光纤通信系统是以光为载波，利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介，通过光电变换，用光来传输信息的通信系统。随着国际互联网业务和通信业的飞速发展，信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一，必将成为21世纪最重要的战略性产业。

通信系统(名词解释 基本构成 备用系统与辅助设备)

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图书信息

通信系统

名词解释

光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱，计算机负责把信息数字化，输入网络中去；光纤则是担负着信息传输的重任。当代社会和经济发展中，信息容量日益剧增，为提高信息的传输速度和容量，光纤通信被广泛的应用于信息化的发展，成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。

基本光纤通信系统

最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源，它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号；光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤，还有中继放大器EDFA等；而光学接收机则接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。

数字光纤通信系统

光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较，数字通信有很多的优点，灵敏度高、传输质量好。因此，大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。

在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。

基本构成

（1）光发信机

光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。电端机就是常规的电子通信设备。

（2）光收信机

光收信机是实现光/电转换的光端机。 它由光检测器和光放大器组成。其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。

（3）光纤或光缆

光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。

（4）中继器

中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲近行政性。

（5）光纤连接器、耦合器等无源器件

由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

备用系统与辅助设备

为了确保系统的畅通，通常设置都有备用系统，就好比对磁盘的备份。正常情况下只有主系统工作，一旦主要系统出现故障，就可以立即切换到备用系统，这样就可以保障通信的畅通和正确无误。

辅助设备是对系统的完善，它包括监控管理系统、公务通信系统、自动倒换系统、告警处理系统、电源供给系统等。

其中，监控管理系统可对组成光纤传输系统的各种设备自动进行性能和工作状态的监测，发生故障时会自动告警并予以处理，对保护倒换系统实行自动控制。对于设有多个中继站的长途通信线路及装有通达多方向、多系统的线路维护中心局来说，集中监控是必须采用的维护手段。

图书教材

图书信息

书名：光纤通信系统

作者：马丽华 蒙文

出版社：北京邮电大学出版社

出版时间：2009年09月

ISBN：9787563519477

开本：16开

定价：26.00 元

图书内容

《光纤通信系统》紧密结合光纤通信的最新发展，全面系统地介绍了光纤通信系统的基本原理、基本技术、系统设计方法，主要内容包括：光纤通信的组成、发展概况、特点以及发展趋势；光纤的传输原理和传输特性、光纤的非线性效应；光源器件的结构与发光机理、光发送机的组成与设计；光检测器件的结构和原理、光接收机的相关理论；光纤连接器、耦合器、光开关等光无源器件的作用、原理与类型；光放大器的一般概念、典型光放大器的原理与应用；色散补偿的概念与一般方法；波分复用系统原理、设计与器件；光纤通信系统性能指标与设计；相干光通信、光孤子通信，光交换技术、全光通信网、量子通信等光纤通信新技术以及应用。

《光纤通信系统》内容系统全面，材料充实丰富，可供通信工程专业本科生及相关专业的高年级学生使用，也可作为通信技术人员的参考书。

图书目录

第1章 导论

1.1 光纤通信的基本概念

1.2 光纤通信发展历史

1.2.1 光纤的发展

1.2.2 光纤通信系统的发展

1.3 光纤通信系统的基本组成

1.4 我国光纤通信的发展

1.4.1 我国光通信的历程

1.4.2 我国光纤通信现状

1.5 光纤通信的特点与应用

1.5.1 光纤通信的特点

1.5.2 光纤通信的应用

1.6 光纤通信发展趋势

1.6.1 光纤.光缆发展趋势

1.6.2 光纤通信系统高速化发展趋势

1.6.3 光纤通信网络发展趋势

小结

思考与练习

第2章 光纤与光缆

2.1 光纤的结构与分类

2.1.1 光纤的结构

2.1.2 光纤的分类

2.1.3 光纤的制造工艺

2.2 光纤的传输原理

2.2.1 射线理论分析光纤的传输原理

2.2.2 波动理论分析光纤的传输原理

2.3 光纤的传输特性

2.3.1 光纤的损耗特性

2.3.2 光纤的色散特性

2.3.3 光纤的非线性效应

2.4 单模光纤的种类及性能参数

2.4.1 光纤的主要性能参数

2.4.2 单模光纤种类

2.5 光纤接续

2.6 光缆

2.6.1 光缆的基本结构

2.6.2 光缆的分类

小结

思考与练习

第3章 光源和光发送机

3.1 光纤通信用光源

3.1.1 半导体光源的发光机理

3.1.2 半导体发光二极管

3.1.3 半导体激光二极管

3.2 光发送机

3.2.1 光发送机的基本组成

3.2.2 光发送机的主要技术要求

3.2.3 光发送机设计

3.3 光源与光纤的耦合

3.3.1 光源与光纤耦合效率的计算

3.3.2 影向光源与光纤耦合效率的主要因素及提高耦合效率的方法

小结

思考与练习

第4章 光检测器与光接收机

4.1 光检测器

4.1.1 光电探测原理

4.1.2 PD和PIN光电二极管

4.1.3 雪崩光电二极管

4.1.4 响应带宽

4.1.5 新型APD结构

4.1.6 MSM光电探测器

4.2 光接收机

4.2.1 光接收机的组成

4.2.2 光接收机的性能指标

4.2.3 光接收机的噪声和信噪比

4.2.4 光接收机误码率和灵敏度

4.2.5 光接收机性能

4.3 光中继器

小.结

思考与练习

第5章 光无源器件

5.1 光纤连接器

5.1.1 光纤连接器的性能

5.1.2 光纤连接器的一般结构

5.1.3 影响单模光纤连接损耗的因素

5.1.4 光纤连接器分类

5.1.5 光纤固定连接方式

5.2 光耦合器

5.2.1 光耦合器的性能参数

5.2.2 各种光耦合器

5.3 光开关

5.3.1 光开关的作用

5.3.2 光开关的种类

5.4 光调制器

5.5 光隔离器

5.6 光衰减器

5.6.1 光衰减器的分类及性能指标

5.6.2 光衰减器的工作原理

小结

思考与练习

第6章 光放大及色散补偿技术

6.1 光放大器的作用与一般特性

6.1.1 光放大器的作用

6.1.2 光放大器的工作性能

6.2 光放大器的分类

6.2.1 半导体光放大器

6.2.2 非线性光纤放大器

6.2.3 掺铒光纤放大器

6.3 掺铒光纤放大器

6.3.1 EDFA的结构与工作原理

6.3.2 EDFA的主要特性参数

6.3.3 EDFA的主要优缺点

6.3.4 EDFA在光纤通信系统中的应用

6.4 拉曼光纤放大器

6.4.1 拉曼光纤放大器的工作机理

6.4.2 拉曼光纤放大器的优缺点

6.4.3 拉曼光纤放大器的种类

6.5 色散补偿技术

6.5.1 色散补偿原理

6.5.2 无源色散补偿

6.5.3 前补偿技术

6.5.4 偏振模色散及其补偿技术

6.5.5 SPM及其补偿技术

小结

思考与练习

第7章 光波分复用技术

7.1 波分复用原理

7.1.1 光波分复用技术定义

7.1.2 光波分复用系统的基本形式

7.1.3 光波分复用技术特点

7.1.4 光波长区的分配

7.2 光波分复用器

7.2.1 光波分复用器的主要性能参数

7.2.2 光波分复用器的要求

7.2.3 光波分复用器的类型

小结

思考与练习

第8章 光纤通信系统性能与设计

8.1 两种数字传输体系

8.1.1 准同步数字体系

8.1.2 同步数字体系

8.2 系统的性能指标

8.2.1 误码性能

8.2.2 抖动性能

8.3 系统结构

8,3.1 点到点连接

8.3.2 广播和分配网

8.3.3 局域网

8.4 光纤损耗和色散对系统性能的影响

8.4.1 损耗限制系统

8.4.2 色散限制系统

8.5 光纤通信系统的设计

8.5.1 功率预算

8.5.2 上升时间预算

8.5.3 色散预算

8.5.4 系统功率代价

小结

思考与练习

第9章 光纤通信新技术

9.1 相干光通信技术

9.1.1 相干光通信的基本工作原理

9.1.2 相干光通信系统的组成

9.1.3 相干光通信的优点

9.1.4 相干光通信的关键技术

9.2 光孤子通信技术

9.2.1 光孤立子产生的机理

9.2.2 光孤子通信

9.2.3 光孤子通信优点及关键技术

9.2.4 光孤子通信应用前景

9.3 光交换技术

9.3.1 光交换技术的特点

9.3.2 空分光交换

9.3.3 时分光交换

9.3.4 波分光交换

9.4 全光通信网

9.4.1 全光通信网的概念

9.4.2 全光通信网的结构与特点

9.4.3 全光通信网的相关技术

9.4.4 OADM在中国高速信息示范网中的应用

9.5 量子通信

9.5.1 量子纠缠和量子隐形传态

9.5.2 量子密码术

9.5.3 量子密钥分配协议

9.5.4 量子通信的优点及应用前景

9.5.5 国内外量子通信研究现状及发展方向

小结

思考与练习

参考文献

……

图书信息

书名:光纤通信系统

图书编号:1939810

出版社:科学出版社

定价:25.0

ISBN:703017293

作者:延凤平,裴丽,宁提纲

出版日期:2006-01-01

版次:1

开本:16开

简介:

本书系统深入地介绍了光纤通信的基本原理和方法，增加了许多新内容，如EDFA,FRA,OTDM等，全书共分十二章。

目录:

丛书序

前言

第1章 引言

1.1光通信的历史回顾

1.1.1光通信器件的发展

1.1.2光纤通信系统的演进

1.2准同步数字体系与同步数字体系

1.2.1复接与分插

1.2.2准同步数字体系

1.2.3同步数字体系

1.2.4lO.92Tbit/s系统

1.3数字光纤通信系统的组成

1.3.1光发射机

1.3.2传输光纤

1.3.3光接收机

1.4光纤通信系统的特点

习题

第2章 光纤

2.1Maxwell方程组及边界条件

2.2介质平板波导中的模式理论

2.2.1模式的一般概念

2.2.2激光在平板波导中的传输特性

2.3光纤的结构

2.3.1光纤的物理结构

2.3.2折射率分布

2.4光纤中的模式理论

2.4.1模式的一般描述

2.4.2阶跃型折射率分布光纤中的波导方程

2.4.3阶跃型折射率分布光纤中的模式

2.4.4线偏振模式理论

2.5单模光纤

2.5.1模场直径

2.5.2单模光纤中的传输模式

2.6新型特种光纤

2.6.1各种稀土掺杂光纤

2.6.2光子晶体光纤

2.6.3其他介质光纤

2.7光纤制造

2.7.1预制棒制作

2.7.2拉丝

2.7.3新型低损耗光纤制造技术

2.8光纤的机械性能

2.9光缆

习题

第3章 光纤的传输特性

3.1光纤的损耗

3.1.1损耗产生的机理

3.1.2光纤的损耗谱表述

3.2光纤的色散

3.2.1色散的一般描述

3.2.2群时延

3.2.3模式色散

3.2.4材料色散

3.2.5波导色散

3.2.6偏振模色散

3.2.7单模光纤中脉冲展宽的一般描述

3.2.8光纤色散管理与色散补偿

3.3光纤的非线性

3.3.1非线性的产生机理

3.3.2自相位调制

3.3.3交叉相位调制

3.3.4四波混频

3.3.5受激散射

习题

第4章 光源

4.1激光的特性及基本光学规律

4.1.1激光产生的基本条件

4.1I2激光的基本特征

4.1.3Snell定律

4.2半导体物理基础

4.2.1能带

4.2.2本征及掺杂材料

4.2.3载流子及PN结

4.3发光二极管

4。3。1发光二极管结构及工作机理

4.3.2伏安特性

4.3.3量子效率

4.3.4发光二极管的调制

4.4激光二极管

4.4.1激光二极管结构及工作机理

4.4.2伏安特性及阈值条件

4.4.3外量子效率

4.4.4谐振频率选择

4.4.5激光二极管结构

4.4.6温度效应

4.5半导体激光器

4.5.1窄线宽半导体激光器

4.5.2面发射激光器

4.6光纤激光器

4.6.1工作机理

4.6.2特点

4.6.3光纤激光器构成及其应用

习题

第5章 功率的注入与耦合

5.1芯片到光纤的功率注入

5.1.1光源输出模式

5.1.2功率耦合计算

5.2用于改善耦合的透镜结构

5.2.1球面结构

5.2.2激光二极管到光纤的耦合

5.3光纤到光纤的耦合

5.3.1机械失配

5.3.2光纤相对数值孔径失配

5.3.3光纤端面处理

5.4光纤接续

5.4.1接续技术

5.4.2单模光纤的接续

5.5光纤连接器

5.5.1连接器分类

5.5.2连接器的回波损耗与插入损耗

习题

第6章 光电探测器

6.1光电二极管的物理特性

6.1.1PD的工作机理

6.1.2PIN光电探测器

6.1.3雪崩光电探测器

6.2光电探测器噪声

6.2.1噪声源

6.2.2信噪比

6.3探测器响应时间

6.3.1耗尽层光电流特征

6.3.2响应时间

6.4雪崩增益的温度效应及倍增噪声

6.5光电探测器的比较

6.5.1光电池

6.5.2光电三极管

6.5.3光电二极管与光电三极管的主要差别

6.5.4光电倍增管

6.5.5电荷耦合阵列探测器

习题

第7章 光接收机

7.1光接收机的基本构成

7.1.1光接收机结构

7.1.2误差源

7.1.3数字信号传输系统构成

7.2前置放大器

7.3数字接收机特征

7.3.1误差概率

7.3.2量子极限

7.4数字接收机的灵敏度

7.4.1接收机噪声

7.4.2散粒噪声

7.4.3灵敏度计算

7.5模拟接收机

习题

第8章 光纤通信系统设计

8.1点对点链路的设计

8.1.1功率预算

8.1.2上升时间预算

8.1.3色散预算

8.1.4系统的功率代价

8.2信道编码及线路码型

8.2.1非归零码

8.2.2归零码

8.2.3啁瞅归零码

8.2.4载波抑制归零码

8.2.5扰码

8.2.6线路码型

8.3前向纠错技术

8.3.1FEC码的构成

8.3.2编码增益和净编码增益

8.3.3FEC误码纠错能力

8.3.4FEC的应用

8.3.5超强FEC

习题

第9章 光无源器件

9.1光调制器

9.1.1基本概念

9.1.2电介质光调制器

9.1.3EA调制器

9.2光复用解复用器

9.2.1波分复用/解复用器

9.2.2复用器/解复用器的串扰

9.2.3时分复用/解复用器

习题

第lO章 光放大器

10.1基本概念

10.1.1增益系数

10.1.2增益与带宽

10.1.3放大器噪声

10.2掺铒光纤放大器

10.2.1增益谱

10.2.2放大器增益

10.2.3放大器噪声

10.3调制不稳定性

10.3.1分布放大

10.3.2周期性集总放大

10.3.3噪声放大

10.4拉曼光纤放大器

10.4.1光纤拉曼放大器的工作原理

10.4.2光纤中的受激拉曼散射

10.4.3光纤拉曼放大器特点

10.4.4光纤拉曼放大器的分类

10.4.5增益特性

10.4.6光纤拉曼放大器噪声特性

10.4.7宽带增益平坦拉曼光放大器设计的一般方法

10.4.8多波长泵浦拉曼光放大器的设计

10.5半导体光放大器

10.5.1信号放大特性

10.5.2行波光放大器的噪声特性

10.5.3信道间的串扰

习题

第11章 光网络

11.1基本光网络

11.1.1网络拓扑结构

11.1.2无源线形总线网络的性能

11.1.3星形结构网络的性能

11.2SONET/SDH

11.2.1传输格式及速率

11.2.2光接口

11.2.3SONET/SDH环

11.2.4SONET/SDH网络

11.3波长路由网络

11.3.1光上下话路复用

11.3.2光交叉连接

11.3.3波长变换器的性能评价

11.4wDM+EDFA系统的性能

11.4.1链路带宽

11.4.2用于特殊误码率的光功率要求

11.4.3通道间串扰

11.5光码分多址OCDMA技术

11.6全光包交换技术

11.6.1光包交换的网络结构

11.6.2OPS的节点结构

11.6.3OPS在城域网中的应用

11.7光突发交换

11.7.1OBS网络结构

11.7.2OBS协议

11.7.3OBS的特点

习题

第12章 光纤测量

12.1衰减测量

12.1.1截断技术

12.1.2插入损耗方法

12.1.3背向散射法

12.2色散测量

12.2.1模间色散

12.2.2时域模间色散测量

12.2.3频域模间色散测量

12.2.4色度色散

12.2.5偏振模色散

12.3OTDR的应用

12.3.1衰减测量

12.3.2光纤故障位置判定

12.4眼图分析

12.5光谱分析仪的应用

12.5.1光源的性能评价

12.5.2EDFA增益及噪声图测试

习题

参考文献