光纖通信系統(tǒng)

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)介紹和闡述了光纖通信的基本原理和基本技術(shù)，本書分四部分共14章。第一部分即第1章。第二部分即第2章～第6章，為光纖通信技術(shù)基礎(chǔ)，分別介紹光導(dǎo)纖維的導(dǎo)波原理與特性，半導(dǎo)體激光器和光纖激光器的原理、特性與光發(fā)送機(jī)的結(jié)構(gòu)特性，光電檢測(cè)器的原理、特性與光接收機(jī)的結(jié)構(gòu)特性，光放大器的原理、結(jié)構(gòu)特性與應(yīng)用，可調(diào)光濾波器、光纖光柵/光柵器件、波分復(fù)用器/解復(fù)用器、光波導(dǎo)調(diào)制器、光開(kāi)關(guān)、光隔離器與光環(huán)行器等無(wú)源功能器件及其應(yīng)用。第三部分即第7章～第11章，為光通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與通信理論技術(shù)，重點(diǎn)介紹光信號(hào)的傳輸演化規(guī)律、傳輸特性、波形畸變、補(bǔ)償整形與全光再生中繼及強(qiáng)度調(diào)制/直接檢測(cè)、相干檢測(cè)、非線性光孤子傳輸和多信道（OTDM、WDM、OSCM、OCDM）四類基本光波通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、通信性能分析與通信應(yīng)用。第四部分即第12章～第14章，為光波通信網(wǎng)絡(luò)，分別介紹基于電交換的第一代光傳送網(wǎng)、第二代WDM光路交換傳送網(wǎng)及自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）、突發(fā)交換光網(wǎng)絡(luò)（OBSN）與光分組交換網(wǎng)絡(luò)（OPSN）等新一代光網(wǎng)絡(luò)的基本原理、結(jié)構(gòu)組成、關(guān)鍵技術(shù)、組網(wǎng)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)。     本書概念清晰、論述嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)容新穎、圖文并茂、系統(tǒng)性強(qiáng)，既重視基本概念的闡述，也重視必要的理論分析，密切聯(lián)系實(shí)際。本書可作為高等學(xué)校通信類、電子信息類、光信息科學(xué)技術(shù)與光學(xué)工程類專業(yè)本科生和研究生"光電子技術(shù)"和"光通信"課程的教材，也可供從事光通信工作的科技人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

第1章　導(dǎo)論  1.1  光纖通信的發(fā)展與現(xiàn)狀  1.2  通信系統(tǒng)信號(hào)的編碼與調(diào)制 　 1.2.1  模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)　  1.2.2  調(diào)制格式  1.3  信號(hào)復(fù)用與數(shù)字傳遞方式　  1.3.1  數(shù)字信號(hào)的復(fù)用方法與PDH系統(tǒng)　  1.3.2  同步數(shù)字轉(zhuǎn)移模式（STM）與SDH/SONE了系統(tǒng)　  1.3.3  異步轉(zhuǎn)移模式  1.4  光纖系統(tǒng)的基本組成　  1.4.1  光纖光纜　  1.4.2  光發(fā)送機(jī)　  1.4.3  光接收機(jī)  1.5  光纖通信網(wǎng)絡(luò)及其發(fā)展  練習(xí)題第2章  光纖的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)波特性  2.1  光纖的導(dǎo)光原理與結(jié)構(gòu)特性的射線分析　  2.1.1  階躍先纖　  2.1.2  漸變光纖  2.2  階躍光纖的模式理論　  2.2.1  電磁波在光纖中傳播的基本方程　  2.2.2  光在光纖中傳播的導(dǎo)波方程　  2.2.3  階躍光纖中的光場(chǎng)　  2.2.4  階躍光纖的本征值方程與模式　  2.2.5  單模光纖  2.3  光纖的雙折射現(xiàn)象和偏振特性　  2.3.1  雙折射光纖的參數(shù)與類型　  2.3.2  光纖的線雙折射　  2.3.3  光纖的圓雙折射  2.4  光纖的色散特性　  2.4.1  光纖色散的形成機(jī)制和類別　  2.4.2  光纖色散的表示方法和技術(shù)指標(biāo)　  2.4.3  單模光纖的色度色散　  2.4.4  單模光纖的偏振色散　  2.4.5  高階色散　  2.4.6  光纖色散的調(diào)整與新型單模光纖  2.5  光纖損耗　  2.5.1  衰減系數(shù)　  2.5.2  衰減機(jī)理  2.6  光纖的非線性效應(yīng)　  2.6.1  非線性折射率與自相位調(diào)制　  2.6.2  受激非彈性散射　  2.6.3  參量過(guò)程與四波混頻  2.7  光纖光纜設(shè)計(jì)與制造　  2.7.1  光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造　  2.7.2  光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造　  2.7.3  光纖的技術(shù)參數(shù)  2.8  光子晶體光纖　  2.8.1  光子晶體光纖的概念　  2.8.2  折射率引導(dǎo)型先子晶體光纖　  2.8.3  光子帶隙引導(dǎo)型光子晶體光纖　  2.8.4  光子晶體光纖的制備　  2.8.5  光子晶體光纖的損耗　  2.8.6  光子晶體光纖的色散  練習(xí)題第3章  光源與光發(fā)送機(jī)  3.1  半導(dǎo)體光源的物理基礎(chǔ)　  3.1.1  發(fā)射與吸收速率　  3.1.2  PN結(jié)的形成及其能帶結(jié)構(gòu)　  3.1.3  載流子的復(fù)合發(fā)光效率與壽命　  3.1.4  制造異質(zhì)結(jié)的化合物半導(dǎo)體  3.2  發(fā)光二極管　  3.2.1  輸出功率與效率　  3.2.2  輸出光譜特性　  3.2.3  響應(yīng)速率與帶寬　  3.2.4  LED的類型與結(jié)構(gòu)  3.3  半導(dǎo)體激光二極管　  3.3.1  粒子數(shù)反轉(zhuǎn)與光增益　  3.3.2  光學(xué)諧振腔與激光器的閾值條件　  3.3.3  激光器的結(jié)構(gòu)　  3.3.4  有源層的導(dǎo)波特性與激光腔的振蕩模式　　……第4章　光檢測(cè)器與光接收機(jī)第5章　光放大器第6章　光無(wú)源器件第7章　光波系統(tǒng)中光信號(hào)的傳輸理論第8章　直接檢測(cè)光波通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能第9章　相干光波通信系統(tǒng)第10章　光孤子通信系統(tǒng)第11章　多信道光波系統(tǒng)第12章　光電混合網(wǎng)第13章　WDM全光傳送網(wǎng)第14章　新一代光網(wǎng)絡(luò)英漢縮略名詞對(duì)照參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第13章　WDM全光傳送網(wǎng)　　第二代光網(wǎng)絡(luò)是基于光節(jié)點(diǎn)的光網(wǎng)絡(luò)，即光傳送網(wǎng)（OTN），它的主要特征是節(jié)點(diǎn)的光子化，而其中最主要的是交換系統(tǒng)的光子化。一個(gè)通信交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)包括信息交換回路和控制部件兩大部分，將光子技術(shù)應(yīng)用到交換系統(tǒng)的主要任務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)交換回路和控制部件的光子化。人們很自然地將電通信網(wǎng)絡(luò)中各種已獲得成功應(yīng)用的交換方法應(yīng)用到交換回路光子化過(guò)程中，并根據(jù)光波的自身特征進(jìn)行創(chuàng)新和發(fā)展，形成了各種光交換技術(shù)。但是由于目前還缺乏實(shí)用的光邏輯器件，控制部件的光子化還存在許多困難，因此目前采用電控光交換則是一個(gè)可行的方案?！　」鈧魉途W(wǎng)是在現(xiàn)有的傳送網(wǎng)中加入光層，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的全光透明性。人們研究多種光復(fù)用技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)光層，其中WDM技術(shù)的突破及商用化使得以波長(zhǎng)選路為基礎(chǔ)的WDM光傳送網(wǎng)首先獲得了發(fā)展。WDM光傳送網(wǎng)絡(luò)在光域上進(jìn)行交叉連接和分插復(fù)用，提供有關(guān)客戶層信號(hào)的傳輸、復(fù)用、選路、管理、監(jiān)控和生存性功能，大大提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量和節(jié)點(diǎn)的吞吐容量，成為網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的優(yōu)選方案?！　”菊孪到y(tǒng)地介紹了WDM光傳送網(wǎng)絡(luò)的各種關(guān)鍵技術(shù)，包括光子交換技術(shù)、光傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)設(shè)備、路由波長(zhǎng)算法和網(wǎng)絡(luò)生存性問(wèn)題。

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