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本书概念准确，内容新颖，图文并茂，深入浅出，突出实用性、系统性和先进性，可作为普通高等院校通信工程、电子信息、光电技术等专业本科生的教材，也可供其他相关专业的大学生和工程技术人员学习与参考。

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图书内容

内容简介

全书共8章，系统地阐述了光纤通信的原理、特性、组成及应用。主要内容包括：光纤的基本结构、传光原理、特性参数和连接方式；光发送设备和光接收设备的基本组成、实现方式及光模块；WDM光纤数字通信系统的实现、光纤数字通信系统的SDH制式；光纤接入网、光纤局域网、光纤城域网、光纤广域网、三网融合、与光纤互联网相关的热门技术；光传送网和全光网。每章结尾均提供了丰富的习题，便于读者自学并掌握各章的要点。

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ISBN：9787121360428

开本：16开

页数：324

字数：518

本书目录

第1章  概述	1
1.1  光纤通信的基本概念	1
1.1.1  光纤通信的定义	1
1.1.2  光纤通信发展过程	1
1.1.3  光纤通信的优点	3
1.2  光纤通信系统的构成及分类	4
1.2.1  光纤通信系统的基本构成	4
1.2.2  光纤通信系统分类	4
1.3  数字话路基础知识	6
1.3.1  语音信号的PCM数字化	6
1.3.2  话路的时分复用（TDM）	8
1.3.3  数字复接系列	10
习题1	12
第2章  光纤	14
2.1  光纤的基本概念	14
2.1.1  光纤基本结构	14
2.1.2  光纤分类	14
2.1.3  光纤制造简述	15
2.1.4  光缆结构及类型	16
2.1.5  光缆（光纤）型号命名方法	18
2.2  光纤传光原理	22
2.2.1  光的射线理论及光纤传光分析	22
2.2.2  光纤导波模式的粗糙解（射线分析方法）	26
2.2.3  光纤导波模式的精确解（电磁场分析方法）	30
2.3  光纤特性参数	38
2.3.1  数值孔径	38
2.3.2  衰减特性	40
2.3.3  截止波长	42
2.3.4  带宽与色散	44
2.3.5  模场直径	53
2.4  光纤连接方式	54
2.5  光纤在通信领域中的应用	56
2.5.1  通信中使用的光纤及光波段划分	56
2.5.2  光纤（光缆）应用概况	59
习题2	61
第3章  光发送设备	64
3.1  光端机的基本概念	64
3.1.1  光端机的功能	64
3.1.2  光端机基本框图	64
3.2  光发送电路	66
3.2.1  基本组成和主要性能指标	66
3.2.2  激光二极管（LD）	67
3.2.3  发光二极管（LED）	80
3.2.4  驱动电路	82
3.2.5  自动功率控制（APC）电路	85
3.2.6  自动温度控制（ATC）电路	87
3.2.7  光源（LD和LED）与光纤的耦合	88
3.3  输入电路	90
3.3.1 基本概念	90
3.3.2  光纤通信的码型	91
3.3.3  HDB3码输入电路	102
3.3.4  CMI码输入电路	110
习题3	112
第4章  光接收设备	114
4.1  光接收电路	114
4.1.1  基本构成和主要性能指标	114
4.1.2  光检测器件（PIN和APD）	115
4.1.3  前置放大器	118
4.1.4  主放大器	119
4.1.5  均衡器	122
4.1.6  基线恢复	126
4.1.7  幅度判决	128
4.1.8  非线性处理	131
4.1.9  时钟提取	133
4.1.10  限幅移相	134
4.1.11  定时判决	136
4.2  输出电路	137
4.2.1  基本概念	137
4.2.2  码型反变换电路	137
4.2.3  输出接口电路	140
4.3  光模块	143
4.3.1  基本概念	143
4.3.2  光模块型号命名方法	144
习题4	147

第5章  波分复用光纤通信系统	148
5.1  光纤通信系统新技术简述	148
5.2  波分复用（WDM）技术	150
5.2.1  基本概念	150
5.2.2  波分复用系统的组成	152
5.2.3  光纤耦合型波分复用器件	154
5.2.4  角度色散型波分复用器件	156
5.2.5  干涉型波分复用器件	157
5.2.6  波分复用系统对光纤的新要求	159
5.3  光中继器	162
5.3.1  光电转换型中继器	163
5.3.2  全光型中继器概述	164
5.3.3  掺铒光纤放大器（EDFA）	165
5.3.4  光纤拉曼放大器（FRA）	168
5.3.5  光纤布里渊放大器（FBA）	170
5.3.6  半导体光放大器（SOA）	171
习题5	172
第6章  光纤数字通信系统的传输规范	174
6.1  光纤数字通信系统的两种主要传输制式	174
6.1.1  准同步数字系列（PDH）	174
6.1.2  同步数字系列（SDH）	176
6.1.3  SDH承载PDH的方式	178
6.1.4  SDH承载PDH之应用	190
6.1.5  SDH复用及交换的主要设备	197
6.1.6  SDH传送网	199
6.2  光纤数字通信系统的基本质量指标	200
6.2.1  评价误码性能的方法	200
6.2.2  数字话路通道的误码特性	201
6.2.3  基群及其以上速率通道的误码特性	204
6.2.4  抖动特性	208
6.2.5  可靠性	209
6.3  光纤数字通信系统的基本设计	212
6.3.1  系统设计的一般步骤	212
6.3.2  中继距离估算	213
6.3.3  误码率估算	216
6.4  光纤数字通信系统的测量	217
6.4.1  电性能的主要指标测量	217
6.4.2  光性能的主要指标测量	220
习题6	222

第7章  现代光纤网络	224
7.1  光纤通信在现代信息网络中的重要地位	224
7.1.1  现代信息网络的基本特点	224
7.1.2  光纤通信在现代信息网络中的应用概况	225
7.2  光纤接入网	227
7.2.1  基本概念	227
7.2.2  FTTx接入网	229
7.2.3  FTTH的基本拓扑结构	231
7.2.4  FTTH 的实现技术：xPON接入技术	232
7.2.5  各类PON接入技术的比较	243
7.3  光纤局域网	244
7.3.1  局域网（LAN）的基本概念	244
7.3.2  光纤总线形/星形局域网	246
7.3.3  光纤令牌环局域网	248
7.3.4  光纤ATM局域网	250
7.4  光纤城域网和广域网	252
7.4.1  光纤城域网（MAN）	252
7.4.2  基于SDH的多业务传送平台（MSTP）	253
7.4.3  光纤广域网（WAN）	254
7.5  三网融合	257
7.5.1  基本概念	257
7.5.2  电信运营商的IPTV	258
7.5.3  互联网公司的OTT TV	259
7.5.4  广电行业的DTV	261
7.6  与光纤互联网相关的热门技术	263
7.6.1  移动通信技术	263
7.6.2  物联网（IoT）技术	269
7.6.3  云计算技术	274
习题7	277
第8章  未来的全光网络	279
8.1  全光网络（AON）的基本概念	279
8.1.1  通信网发展过程	279
8.1.2  全光通信网的基本特点	279
8.1.3  全光通信网关键技术概述	280
8.2  光交叉连接器（OXC）	283
8.2.1  光交叉连接器的基本概念	283
8.2.2  光交换技术	285
8.2.3  波长变换技术	289
8.3  光分插复用器（OADM）	291
8.3.1  光分插复用器基本概念	291
8.3.2  分波/合波器+光开关组合	292
8.3.3  多层介质膜滤波器+光开关+光环行器组合	293
8.3.4  光纤光栅+光环行器+分波/合波器组合	293
8.4  光传送网（OTN）的基本形式	294
8.4.1  光传送网的分层体系结构	295
8.4.2  光层的基本拓扑结构	296
8.4.3  光传送网的应用——IP光网	297
8.5  全光网络的进展	300
习题8	302
附录A  英汉对照名词索引	304
参考文献	313

展开

前言

光纤通信以其独特的优越性，已经成为现代通信发展的主流方向，现在世界上绝大部分的通信业务都是采用光纤通信方式传送的。特别是，以光纤作为主要传输介质的互联网已遍布全球各地，没有光纤通信，就没有今天因特网（Internet）的巨大规模，现代信息社会的发展也就不可能这样快速。
本书第1版和第2版（分别于2008年7月和2013年2月，电子工业出版社）是在作者多年从事光纤通信教学和科研实践经验的基础上编著出版的。几年来，本书被国内许多高等院校选用作为教材，承蒙这些院校同行教师们的支持和肯定，给本书再版的修订注入了动力，使修订的方向进一步明确。
本书第3版修订的主要内容是：补充新的技术内容和新的技术指标；合理调整部分章节的结构；对文句进行精益求精的修改。其中，新增完整章节的有：4.3节、7.5节、7.6节；在原章节中新增大段内容的有：1.1.2节、2.2.3节、2.5.1节、5.2.6节、7.2.6节（修改后整体移到7.5.4节）；局部修改的有：1.2.2节、3.2.1节、4.1.3节、4.1.7节、7.1.2节等。
本书在修订过程中注重反映光纤通信领域的新成果，以满足光纤通信课程的教学需要，使教学内容尽可能贴近实际、贴近新技术、贴近新应用。本书此次修订后，除继续保持前两版所具有的特色外，在内容准确性、论述精练性和文句可读性方面有望跨上一个新台阶，使本书更臻完美。
本书的主要特色如下：
1．一个抓住，即抓住主干内容
光纤通信的主干内容是光纤、光端机（光发送设备和光接收设备）、WDM（波分复用）和SDH（同步数字系列）。缺少这四个内容中的任何一个，就谈不上是真实的光纤通信。所以，本书用6章的篇幅来阐述这四个主干内容，力求讲清楚、讲透彻。这是本书不同于一些同类书籍的最主要特点。
2．三个突出，即突出实用性、系统性和先进性
?  实用性  本书中光端机以国内主流产品为依据来进行阐述，使读者掌握实用的知识与技术，从而在面对实际问题时不会生疏无策；在光纤和传输规范等内容中较多介绍了ITU-T等标准，以增进读者的标准化意识；对重要而复杂的数学推导舍弃了繁难的推导过程，但给出清晰的推导步骤，让读者掌握重要的物理概念和有用的结论。
?  系统性  本书对光纤通信四个主干内容相互之间的关联，以及对每一个主干内容自身的机理都做了详细的阐述，真实地反映了现代光纤通信系统的特点，使读者能够掌握光纤通信完整的知识。
?  先进性  本书注重介绍新型光纤和光器件技术的发展成果，同时较详细地介绍了近几年推出的光纤通信的热门新技术，如A/BPON、EPON和GPON接入技术、MSTP传送技术、MPLS和MPλ/LS交换技术等，这些新技术有很好的开发应用前景。读者从本书深入浅出的介绍中容易了解这些新技术，体验到光纤通信的飞速发展。
本书共8章，系统地阐述了光纤通信的原理、特性、组成及应用。
第1章简要阐述光纤通信的基本概念，使读者从阅读本书一开始就对光纤通信系统有一个明晰的认识，为学习后面各章节奠定基础。
第2章清晰地介绍光纤的基本结构、传光原理和特性参数，使读者掌握光纤的基本理论和各种实用知识。其中，光纤导波模式的理论分析，论述有序，概念清晰，具有新意。
第3章和第4章系统地介绍光端机的基本构成及其实现方式，使读者从原理上掌握端到端信息传输的过程及码元的具体形式，熟悉光端机与电端机和光纤之间的连接特点，从而对光纤通信形成一个有机的、整体性的认识，而不是零散的、局部的认识。同时，第4章还详细地介绍实际工程中使用的光模块，使读者从应用角度了解光收发设备的实际结构。
第5章和第6章介绍WDM光纤数字通信系统的实现、光纤数字通信系统的SDH制式等。本书SDH内容精练但不失完整性，而且分析与举例结合，易读好懂，读者从中容易学到从一般资料中难于得到的有用知识。
第7章介绍光纤接入网、光纤局域网、光纤城域网、光纤广域网、三网融合、与光纤互联网相关的热门技术——移动通信、物联网、云计算。读者从中可以清楚了解到光纤通信的许多新技术，了解移动通信、物联网、云计算与光纤互联网的紧密依存关系，如果没有光纤互联网，这些技术难得发展。
第8章介绍全光网络和光传送网。读者从中可以了解到全光网和光传送网的基本技术。
以上8章构成本书的统一体，但各章又有一定的独立性，读者可以根据需要选学或调换顺序学习。
本教材的建议授课学时数为54～72学时。为方便教学，本教材为任课教师提供免费电子教学课件，可登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）注册下载或发送电子邮件至davidzhu@phei.com.cn索取，欢迎任课教师及时反馈授课心得和建议。
本书第3版由方志豪和朱秋萍统稿。在修订过程中，作者参阅了许多新的文献资料，得到了武汉大学的大力支持，同时得助于电子工业出版社竺南直编辑认真高效和耐心细致的工作，在此一并表示衷心的感谢！
由于作者水平有限，本书若有不妥之处，敬请读者不吝指正。联系方式：qpzhu@whu.edu.cn。

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作者简介

方志豪，武汉大学电子信息学院教授。研究现代通信理论与技术、网络互联、光电器件。主持完成国家自然科学基金项目、企事业委托项目共10余项。在国内外刊物发表论文70余篇，出版专著1本、教材5本。获得国家教委科技进步二等奖、武汉大学优秀科技成果一等奖。

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