出版時(shí)間:2009-9 出版社:北京郵電大學(xué)出版社 作者:馬麗華 等編著 頁數(shù):234
前言
光纖通信作為現(xiàn)代通信的主要傳輸手段,在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著重要作用。光纖通信有巨大的信息傳輸容量,一條光頻通路理論上可同時(shí)允許幾十億人通話。光纖通信通過短短幾十年的發(fā)展,在擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)傳輸容量方面起到了其他方式不可替代的作用。展望未來,光通信仍將一如既往地向前發(fā)展,把通信網(wǎng)從電到光推向更高的臺(tái)階。不僅在傳輸,而且在交換;不僅在網(wǎng)絡(luò)核心,而且在網(wǎng)絡(luò)邊緣,都將引入光通信,最終把光送到千家萬戶?! 豆饫w通信系統(tǒng)》主要講述光纖通信原理與技術(shù),包括光纖傳輸原理、光無源和有源器件原理、光纖通信系統(tǒng)以及近年來發(fā)展的各種部件技術(shù)和系統(tǒng)技術(shù)。內(nèi)容強(qiáng)調(diào)器件和系統(tǒng)的概念,同時(shí)也重視介紹它們的應(yīng)用?! ∪珪卜?章。第1章為導(dǎo)論,主要介紹光纖通信的概念、發(fā)展歷史、系統(tǒng)組成、特點(diǎn)應(yīng)用以及發(fā)展趨勢;第2章主要介紹光纖傳輸原理與傳輸特性,包括光纖的結(jié)構(gòu)、類型、導(dǎo)光原理、傳輸特性及非線性效應(yīng),并介紹幾種典型的單模光纖與光纜以及光纖接續(xù);第3章為光源與光發(fā)送機(jī),討論半導(dǎo)體光源的原理、結(jié)構(gòu)、特性及由其構(gòu)成的光發(fā)送機(jī)的結(jié)構(gòu)、光調(diào)制特性以及將光信號(hào)注入光纖的耦合方式與技術(shù);第4章為光檢測器與光接收機(jī),在介紹光檢測器的原理、結(jié)構(gòu)和特性的基礎(chǔ)上討論了接收機(jī)主要組成部分的電路與特性,并詳細(xì)討論接收機(jī)的噪聲和靈敏度及降低噪聲和提高靈敏度的方法;第5章介紹光纖通信系統(tǒng)常用無源器件,主要包括光纖連接器、光耦合器、光開關(guān)、光衰減器等器件的作用、工作原理與種類;第6章為光放大及色散補(bǔ)償技術(shù),包括光放大器的一般概念、幾種典型光放大器的原理與應(yīng)用以及色散補(bǔ)償?shù)母拍钆c一般方法;第7章為光波分復(fù)用技術(shù),重點(diǎn)介紹波分復(fù)用系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與器件;第8章為光纖通信系統(tǒng)與性能,介紹了兩種數(shù)字傳輸體制、系統(tǒng)性能指標(biāo),光纖損耗、色散對(duì)系統(tǒng)性能的影響以及光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì);第9章為光纖通信新技術(shù),分別介紹了相干光通信、光孤子通信、光交換技術(shù)、全光通信網(wǎng)、量子通信等光纖通信新技術(shù)以及應(yīng)用。
內(nèi)容概要
本書緊密結(jié)合光纖通信的最新發(fā)展,全面系統(tǒng)地介紹了光纖通信系統(tǒng)的基本原理、基本技術(shù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,主要內(nèi)容包括:光纖通信的組成、發(fā)展概況、特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢;光纖的傳輸原理和傳輸特性、光纖的非線性效應(yīng);光源器件的結(jié)構(gòu)與發(fā)光機(jī)理、光發(fā)送機(jī)的組成與設(shè)計(jì);光檢測器件的結(jié)構(gòu)和原理、光接收機(jī)的相關(guān)理論;光纖連接器、耦合器、光開關(guān)等光無源器件的作用、原理與類型;光放大器的一般概念、典型光放大器的原理與應(yīng)用;色散補(bǔ)償?shù)母拍钆c一般方法;波分復(fù)用系統(tǒng)原理、設(shè)計(jì)與器件;光纖通信系統(tǒng)性能指標(biāo)與設(shè)計(jì);相干光通信、光孤子通信、光交換技術(shù)、全光通信網(wǎng)、量子通信等光纖通信新技術(shù)以及應(yīng)用。 本書內(nèi)容系統(tǒng)全面,材料充實(shí)豐富,可供通信工程專業(yè)本科生及相關(guān)專業(yè)的高年級(jí)學(xué)生使用,也可作為通信技術(shù)人員的參考書。
書籍目錄
第1章 導(dǎo)論 1.1 光纖通信的基本概念 1.2 光纖通信發(fā)展歷史 1.2.1 光纖的發(fā)展 1.2.2 光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展 1.3 光纖通信系統(tǒng)的基本組成 1.4 我國光纖通信的發(fā)展 1.4.1 我國光通信的歷程 1.4.2 我國光纖通信現(xiàn)狀 1.5 光纖通信的特點(diǎn)與應(yīng)用 1.5.1 光纖通信的特點(diǎn) 1.5.2 光纖通信的應(yīng)用 1.6 光纖通信發(fā)展趨勢 1.6.1 光纖、光纜發(fā)展趨勢 1.6.2 光纖通信系統(tǒng)高速化發(fā)展趨勢 1.6.3 光纖通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢 小結(jié) 思考與練習(xí)第2章 光纖與光纜 2.1 光纖的結(jié)構(gòu)與分類 2.1.1 光纖的結(jié)構(gòu) 2.1.2 光纖的分類 2.1.3 光纖的制造工藝 2.2 光纖的傳輸原理 2.2.1 射線理論分析光纖的傳輸原理 2.2.2 波動(dòng)理論分析光纖的傳輸原理 2.3 光纖的傳輸特性 2.3.1 光纖的損耗特性 2.3.2 光纖的色散特性 2.3.3 光纖的非線性效應(yīng) 2.4 單模光纖的種類及性能參數(shù) 2.4.1 光纖的主要性能參數(shù) 2.4.2 單模光纖種類 2.5 光纖接續(xù) 2.6 光纜 2.6.1 光纜的基本結(jié)構(gòu) 2.6.2 光纜的分類 小結(jié) 思考與練習(xí)第3章 光源和光發(fā)送機(jī) 3.1 光纖通信用光源 3.1.1 半導(dǎo)體光源的發(fā)光機(jī)理 3.1.2 半導(dǎo)體發(fā)光二極管 3.1.3 半導(dǎo)體激光二極管 3.2 光發(fā)送機(jī) 3.2.1 光發(fā)送機(jī)的基本組成 3.2.2 光發(fā)送機(jī)的主要技術(shù)要求 3.2.3 光發(fā)送機(jī)設(shè)計(jì) 3.3 光源與光纖的耦合 3.3.1 光源與光纖耦合效率的計(jì)算 3.3.2 影響光源與光纖耦合效率的主要因素及提高耦合效率的方法 小結(jié) 思考與練習(xí)第4章 光檢測器與光接收機(jī) 4.1 光檢測器 4.1.1 光電探測原理 4.1.2 PD和PIN光電二極管 4.1.3 雪崩光電二極管 4.1.4 響應(yīng)帶寬 4.1.5 新型APD結(jié)構(gòu) 4.1.6 MSM光電探測器 4.2 光接收機(jī) 4.2.1 光接收機(jī)的組成 4.2.2 光接收機(jī)的性能指標(biāo) 4.2.3 光接收機(jī)的噪聲和信噪比 4.2.4 光接收機(jī)誤碼率和靈敏度 4.2.5 光接收機(jī)性能 4.3 光中繼器 小結(jié) 思考與練習(xí)第5章 光天源器件第6章 光放大及色散補(bǔ)償技術(shù)第7章 光波分復(fù)用技術(shù)第8章 光纖通信系統(tǒng)性能與設(shè)計(jì)第9章 光纖通信新技術(shù)參考文獻(xiàn)
章節(jié)摘錄
自然界中對(duì)通信的各種干擾源比比皆是,如雷電干擾、電離層的變化和太陽的黑子活動(dòng)等;有工業(yè)干擾源,如電動(dòng)馬達(dá)和高壓電力線;還有無線電通信的相互干擾等,這都是現(xiàn)代通信必須認(rèn)真對(duì)待的問題。一般說來,現(xiàn)有的電通信盡管采取了各種措施,但都不能滿意地解決以上各種干擾的影響。由于光纖由電絕緣的石英材料制成,所以光纖通信線路不受以上各種電磁干擾的影響,這將從根本上解決電通信系統(tǒng)多年來困擾人們的干擾問題。它不怕外界強(qiáng)電磁場的干擾、耐腐蝕。無金屬加強(qiáng)筋非常適合于存在強(qiáng)電磁場干擾的高壓電力線路周圍、油田、煤礦和化工等易燃、易爆環(huán)境中使用?! 。?)體積小、質(zhì)量小、便于施工和維護(hù) 由于電纜體積和質(zhì)量較大,安裝時(shí)還必須慎重處理接地和屏蔽問題。在空間狹小的場合,如艦船和飛機(jī)中,這個(gè)弱點(diǎn)更顯突出。而光纖質(zhì)量小、直徑小,相同容量情況下,光纜要比電纜輕95%,故運(yùn)輸和敷設(shè)都比銅線電纜方便?! ⊥ㄐ旁O(shè)備的質(zhì)量和體積對(duì)許多領(lǐng)域(特別是軍事、航空和宇宙飛船等)的應(yīng)用,具有特別重要的意義。在飛機(jī)上用光纖代替電纜,不僅降低通信設(shè)備的成本,提高了通信質(zhì)量,而且降低了飛機(jī)的制造成本?! 。?)價(jià)格低廉 制造同軸電纜和波導(dǎo)管的金屬材料,在地球上的儲(chǔ)量是有限的。制造石英光纖最基本的原材料是二氧化硅,即砂子,而砂子在大自然界中幾乎是取之不盡、用之不竭的。因此其價(jià)格是十分低廉的,目前,普通單模光纖的價(jià)格比銅線便宜。有專家說現(xiàn)在的光纖比草繩還便宜。從話路成本來說,光纖每話路成本要比電纜便宜得多。 1.5.2光纖通信的應(yīng)用 人類社會(huì)現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到了信息社會(huì),聲音、圖像和數(shù)據(jù)等信息的交流量非常大,而光纖通信正以其容量大、保密性好、體積小、質(zhì)量小、中繼距離長等優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。其應(yīng)用領(lǐng)域遍及通信、交通、工業(yè)、醫(yī)療、教育、航空航天和計(jì)算機(jī)等行業(yè),并正向更廣更深的層次發(fā)展??梢园压饫w通信網(wǎng)分成三個(gè)層次,一是遠(yuǎn)距離的長途干線網(wǎng);二是城域網(wǎng),由一個(gè)大城市中的很多光纖用戶組成;三是局域網(wǎng),如一個(gè)單位、一個(gè)大樓、一個(gè)家庭?! 」饫w通信的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面?! 。?)光纖在公用電信網(wǎng)問作為傳輸線路 由于光纖損耗低、容量大、直徑小、質(zhì)量小和敷設(shè)容易,所以特別適合用做室內(nèi)電話中繼線及長途干線線路,這是光纖的主要應(yīng)用場合?! 。?)滿足不同網(wǎng)絡(luò)層面的應(yīng)用 為使用光傳送網(wǎng)向更高速、更大容量、更長距離方向發(fā)展,不同層次網(wǎng)絡(luò)對(duì)光纖要求也不盡相同。在核心網(wǎng)層面和局域網(wǎng)層面,光纖通信都得到了廣泛應(yīng)用。局域網(wǎng)應(yīng)用的是一種把計(jì)算機(jī)和智能終端通過光纖連接起來,實(shí)現(xiàn)工廠、辦公室、家庭自動(dòng)化的局部地區(qū)數(shù)字通信網(wǎng)。
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