光纤通信 第3版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

光纤通信 第3版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 光纤通信总览1

1．1基本的网络信息速率1

1．2光纤光学系统的演进4

1．3光纤传输链路的基本单元6

1．4仿真与建模工具10

1．4．1仿真和建模工具的特征11

1．4．2编程语言11

1．4．3 PTDS(r)仿真和建模工具11

1．5．1参考资料13

1．5本书的使用和扩展13

1．5．2 CD-ROM中的仿真程序14

1．5．3光子学实验室14

1．5．4基于Web的资源14

参考文献14

第2章 光纤：结构、导波原理和制造18

2．1光的特性18

2．1．1线偏振19

2．1．2椭圆偏振和圆偏振21

2．2基本的光学定律和定义23

2．1．3光的量子特性23

2．3光纤模式和结构25

2．3．1光纤分类25

2．3．2射线和模式27

2．3．3阶跃折射率光纤结构28

2．3．4射线光学表述28

2．3．5介质平板波导中的波动解释30

2．4圆波导的模式理论32

2．4．1模式概述32

2．4．2对关键的模式概念的归纳33

2．4．3麦克斯韦方程☆34

2．4．4波导方程式☆35

2．4．5阶跃折射率光纤中的波动方程☆36

2．4．6模式方程☆38

2．4．7阶跃折射率光纤中的模式☆39

2．4．8线偏振模☆42

2．4．9阶跃折射率光纤中的功率流☆45

2．5单模光纤47

2．5．1模场直径47

2．5．2单模光纤中的传播模48

2．6梯度折射率光纤的结构49

2．7光纤材料50

2．7．1玻璃纤维51

2．7．2卤化物玻璃纤维52

2．7．3有源玻璃纤维52

2．7．4硫属化合物玻璃纤维52

2．7．5塑料光纤53

2．8光纤制造53

2．8．2汽相轴向沉积法54

2．8．1外部汽相氧化法54

2．8．3改进的化学汽相沉积法56

2．8．4等离子体活性化化学汽相沉积法56

2．8．5双坩埚法56

2．9光纤的机械特性57

2．10光缆61

习题62

参考文献66

3．1．1损耗单位71

3．1损耗71

第3章 光纤中的信号劣化71

3．1．2吸收损耗73

3．1．3散射损耗76

3．1．4弯曲损耗78

3．1．5纤芯和包层损耗80

3．2光波导中的信号失真81

3．2．1信息容量的确定81

3．2．2群时延83

3．2．3材料色散84

3．2．4波导色散85

3．2．5单模光纤中的信号失真86

3．2．6偏振模色散88

3．2．7横间色散90

3．3梯度折射率光波导中的脉冲展宽☆90

3．4模式耦合☆95

3．5单模光纤的优化设计96

3．5．1折射率剖面96

3．5．2截止波长98

3．5．3色散计算100

3．5．4模场直径101

3．5．5弯曲损耗103

习题105

参考文献108

第4章 光源112

4．1半导体物理学专题112

4．1．1能带113

4．1．2本征材料和非本征材料114

4．1．3 pn结115

4．1．4直接带隙和间接带隙117

4．2．1 LED的结构118

4．1．5半导体器件的制造118

4．2发光二极管（LED）118

4．2．2 光源材料120

4．2．3量子效率和LED的功率123

4．2．4 LED的调制126

4．3半导体激光器127

4．3．1半导体激光器的模式和阀值条件128

4．3．2半导体激光器的速率方程131

4．3．4谐振频率133

4．3．3外量子效率133

4．3．5半导体激光器结构和辐射方向图134

4．3．6单模激光器138

4．3．7半导体激光器的调制141

4．3．8温度特性142

4．4光源的线性特性145

4．5模式噪声、模分配噪声和反射噪声147

4．6可靠性考虑149

习题152

参考文献156

第5章 光功率发射和耦合161

5．1光源至光纤的功率发射161

5．1．1光源的输出方向图161

5．1．2功率耦合计算163

5．1．3发射功率与波长的关系166

5．1．4稳态数值孔径166

5．2改善耦合的透镜结构167

5．2．1非成像微球168

5．2．2半导体激光器与光纤的耦合169

5．3光纤与光纤的连接170

5．3．1机械对准误差172

5．3．2光纤相关损耗177

5．3．3光纤端面制备178

5．4 IED与单模光纤的耦合179

5．5光纤连接180

5．5．1连接方法180

5．5．2单模光纤的连接181

5．6光纤连接器182

5．6．1连接器的类型183

5．6．2单模光纤连接器184

5．6．3连接器回波损耗184

习题186

参考文献189

第6章 光检测器193

6．1光电二极管的物理原理193

6．1．1 pin光电二极管193

6．1．2雪崩光电二极管197

6．2光检测器噪声200

6．2．1噪声源201

6．2．2信噪比204

6．3检测器响应时间204

6．3．1耗尽层光电流204

6．3．2响应时间206

6．4雪崩倍增噪声208

6．5 InGaAs APD结构210

6．6温度对雪崩增益的影响211

6．7光检测器的比较212

习题213

参考文献216

第7章 光接收机219

7．1接收机工作的基本原理219

7．1．1数字信号传输219

7．1．2误码源220

7．1．3接收机结构222

7．1．4傅里叶变换表示☆223

7．2数字接收机性能224

7．2．1误码概率224

7．2．2量子极限229

7．3．1接收机噪声☆230

7．3接收机性能的详细计算☆230

7．3．2散弹噪声☆231

7．3．3接收机灵敏度计算☆232

7．3．4性能曲线☆237

7．5模拟接收机240

7．3．5非零消光比☆243

7．4前置放大器的类型☆244

7．4．1高阻抗FET放大器☆245

7．4．2高阻抗双极晶体管放大器☆246

7．4．3互阻抗放大器☆248

7．4．4高速电路249

习题252

参考文献256

第8章 数字传输系统259

8．1点到点链路259

8．1．1系统考虑260

8．1．2链路的功率预算261

8．1．3展宽时间预算264

8．1．4第一窗口传输距离267

8．1．5单模光纤链路的传输距离268

8．2线路编码269

8．2．1 NRZ码270

8．2．2 RZ码271

8．2．3分组码272

8．3纠错272

8．4噪声对系统性能的影响274

8．4．1模式噪声274

8．4．2模分配噪声276

8．4．3啁啾278

8．4．4反射噪声280

习题282

参考文献285

第9章 模拟系统288

9．1模拟链路概述288

9．2载噪比289

9．2．1载波功率289

9．2．2光检测器和前置放大器的噪声290

9．2．3相对强度噪声（RIN）291

9．2．5极限条件293

9．2．4反射对RIN的影响293

9．3多信道传输技术294

9．3．1多信道幅度调制295

9．3．2多信道频率调制297

9．3．3副载波复用300

习题301

参考文献303

第10章 WDM概念和器件305

10．1 WDM的工作原理305

10．2无源器件307

10．2．1 2×2光纤耦合器308

10．2．2散射矩阵表示法311

10．2．3 2×2波导耦合器313

10．2．4星形耦合器315

10．2．5马赫-曾德尔干涉仪复用器317

10．2．6光纤光栅滤波器320

10．2．7基于相位阵列的WDM器件323

10．3可调谐光源325

10．4．1系统考虑328

10．4可调谐滤波器328

10．4．2可调谐滤波器的类型329

习题331

参考文献336

第11章 光放大器340

11．1光放大器的基本应用和类型340

11．1．1一般应用340

11．1．2放大器的类型341

11．2．1外泵浦342

11．2半导体光放大器342

11．2．2放大器增益344

11．3掺铒光纤放大器346

11．3．1放大机制346

11．3．2 EDFA的结构348

11．3．3 EDFA的功率转换效率及增益348

11．4放大器噪声351

11．5系统应用354

11．5．1功率放大器354

11．5．2在线放大器355

11．5．3前置放大器356

11．5．4多信道运用357

11．5．5在线放大器增益控制358

11．5波长变换器359

11．5．1光栅波长变换器359

11．5．2光波混合波长变换器360

习题361

参考文献365

第12章 光网络368

12．1基本网络368

12．1．2无源线形总线的性能369

12．1．1网络拓扑369

12．1．3星形结构的性能374

12．2 SONET/SDH375

12．2．1传输格式和速率375

12．2．2光接口377

12．2．3 SONET/SDH环379

12．2．4 SONET/SDH网络381

12．3广播选择WDM网络383

12．3．1广播选择单跳网383

12．3．3洗牌网多跳网384

12．3．2广播选择多跳网384

12．4波长路由网386

12．4．1光交叉连接387

12．4．2波长变换器的性能评估388

12．5非线性对网络性能的影响391

12．5．1有效长度与面积392

12．5．2受激拉曼散射392

12．5．3受激布里渊散射394

12．5．4自相位调制和交叉相位调制396

12．5．5四波混频397

12．5．6色散管理400

12．6 WDM+EDFA系统的性能400

12．6．1链路带宽401

12．6．2特定BER所需的光功率401

12．6．3串扰401

12．7孤子403

12．7．1孤子脉冲404

12．7．2孤子参数406

12．7．3孤子宽度和间隔408

12．8光CDMA410

12．9超高容量网络411

12．9．2比特间插光TDM412

12．9．3时隙光TDM412

12．9．1超大容量WDM系统412

习题414

参考文献419

第13章 测量426

13．1测量标准和测试过程427

13．2测试设备428

13．2．1光功率计428

13．2．3可调谐激光器429

13．2．2光衰减器429

13．2．4光谱分析仪430

13．2．5光时域反射仪430

13．2．6多功能光测试系统431

13．3损耗测量432

13．3．1截断法432

13．3．2插入损耗法433

13．4色散的测量434

13．4．1模间色散434

13．4．2模间色散的时域测量435

13．4．3模间色散的频域测量436

13．4．4色度色散436

13．4．5偏振模色散437

13．5 OTDR的场地应用438

13．5．1 OTDR轨迹439

13．5．2损耗测量440

13．5．3光纤故障定位440

13．6眼图441

13．7．1光源特性444

13．7光谱分析仪的应用444

13．7．2 EDFA增益与噪声系数的测试446

习题448

参考文献451

附录A 国际单位制454

附录B 常用的数学关系455

附录C 贝塞耳函数458

附录D 分贝461

附录E 通信理论专题463

附录F 色散因子465