光纤通信系统学习指导与习题解析

第1章 导论 1 1.1 知识点 1 1.2 大纲要求及考点分析 1 1.2.1 大纲要求 1 1.2.2 考点分析 1 1.3 重点内容归纳 1 1.3.1 光纤通信的定义以及光波通信的关键技术 1 1.3.2 光纤通信技术发展历史 2 1.3.3 光纤通信的优点和应用 3 1.3.4 光纤通信系统的基本组成 4 1.3.5 光纤通信的发展与新技术研究 4 1.4 本章基本习题解答 5 1.5 本章测试 6 1.5.1 试题 6 1.5.2 答案 7 第2章 光纤的结构与导波特性 9 2.1 知识点 9 2.2 大纲要求及考点分析 9 2.2.1 大纲要求 9 2.2.2 考点分析 9 2.3 重点内容归纳 10 2.3.1 光纤的结构及其分类 10 2.3.2 光纤的数值孔径和截止波长 11 2.3.3 光纤的传输特性 12 2.3.4 光纤光缆设计与制造 15 2.3.5 光缆的敷设 17 2.4 本章基本习题解答 18 2.5 本章测试 19 2.5.1 试题 19 2.5.2 答案 23 第3章 光波系统互连技术与器件 27 3.1 知识点 27 3.2 大纲要求及考点分析 27 3.2.1 大纲要求 27 3.2.2 考点分析 27 3.3 重点内容归纳 28 3.3.1 光互连器件 28 3.3.2 光纤连接器 28 3.3.3 光纤耦合器 30 3.3.4 光衰减器 31 3.3.5 光隔离器 32 3.3.6 光调制器 32 3.3.7 光开关 33 3.4 本章基本习题解答 33 3.5 本章测试 34 3.5.1 试题 34 3.5.2 答案 36 第4章 光源与光发送机 38 4.1 知识点 38 4.2 大纲要求及考点分析 38 4.2.1 大纲要求 38 4.2.2 考点分析 38 4.3 重点内容归纳 39 4.3.1 光源 39 4.3.2 光源的发光机理 39 4.3.3 半导体光源的物理基础 40 4.3.4 光源的调制 41 4.3.5 光源与光纤的耦合 42 4.3.6 半导体发光二极管（LED） 42 4.3.7 半导体激光二极管（LD） 43 4.3.8 光发送机 46 4.4 本章基本习题解答 48 4.5 本章测试 49 4.5.1 试题 49 4.5.2 答案 50 第5章 光检测器与光接收机 53 5.1 知识点 53 5.2 大纲要求及考点分析 53 5.2.1 大纲要求 53 5.2.2 考点分析 53 5.3 重点内容归纳 54 5.3.1 光检测器 54 5.3.2 光检测器的物理基础 54 5.3.3 光电二极管（PIN） 55 5.3.4 雪崩光电二极管（APD） 55 5.3.5 半导体光电检测器的特性 56 5.3.6 光接收机 57 5.3.7 分插复用器与光中继器 59 5.4 本章基本习题解答 60 5.5 本章测试 60 5.5.1 试题 60 5.5.2 答案 62 第6章 光放大器 63 6.1 知识点 63 6.2 大纲要求及考点分析 63 6.2.1 大纲要求 63 6.2.2 考点分析 63 6.3 重点内容归纳 64 6.3.1 光放大器的作用 64 6.3.2 光放大器的原理与一般特性 64 6.3.3 光放大器分类 64 6.3.4 半导体光放大器 64 6.3.5 光纤喇曼放大器（FRA） 65 6.3.6 光纤布里渊放大器（FBA） 65 6.3.7 掺铒光纤放大器（EDFA） 66 6.4 本章基本习题解答 68 6.5 本章测试 69 6.5.1 试题 69 6.5.2 答案 70 第7章 直接检测光波系统的设计与性能 72 7.1 知识点 72 7.2 大纲要求及考点分析 72 7.2.1 大纲要求 72 7.2.2 考点分析 72 7.3 重点内容归纳 72 7.3.1 光波系统的结构 72 7.3.2 光纤损耗和色散对系统性能的限制 73 7.3.3 光波系统的设计 74 7.3.4 光接收机灵敏度恶化和系统功率代价 75 7.3.5 光放大系统的设计与性能 76 7.4 本章基本习题解答 76 7.5 本章测试 77 7.5.1 试题 77 7.5.2 答案 79 *第8章 相干光波通信系统 80 8.1 知识点 80 8.2 大纲要求及考点分析 80 8.2.1 大纲要求 80 8.2.2 考点分析 80 8.3 重点内容归纳 81 8.3.1 相干光通信的意义 81 8.3.2 相干检测原理与方式 81 8.3.3 相干检测的调制与解调 82 8.3.4 相干光接收机的误码率和灵敏度 84 8.3.5 相干光通信系统的关键技术 84 8.3.6 相干光通信系统的优点 85 8.3.7 相干光通信的应用与发展 85 8.4 本章基本习题解答 86 8.5 本章测试 86 8.5.1 试题 86 8.5.2 答案 87 第9章 多信道光波系统 89 9.1 知识点 89 9.2 大纲要求及考点分析 89 9.2.1 大纲要求 89 9.2.2 考点分析 89 9.3 重点内容归纳 90 9.3.1 多信道光波系统的复用技术概述 90 9.3.2 OWDM定义及技术特点 91 9.3.3 WDM系统的传输形式 93 9.3.4 波分复用器件的主要参数 94 9.3.5 WDM系统的基本结构 95 9.3.6 WDM的发展趋势 97 9.4 本章基本习题解答 97 9.5 本章测试 98 9.5.1 试题 98 9.5.2 答案 100 *第10章 光孤子通信系统 102 10.1 知识点 102 10.2 大纲要求及考点分析 102 10.2.1 大纲要求 102 10.2.2 考点分析 102 10.3 重点内容归纳 103 10.3.1 关于光孤子 103 10.3.2 光孤子通信系统的构成和工作过程 103 10.3.3 光纤损耗与光孤子能量补偿放大 104 10.3.4 光孤子系统的通信容量及其限制因素 105 10.3.5 光孤子的传输控制 105 10.3.6 光孤子通信系统的研究进展 105 10.4 本章基本习题解答 106 10.5 本章测试 107 10.5.1 试题 107 10.5.2 答案 108 第11章 PDH和SDH体系 109 11.1 知识点 109 11.2 大纲要求及考点分析 109 11.2.1 大纲要求 109 11.2.2 考点分析 109 11.3 重点内容归纳 110 11.3.1 数字信号复接 110 11.3.2 准同步数字体系（PDH） 112 11.3.3 同步数字体系（SDH） 114 11.3.4 SDH网络的基本组成 115 11.3.5 SDH的帧结构 118 11.3.6 SDH的复用、映射与定位 119 11.3.7 数字网同步和数字同步网 120 11.4 本章基本习题解答 121 11.5 本章测试 123 11.5.1 试题 123 11.5.2 答案 124 附录 126 模拟试卷（一） 126 模拟试卷（二） 130 模拟试卷（三） 134 模拟试卷（四） 138 模拟试卷（五） 142 模拟试卷（六） 146 模拟试卷（七） 150 参考文献 155