波分复用器器件
7.4 全光网
7.5 光交换技术
7.6 光开关
7.6.1 光开关概述
7.6.2 光开关类型
7.6.3 MEMS光开关器件
7.7 光分插复用
7.8 光交叉连接
7.9 光传送网
7.9.1 光传送网概述
7.9.2 OTN的层次结构与功能
7.10 光网络的管理
7.10.1 光网络管理概述
7.10.2 光网络管理系统简介
7.11 DWDM设备——OptiX OSN 9800
7.12 习题与设计题
项目实践：DWDM系统仿真设计
第8章 光放大器
8.1 概述229
8.2 半导体光放大器
8.2.1 半导体光放大器的原理
8.2.2 半导体光放大器的特性
8.3 掺铒光纤放大器
8.3.1 EDFA的原理
8.3.2 EDFA的特性
8.3.3 EDFA模块产品
8.2 拉曼光纤放大器
8.4.1 受激拉曼散射
8.4.2 拉曼光纤放大器的原理
8.4.3 拉曼光纤放大器的特性
8.4.4 拉曼光纤放大器模块产品
8.5 习题与设计题
项目实践：EDFA模块设计
第9章 相干光通信
9.1 相干光通信技术
9.1.1 光调制技术
9.1.2 相干光通信系统及关键技术
9.2 高级光调制方式
9.2.1 多进制相移键控（MPSK）
9.2.2 多进制正交幅度调制（MQAM）
9.2.3 脉冲幅度调制（PAM）
9.3 光信号的相干检测
9.3.1 相干检测原理
9.3.2 PM-QPSK的相干检测
9.3.3 信噪比和误码率
9.4 集成可调谐窄频激光器
9.5 集成相干接收器
9.6 高速数字信号处理
9.7 光子集成芯片
9.7.1 光子集成技术
9.7.2 100Gb/s光子集成芯片
9.8 100G/400G光模块
9.8.1 客户侧光模块
9.8.2 线路侧光模块
9.9 习题与设计题
项目实践：相干光通信仿真设计
第10章 光接入网
10.1 接入网概述
10.2 光接入网
10.2.1 概述
10.2.2 无源光网络
10.3 EPON技术
10.4 GPON技术
10.5 下一代无源光网络
10.5.1 10G/100G EPON技术
10.5.2 WDM-PON技术
10.6 光接入网器件与设备
10.6.1 单纤双向光收发组件
10.6.2 波导型光分路器
10.6.3 蝶形光缆及连接器
10.6.4 光线路终端设备
10.7 习题与设计题
项目实践：FTTH网络设计
参考文献