光纤通信系统（第3版·影印版）

内容简介

　　自从197年低损耗的石英光纤和在室温下连续工作的半导体激光器取得突破性进展以来，光纤通信技术进入了一个迅猛发展的阶段。近3年来，光纤通信系统从1975年的速率为45Mb／s、传输距离为1km左右发展到如今单纤中最高累计速率为1．92Tb／s、最长实验传输距离达到近3万km，系统的速率与传输距离的乘积（BL）一直以每年翻一番的趋势增长，增长速度超过了著名的摩尔定律。光纤系统性能的巨大进展极大地提高了全球通信网络的容量和覆盖范围，在“信息高速公路”的建设乃至全球信息化的进程中发挥了关键的作用。因此，目前国内外许多大学的电子工程、物理和光学等领域的有关专业中都开设光纤通信课程，相应的教材、参考书和专著己不胜枚举。美国罗彻斯特大学的GovindPAgrawal教授的《光纤通信系统》一书在国内外享有盛誉。本书于1992年问世，1多年来一直受到光通信界的认可，许多大学将它作为教材或参考书。本书再版于1997年。由于近年来光纤通信技术的快速发展，作者又于22年推出了目前的第三版。其主要目标依然与前两版一样，即一方面能够作为教科书使用，同时又能供光通信界科技工作者作参考。因此，物理的理解是本书的重点，但工程方面内容的讨论也贯穿各章的始终。概括起来，本书有如下特点：（1）内容系统全面。本书从最基本的光纤、光发射和光接收机讲起，随后按章节分别讨论了系统设计、光纤损耗和色散管理所涉及的先进技术、光网络中的波分复用、时分复用及码分复用技术。光孤子，以及相干光通信系统等。书中内容反映了到21年为止光纤通信系统最新和全面的状况。·（2）注重概念方法。从内容的整体编排到具体内容的叙述，都体现了突出物理概念、强调基本分析方法的指导思想。为了便于读者理解概念，本书采用了大量清晰的插图和内容详实的表格。（3）例题习题丰富。书中有大量的例题和习题。书后并附有一张由Optiwave公司提供的CD光盘，其中包含了一个光纤通信系统设计用的软件包。光盘中有大量的例题，读者能够利用这些例题了解该软件包的各种功能，然后可使用该软包求解本书各章结尾部分提供的习题，这将有助于读者加深对光通信系统设计重要难点的理解。本书的作者从1989年起在美国罗彻斯特大学光学院讲授光纤通信系统课程，且与工业界合作密切，因此本书的内容不仅适合教学，而且反映了工业界的最新发展。本书的主要用途是作为光通信专业研究生的教材，内容经适当筛选后也能用于高年级的本科生。书中的主干内容与国内教材基本一致，因此很适合作为国内光纤通信和光电子技术应用等相关课程的教学参考书。在当前高校中正大力推进采用外语讲学的形势下，本书更是英文版教材中一个较好的选择。谢世钟教授清华大学电子工程系光通信研究所24年5月

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图书目录

第1章  光纤的传输理论
1. 1  光纤的基本性质
1. 1. 1  光纤的结构. 分类和光的传输
1. 1. 2  光纤的传输性质
1. 2  介质平板波导
1. 2. 1  基本波导方程式
1. 2. 2  对称介质平板波导的传输模式
1. 2. 3  介质板波导中的多模群时延
1. 3  阶跃折射率光纤的模式理论
1. 3. 1  圆柱坐标系中的波导方程式
1. 3. 2  阶跃折射率光纤中波动方程的解
1. 3. 3  近似解--LP模
1. 4  渐变折射率光纤的近似分析
1. 4. 1  渐变折射率光纤的近似解
1. 4. 2  渐变折射率光纤特性的WKBJ法分析
1. 5  单模光纤
1. 5. 1  单模光纤的基本分析
1. 5. 2  单模光纤的结构
1. 5. 3  单模光纤的频率色散
1. 5. 4  单模光纤的极化
1. 5. 5  单模光纤的发展与演变
小结
习题

第2章  光源和光调制
2. 1  激光原理的基础知识
2. 1. 1  原子能级的跃迁
2. 1. 2  半导体中载流子的统计分布
2. 1. 3  PN结的能带
2. 2  半导体激光器和发光二极管
2. 2. 1  半导体激光器
2. 2. 2  F-P腔半导体激光器的结构与分类
2. 2. 3  量子阱半导体激光器
2. 2. 4  分布反馈激光器
2. 2. 5  发光二权管
2. 3  半导体激光器的模式性质
2. 3. 1  厄密-高斯模式的解
2. 3. 2  激光器的纵模
2. 3. 3  激光器的横模
2. 4  半导体激光器的瞬态性质
2. 4. 1  瞬态过程
2. 4. 2  速率方程组及其解
2. 4. 3  结发热效应
2. 5  半导体激光器的自脉动现象
2. 5. 1  自脉动现象
2. 5. 2  双区共腔激光器中的自脉动
2. 5. 3  光丝耦合
2. 6  半导体激光器的直接调制和光发射机
2. 6. 1  光源的调制方式
2. 6. 2  光源的直接调制原理
2. 6. 3  激光发射机
2. 7  光源的间接调制
2. 7. 1  电光调制
2. 7. 2  声光调制
2. 7. 3  磁光调制
2. 7. 4  波导调制器和电吸收调制器
小结
习题

第3章  光接收机
3. 1  光电检测器
3. 1. 1  光电二极管
3. 1. 2  雪崩光电二极管
3. 2  放大器及其电路的噪声
3. 2. 1  噪声分析的一般方法
3. 2. 2  放大器输入端的噪声源
3. 2. 3  场效应管和双极晶体管的噪声源
3. 2. 4  前置放大器的设计
3. 3  光电检测过程的统计性质及灵敏度的精确计算
3. 3. 1  灵敏度计算的一般方法
3. 3. 2  雪崩光电检测过程的统计分布
3. 3. 3  接收机灵敏度的精确计算方法
3. 4  灵敏度计算的高斯近似法'
3. 4. 1  光电检测器散粒噪声的计算
3. 4. 2  高斯近似计算公式及其推导过程
3. 4. 3  接收机灵敏度与z, B, a, EXT等因素的关系
3. 4. 4  高斯近似计算的误差估计
3. 4. 5  激光器"和光纤系统的噪声
3. 5  光接收机的均衡网络. 自动增益控制电路和再生电路
3. 5. 1  码间干扰问题与均衡滤波电路
3. 5. 2  接收机的动态范围和自动增益控制电路
3. 5. 3  再生电路
小结
习题

第4章  光纤通信系统和通信网
4. 1  数字光纤通信系统
4. 1. 1  数字光纤通信系统的组成
4. 1. 2  系统性能及其测试
4. 2  光同步数字传输网
4. 2. 1  SDH的帧结构
4. 2. 2  SDH的复用映射结构
4. 2. 3  SDH传送网的网络结构
4. 3  光纤通信系统的总体设计
4. 3. 1  系统的总体考虑
4. 3. 2  设计方法
4. 3. 3  功率预算和色散预算
4. 4  掺饵光纤放大器及其在系统中的应用
4. 4. 1  EDFA的工作原理和基本性能
4. 4. 3  EDFA在系统中的应用
4. 5  光纤接入网
4. 5. 1  混合光纤同轴型接入网
4. 5. 2  无源光网络
4. 6  模拟光纤通信系统
4. 6. 1  SCM光波系统的基本组成和调制方式
4. 6. 2  SCM光波系统的非线性失真
4. 6. 3  SCM光纤通信系统中非线性失真的补偿
小结
习题

第5章  光纤通信新技术
5. 1  波分复用技术
5. 1. 1  WDM光纤通信系统的构成和概况
5. 1. 2  复用. 解复用器件
5. 1. 3  WDM系统的设计
5. 1. 4  相干光通信
5. 2  非线性光学效应及其对光纤通信的影响
5. 2. 1  非线性光学效应
5. 2. 2  受激散射及其对光纤通信的影响
5. 2. 3  非线性折射率调制引起的非线性光学效应
5. 2. 4  光孤子通信
5. 3  全光通信网
5. 3. 1  光交换方式
5. 3. 2  WDM全光通信网
5. 3. 3  WDM全光网中的同频干扰
5. 4  色散补偿技术
5. 4. 1  单模光纤中的色散
5. 4. 2  半导体激光器的调制特性
5. 4. 3  色散补偿方案
5. 5  光时分复用技术
小结
习题
附录
附录1  贝塞尔方程及其性质
附录2  两平行介质波导中兼并模的耦合
参考文献