定 價：26 元
叢書名：21世紀全國本科院校電氣信息類創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材
- 作者：李麗君 ，徐文云 編
- 出版時間：2010/9/1
- ISBN：9787301176832
- 出 版 社：北京大學出版社
- 中圖法分類：TN929.11
- 頁碼：217
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《光纖通信》從當前的教學改革出發(fā)，以開拓學生的視野為目標，在注重培養(yǎng)學生學習工程理論興趣的同時，還特別注意對學生的人文關懷，循序漸進地闡述光纖通信的基礎理論和新知識、新技術。恰當?shù)膶氚咐烷喿x材料增強了《光纖通信》的可讀性，用物理概念對理論結果加以解釋降低了《光纖通信》的學習難度，豐富的習題題型強化了書中的知識點。
《光纖通信》適用面較廣，可作為電氣信息類相關專業(yè)的本科生和工科類其他各專業(yè)的教材，還可作為從事光纖通信系統(tǒng)設計和應用的技術人員學習、工作的參考書。
2009年度的諾貝爾物理學獎授予被冠以“光纖之父”稱號的華人高錕，耶魯大學校長在授予他“榮譽科學博士學位”的儀式上說：“你的發(fā)明改變了世界通信模式，為信息高速公路奠下基石�！�
自1966年，高錕先生首次提出當玻璃纖維的衰減率低于20dB／km時，光纖通信即可成功，1960年世界上第一臺紅寶石激光器研制成功，1970年康寧公司生產(chǎn)出世界上第一根低損耗光纖以來，光纖通信已經(jīng)從一個研究熱點成為強大的商業(yè)實體。光纖通信已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用，與現(xiàn)存的銅線應用及無線通信系統(tǒng)共同構建了目前的信息基本構架。
光纖通信具有廣泛的應用領域，主要用于市話中繼線、長途干線通信、全球通信網(wǎng)、各國的公共電信網(wǎng)（如我國的國家一級干線、各省二級干線和縣以下的支線），還用于高質(zhì)量彩色電視傳輸、工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)視和調(diào)度、交通監(jiān)視控制指揮、城鎮(zhèn)有線電視網(wǎng)、光纖局域網(wǎng)，以及其他如在飛機內(nèi)、艦艇內(nèi)、礦井下、電力部門、軍事、有腐蝕和輻射等特殊場合中使用。
目前，以光纖通信為題材的書籍很多，本書在試圖降低難度的同時，盡可能省略冗長的數(shù)學推導過程，用物理概念對理論結果加以解釋。本書的內(nèi)容既注重新知識、新技術的展現(xiàn)，又注重將基礎知識用清晰簡潔的物理概念加以說明。面對未來無止境的通信帶寬需求，本書的內(nèi)容仍具有參考和實用價值。
本書可作為電氣信息類相關專業(yè)本科學生的教材，也可供研究生選讀。本書的原稿是以我們多年從事光纖通信課程的講稿為基礎寫成的，本課程的參考學時是40～60學時。本書共分6章：第l章“概述”，介紹了光纖通信系統(tǒng)及其關鍵技術，同時介紹了光纖通信的整個發(fā)展歷程；第2章“光纖傳輸理論”；第3章“光源與光發(fā)送機”，從光與物質(zhì)相互作用基礎人手，概括了激光器的基本結構和產(chǎn)生激光的條件，然后介紹了光源的調(diào)制方式和光發(fā)送機的結構和特性；第4章“光檢測器與光接收機”，說明了光檢測器的工作原理和結構、光接收機的結構和特性，并分析了光纖通信中的碼型；第5章“光纖通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)”，主要介紹了光纖通信網(wǎng)絡中的無源光器件、光放大器、sDH技術和光纖通信系統(tǒng)設計等技術；第6章“光纜的接續(xù)與測試”，介紹了光纜的結構和種類，討論了工程實踐中光纖接續(xù)的方式、光纖熔接機結構及一些實用的光纖測量技術等。
本書由李麗君、徐文云任主編，姚軍任副主編。第1～3章由李麗君編寫，第4、6章由徐文云編寫，第5章由姚軍編寫。丁慶安參與了第3章第6節(jié)的編寫工作。喬秋曉、曹瑩為打印和校對書稿做了許多工作。在此一并表示感謝。
第1章 概述
1.1 光纖通信系統(tǒng)及其關鍵技術
1.1.1 光纖通信的概念及當前
光纖通信基本系統(tǒng)
1.1.2 光纖通信關鍵技術
1.2 光纖通信技術優(yōu)缺點
1.3 光纖通信的發(fā)展歷程
1.3.1 光通信技術的逐年進步
1.3.2 光纖通信的發(fā)展
現(xiàn)狀及展望
小結
習題
第2章 光纖傳輸理論
2.1 光纖的基本概念
2.1.1 光纖的結構
2.1.2 光纖的分類
2.1.3 光纖中的光傳輸
2.2 基本波導方程
2.2.1 波動方程
2.2.2 亥姆霍茲方程
2.2.3 基本波導方程概述
2.3 階躍折射率光纖的模式理論
2.3.1 圓柱坐標系中的波導方程
2.3.2 纖芯中的場分布
2.3.3 包層中的場分布
2.3.4 截止頻率的計算式
2.3.5 能夠在光纖中存在的導模及其特征方程
2.3.6 各模式的截止頻率及光纖的單模條件
2.3.7 LP模
2.4 單模光纖
2.4.1 單模光纖如何工作
2.4.2 衰減
2.4.3 色散和帶寬
2.5 漸變折射率光纖的近似分析
2.6 光纖的非線性效應
2.6.1 非線性效應的產(chǎn)生
2.6.2 受激散射
2.6.3 非線性效應的重要性
小結
習題
第3章 光源與光發(fā)送機
3.1 光與物質(zhì)相互作用的基礎
3.1.1 光的波動理論與光子學說
3.1.2 固體的能帶
3.2 激光器工作原理
3.2.1 光與物質(zhì)相互作用的三個過程
3.2.2 介質(zhì)中的光增益
3.2.3 光在介質(zhì)中的吸收和放大
3.2.4 光學諧振腔
3.2.5 光譜線形狀和寬度
3.2.6 閾值條件
3.2.7 激光器的振蕩模式
3.3 半導體物理基礎及半導體激光器
3.3.1 半導體的導電機構與能帶圖
3.3.2 半導體產(chǎn)生光增益的條件
3.3.3 P-N結
3.3.4 半導體激光器
3.4 通信中常用光源及其工作特性
3.4.1 發(fā)光二極管
3.4.2 半導體激光器的工作特性
3.5 光源的調(diào)制
3.5.1 光源的兩種調(diào)制方式
3.5.2 光源的直接調(diào)制
3.5.3 LD數(shù)字調(diào)制過程的瞬態(tài)分析
3.5.4 電光效應
3.5.5 電光調(diào)制
3.5.6 聲光調(diào)制
3.5.7 磁光調(diào)制
3.6 光發(fā)射機
3.6.1 光發(fā)射機的功能
3.6.2 光發(fā)射機基本框圖
3.6.3 光發(fā)送電路基本組成和
主要性能指標
小結
習題
第4章 光檢測器與光接收機
4.1 光檢測器
4.1.1 光電二極管的工作原理和響應波長
4.1.2 PIN光電二極管
4.1.3 雪崩光電二極管
4.1.4 光檢測器的主要參數(shù)
4.2 光接收機的組成和主要性能指標
4.2.1 光接收機的組成及各部分功能
4.2.2 光接收機的主要性能指標
4.3 光接收機的噪聲
4.3.1 光接收機噪聲的來源
4.3.2 光檢測器的噪聲
4.3.3 熱噪聲
4.4 誤碼率和靈敏度的計算
4.4.1 誤碼率的計算
4.4.2 靈敏度的計算
4.5 光纖通信中的線路碼型
4.5.1 碼型轉換的原因
4.5.2 碼型應滿足的主要要求
4.5.3 光纖通信中的常用碼型
小結
習題
第5章 光纖通信系統(tǒng)與通信網(wǎng)
5.1 無源光器件和WDM技術
5.1.1 無源光器件
5.1.2 wDM光纖傳輸系統(tǒng)
5.2 光放大器
5.2.1 半導體光放大器
5.2.2 摻鉺光纖放大器
5.3 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)
5.3.1 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的組成
5.3.2 數(shù)字光纖通信系統(tǒng)性能及其測試
5.4 光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)
5.4.1 SDH的幀結構
5.4.2 SDH的復用映射結構
5.4.3 SDH傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡結構
5.5 光纖通信系統(tǒng)的總體設計
5.5.1 系統(tǒng)的總體考慮
5.5.2 功率預算和色散預算
5.5.3 功率代價因素
5.5.4 SDH自愈環(huán)網(wǎng)原理
5.5.5 SDH網(wǎng)絡傳輸性能
小結
習題
第6章 光纜的接續(xù)與測試
6.1 光纜的結構和種類
6.1.1 光纜的結構
6.1.2 光纜的種類
6.1.3 光纜的型號和規(guī)格
6.2 光纖的接續(xù)
6.2.1 光纖接續(xù)的方式及要求
6.2.2 造成光纖接續(xù)損耗的主要因素
6.3 光纖熔接機
6.3.1 光纖熔接機的種類
6.3.2 光纖熔接機的組成
6.4 光纖的熔接實例
6.4.1 單芯光纖的熔接實例
6.4.2 多芯帶狀光纖的熔接實例
6.5 光纜的接續(xù)
6.5.1 光纜接續(xù)的基本要求
6.5.2 光纜接續(xù)的方法與步驟
6.6 光纜成端
6.6.1 無人中間站的光纜成端
6.6.2 局內(nèi)光纜的成端
6.7 光纜的測試
6.7.1 測試標準及層次
6.7.2 常用測試儀表
6.7.3 損耗測量
6.7.4 色散測量
小結
習題
參考文獻
現(xiàn)代光通信可以說以激光器的發(fā)明為標志，雖然直到現(xiàn)在為止，光通信系統(tǒng)使用的光源仍然有用非激光光源（發(fā)光二極管）的。
20世紀60年代初激光器被發(fā)明（開始是同體激光器，后來有氣體激光器，半導體激光器等）。有了激光器以后，人們開始了利用激光器作光源進行光通信的研究，這是現(xiàn)代光通信與原始光通信的分界線。通信容量（速率）仍是關鍵問題。有了激光器，數(shù)據(jù)傳輸速率不是每秒比特，而是每秒吉（千兆）比特（1Gb／s），或每秒10吉（萬兆）比特（10Gb／s）、40Gb／s，甚至更高。
20世紀60年代到70年代初，人們主要研究大氣光通信。光源主要使用CO2激光器。由于空氣不是理想的光傳輸介質(zhì)，受空氣中的水汽（霧）、雨雪和灰沙的影響，光信號被散射、吸收，以致傳輸距離很短，在惡劣氣候的條件下，光僅能傳播百米量級。
大氣光通信雖然在機動性、靈活性方面具有優(yōu)勢，適合于大氣層視距范圍、星際之間、水下等特殊場合的通信，但用于長距離的陸地和海底通信顯然不理想。然而光通信的許多優(yōu)點驅(qū)使人們進一步探索光波新的傳輸介質(zhì)。
為了克服大氣對激光束的影響，人們將光波在大氣中的傳輸轉移到地下，如在金屬或水泥管道內(nèi)每隔一段距離安放一個反射鏡，通過反射鏡的反射使光波限制在管道內(nèi)向前傳輸。這種方法雖然克服了大氣對激光束的影響，但需要擺放許多反射鏡，給實際的施工、維護帶來諸多不便，而且每反射一次，光能就損耗一次，經(jīng)過多次反射之后光能迅速降低，傳輸距離受到限制。與之類似的方法還有將反射鏡換成透鏡，這些方法雖然理論上是可行的，但無實際的應用價值。由于光通信在地上（大氣光通信）和地下（反射鏡傳送）都不能理想的傳送光波，因而其發(fā)展由于傳輸介質(zhì)問題而出現(xiàn)了低潮。
光纖通信的實現(xiàn)可以說使光通信柳暗花明。下面所述的兩個技術上的突破使光纖通信得以實現(xiàn)，并在以后的時期飛速發(fā)展。
……
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