光通信原理與系統

《光通信原理與系統》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材。全書系統講述了光通信的基本原理和關鍵技術，包括光纖通信和無線光通信兩部分。第1章概述光通信的系統組成、關鍵技術和光通信的發展；第2章講述與光通信有關的基礎理論；第3章一第6章講述光纖通信所涉及的光纖、光通信器件、光纖通信系統和光通信網絡；第7章講述無線光通信，包括大氣激光通信、衞星激光通信和水下激光通信。《光通信原理與系統》可作為通信工程、電子信息以及相近專業本科生的教材，也可作為通信類研究生或工程技術人員的參考書。

第1章　光通信概述

1.1　光波的電磁頻譜

1.2　光通信發展

1.3　光通信系統組成

1.4　光通信系統的基本問題與主要性能指標

1.4.1　衰減

1.4.2　色散

1.4.3　最大比特率

1.4.4　帶寬

1.4.5　傳輸距離

1.4.6　通信容量

習題

第2章　光通信的理論基礎

2.1　光的波粒二象性

2.2　電磁場理論基礎

2.2.1　電磁場基本方程

2.2.2　電磁場邊界條件

2.2.3　波動方程和亥姆霍茲方程

2.2.4　均勻平面電磁波

2.2.5　平面電磁波的偏振狀態

2.2.6　F面波的反射和折射

2.3　光學理論基礎

2.3.1　幾何光學的基本定律

2.3.2　光源與光譜

2.3.3　光的干涉與衍射

2.3.4　光與介質的相互作用

2.3.5　非線性光學效應

2.3.6　光在介質中傳播

習題

第3章　光纖

3.1　光纖概述

3.1.1　光纖結構

3.1.2　光纖材料

3.1.3　光纖製造

3.1.4　光纖分類

3.1.5　光纜

3.2　光纖傳輸理論

3.2.1　階躍型光纖的光線理論分析

3.2.2　階躍型光纖的標量近似分析

3.2.3　漸變型光纖的光線理論分析

3.3　光纖的傳輸特性

3.3.1　光纖損耗

3.3.2　光纖色散

3.3.3　光纖可用頻譜

3.4　常用單模光纖

3.4.1　常規單模光纖

3.4.2　色散位移光纖（DSF）

3.4.3　非零色散光纖（NZDF）

3.4.4　色散平坦光纖（DFF）

3.4.5　色散補償光纖（DCF）

3.5　光纖的非線性效應

3.5.1　自相位調製與交叉相位調製

3.5.2　四波混頻

3.5.3　受激布里淵散射

3.5.4　受激拉曼散射

習題

第4章　光通信器件

4.1　半導體激光器

4.1.1　半導體激光器原理

4.1.2　激光器的基本組成

4.1.3　半導體激光器的機理

4.1.4　製作激光器的材料

4.1.5　F-P腔激光器

4.1.6　量子阱半導體激光器

4.1.7　分佈反饋激光器

4.1.8　半導體激光器的工作特性

4.1.9　光纖通信使用的激光器

4.1.1　0固體藍光激光器

4.2　半導體發光二極管（LED）

4.2.1　LED工作原理

4.2.2　LED工作特性

4.3　光放大器

4.3.1　概述

4.3.2　光放大器分類

4.3.3　摻鉺光纖放大器（EDFA）

4.3.4　拉曼光纖放大器（SRA）

4.3.5　半導體光放大器

4.3.6　其他光放大器

4.4　光檢測器

4.4.1　生導體的光電效應

4.4.2　PN光電二極管

4.4.3　雪崩光電二極管

4.4.4　光檢測器性能參數

4.4.5　光檢測器噪聲

4.5　其他光通信器件

4.5.1　連接器

4.5.2　光纖耦合器

4.5.3　光濾波器

4.5.4　光衰減器

4.5.5　光開關

4.5.6　光隔離器與光環形器

4.5.7　波分複用器/解複用器

4.5.8　調製器

習題

第5章　光纖通信系統

5.1　數字光纖通信系統

5.1.1　數字光纖通信系統的基本組成

5.1.2　數字光發送機

5.1.3　數字光接收機

5.1.4　強度調製一直接檢波光纖數字通信系統

5.1.5　SDHy匕纖通信系統

5.1.6　數字光纖通信系統設計

5.1.7　數字光纖通信系統的可靠性

5.2　模擬光纖通信系統

5.2.1　模擬光纖通信系統組成

5.2.2　模擬信號的強度調製

5.2.3　模擬基帶直接光強調製光纖傳輸系統

5.2.4　多信道模擬光纖傳輸系統

5.3　波分複用（WDM）光纖傳輸系統

5.3.1　WDM概述

5.3.2　WDM系統的基本形式

5.3.3　WDM系統組成

5.3.4　WDM系統規範

5.4　光孤子通信系統

5.4.1　光孤子通信原理

5.4.2　光孤子通信系統組成

5.4.3　光孤子通信的關鍵技術

5.5　相干光通信系統

5.5.1　相干光通信原理

5.5.2　相干光通信系統組成

5.5.3　相干光通信的優點

5.5.4　相干光通信的關鍵技術

習題

第6章　光網絡

6.1　光網絡概述

6.1.1　通信網絡的發展

6.1.2　通信網絡分層模型

6.1.3　光傳送網與全光網絡

6.1.4　光傳送網的分層結構

6.2　SDH傳送網

6.2.1　SDH傳送網分層模型

6.2.2　SDH傳送網物理拓撲結構

6.2.3　SDH傳送網的保護技術

6.2.4　SDH組網

6.2.5　SDH網絡管理

6.3　WDM光傳送網

6.3.1　WDM與光傳送網

6.3.2　WDM傳送網的優點

6.3.3　光分插複用器（OADM）

6.3.4　光交叉連接（OXC）

6.3.5　光交換技術

6.3.6　波長轉換技術

6.3.7　WDM網絡管理

6.4　光接入網

6.4.1　光接入網的基本概念

6.4.2　光接入網的分類

6.4.3　光接入網的拓撲結構

6.4.4　光纖以太網

6.4.5　無源光網絡（PON）

6.4.6　混合光纖同軸網（HFC）

6.5　光因特網（PoverWDM）

6.5.1　什麼是光因特網

6.5.2　Poverx

習題

第7章　無線激光通信

7.1　大氣激光通信

7.1.1　大氣激光通信概述

7.1.2　激光在大氣信道中的傳播特性

7.1.3　大氣激光通信的關鍵技術

7.1.4　大氣激光通信系統

7.2　水下激光通信

7.2.1　水下激光逋信的應用

7.2.2　海水信道

7.2.3　海水信道的損耗特性

7.2.4　固體藍光激光器

7.2.5　對潛藍綠激光通信系統

7.3　衞星激光通信

7.3.1　衞星通信概述

7.3.2　衞星激光通信系統簡介

7.3.3　自由空間的光傳播

7.3.4　星間激光通信中的光學天線

7.3.5　星間激光通信中的PAT系統

7.3.6　星間激光通信系統

習題

參考文獻 ^[1]