光纖通信技術(shù)

前言

　　本教材是面向高職高專(zhuān)的系列教材之一。目前，關(guān)于光纖通信的本科教材有很多，但真正適合高職高專(zhuān)學(xué)生學(xué)習(xí)的教材十分短缺。本書(shū)緊緊圍繞光纖通信的一般原理和技術(shù)進(jìn)行闡述，輕理論推導(dǎo)，重實(shí)際應(yīng)用，力求深入淺出，通俗易懂，是一門(mén)理論性和實(shí)用性都較強(qiáng)的教材?！　≡趯W(xué)習(xí)本課程前，讀者應(yīng)先修《通信技術(shù)基礎(chǔ)》、《數(shù)字通信》、《數(shù)據(jù)通信》以及《通信網(wǎng)基礎(chǔ)》等課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握光纖通信的基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論，對(duì)整個(gè)SDH傳輸，從理論到實(shí)踐有一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，并初步了解未來(lái)光傳輸技術(shù)的發(fā)展?！　”緯?shū)內(nèi)容安排如下：　　第1章介紹光纖通信的發(fā)展簡(jiǎn)史、光纖通信系統(tǒng)的組成、光纖通信的特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)等?！　〉?章介紹光纖的特性以及光纜的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)等?！　〉?章介紹各種光無(wú)源器件?！　〉?章介紹光源和光電檢測(cè)器工作原理、基本結(jié)構(gòu)及工作特性等。　　第5章介紹光端機(jī)的功能模塊、電路組成、工作原理以及光纖通信常用碼型等。　　第6章介紹SDH的基本概念、SDH光傳輸設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件系統(tǒng)以及網(wǎng)管系統(tǒng)等。　　第7章介紹SDH的幀結(jié)構(gòu)、SDH的開(kāi)銷(xiāo)和指針、SDH的信號(hào)復(fù)用等?！　〉?章介紹SDH常見(jiàn)網(wǎng)元、SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)理、SDH的物理接口、SDH的網(wǎng)同步及SDH的傳輸性能等。　　第9章介紹光纖通信的相關(guān)技術(shù)，包括EDFA、相干光通信、光孤子通信、光交換技術(shù)、光復(fù)用技術(shù)以及智能光網(wǎng)絡(luò)等。

內(nèi)容概要

　　《光纖通信技術(shù)》系統(tǒng)介紹了光纖通信的基小概念、基小原理以及相關(guān)技術(shù)。主要內(nèi)容有光纖通信的概述、光纖和光纜、光無(wú)源器件、光源和光電檢測(cè)器、光端機(jī)、SDH光傳輸系統(tǒng)、SDH的幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用步驟、SDH光同步數(shù)字傳送網(wǎng)及光纖通信相關(guān)技術(shù)。術(shù)書(shū)從實(shí)用的角度出發(fā)，詳細(xì)介紹了光端機(jī)的組成及基本原理、SDH光同步數(shù)字傳送網(wǎng)、SDH光傳輸系統(tǒng)的操作維護(hù)以及光纖通信常用儀表的基本原理及具體測(cè)試方法。同時(shí)，為了強(qiáng)化讀者對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，《光纖通信技術(shù)》還安排了一定比例的實(shí)訓(xùn)。　　《光纖通信技術(shù)》既可作為高職高專(zhuān)院校通信及電子信息類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，也可供工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

出版說(shuō)明前言第1章 概論1.1 光纖通信的發(fā)展簡(jiǎn)史1.2 光纖通信系統(tǒng)的組成1.3 光纖通信的特點(diǎn)1.3.1 光纖通信的優(yōu)點(diǎn)1.3.2 光纖通信的缺點(diǎn)1.3.3 光纖通信的優(yōu)勢(shì)1.4 光纖通信的類(lèi)型1.5 光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)1.6 小結(jié)1.7 習(xí)題第2章 光纖和光纜2.1 光纖的結(jié)構(gòu)和分類(lèi)2.1.1 光纖的結(jié)構(gòu)2.1.2 光纖的分類(lèi)2.1.3 光纖的折射率分布2.2 光纖的導(dǎo)光原理及數(shù)值孔徑2.2.1 光纖的導(dǎo)光原理2.2.2 光纖的數(shù)值孔徑2.2.3 光纖中模的概念2.2.4 模場(chǎng)直徑2.3 光纖的傳輸特性2.3.1 光纖的損耗2.3.2 光纖的色散和帶寬2.3.3 光纖的非線性效應(yīng)2.3.4 常用光纖的分類(lèi)及特性2.3.5 實(shí)訓(xùn)光纖損耗的測(cè)試2.3.6 實(shí)訓(xùn)光纖色散的測(cè)試2.4 光纜2.4.1 光纖的成纜2.4.2 光纜結(jié)構(gòu)及分類(lèi)2.4.3 光纜的型號(hào)標(biāo)識(shí)2.5 小結(jié)2.6 習(xí)題第3章 光無(wú)源器件3.1 光纖連接及光纖連接器3.1.1 光纖連接3.1.2 光纖連接器3.1.3 實(shí)訓(xùn)光纖活動(dòng)連接器損耗的測(cè)試3.2 光耦合器3.2.1 光耦合器的基礎(chǔ)知識(shí)3.2.2 實(shí)訓(xùn)Y形分路器的參數(shù)測(cè)試3.3 光隔離器與光環(huán)行器3.4 光衰減器3.5 光開(kāi)關(guān)3.6 光波分復(fù)用器3.6.1 光波分復(fù)用器簡(jiǎn)介3.6.2 實(shí)訓(xùn)光波分復(fù)用器的隔離度測(cè)試3.7 小結(jié)3.8 習(xí)題第4章 光源和光電檢測(cè)器4.1 光源4.1.1 半導(dǎo)體器件的發(fā)光原理4.1.2 半導(dǎo)體激光器LD4.1.3 發(fā)光二極管LED4.1.4 實(shí)訓(xùn)半導(dǎo)體激光器特性測(cè)試4.2 光電檢測(cè)器4.2.1 光電檢測(cè)器的工作原理4.2.2 光電檢測(cè)器的主要特性參數(shù)4.2.3 實(shí)訓(xùn)光電檢測(cè)器特性測(cè)試4.3 光放大器4.3.1 光放大器的類(lèi)型4.3.2 光放大器的應(yīng)用場(chǎng)合4.4 小結(jié)4.5 習(xí)題第5章 光端機(jī)5.1 線路編碼5.1.1 加擾二進(jìn)碼5.1.2 mBnB碼5.1.3 插入比特碼5.1.4 實(shí)訓(xùn)數(shù)字光纖通信系統(tǒng)線路編譯碼實(shí)驗(yàn)5.2 光發(fā)射機(jī)5.2.1 要求5.2.2 光發(fā)射機(jī)的基本組成5.2.3 光發(fā)射機(jī)的主要指標(biāo)5.2.4 實(shí)訓(xùn)數(shù)字發(fā)送單元指標(biāo)測(cè)試5.3 光接收機(jī)5.3.1 光接收機(jī)的基本組成5.3.2 光接收機(jī)的主要指標(biāo)5.3.3 實(shí)訓(xùn)數(shù)字接收單元指標(biāo)測(cè)試5.4 光中繼器5.4.1 光－電－光中繼器5.4.2 全光中繼器5.5 小結(jié)5.6 習(xí)題第6章 SDH光傳輸系統(tǒng)6.1 SDH的產(chǎn)生和特點(diǎn)6.1.1 SDH的產(chǎn)生6.1.2 SDH的技術(shù)特點(diǎn)6.1.3 SDH存在的問(wèn)題6.2 SDH光傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6.3 SDH的硬件系統(tǒng)6.3.1 系統(tǒng)功能框圖6.3.2 硬件單板聯(lián)系6.3.3 單板結(jié)構(gòu)排列圖6.4 SDH的網(wǎng)管系統(tǒng)6.4.1 網(wǎng)管軟件層次結(jié)構(gòu)6.4.2 網(wǎng)管的組網(wǎng)方式6.4.3 網(wǎng)管的運(yùn)行環(huán)境6.4.4 實(shí)訓(xùn)SDH網(wǎng)管軟件安裝6.5 SDH網(wǎng)管系統(tǒng)的功能6.5.1 系統(tǒng)管理6.5.2 配置管理6.5.3 告警管理6.5.4 性能管理6.5.5 安全管理6.5.6 維護(hù)管理6.6 小結(jié)6.7 習(xí)題第7章 SDH的幀結(jié)構(gòu)和復(fù)用步驟7.1 SDH信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)7.1.1 SDH信號(hào)——STMN的幀結(jié)構(gòu)7.1.2 開(kāi)銷(xiāo)7.1.3 指針7.2 SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和復(fù)用步驟7.2.1 SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)和步驟7.2.2 映射、定位和復(fù)用的概念7.3 實(shí)訓(xùn)業(yè)務(wù)配置7.4 小結(jié)7.5 習(xí)題第8章 SDH光同步數(shù)字傳送網(wǎng)8.1 SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)理8.1.1 SDH網(wǎng)絡(luò)的常見(jiàn)網(wǎng)元8.1.2 基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)8.1.3 鏈網(wǎng)和自愈環(huán)8.1.4 SDH網(wǎng)絡(luò)的整體層次結(jié)構(gòu)8.1.5 PDH向SDH過(guò)渡的策略8.1.6 實(shí)訓(xùn)保護(hù)配置8.2 標(biāo)準(zhǔn)化的物理接口8.2.1 SDH的電接口8.2.2 光接口分類(lèi)8.3 定時(shí)與同步8.3.1 同步方式8.3.2 主從同步網(wǎng)中從時(shí)鐘的工作模式8.3.3 SDH的引入對(duì)網(wǎng)同步的要求8.3.4 SDH網(wǎng)的同步方式8.3.5 S.字節(jié)和SDH網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘保護(hù)倒換原理8.3.6 實(shí)訓(xùn)時(shí)鐘與公務(wù)配置8.4 傳輸性能8.4.1 誤碼性能8.4.2 抖動(dòng)性能8.4.3 漂移性能8.4.4 實(shí)訓(xùn)抖動(dòng)測(cè)試8.5 小結(jié)8.6 習(xí)題第9章 光纖通信相關(guān)技術(shù)9.1 摻鉺光纖放大器EDFA9.1.1 EDFA簡(jiǎn)介9.1.2 摻鉺光纖放火器EDFA的特性及應(yīng)用方式9.2 相干光通信9.2.1 相干光通信原理9.2.2 相干光通信系統(tǒng)的光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)9.3 光孤子通信9.4 光交換技術(shù)9.4.1 空分光交換9.4.2 時(shí)分光交換9.4.3 波分光交換9.5 光復(fù)用技術(shù)9.5.1 光波分復(fù)用WDM9.5.2 光時(shí)分復(fù)用技術(shù)9.5.3 實(shí)訓(xùn)光纖通信網(wǎng)中的光波分復(fù)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)9.6 智能光網(wǎng)絡(luò)ASON9.6.1 智能光網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生9.6.2 智能光網(wǎng)絡(luò)的特征9.6.3 智能光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)9.7 小結(jié)9.8 習(xí)題附錄專(zhuān)用詞匯及縮略語(yǔ)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1.1 光纖通信的發(fā)展簡(jiǎn)史　　光纖通信是以光波作為信息載體、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信方式。利用光進(jìn)行通信并不是一個(gè)新概念，我國(guó)古代使用的烽火臺(tái)，歐洲人使用的旗語(yǔ)，以及后來(lái)的燈光甚至交通紅綠燈等都是光通信的例子，只是它們所能傳遞的距離和信息量都十分有限?！　?880年，貝爾發(fā)明了用光波作載波傳送話(huà)音的“光電話(huà)”，他用陽(yáng)光作為光源，硒晶體作為光接收檢測(cè)器件，通過(guò)200m的大氣空間成功地傳送了語(yǔ)音信號(hào)。由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有理想的光源和傳輸介質(zhì)，這種光電話(huà)的傳輸距離又很短，并沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，因此未能像其他電通信方式那樣得到發(fā)展?！　〗馔ㄐ诺恼嬲l(fā)展只是近三、四十年的事，其中起主導(dǎo)作用的是激光器和光纖的誕生。1960年，美國(guó)人梅曼發(fā)明了紅寶石激光器，這種激光具有波譜寬度窄，方向性好，亮度高，頻率和相位較一致的良好特性。后來(lái)，貝爾實(shí)驗(yàn)室又發(fā)明了氦－氖激光器。激光器產(chǎn)生的強(qiáng)相干光為現(xiàn)代光通信提供了可靠的光源，使沉睡了80年的光通信進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段?！　∵@一時(shí)期出現(xiàn)了研究大氣激光通信的熱潮。這種通信方式的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須敷設(shè)線路，經(jīng)濟(jì)方便；但實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，許多因素（如雨、霧、雪、云和大氣灰塵，甚至一隊(duì)偶然飛過(guò)的鳥(niǎo)）都會(huì)干擾光波的傳播。例如，雨能造成30dB／km的衰減，濃霧的衰減高達(dá)120dB／km，因而只能做短距離通信用。顯然，要想實(shí)現(xiàn)信息長(zhǎng)距離的穩(wěn)定傳輸，需要一種像射頻（或微波）通信的電纜（或波導(dǎo)）那樣的光波通信傳輸線。1965年，米勒?qǐng)?bào)道了由金屬空心管內(nèi)一系列透鏡構(gòu)成的透鏡光波導(dǎo)，可避免大氣傳輸而帶來(lái)的缺點(diǎn)，但因其結(jié)構(gòu)太復(fù)雜且精度要求太高而不能實(shí)現(xiàn)。　　1966年，英籍華人高錕和霍克哈姆根據(jù)介質(zhì)波導(dǎo)理論，提出了光纖通信的概念。他們指出，若能完全除去玻璃中的雜質(zhì)，就可以利用玻璃制成衰減為20dB／km的通信光纖，相當(dāng)于同軸電纜的水平。光纖的損耗極限還遠(yuǎn)低于這個(gè)數(shù)值。而當(dāng)時(shí)，世界上最優(yōu)秀的光學(xué)玻璃衰減也高達(dá)1000dB／km以上，這一重大研究成果使光纖通信的研究出現(xiàn)了生機(jī)。　　……

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