了得網教材_光纖通信(第5版) (美)凱澤(Gerd Keiser) 著蒲濤,徐俊華,蘇洋譯

●章光纖通信概述
1.1 光通信的發展動力
1.1.1 光網絡的發展歷程
1.1.2 光纖的優點
1.2 光頻譜帶
1.2.1 電磁能量
1.2.2 工作窗口和光頻帶
1.3 分貝單位
1.4 網絡信息速率
1.4.1 電信信號復用
1.4.2 SONET/SDH復用體繫
1.5 光信道復用
1.5.1 WDM概述
1.5.2 偏振復用
1.5.3 模分復用
1.5.4 多芯光纖
1.6 光纖通信繫統的關鍵組件
1.7 光通信網絡的演進
1.8 光纖通信標準
1.9 仿真與建模工具
1.9.1 仿真工具的特征
1.9.2 圖形編程語言
1.9.3 學生使用的程序舉例
1.10 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第2章光纖：結構、導波原理和制造
2.1 光的性質
2.1.1 線偏振
2.1.2 橢圓偏振和圓偏振
2.1.3 光的量子特性
2.2 基本的光學定律和定義
2.2.1 折射率
2.2.2 反射和折射
2.2.3 光的偏振分量
2.2.4 偏振敏感材料
2.3 光纖模式和結構
2.3.1 光纖分類
2.3.2 光纖結構的變化
2.3.3 光射線和模式
2.3.4 階躍折射率光纖結構
2.3.5 射線光學描述
2.3.6 介質平板波導中的波動描述
2.4 圓波導的模式理論
2.4.1 模式概述
2.4.2 關鍵的模式概念的歸納
2.4.3 麥克斯韋方程組*
2.4.4 波導方程式*
2.4.5 階躍折射率光纖中的波動方程*
2.4.6 模式方程*
2.4.7 階躍折射率光纖中的模式*
2.4.8 線偏振模*
2.4.9 階躍折射率光纖中的光功率流*
2.5 單模光纖
2.5.1 結構
2.5.2 模場直徑
2.5.3 單模光纖中的傳播模
2.5.4 有效折射率
2.6 梯度折射率光纖的結構
2.6.1 纖芯折射率結構
2.6.2 梯度折射率光纖的數值孔徑
2.6.3 梯度折射率光纖的截止條件
2.7 光纖材料
2.7.1 玻璃光纖
2.7.2 有源玻璃光纖
2.7.3 塑料光纖
2.8 光子晶體光纖(PCF)
2.8.1 折射率導引PCF
2.8.2 光子帶隙PCF
2.9 光纖制造
2.9.1 外部汽相氧化法
2.9.2 汽相軸向沉積法
2.9.3 改進的化學汽相沉積法
2.9.4 等離子體激活化學汽相沉積法
2.9.5 光子晶體光纖制造
2.10 光纜
2.10.1 光纜結構
2.10.2 室內光纜
2.10.3 室外光纜
2.11 光纜鋪設方法
2.11.1 直埋式鋪設
2.11.2 光纜牽入管道
2.11.3 光纜氣吹鋪設
2.11.4 架空鋪設
2.11.5 海底鋪設
2.11.6 行業鋪設標準
2.12 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第3章衰減和色散
3.1 衰減
3.1.1 衰減單位
3.1.2 吸收損耗
3.1.3 散射損耗
3.1.4 彎曲損耗
3.1.5 纖芯和包層的損耗
3.2 光纖中的信號畸變
3.2.1 色散概述
3.2.2 模式時延
3.2.3 色散起因
3.2.4 群時延
3.2.5 材料色散
3.2.6 波導色散
3.2.7 單模光纖中的色散
3.2.8 偏振模色散
3.3 單模光纖性能
3.3.1 折射率分布
3.3.2 截止波長
3.3.3 色散計算
3.3.4 模場直徑
3.3.5 彎曲損耗
3.4 國際標準
3.4.1 G.651.1建議
3.4.2 G.652建議
3.4.3 G.653建議
3.4.4 G.654建議
3.4.5 G.655建議
3.4.6 G.656建議
3.4.7 G.657建議
3.5 特種光纖
3.6 多芯光纖
3.7 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第4章光源
4.1 半導體物理學基礎
4.1.1 能帶
4.1.2 本征材料和非本征材料
4.1.3 pn結
4.1.4 直接帶隙和間接帶隙
4.1.5 半導體器件的制造
4.2 發光二極管（LED）
4.2.1 LED的結構
4.2.2 光源材料
4.2.3 量子效率和LED的功率
4.2.4 LED的調制
4.3 半導體激光器
4.3.1 半導體激光器的模式和閾值條件
4.3.2 半導體激光器的速率方程
4.3.3 外量子效率
4.3.4 諧振頻率
4.3.5 半導體激光器結構和輻射場型分布
4.3.6 單模激光器
4.3.7 半導體激光器的調制
4.3.8 激光器線寬
4.3.9 外調制
4.3.10 溫度特性
4.4 光源的線性特性
4.5 發射機封裝
4.6 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第5章光功率發射和耦合
5.1 光源至光纖的功率發射
5.1.1 光源的輸出分布
5.1.2 功率耦合計算
5.1.3 發射功率與波長的關繫
5.1.4 穩態數值孔徑
5.2 改善耦合的透鏡結構
5.2.1 非成像微球
5.2.2 半導體激光器與光纖的耦合
5.3 光纖與光纖的連接
5.3.1 機械對準誤差
5.3.2 光纖相關損耗
5.3.3 光纖端面制備
5.4 LED與單模光纖的耦合
5.5 光纖接頭
5.5.1 連接方法
5.5.2 單模光纖的連接
5.6 光纖連接器
5.6.1 連接器的類型
5.6.2 單模光纖連接器
5.6.3 連接器回波衰減
5.7 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第6章光檢測器
6.1 光電二極管的物理原理
6.1.1 pin光電二極管
6.1.2 雪崩光電二極管
6.2 光檢測器噪聲
6.2.1 噪聲源
6.2.2 信噪比
6.2.3 噪聲等效功率
6.3 檢測器響應時間
6.3.1 耗盡層光電流
6.3.2 響應時間
6.3.3 雙異質結光電二極管
6.4 雪崩倍增噪聲
6.5 InGaAs APD結構
6.6 溫度對雪崩增益的影響
6.7 光檢測器比較
6.8 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第7章光接收機
7.1 接收機工作的基本原理
7.1.1 數字信號傳輸
7.1.2 誤碼源
7.1.3 前置放大器
7.2 數字接收機性能
7.2.1 誤碼率
7.2.2 接收機靈敏度
7.2.3 量子極限
7.3 眼圖
7.3.1 眼圖的特征
7.3.2 BER和Q因子測量
7.4 突發模式接收機
7.5 模擬接收機
7.6 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第8章數字鏈路
8.1 點到點鏈路
8.1.1 傳輸信號格式
8.1.2 繫統考慮
8.1.3 鏈路功率預算
8.1.4 展寬時間預算
8.1.5 短波長帶
8.1.6 單模光纖鏈路的損耗限制距離
8.2 功率代價
8.2.1 色度色散代價
8.2.2 偏振模色散代價
8.2.3 消光比代價
8.2.4 模式噪聲
8.2.5 模分配噪聲
8.2.6 啁啾
8.2.7 反射噪聲
8.3 差錯控制
8.3.1 誤碼檢測概念
8.3.2 線性檢錯碼
8.3.3 多項式碼
8.3.4 前向糾錯
8.4 相干檢測
8.4.1 基本概念
8.4.2 零差檢測
8.4.3 外差檢測
8.4.4 誤碼率比較
8.5 不錯光調制格式
8.5.1 頻譜效率
8.5.2 相移鍵控和IQ調制
8.5.3 差分正交相移鍵控（DQPSK）
8.5.4 正交幅度調制（QAM）
8.6 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
第9章模擬鏈路
9.1 模擬鏈路概述
9.2 載噪比
9.2.1 載波功率
9.2.2 光檢測器和前置放大器的噪聲
9.2.3 相對強度噪聲（RIN)
9.2.4 反射對RIN的影響
9.2.5 極限條件
9.3 多信道傳輸技術
9.3.1 多信道幅度調制
9.3.2 多信道頻率調制
9.3.3 副載波復用
9.4 光載射頻（ROF）
9.4.1 關鍵鏈路參數
9.4.2 無雜散動態範圍
9.5 光載鏈路射頻
9.5.1 ROF網絡天線基站
9.5.2 多模光纖鏈路射頻
9.6 微波光子學
9.7 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
0章 WDM概念和光器件
10.1 WDM概述
10.1.1 WDM的工作原理
10.1.2 WDM標準
10.2 無源光耦合器
10.2.1 2×2光纖耦合器
10.2.2 散射矩陣表示法
10.2.3 2×2波導耦合器
10.2.4 星形耦合器
10.2.5 馬赫曾德爾干涉復用器
10.3 隔離器和環形器
10.3.1 光隔離器
10.3.2 光環形器
10.4 光纖光柵濾波器
10.4.1 光柵基礎
10.4.2 光纖布拉格光柵
10.4.3 FBG的應用
10.5 介質薄膜濾波器
10.5.1 標準具理論
10.5.2 TFF的應用
10.6 基於相位陣列的WDM器件
10.7 衍射光柵
10.8 有源光器件
10.8.1 MEMS技術
10.8.2 可變光衰減器
10.8.3 可調諧光濾波器
10.8.4 動態增益均衡器
10.8.5 光分插復用器
10.8.6 偏振控制器
10.8.7 色度色散補償器
10.9 可調諧光源
10.10 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
1章光放大器
11.1 光放大器的基本應用和
分類
11.1.1 一般應用
11.1.2 放大器的類型
11.2 半導體光放大器
11.2.1 外部泵浦
11.2.2 放大器增益
11.2.3 SOA的帶寬
11.3 摻鉺光纖放大器
11.3.1 放大機理
11.3.2 EDFA的結構
11.3.3 EDFA的功率轉換效率及增益
11.4 放大器噪聲
11.5 光信噪比
11.6 繫統應用
11.6.1 功率放大器
11.6.2 在線放大器
11.6.3 前置放大器
11.6.4 多信道放大
11.6.5 在線放大器增益控制
11.7 拉曼放大器
11.7.1 拉曼增益
11.7.2 泵浦激光器
11.8 寬帶光放大器
11.9 光纖激光器
11.10 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
2章非線性效應
12.1 非線性效應概述
12.2 有效長度與有效面積
12.3 受激拉曼散射
12.4 受激布裡淵散射
12.5 自相位調制
12.6 交叉相位調制
12.7 四波混頻
12.8 減小四波混頻
12.9 波長變換
12.9.1 光門波長轉換器
12.9.2 波混頻波長轉換器
12.10 孤子
12.10.1 孤子脈衝
12.10.2 孤子參數
12.10.3 孤子寬度和間隔
12.11 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
3章光網絡
13.1 網絡概念
13.1.1 網絡術語
13.1.2 網絡分類
13.1.3 網絡層次
13.1.4 光層
13.2 網絡拓撲
13.2.1 無源線形總線的性能
13.2.2 星形結構的性能
13.3 SONET/SDH
13.3.1 傳輸格式和速率
13.3.2 光接口
13.3.3 SONET/SDH環
13.3.4 SONET/SDH網絡
13.4 高速光鏈路
13.4.1 10 Gbps光鏈路
13.4.2 40 Gbps光鏈路
13.4.3 100 Gbps鏈路
13.4.4 400 Gbps以上速率鏈路
13.5 光分插復用器
13.5.1 OADM的結構
13.5.2 可重構OADM
13.6 光交換
13.6.1 光交叉連接
13.6.2 波長變換
13.6.3 波長路由
13.6.4 光分組交換
13.6.5 光突發交換
13.7 WDM網絡實例
13.7.1 寬帶長途WDM網絡
13.7.2 窄帶城域WDM網絡
13.8 無源光網絡
13.8.1 基本的PON架構
13.8.2 有源PON模塊
13.8.3 業務流量
13.8.4 GPON特性
13.8.5 WDM PON架構
13.9 DWDM 直接承載IP
13.10 光以太網
13.10.1 基本的光以太網方案
13.10.2 EPON/GE?PON架構
13.10.3 城域光以太網
13.11 降低傳輸損傷
13.11.1 色度色散補償光纖
13.11.2 布拉格光柵色散補償器
13.11.3 偏振模色散補償
13.11.4 光放大器增益瞬變
13.12 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
4章性能測量與監控
14.1 測量標準
14.2 基本測試設備
14.2.1 測試用光源
14.2.2 光譜分析儀
14.2.3 多功能光測試儀
14.2.4 光衰減器
14.2.5 光傳送網（OTN）測試儀
14.2.6 可視故障指示儀
14.3 光功率測量
14.3.1 光功率的定義
14.3.2 光功率計
14.4 光纖特性參數
14.4.1 折射近場法
14.4.2 傳輸近場法
14.4.3 損耗測量
14.4.4 色散測量
14.5 眼圖
14.5.1 模板測試
14.5.2 壓力眼圖
14.5.3 眼圖輪廓
14.6 光時域反射儀（OTDR）
14.6.1 OTDR軌跡
14.6.2 損耗測量
14.6.3 OTDR盲區
14.6.4 光纖故障定位
14.6.5 光回波衰減
14.7 光性能監測
14.7.1 管理構架和功能
14.7.2 光層管理
14.7.3 OPM功能
14.7.4 網絡維護
14.7.5 故障管理
14.7.6 OSNR監視
14.8 光纖繫統性能測量
14.8.1 誤碼率測試
14.8.2 光信噪比評估
14.8.3 Q因子評估
14.8.4 光調制幅度（OMA）測量
14.8.5 定時抖動測量
14.9 總結
習題
習題解答（選）
參考文獻
附錄A 國際單位制
附錄B 常用數學關繫式
附錄C 貝塞爾函數
附錄D 分貝
附錄E 縮寫
附錄F 拉丁文符號
附錄G 希臘文符號

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