光通信原理与技术基础

第1章 概述 1.1 光纤通信的发展历程 1.1.1 我国光纤通信的发展历程 1.1.2 电通信的发展与局限 1.2 光纤通信的优势与特点 1.2.1 光纤通信的优势 1.2.2 有线光通信和无线光通信 1.3 光纤通信系统的组成和分类 1.3.1 光纤通信系统的组成 1.3.2 光纤信道特性及通信窗口 1.3.3 光纤通信系统的分类 1.3.4 光纤通信系统的主要特性指标 1.3.5 光纤通信系统的发展 1.4 大气激光通信、星间激光通信和水下激光通信 1.4.1 大气激光通信 1.4.2 星间激光通信 1.4.3 水下激光通信 1.5 光纤通信的基本概念 1.5.1 电磁波频谱 1.5.2 通信的信道及容量 1.5.3 信道复用 1.5.4 模拟信号与数字信号 1.5.5 调制与解调 小结 习题 第2章 光纤和光缆 2.1 光纤的结构与分类 2.1.1 光纤的结构 2.1.2 光纤的分类 2.2 光纤的传输理论 2.2.1 几何光学理论分析 2.2.2 电磁场理论分析(模式理论) 2.3 单模光纤、多模光纤和光纤导模场分布图 2.3.1 单模光纤 2.3.2 多模光纤 2.3.3 光纤导模场分布图 2.4 光纤的传输特性 2.4.1 光纤的损耗特性 2.4.2 光纤的色散特性 2.5 光纤的其他特性 2.5.1 光纤的温度特性 2.5.2 光纤的机械特性 2.6 光纤的标准 2.7 光纤的制造 2.7.1 光纤的基本原料 2.7.2 光纤的制造工艺 2.8 光缆 2.8.1 光缆的结构和类型 2.8.2 光缆的特性和技术要求 2.8.3 光缆的型号与规格代号 小结 习题 第3章 光纤的连接和测试 3.1 光纤的常用连接方式 3.1.1 光纤的连接损耗 3.1.2 光纤的机械连接 3.1.3 光纤的熔接 3.1.4 光纤的连接器连接 3.2 光纤损耗特性测量 3.2.1 剪断法 3.2.2 背向散射法 3.2.3 插入法 3.3 光纤的色散特性及带宽测量 3.3.1 多模光纤的色散及带宽测量 3.3.2 单模光纤的色散测量 小结 习题 第4章 光源和光发射机 4.1 半导体光源的发光机理 4.1.1 光的量子性 4.1.2 原子的能级和光的跃迁辐射过程 4.1.3 半导体的能带结构 4.2 发光二极管 4.2.1 发光二极管的发光原理 4.2.2 发光二极管的结构 4.2.3 发光二极管的工作特性 4.2.4 发光二极管的封装 4.3 激光二极管 4.3.1 激光二极管的发光原理 4.3.2 激光二极管的结构及选频单元 4.3.3 激光二极管的工作特性 4.3.4 激光二极管和发光二极管的性能对比 4.4 光发射机 4.4.1 光端机的基本概念及功能 4.4.2 光发射机的基本组成 小结 习题 第5章 光检测器和光接收机 5.1 光检测器 5.1.1 半导体的光电效应 5.1.2 PN光电二极管及特性 5.1.3 PIN光电二极管及特性 5.1.4 雪崩光电二极管及特性 5.1.5 光检测器的重要参数 5.2 光接收机 5.2.1 光接收机的基本组成及功能 5.2.2 数字光接收机的主要性能指标 5.2.3 光接收机的噪声 5.2.4 数字信号系统性能的直观评价手段——眼图 小结 习题 第6章 光中继器和光放大器 6.1 光中继器 6.1.1 光电中继器 6.1.2 全光中继器 6.2 光放大器 6.2.1 光放大器的分类及应用 6.2.2 光放大器的主要参数 6.2.3 半导体光放大器 6.2.4 掺铒光纤放大器 6.2.5 非线性光纤放大器 小结 习题 第7章 常用光无源器件 7.1 光无源器件及其结构类型 7.2 光纤连接器 7.3 光衰减器 7.4 光纤偏振控制器 7.5 光耦合器和光分路器 7.5.1 光耦合器和光分路器的分类 7.5.2 光耦合器的特性参数 7.5.3 光耦合器的基本结构 7.6 光开关 7.6.1 光开关的形式和分类 7.6.2 光开关的特性参数 7.7 光纤光栅 7.7.1 光纤光栅的分类 7.7.2 布拉格光纤光栅的工作原理 7.8 光滤波器 7.8.1 光滤波器的分类 7.8.2 光滤波器的特性参数 7.9 光隔离器 7.9.1 光隔离器的分类 7.9.2 光隔离器的主要技术参数 7.10 光环行器 小结 习题 第8章 波分复用技术和波分复用器 8.1 信道复用的概念及形式 8.1.1 光时分复用 8.1.2 光码分复用 8.1.3 光空分复用 8.1.4 光频分复用 8.2 光波分复用及系统 8.2.1 光波分复用技术的发展 8.2.2 光波分复用的原理 8.2.3 光波分复用技术的特点 8.2.4 波分复用系统的基本形式和分类 8.2.5 波分复用的复用波长 标准 8.3 光波分复用系统的关键技术及相关器件 8.3.1 WDM系统中的光源 8.3.2 WDM系统中的光纤 8.3.3 WDM系统中的放大器