光纤通信技术基础
定价：￥51.00
作者： 陈根祥等
出版社：高等教育出版社
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
- 高等教育出版社
- 9787040305845
- 1版
- 47264150-5
- 16开
- 500
- 工学
- 电子信息类
- 电子信息类
- 本科
内容简介
作为20世纪人类社会所取得的最伟大的技术成就之一，光纤通信技术已经发展成为人类向信息化时代迈进不可替代的重要基石，并正在经历以光纤到户和网络全光化为标志的重大技术变革。本书根据光纤通信技术的最新进展和未来发展趋势，对光纤通信所涉及的基本原理、物理概念、基础理论和实验技术进行了较为完整和深入的论述。全书大致可以分为光纤与光波导技术基本理论、光通信器件的理论与技术、光纤通信系统与网络技术、光纤与光纤通信系统测量及数学附录等几个主要的部分。内容涉及光纤通信技术的各主要方面。为适应不同层次和不同专业读者的学习和教学需要，上述各部分之间保持了相对的独立性。为了使学生能够巩固所学知识并培养其应用所学知识解决实际问题的能力，对在研究和开发工作中具有重要应用价值的有关数值分析方法进行了较详细的论述，并在每一章后配备了大量的基础性和知识延伸性习题。为适应研究型教学的需要，其中部分习题属于带有研究性质的大型习题，可供教师组织有兴趣的学生进行研讨与练习。
本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材，可作为通信工程、电子信息及应用物理类专业本科生和研究生相关课程的教材使用，也可供通信领域的科研和工程技术人员参考。
目录
目录
前辅文
第一篇 光纤技术基础
第1章 引论
1.1 电通信技术的发展
1.2 光通信的必要性及其技术基础
1.2.1 光通信的必要性与空间光通信
1.2.2 光纤技术的发展
1.2.3 模间色散与单模光纤技术
1.2.4 群速色散与动态单纵模激光器
1.3 光纤通信技术的历史、现状与未来
1.3.1 早期的850nm光纤通信系统
1.3.2 1.31μm光纤通信系统
1.3.3 1.55μm光纤通信系统
1.3.4 光纤通信网络体系结构
1.3.5 密集波分复用技术
1.3.6 外调制技术与光时分复用
1.3.7 网络全光化
1.3.8 光纤接入网
1.3.9 光纤通信技术的未来发展方向
习题
第2章 电磁理论基础
2.1 电磁现象的普遍规律
2.1.1 Maxwell方程组
2.1.2 电磁场与物质之间相互作用的宏观描述
2.1.3 电磁场边值关系
2.1.4 Maxwell方程组的物理含义
2.1.5 电磁场量纲系统
2.2 电磁场波动方程与电磁波
2.2.1 Maxwell方程组的频域形式
2.2.2 频域波动方程
2.2.3 自由空间中的均匀平面波
2.2.4 波的相速度与群速度
2.2.5 介质的损耗与增益
2.3 电磁场的能量与能流
2.3.1 电磁场能量守恒定律
2.3.2 复数表示
2.4 光的反射与折射
2.4.1 Snell定律
2.4.2 Fresnel公式
2.4.3 重要结论
习题
第3章 一维平面光波导
3.1 一维平面光波导及其几何光学分析
3.1.1 一维均匀平面光波导的基本结构
3.1.2 模式及其特征方程
3.1.3 模式分类及数量
3.1.4 模式特征方程的具体形式
3.1.5 波导参数与模式截止特性
3.1.6 模式场分布
3.1.7 一个例子的数值计算结果
3.2 一维平面光波导的波动理论分析
3.2.1 光波导本征值问题
3.2.2 场方程及其束缚态解的形式
3.2.3 场分解与模式分类
3.2.4 TE模的场分布与特征方程
3.2.5 TM模的场分布与特征方程
3.3 若干重要概念及其内涵
3.3.1 光线、光波与光子
3.3.2 波导内电磁场的存在形态和功率流
3.3.3 模式的相速度与群速度
3.3.4 模间色散与频率色散
3.4 数值方法
3.4.1 任意一维波导结构的场方程
3.4.2 有限差分方法
3.4.3 传输矩阵方法
习题
第4章 光纤模式理论
4.1 光纤基本结构与分类
4.1.1 光纤基本结构
4.1.2 折射率分布的主要类型
4.1.3 光纤的数值孔径与归一化频率
4.1.4 多模光纤与单模光纤
4.2 纵向均匀光波导中场的纵横关系
4.2.1 纵向场与横向场
4.2.2 纵向均匀光波导内场的纵横关系
4.3 阶跃光纤的严格矢量解
4.3.1 阶跃光纤中电磁场的波动方程
4.3.2 场的纵向分量
4.3.3 横向场分量
4.3.4 模式特征方程及矢量模的分类
4.3.5 矢量模的截止特性
4.3.6 光纤的单模传输条件
4.3.7 矢量模的特性曲线
4.3.8 矢量模的场分布、简并性与光功率密度分布
4.4 阶跃型弱导光纤的标量近似理论
4.4.1 弱导光纤与线偏振模
4.4.2 线偏振模的特征方程
4.4.3 线偏振模的简并性及其与矢量模的关系
4.4.4 线偏振模的截止特性
4.4.5 线偏振模的特性曲线与功率限制因子
4.5 无界抛物型折射率分布弱导光纤
4.5.1 折射率分布
4.5.2 无界抛物型光纤中的模式场分布
4.5.3 基模场分布与模场直径
4.6 光波导中模式的普遍性质
4.6.1 传导模、辐射模与泄漏模
4.6.2 光波导本征值问题
4.6.3 模式的完备性与光场展开
4.6.4 模式的正交性与归一化
4.6.5 模式正交性的证明
4.6.6 β2的稳定性
4.6.7 光波导不规则性与模耦合
4.7 近似方法
4.7.1 变分法
4.7.2 等效阶跃折射率近似
4.8 单模光纤
4.8.1 概述
4.8.2 阶跃型单模光纤
4.8.3 单模光纤的模场直径
4.8.4 单模光纤中的随机双折射
4.8.5 偏振保持光纤
习题
第5章 光纤色散
5.1 光纤色散的来源
5.1.1 概述
5.1.2 多模光纤中的模式色散
5.1.3 Sellmeyer定律和材料色散
5.1.4 波导效应所引起的色散
5.2 单模光纤的色散
5.2.1 基本关系式
5.2.2 群时延
5.2.3 阶跃型单模光纤的色散
5.2.4 单模光纤色散的一般描述
5.3 单模光纤中的光信号传输
5.3.1 频域分析
5.3.2 光信号的时域传输方程
5.3.3 光脉冲的色散展宽
5.3.4 光脉冲的色散啁啾效应
5.4 偏振模色散
5.4.1 偏振模色散的来源
5.4.2 偏振模色散的统计描述
习题
第6章 光纤的非线性光学特性
6.1 光纤中光学非线性的一般理论描述
6.1.1 极化率张量
6.1.2 非线性折射率
6.1.3 光纤非线性传输方程
6.1.4 受激非弹性散射过程
6.1.5 非线性响应速度与超快过程
6.1.6 光纤非线性的重要意义
6.2 自相位调制
6.2.1 SPM啁啾效应
6.2.2 高斯脉冲的SPM谱展宽效应
6.2.3 色散的影响
6.3 交叉相位调制
6.3.1 两不同频率光信号间的XPM耦合传输方程
6.3.2 光纤的非线性双折射
6.3.3 同向准连续波之间的XPM效应
6.3.4 反向传输准连续波之间的XPM效应
6.4 四波混频
6.4.1 光纤中的四波混频效应
6.4.2 FWM耦合传输方程
6.4.3 泵浦-信号相互作用机制
6.4.4 FWM光学相位共轭与光谱反转
6.4.5 色散对光纤中FWM效应的影响
6.5 受激非弹性散射
6.5.1 光纤中的受激非弹性散射过程
6.5.2 受激拉曼散射
6.5.3 受激布里渊散射
6.6 光纤中的光学孤立子
6.6.1 光纤中光学孤立子的基本特性
6.6.2 各种非理想因素对光孤子传输特性的影响
6.7 数值分析方法
6.7.1 分步傅里叶方法
6.7.2 对称分步傅里叶方法
6.7.3 迭代的对称分步傅里叶方法
习题
第7章 光纤制造技术与光缆
7.1 光纤制造技术
7.1.1 基本原理及技术
7.1.2 内部气相沉积法
7.1.3 外部气相沉积法
7.1.4 拉丝工艺
7.2 光缆
7.2.1 光缆的基本技术要求
7.2.2 光缆的基本结构
7.2.3 光缆的主要类型
7.3 光纤损耗
7.3.1 概述
7.3.2 石英材料的本征吸收损耗
7.3.3 杂质吸收损耗
7.3.4 瑞利散射损耗
7.3.5 弯曲损耗
7.3.6 改善光纤损耗特性的技术方向
7.4 光纤的主要类型与技术规范
7.4.1 多模光纤的主要类型与技术规范
7.4.2 单模光纤的主要类型与技术规范
7.5 特种光纤及其制造
7.5.1 稀土掺杂光纤
7.5.2 光子晶体光纤
7.5.3 偏振保持光纤
7.5.4 塑料光纤
习题
第二篇 光通信器件技术基础
第8章 基本光纤器件
8.1 分波/合波器件
8.1.1 分波/合波器件基本类型及功能
8.1.2 器件参数
8.2 耦合波导理论
8.2.1 耦合波导的基本结构与分析方法
8.2.2 耦合波方程
8.2.3 耦合波方程的标准形式及其解
8.2.4 耦合波导结构光学特性的矩阵表示
8.2.5 关于耦合波导的重要结论
8.3 熔烧拉锥型光纤耦合器技术
8.4 光纤接续技术与光纤连接器
8.4.1 光纤熔接技术
8.4.2 光纤活动连接器
8.4.3 光纤连接损耗
8.5 光隔离器、环形器和衰减器
8.5.1 光隔离器
8.5.2 光纤环形器
8.5.3 光衰减器
习题
第9章 光学滤波器
9.1 Fabry-Pérot滤波器
9.1.1 Fabry-Pérot（FP）滤波器的基本结构
9.1.2 FP滤波器的光学特性
9.1.3 FP滤波器的性能参数
9.2 介质膜滤波器
9.2.1 介质膜滤波器基本组成
9.2.2 单层介质膜的光学特性
9.2.3 多层膜技术
9.3 HiBi光纤Sagnac环滤波器
9.3.1 滤波器基本结构
9.3.2 HiBi光纤Sagnac滤波器的传输矩阵法分析
9.4 Mach-Zender型滤波器
9.4.1 Mach-Zender型滤波器的基本结构
9.4.2 MZ滤波器的传输矩阵法分析
9.5 光纤光栅
9.5.1 光纤光栅基本结构和类型
9.5.2 光栅区域的光场耦合方程
9.5.3 光纤光栅的传输矩阵分析方法
9.5.4 啁啾与切趾技术
9.5.5 取样光栅
习题
第10章 光纤放大器
10.1 光放大器的发展历程
10.1.1 早期的探索
10.1.2 掺铒光纤放大器技术的发展
10.1.3 光纤拉曼放大技术的发展
10.1.4 其他光放大技术
10.2 辐射跃迁过程的物理基础
10.2.1 基本相互作用过程
10.2.2 自发辐射
10.2.3 受激辐射
10.2.4 受激吸收
10.2.5 模式增益和粒子数反转条件
10.2.6 光子态密度与黑体辐射定律
10.2.7 Einstein关系
10.2.8 自发辐射过程的本质
10.2.9 能级的自然宽度与线型函数
10.3 掺铒光纤放大器
10.3.1 掺铒光纤放大器的基本原理
10.3.2 EDFA的基本组成
10.3.3 EDFA的行波速率方程理论
10.3.4 EDFA的增益饱和特性
10.4 EDFA的动态模型与数值化方法
10.4.1 动态情形
10.4.2 数值化方法
10.5 放大器噪声
10.5.1 EDFA的噪声特性
10.5.2 粒子数反转因子与噪声
10.5.3 EDFA的级联
10.6 光纤Raman放大器
10.6.1 受激与自发Raman散射过程
10.6.2 FRA的基本理论模型
10.6.3 动态情形
10.6.4 光纤的Raman增益系数
10.6.5 FRA的基本实施方式与开关增益
10.6.6 多泵浦宽带Raman放大技术
10.7 FRA的噪声特性
10.7.1 ASE噪声
10.7.2 FRA的多径干涉噪声
10.7.3 FRA的四波混频噪声
10.7.4 FRA的其他噪声来源
10.7.5 新型Raman泵浦技术案例
习题
第11章 半导体光电子器件
11.1 半导体的光电子学特性
11.1.1 半导体的能带结构
11.1.2 主要的半导体材料及其掺杂
11.1.3 半导体内的光学过程
11.1.4 半导体的增益和吸收特性
11.1.5 PN结及其光电子学特性
11.1.6 双异质结
11.1.7 异质结的外延生长技术
11.1.8 量子结构材料
11.1.9 简化的材料增益模型
11.1.10 自发复合与载流子寿命
11.2 FP型双异质结构激光器
11.2.1 FP型激光器的基本结构
11.2.2 FP激光器的阈值特性与纵模
11.2.3 FP激光器的零维模型
11.2.4 FP激光器的稳态特性
11.2.5 弛豫过程与开关延迟
11.2.6 FP激光器的调制特性
11.2.7 FP激光器的光谱特性
11.3 动态单纵模激光器
11.3.1 概述
11.3.2 Bragg光栅
11.3.3 DBR激光器
11.3.4 DFB激光器
11.3.5 VCSEL
11.3.6 SG-DBR激光器
11.4 发光二极管
11.4.1 概述
11.4.2 面发射LED
11.4.3 边发射LED
11.4.4 LED的峰值波长与光谱宽度
11.4.5 LED的光-电流特性
11.5 半导体光放大器
11.5.1 SOA的基本结构和技术要求
11.5.2 SOA的理论模型
11.5.3 稳态光增益特性
11.5.4 增益饱和
11.5.5 SOA的噪声特性
11.5.6 SOA的非线性特性及其应用
11.5.7 增益钳制技术
11.5.8 SOA光开关
11.6 半导体光电检测技术
11.6.1 光电导效应
11.6.2 PN结光电二极管
11.6.3 PIN光电二极管
11.6.4 雪崩光电二极管
11.7 光电检测噪声
11.7.1 散弹噪声过程
11.7.2 散弹噪声过程的数字特征
11.7.3 散弹噪声过程的功率谱密度
11.7.4 暗电流和热噪声
11.7.5 光电检测过程的信噪比
习题
第三篇 光纤通信系统和网络
第12章 光纤传输系统
12.1 光纤传输系统的基本组成
12.2 光发送机组件
12.2.1 码型转换
12.2.2 调制/驱动电路
12.2.3 自动功率控制电路
12.2.4 自动温度控制电路
12.3 光接收机组件
12.3.1 前端
12.3.2 线性通道
12.3.3 数据恢复
12.4 光放大器噪声及其级联
12.4.1 光放大器的噪声特性
12.4.2 光放大器的级联
12.5 色散调节技术
12.5.1 发送端的色散调节
12.5.2 传输段的色散调节
12.5.3 接收端的色散调节
12.6 光纤传输系统设计
12.6.1 系统单元参数的选择
12.6.2 损耗限制系统和光功率预算
12.6.3 色散限制系统及色散预算
12.6.4 带宽设计
12.7 光纤传输系统性能评估
12.7.1 系统参考模型
12.7.2 误码性能
12.7.3 抖动性能
12.7.4 光接口技术要求
习题
第13章 光纤通信网
13.1 通信网的拓扑结构与分类
13.1.1 通信网的拓扑结构
13.1.2 通信网的分类
13.2 准同步数字体系
13.2.1 PDH的不同系列
13.2.2 时分复用和PCM30/32路系统
13.2.3 PDH高次群的时分复用
13.2.4 PDH系统
13.3 同步数字体系
13.3.1 SDH的速率等级和帧结构
13.3.2 SDH的复用映射结构
13.3.3 SDH基本网络单元设备
13.3.4 SDH传输网
13.4 异步传递模式
13.4.1 ATM信元结构
13.4.2 ATM（B-ISDN）协议参考模型
13.4.3 ATM交换
13.5 互联网协议
13.5.1 TCP/IP参考模型
13.5.2 互联网协议
13.5.3 宽带IP网的传输技术
13.6 光纤通信网的管理、保护与恢复
13.6.1 光纤通信网的管理
13.6.2 光纤通信网的保护与恢复
习题
第14章 全光网技术及其发展
14.1 引言
14.2 通信网络的发展过程
14.2.1 电网络
14.2.2 光电混合网络
14.2.3 全光网络
14.3 全光网络中的传输技术
14.3.1 WDM全光通信网络
14.3.2 OTDM全光通信网络
14.3.3 OCDMA全光通信网络
14.3.4 分组交换全光通信网络
14.4 无源光网络
14.4.1 GPON
14.4.2 EPON
14.4.3 WDM-PON
14.5 光传送网
14.5.1 G.709 OTN信息结构
14.5.2 OTN的优点
14.6 自动交换光网络
14.6.1 ASON技术的发展
14.6.2 ASON的分层体系结构
14.6.3 ASON的技术优势
14.7 全光网的网络管理
14.7.1 概述
14.7.2 全光网络的管理需求
14.7.3 全光网络的管理功能和方式
14.7.4 管理通道的实现
14.8 全光网络的安全问题
14.8.1 全光网络的安全特征
14.8.2 攻击类型
14.8.3 全光网络攻击方法
14.8.4 全光网络的安全措施
习题
第四篇 光纤与光纤通信系统测量
第15章 光纤测量技术
15.1 光功率计
15.2 光纤几何参数的测量
15.2.1 光纤预制棒的测试
15.2.2 折射近场法
15.2.3 近场扫描法
15.2.4 反射法
15.2.5 光纤数值孔径的测量
15.3 光纤衰减测量
15.3.1 概述
15.3.2 截断法
15.3.3 插入损耗法
15.3.4 背向散射法
15.4 光纤色散的测量
15.4.1 模间色散
15.4.2 模间色散的时域测量
15.4.3 模间色散的频域测量
15.4.4 色度色散的测量
15.5 光纤偏振特性的测量
15.5.1 光纤拍长的测量
15.5.2 光纤偏振模色散的测量
15.6 光纤的机械特性和强度测试
15.6.1 概述
15.6.2 光纤的强度衰弱和断裂
15.6.3 测量方法
15.7 光时域反射计
15.7.1 光时域反射计的功能
15.7.2 OTDR的测试步骤
15.7.3 OTDR测试实例及结果判读
习题
第16章 光纤通信系统性能的测量与监控
16.1 光接收机灵敏度和动态范围的测量
16.1.1 光接收机灵敏度的测量
16.1.2 光接收机动态范围的测量
16.2 光纤通信系统误码率和功率代价的测量
16.2.1 误码率测量
16.2.2 功率代价测量
16.3 眼图及其测量
16.4 光谱分析仪
16.5 光纤通信系统的在线监测技术
16.5.1 概述
16.5.2 光纤通信质量监测系统的基本技术要求
16.5.3 传输损耗的在线监测技术
习题
附 录
附录1 矢量分析和场论
附1.1 矢量的基本运算法则
附1.1.1 矢量的加法
附1.1.2 矢量的点积（标量积）
附1.1.3 矢量的叉积（矢量积）
附1.1.4 并矢（张量积）
附1.1.5 参量微积分
附1.1.6 重要公式
附1.2 矢量场和标量场
附1.2.1 空间位矢、标量场和矢量场
附1.2.2 Hamilton矢量算子
附1.2.3 标量场的梯度
附1.2.4 矢量场的散度
附1.2.5 矢量场的旋度
附1.2.6 Helmholtz定理
附1.2.7 重要公式
附1.3 三维正交曲线坐标系
附1.3.1 线度元、面积元和体积元
附1.3.2 梯度、散度和旋度
附1.3.3 Laplacian算子
附1.3.4 直角坐标系
附1.3.5 柱坐标系
附1.3.6 球坐标系
附录2 Bessel函数
附2.1 整数阶Bessel方程及其解
附2.1.1 Bessel方程
附2.1.2 Bessel函数和Neumann函数
附2.1.3 第一类和第二类的Hankel函数
附2.2 Bessel函数的性质
附2.2.1 递推关系和微分公式
附2.2.2 Jm(x)和Nm(x)的函数曲线
附2.2.3 小宗量近似
附2.2.4 大宗量近似
附2.2.5 Bessel函数的零点公式
附2.3 整数阶的变形Bessel方程及其解
附2.3.1 变形Bessel方程
附2.3.2 第一类和第二类的变形Bessel函数
附2.4 变形Bessel函数的性质
附2.4.1 递推关系和微分公式
附2.4.2 Im(x)和Km(x)的函数曲线
附2.4.3 小宗量近似
附2.4.4 大宗量近似
参考文献
前辅文
第一篇 光纤技术基础
第1章 引论
1.1 电通信技术的发展
1.2 光通信的必要性及其技术基础
1.2.1 光通信的必要性与空间光通信
1.2.2 光纤技术的发展
1.2.3 模间色散与单模光纤技术
1.2.4 群速色散与动态单纵模激光器
1.3 光纤通信技术的历史、现状与未来
1.3.1 早期的850nm光纤通信系统
1.3.2 1.31μm光纤通信系统
1.3.3 1.55μm光纤通信系统
1.3.4 光纤通信网络体系结构
1.3.5 密集波分复用技术
1.3.6 外调制技术与光时分复用
1.3.7 网络全光化
1.3.8 光纤接入网
1.3.9 光纤通信技术的未来发展方向
习题
第2章 电磁理论基础
2.1 电磁现象的普遍规律
2.1.1 Maxwell方程组
2.1.2 电磁场与物质之间相互作用的宏观描述
2.1.3 电磁场边值关系
2.1.4 Maxwell方程组的物理含义
2.1.5 电磁场量纲系统
2.2 电磁场波动方程与电磁波
2.2.1 Maxwell方程组的频域形式
2.2.2 频域波动方程
2.2.3 自由空间中的均匀平面波
2.2.4 波的相速度与群速度
2.2.5 介质的损耗与增益
2.3 电磁场的能量与能流
2.3.1 电磁场能量守恒定律
2.3.2 复数表示
2.4 光的反射与折射
2.4.1 Snell定律
2.4.2 Fresnel公式
2.4.3 重要结论
习题
第3章 一维平面光波导
3.1 一维平面光波导及其几何光学分析
3.1.1 一维均匀平面光波导的基本结构
3.1.2 模式及其特征方程
3.1.3 模式分类及数量
3.1.4 模式特征方程的具体形式
3.1.5 波导参数与模式截止特性
3.1.6 模式场分布
3.1.7 一个例子的数值计算结果
3.2 一维平面光波导的波动理论分析
3.2.1 光波导本征值问题
3.2.2 场方程及其束缚态解的形式
3.2.3 场分解与模式分类
3.2.4 TE模的场分布与特征方程
3.2.5 TM模的场分布与特征方程
3.3 若干重要概念及其内涵
3.3.1 光线、光波与光子
3.3.2 波导内电磁场的存在形态和功率流
3.3.3 模式的相速度与群速度
3.3.4 模间色散与频率色散
3.4 数值方法
3.4.1 任意一维波导结构的场方程
3.4.2 有限差分方法
3.4.3 传输矩阵方法
习题
第4章 光纤模式理论
4.1 光纤基本结构与分类
4.1.1 光纤基本结构
4.1.2 折射率分布的主要类型
4.1.3 光纤的数值孔径与归一化频率
4.1.4 多模光纤与单模光纤
4.2 纵向均匀光波导中场的纵横关系
4.2.1 纵向场与横向场
4.2.2 纵向均匀光波导内场的纵横关系
4.3 阶跃光纤的严格矢量解
4.3.1 阶跃光纤中电磁场的波动方程
4.3.2 场的纵向分量
4.3.3 横向场分量
4.3.4 模式特征方程及矢量模的分类
4.3.5 矢量模的截止特性
4.3.6 光纤的单模传输条件
4.3.7 矢量模的特性曲线
4.3.8 矢量模的场分布、简并性与光功率密度分布
4.4 阶跃型弱导光纤的标量近似理论
4.4.1 弱导光纤与线偏振模
4.4.2 线偏振模的特征方程
4.4.3 线偏振模的简并性及其与矢量模的关系
4.4.4 线偏振模的截止特性
4.4.5 线偏振模的特性曲线与功率限制因子
4.5 无界抛物型折射率分布弱导光纤
4.5.1 折射率分布
4.5.2 无界抛物型光纤中的模式场分布
4.5.3 基模场分布与模场直径
4.6 光波导中模式的普遍性质
4.6.1 传导模、辐射模与泄漏模
4.6.2 光波导本征值问题
4.6.3 模式的完备性与光场展开
4.6.4 模式的正交性与归一化
4.6.5 模式正交性的证明
4.6.6 β2的稳定性
4.6.7 光波导不规则性与模耦合
4.7 近似方法
4.7.1 变分法
4.7.2 等效阶跃折射率近似
4.8 单模光纤
4.8.1 概述
4.8.2 阶跃型单模光纤
4.8.3 单模光纤的模场直径
4.8.4 单模光纤中的随机双折射
4.8.5 偏振保持光纤
习题
第5章 光纤色散
5.1 光纤色散的来源
5.1.1 概述
5.1.2 多模光纤中的模式色散
5.1.3 Sellmeyer定律和材料色散
5.1.4 波导效应所引起的色散
5.2 单模光纤的色散
5.2.1 基本关系式
5.2.2 群时延
5.2.3 阶跃型单模光纤的色散
5.2.4 单模光纤色散的一般描述
5.3 单模光纤中的光信号传输
5.3.1 频域分析
5.3.2 光信号的时域传输方程
5.3.3 光脉冲的色散展宽
5.3.4 光脉冲的色散啁啾效应
5.4 偏振模色散
5.4.1 偏振模色散的来源
5.4.2 偏振模色散的统计描述
习题
第6章 光纤的非线性光学特性
6.1 光纤中光学非线性的一般理论描述
6.1.1 极化率张量
6.1.2 非线性折射率
6.1.3 光纤非线性传输方程
6.1.4 受激非弹性散射过程
6.1.5 非线性响应速度与超快过程
6.1.6 光纤非线性的重要意义
6.2 自相位调制
6.2.1 SPM啁啾效应
6.2.2 高斯脉冲的SPM谱展宽效应
6.2.3 色散的影响
6.3 交叉相位调制
6.3.1 两不同频率光信号间的XPM耦合传输方程
6.3.2 光纤的非线性双折射
6.3.3 同向准连续波之间的XPM效应
6.3.4 反向传输准连续波之间的XPM效应
6.4 四波混频
6.4.1 光纤中的四波混频效应
6.4.2 FWM耦合传输方程
6.4.3 泵浦-信号相互作用机制
6.4.4 FWM光学相位共轭与光谱反转
6.4.5 色散对光纤中FWM效应的影响
6.5 受激非弹性散射
6.5.1 光纤中的受激非弹性散射过程
6.5.2 受激拉曼散射
6.5.3 受激布里渊散射
6.6 光纤中的光学孤立子
6.6.1 光纤中光学孤立子的基本特性
6.6.2 各种非理想因素对光孤子传输特性的影响
6.7 数值分析方法
6.7.1 分步傅里叶方法
6.7.2 对称分步傅里叶方法
6.7.3 迭代的对称分步傅里叶方法
习题
第7章 光纤制造技术与光缆
7.1 光纤制造技术
7.1.1 基本原理及技术
7.1.2 内部气相沉积法
7.1.3 外部气相沉积法
7.1.4 拉丝工艺
7.2 光缆
7.2.1 光缆的基本技术要求
7.2.2 光缆的基本结构
7.2.3 光缆的主要类型
7.3 光纤损耗
7.3.1 概述
7.3.2 石英材料的本征吸收损耗
7.3.3 杂质吸收损耗
7.3.4 瑞利散射损耗
7.3.5 弯曲损耗
7.3.6 改善光纤损耗特性的技术方向
7.4 光纤的主要类型与技术规范
7.4.1 多模光纤的主要类型与技术规范
7.4.2 单模光纤的主要类型与技术规范
7.5 特种光纤及其制造
7.5.1 稀土掺杂光纤
7.5.2 光子晶体光纤
7.5.3 偏振保持光纤
7.5.4 塑料光纤
习题
第二篇 光通信器件技术基础
第8章 基本光纤器件
8.1 分波/合波器件
8.1.1 分波/合波器件基本类型及功能
8.1.2 器件参数
8.2 耦合波导理论
8.2.1 耦合波导的基本结构与分析方法
8.2.2 耦合波方程
8.2.3 耦合波方程的标准形式及其解
8.2.4 耦合波导结构光学特性的矩阵表示
8.2.5 关于耦合波导的重要结论
8.3 熔烧拉锥型光纤耦合器技术
8.4 光纤接续技术与光纤连接器
8.4.1 光纤熔接技术
8.4.2 光纤活动连接器
8.4.3 光纤连接损耗
8.5 光隔离器、环形器和衰减器
8.5.1 光隔离器
8.5.2 光纤环形器
8.5.3 光衰减器
习题
第9章 光学滤波器
9.1 Fabry-Pérot滤波器
9.1.1 Fabry-Pérot（FP）滤波器的基本结构
9.1.2 FP滤波器的光学特性
9.1.3 FP滤波器的性能参数
9.2 介质膜滤波器
9.2.1 介质膜滤波器基本组成
9.2.2 单层介质膜的光学特性
9.2.3 多层膜技术
9.3 HiBi光纤Sagnac环滤波器
9.3.1 滤波器基本结构
9.3.2 HiBi光纤Sagnac滤波器的传输矩阵法分析
9.4 Mach-Zender型滤波器
9.4.1 Mach-Zender型滤波器的基本结构
9.4.2 MZ滤波器的传输矩阵法分析
9.5 光纤光栅
9.5.1 光纤光栅基本结构和类型
9.5.2 光栅区域的光场耦合方程
9.5.3 光纤光栅的传输矩阵分析方法
9.5.4 啁啾与切趾技术
9.5.5 取样光栅
习题
第10章 光纤放大器
10.1 光放大器的发展历程
10.1.1 早期的探索
10.1.2 掺铒光纤放大器技术的发展
10.1.3 光纤拉曼放大技术的发展
10.1.4 其他光放大技术
10.2 辐射跃迁过程的物理基础
10.2.1 基本相互作用过程
10.2.2 自发辐射
10.2.3 受激辐射
10.2.4 受激吸收
10.2.5 模式增益和粒子数反转条件
10.2.6 光子态密度与黑体辐射定律
10.2.7 Einstein关系
10.2.8 自发辐射过程的本质
10.2.9 能级的自然宽度与线型函数
10.3 掺铒光纤放大器
10.3.1 掺铒光纤放大器的基本原理
10.3.2 EDFA的基本组成
10.3.3 EDFA的行波速率方程理论
10.3.4 EDFA的增益饱和特性
10.4 EDFA的动态模型与数值化方法
10.4.1 动态情形
10.4.2 数值化方法
10.5 放大器噪声
10.5.1 EDFA的噪声特性
10.5.2 粒子数反转因子与噪声
10.5.3 EDFA的级联
10.6 光纤Raman放大器
10.6.1 受激与自发Raman散射过程
10.6.2 FRA的基本理论模型
10.6.3 动态情形
10.6.4 光纤的Raman增益系数
10.6.5 FRA的基本实施方式与开关增益
10.6.6 多泵浦宽带Raman放大技术
10.7 FRA的噪声特性
10.7.1 ASE噪声
10.7.2 FRA的多径干涉噪声
10.7.3 FRA的四波混频噪声
10.7.4 FRA的其他噪声来源
10.7.5 新型Raman泵浦技术案例
习题
第11章 半导体光电子器件
11.1 半导体的光电子学特性
11.1.1 半导体的能带结构
11.1.2 主要的半导体材料及其掺杂
11.1.3 半导体内的光学过程
11.1.4 半导体的增益和吸收特性
11.1.5 PN结及其光电子学特性
11.1.6 双异质结
11.1.7 异质结的外延生长技术
11.1.8 量子结构材料
11.1.9 简化的材料增益模型
11.1.10 自发复合与载流子寿命
11.2 FP型双异质结构激光器
11.2.1 FP型激光器的基本结构
11.2.2 FP激光器的阈值特性与纵模
11.2.3 FP激光器的零维模型
11.2.4 FP激光器的稳态特性
11.2.5 弛豫过程与开关延迟
11.2.6 FP激光器的调制特性
11.2.7 FP激光器的光谱特性
11.3 动态单纵模激光器
11.3.1 概述
11.3.2 Bragg光栅
11.3.3 DBR激光器
11.3.4 DFB激光器
11.3.5 VCSEL
11.3.6 SG-DBR激光器
11.4 发光二极管
11.4.1 概述
11.4.2 面发射LED
11.4.3 边发射LED
11.4.4 LED的峰值波长与光谱宽度
11.4.5 LED的光-电流特性
11.5 半导体光放大器
11.5.1 SOA的基本结构和技术要求
11.5.2 SOA的理论模型
11.5.3 稳态光增益特性
11.5.4 增益饱和
11.5.5 SOA的噪声特性
11.5.6 SOA的非线性特性及其应用
11.5.7 增益钳制技术
11.5.8 SOA光开关
11.6 半导体光电检测技术
11.6.1 光电导效应
11.6.2 PN结光电二极管
11.6.3 PIN光电二极管
11.6.4 雪崩光电二极管
11.7 光电检测噪声
11.7.1 散弹噪声过程
11.7.2 散弹噪声过程的数字特征
11.7.3 散弹噪声过程的功率谱密度
11.7.4 暗电流和热噪声
11.7.5 光电检测过程的信噪比
习题
第三篇 光纤通信系统和网络
第12章 光纤传输系统
12.1 光纤传输系统的基本组成
12.2 光发送机组件
12.2.1 码型转换
12.2.2 调制/驱动电路
12.2.3 自动功率控制电路
12.2.4 自动温度控制电路
12.3 光接收机组件
12.3.1 前端
12.3.2 线性通道
12.3.3 数据恢复
12.4 光放大器噪声及其级联
12.4.1 光放大器的噪声特性
12.4.2 光放大器的级联
12.5 色散调节技术
12.5.1 发送端的色散调节
12.5.2 传输段的色散调节
12.5.3 接收端的色散调节
12.6 光纤传输系统设计
12.6.1 系统单元参数的选择
12.6.2 损耗限制系统和光功率预算
12.6.3 色散限制系统及色散预算
12.6.4 带宽设计
12.7 光纤传输系统性能评估
12.7.1 系统参考模型
12.7.2 误码性能
12.7.3 抖动性能
12.7.4 光接口技术要求
习题
第13章 光纤通信网
13.1 通信网的拓扑结构与分类
13.1.1 通信网的拓扑结构
13.1.2 通信网的分类
13.2 准同步数字体系
13.2.1 PDH的不同系列
13.2.2 时分复用和PCM30/32路系统
13.2.3 PDH高次群的时分复用
13.2.4 PDH系统
13.3 同步数字体系
13.3.1 SDH的速率等级和帧结构
13.3.2 SDH的复用映射结构
13.3.3 SDH基本网络单元设备
13.3.4 SDH传输网
13.4 异步传递模式
13.4.1 ATM信元结构
13.4.2 ATM（B-ISDN）协议参考模型
13.4.3 ATM交换
13.5 互联网协议
13.5.1 TCP/IP参考模型
13.5.2 互联网协议
13.5.3 宽带IP网的传输技术
13.6 光纤通信网的管理、保护与恢复
13.6.1 光纤通信网的管理
13.6.2 光纤通信网的保护与恢复
习题
第14章 全光网技术及其发展
14.1 引言
14.2 通信网络的发展过程
14.2.1 电网络
14.2.2 光电混合网络
14.2.3 全光网络
14.3 全光网络中的传输技术
14.3.1 WDM全光通信网络
14.3.2 OTDM全光通信网络
14.3.3 OCDMA全光通信网络
14.3.4 分组交换全光通信网络
14.4 无源光网络
14.4.1 GPON
14.4.2 EPON
14.4.3 WDM-PON
14.5 光传送网
14.5.1 G.709 OTN信息结构
14.5.2 OTN的优点
14.6 自动交换光网络
14.6.1 ASON技术的发展
14.6.2 ASON的分层体系结构
14.6.3 ASON的技术优势
14.7 全光网的网络管理
14.7.1 概述
14.7.2 全光网络的管理需求
14.7.3 全光网络的管理功能和方式
14.7.4 管理通道的实现
14.8 全光网络的安全问题
14.8.1 全光网络的安全特征
14.8.2 攻击类型
14.8.3 全光网络攻击方法
14.8.4 全光网络的安全措施
习题
第四篇 光纤与光纤通信系统测量
第15章 光纤测量技术
15.1 光功率计
15.2 光纤几何参数的测量
15.2.1 光纤预制棒的测试
15.2.2 折射近场法
15.2.3 近场扫描法
15.2.4 反射法
15.2.5 光纤数值孔径的测量
15.3 光纤衰减测量
15.3.1 概述
15.3.2 截断法
15.3.3 插入损耗法
15.3.4 背向散射法
15.4 光纤色散的测量
15.4.1 模间色散
15.4.2 模间色散的时域测量
15.4.3 模间色散的频域测量
15.4.4 色度色散的测量
15.5 光纤偏振特性的测量
15.5.1 光纤拍长的测量
15.5.2 光纤偏振模色散的测量
15.6 光纤的机械特性和强度测试
15.6.1 概述
15.6.2 光纤的强度衰弱和断裂
15.6.3 测量方法
15.7 光时域反射计
15.7.1 光时域反射计的功能
15.7.2 OTDR的测试步骤
15.7.3 OTDR测试实例及结果判读
习题
第16章 光纤通信系统性能的测量与监控
16.1 光接收机灵敏度和动态范围的测量
16.1.1 光接收机灵敏度的测量
16.1.2 光接收机动态范围的测量
16.2 光纤通信系统误码率和功率代价的测量
16.2.1 误码率测量
16.2.2 功率代价测量
16.3 眼图及其测量
16.4 光谱分析仪
16.5 光纤通信系统的在线监测技术
16.5.1 概述
16.5.2 光纤通信质量监测系统的基本技术要求
16.5.3 传输损耗的在线监测技术
习题
附 录
附录1 矢量分析和场论
附1.1 矢量的基本运算法则
附1.1.1 矢量的加法
附1.1.2 矢量的点积（标量积）
附1.1.3 矢量的叉积（矢量积）
附1.1.4 并矢（张量积）
附1.1.5 参量微积分
附1.1.6 重要公式
附1.2 矢量场和标量场
附1.2.1 空间位矢、标量场和矢量场
附1.2.2 Hamilton矢量算子
附1.2.3 标量场的梯度
附1.2.4 矢量场的散度
附1.2.5 矢量场的旋度
附1.2.6 Helmholtz定理
附1.2.7 重要公式
附1.3 三维正交曲线坐标系
附1.3.1 线度元、面积元和体积元
附1.3.2 梯度、散度和旋度
附1.3.3 Laplacian算子
附1.3.4 直角坐标系
附1.3.5 柱坐标系
附1.3.6 球坐标系
附录2 Bessel函数
附2.1 整数阶Bessel方程及其解
附2.1.1 Bessel方程
附2.1.2 Bessel函数和Neumann函数
附2.1.3 第一类和第二类的Hankel函数
附2.2 Bessel函数的性质
附2.2.1 递推关系和微分公式
附2.2.2 Jm(x)和Nm(x)的函数曲线
附2.2.3 小宗量近似
附2.2.4 大宗量近似
附2.2.5 Bessel函数的零点公式
附2.3 整数阶的变形Bessel方程及其解
附2.3.1 变形Bessel方程
附2.3.2 第一类和第二类的变形Bessel函数
附2.4 变形Bessel函数的性质
附2.4.1 递推关系和微分公式
附2.4.2 Im(x)和Km(x)的函数曲线
附2.4.3 小宗量近似
附2.4.4 大宗量近似
参考文献
前辅文
第一篇 光纤技术基础
第1章 引论
1.1 电通信技术的发展
1.2 光通信的必要性及其技术基础
1.2.1 光通信的必要性与空间光通信
1.2.2 光纤技术的发展
1.2.3 模间色散与单模光纤技术
1.2.4 群速色散与动态单纵模激光器
1.3 光纤通信技术的历史、现状与未来
1.3.1 早期的850nm光纤通信系统
1.3.2 1.31μm光纤通信系统
1.3.3 1.55μm光纤通信系统
1.3.4 光纤通信网络体系结构
1.3.5 密集波分复用技术
1.3.6 外调制技术与光时分复用
1.3.7 网络全光化
1.3.8 光纤接入网
1.3.9 光纤通信技术的未来发展方向
习题
第2章 电磁理论基础
2.1 电磁现象的普遍规律
2.1.1 Maxwell方程组
2.1.2 电磁场与物质之间相互作用的宏观描述
2.1.3 电磁场边值关系
2.1.4 Maxwell方程组的物理含义
2.1.5 电磁场量纲系统
2.2 电磁场波动方程与电磁波
2.2.1 Maxwell方程组的频域形式
2.2.2 频域波动方程
2.2.3 自由空间中的均匀平面波
2.2.4 波的相速度与群速度
2.2.5 介质的损耗与增益
2.3 电磁场的能量与能流
2.3.1 电磁场能量守恒定律
2.3.2 复数表示
2.4 光的反射与折射
2.4.1 Snell定律
2.4.2 Fresnel公式
2.4.3 重要结论
习题
第3章 一维平面光波导
3.1 一维平面光波导及其几何光学分析
3.1.1 一维均匀平面光波导的基本结构
3.1.2 模式及其特征方程
3.1.3 模式分类及数量
3.1.4 模式特征方程的具体形式
3.1.5 波导参数与模式截止特性
3.1.6 模式场分布
3.1.7 一个例子的数值计算结果
3.2 一维平面光波导的波动理论分析
3.2.1 光波导本征值问题
3.2.2 场方程及其束缚态解的形式
3.2.3 场分解与模式分类
3.2.4 TE模的场分布与特征方程
3.2.5 TM模的场分布与特征方程
3.3 若干重要概念及其内涵
3.3.1 光线、光波与光子
3.3.2 波导内电磁场的存在形态和功率流
3.3.3 模式的相速度与群速度
3.3.4 模间色散与频率色散
3.4 数值方法
3.4.1 任意一维波导结构的场方程
3.4.2 有限差分方法
3.4.3 传输矩阵方法
习题
第4章 光纤模式理论
4.1 光纤基本结构与分类
4.1.1 光纤基本结构
4.1.2 折射率分布的主要类型
4.1.3 光纤的数值孔径与归一化频率
4.1.4 多模光纤与单模光纤
4.2 纵向均匀光波导中场的纵横关系
4.2.1 纵向场与横向场
4.2.2 纵向均匀光波导内场的纵横关系
4.3 阶跃光纤的严格矢量解
4.3.1 阶跃光纤中电磁场的波动方程
4.3.2 场的纵向分量
4.3.3 横向场分量
4.3.4 模式特征方程及矢量模的分类
4.3.5 矢量模的截止特性
4.3.6 光纤的单模传输条件
4.3.7 矢量模的特性曲线
4.3.8 矢量模的场分布、简并性与光功率密度分布
4.4 阶跃型弱导光纤的标量近似理论
4.4.1 弱导光纤与线偏振模
4.4.2 线偏振模的特征方程
4.4.3 线偏振模的简并性及其与矢量模的关系
4.4.4 线偏振模的截止特性
4.4.5 线偏振模的特性曲线与功率限制因子
4.5 无界抛物型折射率分布弱导光纤
4.5.1 折射率分布
4.5.2 无界抛物型光纤中的模式场分布
4.5.3 基模场分布与模场直径
4.6 光波导中模式的普遍性质
4.6.1 传导模、辐射模与泄漏模
4.6.2 光波导本征值问题
4.6.3 模式的完备性与光场展开
4.6.4 模式的正交性与归一化
4.6.5 模式正交性的证明
4.6.6 β2的稳定性
4.6.7 光波导不规则性与模耦合
4.7 近似方法
4.7.1 变分法
4.7.2 等效阶跃折射率近似
4.8 单模光纤
4.8.1 概述
4.8.2 阶跃型单模光纤
4.8.3 单模光纤的模场直径
4.8.4 单模光纤中的随机双折射
4.8.5 偏振保持光纤
习题
第5章 光纤色散
5.1 光纤色散的来源
5.1.1 概述
5.1.2 多模光纤中的模式色散
5.1.3 Sellmeyer定律和材料色散
5.1.4 波导效应所引起的色散
5.2 单模光纤的色散
5.2.1 基本关系式
5.2.2 群时延
5.2.3 阶跃型单模光纤的色散
5.2.4 单模光纤色散的一般描述
5.3 单模光纤中的光信号传输
5.3.1 频域分析
5.3.2 光信号的时域传输方程
5.3.3 光脉冲的色散展宽
5.3.4 光脉冲的色散啁啾效应
5.4 偏振模色散
5.4.1 偏振模色散的来源
5.4.2 偏振模色散的统计描述
习题
第6章 光纤的非线性光学特性
6.1 光纤中光学非线性的一般理论描述
6.1.1 极化率张量
6.1.2 非线性折射率
6.1.3 光纤非线性传输方程
6.1.4 受激非弹性散射过程
6.1.5 非线性响应速度与超快过程
6.1.6 光纤非线性的重要意义
6.2 自相位调制
6.2.1 SPM啁啾效应
6.2.2 高斯脉冲的SPM谱展宽效应
6.2.3 色散的影响
6.3 交叉相位调制
6.3.1 两不同频率光信号间的XPM耦合传输方程
6.3.2 光纤的非线性双折射
6.3.3 同向准连续波之间的XPM效应
6.3.4 反向传输准连续波之间的XPM效应
6.4 四波混频
6.4.1 光纤中的四波混频效应
6.4.2 FWM耦合传输方程
6.4.3 泵浦-信号相互作用机制
6.4.4 FWM光学相位共轭与光谱反转
6.4.5 色散对光纤中FWM效应的影响
6.5 受激非弹性散射
6.5.1 光纤中的受激非弹性散射过程
6.5.2 受激拉曼散射
6.5.3 受激布里渊散射
6.6 光纤中的光学孤立子
6.6.1 光纤中光学孤立子的基本特性
6.6.2 各种非理想因素对光孤子传输特性的影响
6.7 数值分析方法
6.7.1 分步傅里叶方法
6.7.2 对称分步傅里叶方法
6.7.3 迭代的对称分步傅里叶方法
习题
第7章 光纤制造技术与光缆
7.1 光纤制造技术
7.1.1 基本原理及技术
7.1.2 内部气相沉积法
7.1.3 外部气相沉积法
7.1.4 拉丝工艺
7.2 光缆
7.2.1 光缆的基本技术要求
7.2.2 光缆的基本结构
7.2.3 光缆的主要类型
7.3 光纤损耗
7.3.1 概述
7.3.2 石英材料的本征吸收损耗
7.3.3 杂质吸收损耗
7.3.4 瑞利散射损耗
7.3.5 弯曲损耗
7.3.6 改善光纤损耗特性的技术方向
7.4 光纤的主要类型与技术规范
7.4.1 多模光纤的主要类型与技术规范
7.4.2 单模光纤的主要类型与技术规范
7.5 特种光纤及其制造
7.5.1 稀土掺杂光纤
7.5.2 光子晶体光纤
7.5.3 偏振保持光纤
7.5.4 塑料光纤
习题
第二篇 光通信器件技术基础
第8章 基本光纤器件
8.1 分波/合波器件
8.1.1 分波/合波器件基本类型及功能
8.1.2 器件参数
8.2 耦合波导理论
8.2.1 耦合波导的基本结构与分析方法
8.2.2 耦合波方程
8.2.3 耦合波方程的标准形式及其解
8.2.4 耦合波导结构光学特性的矩阵表示
8.2.5 关于耦合波导的重要结论
8.3 熔烧拉锥型光纤耦合器技术
8.4 光纤接续技术与光纤连接器
8.4.1 光纤熔接技术
8.4.2 光纤活动连接器
8.4.3 光纤连接损耗
8.5 光隔离器、环形器和衰减器
8.5.1 光隔离器
8.5.2 光纤环形器
8.5.3 光衰减器
习题
第9章 光学滤波器
9.1 Fabry-Pérot滤波器
9.1.1 Fabry-Pérot（FP）滤波器的基本结构
9.1.2 FP滤波器的光学特性
9.1.3 FP滤波器的性能参数
9.2 介质膜滤波器
9.2.1 介质膜滤波器基本组成
9.2.2 单层介质膜的光学特性
9.2.3 多层膜技术
9.3 HiBi光纤Sagnac环滤波器
9.3.1 滤波器基本结构
9.3.2 HiBi光纤Sagnac滤波器的传输矩阵法分析
9.4 Mach-Zender型滤波器
9.4.1 Mach-Zender型滤波器的基本结构
9.4.2 MZ滤波器的传输矩阵法分析
9.5 光纤光栅
9.5.1 光纤光栅基本结构和类型
9.5.2 光栅区域的光场耦合方程
9.5.3 光纤光栅的传输矩阵分析方法
9.5.4 啁啾与切趾技术
9.5.5 取样光栅
习题
第10章 光纤放大器
10.1 光放大器的发展历程
10.1.1 早期的探索
10.1.2 掺铒光纤放大器技术的发展
10.1.3 光纤拉曼放大技术的发展
10.1.4 其他光放大技术
10.2 辐射跃迁过程的物理基础
10.2.1 基本相互作用过程
10.2.2 自发辐射
10.2.3 受激辐射
10.2.4 受激吸收
10.2.5 模式增益和粒子数反转条件
10.2.6 光子态密度与黑体辐射定律
10.2.7 Einstein关系
10.2.8 自发辐射过程的本质
10.2.9 能级的自然宽度与线型函数
10.3 掺铒光纤放大器
10.3.1 掺铒光纤放大器的基本原理
10.3.2 EDFA的基本组成
10.3.3 EDFA的行波速率方程理论
10.3.4 EDFA的增益饱和特性
10.4 EDFA的动态模型与数值化方法
10.4.1 动态情形
10.4.2 数值化方法
10.5 放大器噪声
10.5.1 EDFA的噪声特性
10.5.2 粒子数反转因子与噪声
10.5.3 EDFA的级联
10.6 光纤Raman放大器
10.6.1 受激与自发Raman散射过程
10.6.2 FRA的基本理论模型
10.6.3 动态情形
10.6.4 光纤的Raman增益系数
10.6.5 FRA的基本实施方式与开关增益
10.6.6 多泵浦宽带Raman放大技术
10.7 FRA的噪声特性
10.7.1 ASE噪声
10.7.2 FRA的多径干涉噪声
10.7.3 FRA的四波混频噪声
10.7.4 FRA的其他噪声来源
10.7.5 新型Raman泵浦技术案例
习题
第11章 半导体光电子器件
11.1 半导体的光电子学特性
11.1.1 半导体的能带结构
11.1.2 主要的半导体材料及其掺杂
11.1.3 半导体内的光学过程
11.1.4 半导体的增益和吸收特性
11.1.5 PN结及其光电子学特性
11.1.6 双异质结
11.1.7 异质结的外延生长技术
11.1.8 量子结构材料
11.1.9 简化的材料增益模型
11.1.10 自发复合与载流子寿命
11.2 FP型双异质结构激光器
11.2.1 FP型激光器的基本结构
11.2.2 FP激光器的阈值特性与纵模
11.2.3 FP激光器的零维模型
11.2.4 FP激光器的稳态特性
11.2.5 弛豫过程与开关延迟
11.2.6 FP激光器的调制特性
11.2.7 FP激光器的光谱特性
11.3 动态单纵模激光器
11.3.1 概述
11.3.2 Bragg光栅
11.3.3 DBR激光器
11.3.4 DFB激光器
11.3.5 VCSEL
11.3.6 SG-DBR激光器
11.4 发光二极管
11.4.1 概述
11.4.2 面发射LED
11.4.3 边发射LED
11.4.4 LED的峰值波长与光谱宽度
11.4.5 LED的光-电流特性
11.5 半导体光放大器
11.5.1 SOA的基本结构和技术要求
11.5.2 SOA的理论模型
11.5.3 稳态光增益特性
11.5.4 增益饱和
11.5.5 SOA的噪声特性
11.5.6 SOA的非线性特性及其应用
11.5.7 增益钳制技术
11.5.8 SOA光开关
11.6 半导体光电检测技术
11.6.1 光电导效应
11.6.2 PN结光电二极管
11.6.3 PIN光电二极管
11.6.4 雪崩光电二极管
11.7 光电检测噪声
11.7.1 散弹噪声过程
11.7.2 散弹噪声过程的数字特征
11.7.3 散弹噪声过程的功率谱密度
11.7.4 暗电流和热噪声
11.7.5 光电检测过程的信噪比
习题
第三篇 光纤通信系统和网络
第12章 光纤传输系统
12.1 光纤传输系统的基本组成
12.2 光发送机组件
12.2.1 码型转换
12.2.2 调制/驱动电路
12.2.3 自动功率控制电路
12.2.4 自动温度控制电路
12.3 光接收机组件
12.3.1 前端
12.3.2 线性通道
12.3.3 数据恢复
12.4 光放大器噪声及其级联
12.4.1 光放大器的噪声特性
12.4.2 光放大器的级联
12.5 色散调节技术
12.5.1 发送端的色散调节
12.5.2 传输段的色散调节
12.5.3 接收端的色散调节
12.6 光纤传输系统设计
12.6.1 系统单元参数的选择
12.6.2 损耗限制系统和光功率预算
12.6.3 色散限制系统及色散预算
12.6.4 带宽设计
12.7 光纤传输系统性能评估
12.7.1 系统参考模型
12.7.2 误码性能
12.7.3 抖动性能
12.7.4 光接口技术要求
习题
第13章 光纤通信网
13.1 通信网的拓扑结构与分类
13.1.1 通信网的拓扑结构
13.1.2 通信网的分类
13.2 准同步数字体系
13.2.1 PDH的不同系列
13.2.2 时分复用和PCM30/32路系统
13.2.3 PDH高次群的时分复用
13.2.4 PDH系统
13.3 同步数字体系
13.3.1 SDH的速率等级和帧结构
13.3.2 SDH的复用映射结构
13.3.3 SDH基本网络单元设备
13.3.4 SDH传输网
13.4 异步传递模式
13.4.1 ATM信元结构
13.4.2 ATM（B-ISDN）协议参考模型
13.4.3 ATM交换
13.5 互联网协议
13.5.1 TCP/IP参考模型
13.5.2 互联网协议
13.5.3 宽带IP网的传输技术
13.6 光纤通信网的管理、保护与恢复
13.6.1 光纤通信网的管理
13.6.2 光纤通信网的保护与恢复
习题
第14章 全光网技术及其发展
14.1 引言
14.2 通信网络的发展过程
14.2.1 电网络
14.2.2 光电混合网络
14.2.3 全光网络
14.3 全光网络中的传输技术
14.3.1 WDM全光通信网络
14.3.2 OTDM全光通信网络
14.3.3 OCDMA全光通信网络
14.3.4 分组交换全光通信网络
14.4 无源光网络
14.4.1 GPON
14.4.2 EPON
14.4.3 WDM-PON
14.5 光传送网
14.5.1 G.709 OTN信息结构
14.5.2 OTN的优点
14.6 自动交换光网络
14.6.1 ASON技术的发展
14.6.2 ASON的分层体系结构
14.6.3 ASON的技术优势
14.7 全光网的网络管理
14.7.1 概述
14.7.2 全光网络的管理需求
14.7.3 全光网络的管理功能和方式
14.7.4 管理通道的实现
14.8 全光网络的安全问题
14.8.1 全光网络的安全特征
14.8.2 攻击类型
14.8.3 全光网络攻击方法
14.8.4 全光网络的安全措施
习题
第四篇 光纤与光纤通信系统测量
第15章 光纤测量技术
15.1 光功率计
15.2 光纤几何参数的测量
15.2.1 光纤预制棒的测试
15.2.2 折射近场法
15.2.3 近场扫描法
15.2.4 反射法
15.2.5 光纤数值孔径的测量
15.3 光纤衰减测量
15.3.1 概述
15.3.2 截断法
15.3.3 插入损耗法
15.3.4 背向散射法
15.4 光纤色散的测量
15.4.1 模间色散
15.4.2 模间色散的时域测量
15.4.3 模间色散的频域测量
15.4.4 色度色散的测量
15.5 光纤偏振特性的测量
15.5.1 光纤拍长的测量
15.5.2 光纤偏振模色散的测量
15.6 光纤的机械特性和强度测试
15.6.1 概述
15.6.2 光纤的强度衰弱和断裂
15.6.3 测量方法
15.7 光时域反射计
15.7.1 光时域反射计的功能
15.7.2 OTDR的测试步骤
15.7.3 OTDR测试实例及结果判读
习题
第16章 光纤通信系统性能的测量与监控
16.1 光接收机灵敏度和动态范围的测量
16.1.1 光接收机灵敏度的测量
16.1.2 光接收机动态范围的测量
16.2 光纤通信系统误码率和功率代价的测量
16.2.1 误码率测量
16.2.2 功率代价测量
16.3 眼图及其测量
16.4 光谱分析仪
16.5 光纤通信系统的在线监测技术
16.5.1 概述
16.5.2 光纤通信质量监测系统的基本技术要求
16.5.3 传输损耗的在线监测技术
习题
附 录
附录1 矢量分析和场论
附1.1 矢量的基本运算法则
附1.1.1 矢量的加法
附1.1.2 矢量的点积（标量积）
附1.1.3 矢量的叉积（矢量积）
附1.1.4 并矢（张量积）
附1.1.5 参量微积分
附1.1.6 重要公式
附1.2 矢量场和标量场
附1.2.1 空间位矢、标量场和矢量场
附1.2.2 Hamilton矢量算子
附1.2.3 标量场的梯度
附1.2.4 矢量场的散度
附1.2.5 矢量场的旋度
附1.2.6 Helmholtz定理
附1.2.7 重要公式
附1.3 三维正交曲线坐标系
附1.3.1 线度元、面积元和体积元
附1.3.2 梯度、散度和旋度
附1.3.3 Laplacian算子
附1.3.4 直角坐标系
附1.3.5 柱坐标系
附1.3.6 球坐标系
附录2 Bessel函数
附2.1 整数阶Bessel方程及其解
附2.1.1 Bessel方程
附2.1.2 Bessel函数和Neumann函数
附2.1.3 第一类和第二类的Hankel函数
附2.2 Bessel函数的性质
附2.2.1 递推关系和微分公式
附2.2.2 Jm(x)和Nm(x)的函数曲线
附2.2.3 小宗量近似
附2.2.4 大宗量近似
附2.2.5 Bessel函数的零点公式
附2.3 整数阶的变形Bessel方程及其解
附2.3.1 变形Bessel方程
附2.3.2 第一类和第二类的变形Bessel函数
附2.4 变形Bessel函数的性质
附2.4.1 递推关系和微分公式
附2.4.2 Im(x)和Km(x)的函数曲线
附2.4.3 小宗量近似
附2.4.4 大宗量近似
参考文献
前辅文
第一篇 光纤技术基础
第1章 引论
1.1 电通信技术的发展
1.2 光通信的必要性及其技术基础
1.2.1 光通信的必要性与空间光通信
1.2.2 光纤技术的发展
1.2.3 模间色散与单模光纤技术
1.2.4 群速色散与动态单纵模激光器
1.3 光纤通信技术的历史、现状与未来
1.3.1 早期的850nm光纤通信系统
1.3.2 1.31μm光纤通信系统
1.3.3 1.55μm光纤通信系统
1.3.4 光纤通信网络体系结构
1.3.5 密集波分复用技术
1.3.6 外调制技术与光时分复用
1.3.7 网络全光化
1.3.8 光纤接入网
1.3.9 光纤通信技术的未来发展方向
习题
第2章 电磁理论基础
2.1 电磁现象的普遍规律
2.1.1 Maxwell方程组
2.1.2 电磁场与物质之间相互作用的宏观描述
2.1.3 电磁场边值关系
2.1.4 Maxwell方程组的物理含义
2.1.5 电磁场量纲系统
2.2 电磁场波动方程与电磁波
2.2.1 Maxwell方程组的频域形式
2.2.2 频域波动方程
2.2.3 自由空间中的均匀平面波
2.2.4 波的相速度与群速度
2.2.5 介质的损耗与增益
2.3 电磁场的能量与能流
2.3.1 电磁场能量守恒定律
2.3.2 复数表示
2.4 光的反射与折射
2.4.1 Snell定律
2.4.2 Fresnel公式
2.4.3 重要结论
习题
第3章 一维平面光波导
3.1 一维平面光波导及其几何光学分析
3.1.1 一维均匀平面光波导的基本结构
3.1.2 模式及其特征方程
3.1.3 模式分类及数量
3.1.4 模式特征方程的具体形式
3.1.5 波导参数与模式截止特性
3.1.6 模式场分布
3.1.7 一个例子的数值计算结果
3.2 一维平面光波导的波动理论分析
3.2.1 光波导本征值问题
3.2.2 场方程及其束缚态解的形式
3.2.3 场分解与模式分类
3.2.4 TE模的场分布与特征方程
3.2.5 TM模的场分布与特征方程
3.3 若干重要概念及其内涵
3.3.1 光线、光波与光子
3.3.2 波导内电磁场的存在形态和功率流
3.3.3 模式的相速度与群速度
3.3.4 模间色散与频率色散
3.4 数值方法
3.4.1 任意一维波导结构的场方程
3.4.2 有限差分方法
3.4.3 传输矩阵方法
习题
第4章 光纤模式理论
4.1 光纤基本结构与分类
4.1.1 光纤基本结构
4.1.2 折射率分布的主要类型
4.1.3 光纤的数值孔径与归一化频率
4.1.4 多模光纤与单模光纤
4.2 纵向均匀光波导中场的纵横关系
4.2.1 纵向场与横向场
4.2.2 纵向均匀光波导内场的纵横关系
4.3 阶跃光纤的严格矢量解
4.3.1 阶跃光纤中电磁场的波动方程
4.3.2 场的纵向分量
4.3.3 横向场分量
4.3.4 模式特征方程及矢量模的分类
4.3.5 矢量模的截止特性
4.3.6 光纤的单模传输条件
4.3.7 矢量模的特性曲线
4.3.8 矢量模的场分布、简并性与光功率密度分布
4.4 阶跃型弱导光纤的标量近似理论
4.4.1 弱导光纤与线偏振模
4.4.2 线偏振模的特征方程
4.4.3 线偏振模的简并性及其与矢量模的关系
4.4.4 线偏振模的截止特性
4.4.5 线偏振模的特性曲线与功率限制因子
4.5 无界抛物型折射率分布弱导光纤
4.5.1 折射率分布
4.5.2 无界抛物型光纤中的模式场分布
4.5.3 基模场分布与模场直径
4.6 光波导中模式的普遍性质
4.6.1 传导模、辐射模与泄漏模
4.6.2 光波导本征值问题
4.6.3 模式的完备性与光场展开
4.6.4 模式的正交性与归一化
4.6.5 模式正交性的证明
4.6.6 β2的稳定性
4.6.7 光波导不规则性与模耦合
4.7 近似方法
4.7.1 变分法
4.7.2 等效阶跃折射率近似
4.8 单模光纤
4.8.1 概述
4.8.2 阶跃型单模光纤
4.8.3 单模光纤的模场直径
4.8.4 单模光纤中的随机双折射
4.8.5 偏振保持光纤
习题
第5章 光纤色散
5.1 光纤色散的来源
5.1.1 概述
5.1.2 多模光纤中的模式色散
5.1.3 Sellmeyer定律和材料色散
5.1.4 波导效应所引起的色散
5.2 单模光纤的色散
5.2.1 基本关系式
5.2.2 群时延
5.2.3 阶跃型单模光纤的色散
5.2.4 单模光纤色散的一般描述
5.3 单模光纤中的光信号传输
5.3.1 频域分析
5.3.2 光信号的时域传输方程
5.3.3 光脉冲的色散展宽
5.3.4 光脉冲的色散啁啾效应
5.4 偏振模色散
5.4.1 偏振模色散的来源
5.4.2 偏振模色散的统计描述
习题
第6章 光纤的非线性光学特性
6.1 光纤中光学非线性的一般理论描述
6.1.1 极化率张量
6.1.2 非线性折射率
6.1.3 光纤非线性传输方程
6.1.4 受激非弹性散射过程
6.1.5 非线性响应速度与超快过程
6.1.6 光纤非线性的重要意义
6.2 自相位调制
6.2.1 SPM啁啾效应
6.2.2 高斯脉冲的SPM谱展宽效应
6.2.3 色散的影响
6.3 交叉相位调制
6.3.1 两不同频率光信号间的XPM耦合传输方程
6.3.2 光纤的非线性双折射
6.3.3 同向准连续波之间的XPM效应
6.3.4 反向传输准连续波之间的XPM效应
6.4 四波混频
6.4.1 光纤中的四波混频效应
6.4.2 FWM耦合传输方程
6.4.3 泵浦-信号相互作用机制
6.4.4 FWM光学相位共轭与光谱反转
6.4.5 色散对光纤中FWM效应的影响
6.5 受激非弹性散射
6.5.1 光纤中的受激非弹性散射过程
6.5.2 受激拉曼散射
6.5.3 受激布里渊散射
6.6 光纤中的光学孤立子
6.6.1 光纤中光学孤立子的基本特性
6.6.2 各种非理想因素对光孤子传输特性的影响
6.7 数值分析方法
6.7.1 分步傅里叶方法
6.7.2 对称分步傅里叶方法
6.7.3 迭代的对称分步傅里叶方法
习题
第7章 光纤制造技术与光缆
7.1 光纤制造技术
7.1.1 基本原理及技术
7.1.2 内部气相沉积法
7.1.3 外部气相沉积法
7.1.4 拉丝工艺
7.2 光缆
7.2.1 光缆的基本技术要求
7.2.2 光缆的基本结构
7.2.3 光缆的主要类型
7.3 光纤损耗
7.3.1 概述
7.3.2 石英材料的本征吸收损耗
7.3.3 杂质吸收损耗
7.3.4 瑞利散射损耗
7.3.5 弯曲损耗
7.3.6 改善光纤损耗特性的技术方向
7.4 光纤的主要类型与技术规范
7.4.1 多模光纤的主要类型与技术规范
7.4.2 单模光纤的主要类型与技术规范
7.5 特种光纤及其制造
7.5.1 稀土掺杂光纤
7.5.2 光子晶体光纤
7.5.3 偏振保持光纤
7.5.4 塑料光纤
习题
第二篇 光通信器件技术基础
第8章 基本光纤器件
8.1 分波/合波器件
8.1.1 分波/合波器件基本类型及功能
8.1.2 器件参数
8.2 耦合波导理论
8.2.1 耦合波导的基本结构与分析方法
8.2.2 耦合波方程
8.2.3 耦合波方程的标准形式及其解
8.2.4 耦合波导结构光学特性的矩阵表示
8.2.5 关于耦合波导的重要结论
8.3 熔烧拉锥型光纤耦合器技术
8.4 光纤接续技术与光纤连接器
8.4.1 光纤熔接技术
8.4.2 光纤活动连接器
8.4.3 光纤连接损耗
8.5 光隔离器、环形器和衰减器
8.5.1 光隔离器
8.5.2 光纤环形器
8.5.3 光衰减器
习题
第9章 光学滤波器
9.1 Fabry-Pérot滤波器
9.1.1 Fabry-Pérot（FP）滤波器的基本结构
9.1.2 FP滤波器的光学特性
9.1.3 FP滤波器的性能参数
9.2 介质膜滤波器
9.2.1 介质膜滤波器基本组成
9.2.2 单层介质膜的光学特性
9.2.3 多层膜技术
9.3 HiBi光纤Sagnac环滤波器
9.3.1 滤波器基本结构
9.3.2 HiBi光纤Sagnac滤波器的传输矩阵法分析
9.4 Mach-Zender型滤波器
9.4.1 Mach-Zender型滤波器的基本结构
9.4.2 MZ滤波器的传输矩阵法分析
9.5 光纤光栅
9.5.1 光纤光栅基本结构和类型
9.5.2 光栅区域的光场耦合方程
9.5.3 光纤光栅的传输矩阵分析方法
9.5.4 啁啾与切趾技术
9.5.5 取样光栅
习题
第10章 光纤放大器
10.1 光放大器的发展历程
10.1.1 早期的探索
10.1.2 掺铒光纤放大器技术的发展
10.1.3 光纤拉曼放大技术的发展
10.1.4 其他光放大技术
10.2 辐射跃迁过程的物理基础
10.2.1 基本相互作用过程
10.2.2 自发辐射
10.2.3 受激辐射
10.2.4 受激吸收
10.2.5 模式增益和粒子数反转条件
10.2.6 光子态密度与黑体辐射定律
10.2.7 Einstein关系
10.2.8 自发辐射过程的本质
10.2.9 能级的自然宽度与线型函数
10.3 掺铒光纤放大器
10.3.1 掺铒光纤放大器的基本原理
10.3.2 EDFA的基本组成
10.3.3 EDFA的行波速率方程理论
10.3.4 EDFA的增益饱和特性
10.4 EDFA的动态模型与数值化方法
10.4.1 动态情形
10.4.2 数值化方法
10.5 放大器噪声
10.5.1 EDFA的噪声特性
10.5.2 粒子数反转因子与噪声
10.5.3 EDFA的级联
10.6 光纤Raman放大器
10.6.1 受激与自发Raman散射过程
10.6.2 FRA的基本理论模型
10.6.3 动态情形
10.6.4 光纤的Raman增益系数
10.6.5 FRA的基本实施方式与开关增益
10.6.6 多泵浦宽带Raman放大技术
10.7 FRA的噪声特性
10.7.1 ASE噪声
10.7.2 FRA的多径干涉噪声
10.7.3 FRA的四波混频噪声
10.7.4 FRA的其他噪声来源
10.7.5 新型Raman泵浦技术案例
习题
第11章 半导体光电子器件
11.1 半导体的光电子学特性
11.1.1 半导体的能带结构
11.1.2 主要的半导体材料及其掺杂
11.1.3 半导体内的光学过程
11.1.4 半导体的增益和吸收特性
11.1.5 PN结及其光电子学特性
11.1.6 双异质结
11.1.7 异质结的外延生长技术
11.1.8 量子结构材料
11.1.9 简化的材料增益模型
11.1.10 自发复合与载流子寿命
11.2 FP型双异质结构激光器
11.2.1 FP型激光器的基本结构
11.2.2 FP激光器的阈值特性与纵模
11.2.3 FP激光器的零维模型
11.2.4 FP激光器的稳态特性
11.2.5 弛豫过程与开关延迟
11.2.6 FP激光器的调制特性
11.2.7 FP激光器的光谱特性
11.3 动态单纵模激光器
11.3.1 概述
11.3.2 Bragg光栅
11.3.3 DBR激光器
11.3.4 DFB激光器
11.3.5 VCSEL
11.3.6 SG-DBR激光器
11.4 发光二极管
11.4.1 概述
11.4.2 面发射LED
11.4.3 边发射LED
11.4.4 LED的峰值波长与光谱宽度
11.4.5 LED的光-电流特性
11.5 半导体光放大器
11.5.1 SOA的基本结构和技术要求
11.5.2 SOA的理论模型
11.5.3 稳态光增益特性
11.5.4 增益饱和
11.5.5 SOA的噪声特性
11.5.6 SOA的非线性特性及其应用
11.5.7 增益钳制技术
11.5.8 SOA光开关
11.6 半导体光电检测技术
11.6.1 光电导效应
11.6.2 PN结光电二极管
11.6.3 PIN光电二极管
11.6.4 雪崩光电二极管
11.7 光电检测噪声
11.7.1 散弹噪声过程
11.7.2 散弹噪声过程的数字特征
11.7.3 散弹噪声过程的功率谱密度
11.7.4 暗电流和热噪声
11.7.5 光电检测过程的信噪比
习题
第三篇 光纤通信系统和网络
第12章 光纤传输系统
12.1 光纤传输系统的基本组成
12.2 光发送机组件
12.2.1 码型转换
12.2.2 调制/驱动电路
12.2.3 自动功率控制电路
12.2.4 自动温度控制电路
12.3 光接收机组件
12.3.1 前端
12.3.2 线性通道
12.3.3 数据恢复
12.4 光放大器噪声及其级联
12.4.1 光放大器的噪声特性
12.4.2 光放大器的级联
12.5 色散调节技术
12.5.1 发送端的色散调节
12.5.2 传输段的色散调节
12.5.3 接收端的色散调节
12.6 光纤传输系统设计
12.6.1 系统单元参数的选择
12.6.2 损耗限制系统和光功率预算
12.6.3 色散限制系统及色散预算
12.6.4 带宽设计
12.7 光纤传输系统性能评估
12.7.1 系统参考模型
12.7.2 误码性能
12.7.3 抖动性能
12.7.4 光接口技术要求
习题
第13章 光纤通信网
13.1 通信网的拓扑结构与分类
13.1.1 通信网的拓扑结构
13.1.2 通信网的分类
13.2 准同步数字体系
13.2.1 PDH的不同系列
13.2.2 时分复用和PCM30/32路系统
13.2.3 PDH高次群的时分复用
13.2.4 PDH系统
13.3 同步数字体系
13.3.1 SDH的速率等级和帧结构
13.3.2 SDH的复用映射结构
13.3.3 SDH基本网络单元设备
13.3.4 SDH传输网
13.4 异步传递模式
13.4.1 ATM信元结构
13.4.2 ATM（B-ISDN）协议参考模型
13.4.3 ATM交换
13.5 互联网协议
13.5.1 TCP/IP参考模型
13.5.2 互联网协议
13.5.3 宽带IP网的传输技术
13.6 光纤通信网的管理、保护与恢复
13.6.1 光纤通信网的管理
13.6.2 光纤通信网的保护与恢复
习题
第14章 全光网技术及其发展
14.1 引言
14.2 通信网络的发展过程
14.2.1 电网络
14.2.2 光电混合网络
14.2.3 全光网络
14.3 全光网络中的传输技术
14.3.1 WDM全光通信网络
14.3.2 OTDM全光通信网络
14.3.3 OCDMA全光通信网络
14.3.4 分组交换全光通信网络
14.4 无源光网络
14.4.1 GPON
14.4.2 EPON
14.4.3 WDM-PON
14.5 光传送网
14.5.1 G.709 OTN信息结构
14.5.2 OTN的优点
14.6 自动交换光网络
14.6.1 ASON技术的发展
14.6.2 ASON的分层体系结构
14.6.3 ASON的技术优势
14.7 全光网的网络管理
14.7.1 概述
14.7.2 全光网络的管理需求
14.7.3 全光网络的管理功能和方式
14.7.4 管理通道的实现
14.8 全光网络的安全问题
14.8.1 全光网络的安全特征
14.8.2 攻击类型
14.8.3 全光网络攻击方法
14.8.4 全光网络的安全措施
习题
第四篇 光纤与光纤通信系统测量
第15章 光纤测量技术
15.1 光功率计
15.2 光纤几何参数的测量
15.2.1 光纤预制棒的测试
15.2.2 折射近场法
15.2.3 近场扫描法
15.2.4 反射法
15.2.5 光纤数值孔径的测量
15.3 光纤衰减测量
15.3.1 概述
15.3.2 截断法
15.3.3 插入损耗法
15.3.4 背向散射法
15.4 光纤色散的测量
15.4.1 模间色散
15.4.2 模间色散的时域测量
15.4.3 模间色散的频域测量
15.4.4 色度色散的测量
15.5 光纤偏振特性的测量
15.5.1 光纤拍长的测量
15.5.2 光纤偏振模色散的测量
15.6 光纤的机械特性和强度测试
15.6.1 概述
15.6.2 光纤的强度衰弱和断裂
15.6.3 测量方法
15.7 光时域反射计
15.7.1 光时域反射计的功能
15.7.2 OTDR的测试步骤
15.7.3 OTDR测试实例及结果判读
习题
第16章 光纤通信系统性能的测量与监控
16.1 光接收机灵敏度和动态范围的测量
16.1.1 光接收机灵敏度的测量
16.1.2 光接收机动态范围的测量
16.2 光纤通信系统误码率和功率代价的测量
16.2.1 误码率测量
16.2.2 功率代价测量
16.3 眼图及其测量
16.4 光谱分析仪
16.5 光纤通信系统的在线监测技术
16.5.1 概述
16.5.2 光纤通信质量监测系统的基本技术要求
16.5.3 传输损耗的在线监测技术
习题
附 录
附录1 矢量分析和场论
附1.1 矢量的基本运算法则
附1.1.1 矢量的加法
附1.1.2 矢量的点积（标量积）
附1.1.3 矢量的叉积（矢量积）
附1.1.4 并矢（张量积）
附1.1.5 参量微积分
附1.1.6 重要公式
附1.2 矢量场和标量场
附1.2.1 空间位矢、标量场和矢量场
附1.2.2 Hamilton矢量算子
附1.2.3 标量场的梯度
附1.2.4 矢量场的散度
附1.2.5 矢量场的旋度
附1.2.6 Helmholtz定理
附1.2.7 重要公式
附1.3 三维正交曲线坐标系
附1.3.1 线度元、面积元和体积元
附1.3.2 梯度、散度和旋度
附1.3.3 Laplacian算子
附1.3.4 直角坐标系
附1.3.5 柱坐标系
附1.3.6 球坐标系
附录2 Bessel函数
附2.1 整数阶Bessel方程及其解
附2.1.1 Bessel方程
附2.1.2 Bessel函数和Neumann函数
附2.1.3 第一类和第二类的Hankel函数
附2.2 Bessel函数的性质
附2.2.1 递推关系和微分公式
附2.2.2 Jm(x)和Nm(x)的函数曲线
附2.2.3 小宗量近似
附2.2.4 大宗量近似
附2.2.5 Bessel函数的零点公式
附2.3 整数阶的变形Bessel方程及其解
附2.3.1 变形Bessel方程
附2.3.2 第一类和第二类的变形Bessel函数
附2.4 变形Bessel函数的性质
附2.4.1 递推关系和微分公式
附2.4.2 Im(x)和Km(x)的函数曲线
附2.4.3 小宗量近似
附2.4.4 大宗量近似
参考文献
