光通信原理与技术基础
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作者任一涛编著
出版社科学出版社
ISBN9787030764232
出版时间2023-10
装帧平装
开本其他
定价69元
货号14485041
上书时间2024-11-02
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目录
目录
第1章 概述 1
1.1光纤通信的发展历程 1
1.1.1我国光纤通信的发展历程 4
1.1.2电通信的发展与局限 5
1.2光纤通信的优势与特点 7
1.2.1光纤通信的优势 7
1.2.2有线光通信和无线光通信 9
1.3光纤通信系统的组成和分类 10
1.3.1光纤通信系统的组成 10
1.3.2光纤信道特性及通信窗口 11
1.3.3光纤通信系统的分类 13
1.3.4光纤通信系统的主要特性指标 15
1.3.5光纤通信系统的发展 16
1.4大气激光通信、星间激光通信和水下激光通信 17
1.4.1大气激光通信 18
1.4.2星间激光通信 24
1.4.3水下激光通信 30
1.5光纤通信的基本概念 35
1.5.1电磁波频谱 35
1.5.2通信的信道及容量 35
1.5.3信道复用 36
1.5.4模拟信号与数字信号 38
1.5.5调制与解调 39
小结 40
习题 40
第2章 光纤和光缆 41
2.1光纤的结构与分类 42
2.1.1光纤的结构 42
2.1.2光纤的分类 42
2.2光纤的传输理论 44
2.2.1几何光学理论分析 45
2.2.2电磁场理论分析 (模式理论) 49
2.3单模光纤、多模光纤和光纤导模场分布图 56
2.3.1单模光纤 56
2.3.2多模光纤 58
2.3.3光纤导模场分布图 59
2.4光纤的传输特性 61
2.4.1光纤的损耗特性 61
2.4.2光纤的色散特性 65
2.5光纤的其他特性 70
2.5.1光纤的温度特性 70
2.5.2光纤的机械特性 70
2.6光纤的标准 71
2.7光纤的制造 73
2.7.1光纤的基本原料 73
2.7.2光纤的制造工艺 76
2.8 光缆 78
2.8.1光缆的结构和类型 78
2.8.2光缆的特性和技术要求 83
2.8.3光缆的型号与规格代号 84
小结 86
习题 87
第3章 光纤的连接和测试 89
3.1光纤的常用连接方式 89
3.1.1光纤的连接损耗 89
3.1.2光纤的机械连接 93
3.1.3光纤的熔接 94
3.1.4光纤的连接器连接 95
3.2光纤损耗特性测量 98
3.2.1剪断法 99
3.2.2 背向散射法 99
3.2.3 插入法 100
3.3光纤的色散特性及带宽测量 100
3.3.1多模光纤的色散及带宽测量 101
3.3.2 单模光纤的色散测量 102
小结 104
习题 104
第4章 光源和光发射机 105
4.1半导体光源的发光机理 106
4.1.1光的量子性 106
4.1.2原子的能级和光的跃迁辐射过程 106
4.1.3半导体的能带结构 108
4.2发光二极管 112
4.2.1发光二极管的发光原理 112
4.2.2发光二极管的结构 113
4.2.3发光二极管的工作特性 114
4.2.4发光二极管的封装 115
4.3激光二极管 116
4.3.1激光二极管的发光原理 117
4.3.2激光二极管的结构及选频单元 118
4.3.3激光二极管的工作特性 118
4.3.4激光二极管和发光二极管的性能对比 123
4.4光发射机 124
4.4.1光端机的基本概念及功能 124
4.4.2光发射机的基本组成 125
小结 129
习题 129
第5章 光检测器和光接收机 131
5.1光检测器 131
5.1.1半导体的光电效应 132
5.1.2 PN光电二极管及特性 134
5.1.3 PIN光电二极管及特性 135
5.1.4雪崩光电二极管及特性 136
5.1.5光检测器的重要参数 138
5.2光接收机 142
5.2.1光接收机的基本组成及功能 142
5.2.2数字光接收机的主要性能指标 145
5.2.3光接收机的噪声 148
5.2.4数字信号系统性能的直观评价手段 ——眼图 149
小结 152
习题 152
第6章 光中继器和光放大器 154
6.1光中继器 154
6.1.1光电中继器 155
6.1.2全光中继器 156
6.2光放大器 157
6.2.1光放大器的分类及应用 157
6.2.2光放大器的主要参数 158
6.2.3半导体光放大器 162
6.2.4掺铒光纤放大器 164
6.2.5非线性光纤放大器 170
小结 175
习题 175
第7章 常用光无源器件 176
7.1光无源器件及其结构类型 176
7.2光纤连接器 178
7.3光衰减器 179
7.4光纤偏振控制器 180
7.5光耦合器和光分路器 182
7.5.1光耦合器和光分路器的分类 182
7.5.2光耦合器的特性参数 183
7.5.3光耦合器的基本结构 185
7.6光开关 188
7.6.1光开关的形式和分类 188
7.6.2光开关的特性参数 190
7.7光纤光栅 191
7.7.1光纤光栅的分类 191
7.7.2布拉格光纤光栅的工作原理 192
7.8光滤波器 194
7.8.1光滤波器的分类 194
7.8.2光滤波器的特性参数 196
7.9光隔离器 197
7.9.1光隔离器的分类 197
7.9.2光隔离器的主要技术参数 198
7.10光环行器 200小结 201习题 202
第8章 波分复用技术和波分复用器 203
8.1信道复用的概念及形式 203
8.1.1光时分复用 204
8.1.2光码分复用 206
8.1.3光空分复用 206
8.1.4光频分复用 207
8.2光波分复用及系统 208
8.2.1光波分复用技术的发展 209
8.2.2光波分复用的原理 210
8.2.3光波分复用技术的特点 211
8.2.4波分复用系统的基本形式和分类 211
8.2.5波分复用的复用波长国际标准 215
8.3光波分复用系统的关键技术及相关器件 218
8.3.1 WDM系统中的光源 219
8.3.2 WDM系统中的光纤 220
8.3.3 WDM系统中的放大器 220
8.3.4 WDM系统中的接收机 221
8.3.5 WDM系统中的光信道监控与管理 221
8.3.6 WDM系统中的波分复用器 /解复用器 222
小结 232
习题 232
第9章 数字光纤通信系统及其基本设计 233
9.1数字光纤通信系统概述 233
9.2数字光纤通信系统的主要性能 236
9.2.1数字传输参考模型 236
9.2.2数字光纤通信系统的主要性能指标 237
9.3数字光纤通信系统的基本设计 242
9.3.1点到点系统的基本结构及组成 243
9.3.2光纤通信系统设计的基本原则 243
9.4单信道系统中继距离的估算 249
9.4.1系统路由选择 249
9.4.2中继距离估算 249
小结 257
习题 257
部分习题参考答案 259
参考文献 261
内容摘要
本书全面讲述了光纤通信的基本原理、特性和系统组成，从光纤通信的系统基本构成出发，对涉及到的基本概念、基础理论和相关技术进行系统的阐述。主要内容包括：光通信概述、光纤和光缆、光纤的连接和测试、光源和光发射机、光探测器和光接收机、光中继器和光放大器、常用光无源器件和WDM技术、光纤通信系统基本设计。
精彩内容
本书在介绍大气激光通信、星间激光通信和水下激光通信的基础上，重点讲述了光纤通信的基本理论和关键技术，内容包括光纤通信的优势和发展历程、光纤通信系统的构成和特点、光纤的结构和传输原理、光纤的连接和测试、光源和光发射机、光检测器和光接收机、光中继器和光放大器、常用光无源器件、波分复用技术和波分复用器、数字光纤通信系统及其基本设计。每章结尾配有小结和习题，便于读者复习并掌握各章重点。
本书内容系统全面、难易适度，深入浅出，易于自学，注重基础理论和应用实践相结合。
本书可作为高等学校电子信息工程、通信工程、光电信息科学与工程等专业的本科生或研究生教材，也可作为从事光纤通信的科研、工程、生产、管理等相关人员的培训教材或参考用书。
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