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光纤通信原理
预备知识
第一节 两种基本的研究方法
一、几何光学方法
二、波动光学方法
第二节 电磁场的基本方程式
第三节 电磁波的波动现象
第四节 简谐时变场的波动方程――亥姆霍兹方程
第五节 均匀平面波的一般概念
第六节 平面波在两介质交界面的反射和折射
一、斯奈耳定律
二、菲涅尔公式
第七节 平面波的全反射
第八节 导行波和辐射波
一、介质I中的波
二、全反射情况下，介质Ⅱ中的波
三、导行波
四、辐射波
小结
复习思考题
参考书
第一章 概述
第一节 光的性质
第二节 光纤通信的特点
一、光纤通信的主要优点
二、光纤通信与电通信的比较
第三节 光纤通信系统的基本组成
一、强度调制―直接检波通信系统的组成
二、调制方式
三、损耗和传输带宽
第四节 光纤通信的发展动向
参考书
第二章 介质薄膜波导
第一节 薄膜波导的结构
第二节 薄膜波导中波的分类
一、导波
二、衬底辐射模
三、敷层辐射模
第三节 用射线法分析薄膜波导中的导波
一、薄膜波导中导波的形式
二、薄膜波导中导波的特点
三、薄膜波导中的单模传输条件
四、薄膜波导中模数量的求法
小结
复习思考题
习题
参考书
第三章 光导纤维和光缆
第一节 光纤的结构和分类
一、光纤的结构
二、光纤的种类
第二节 阶跃型光纤
一、阶跃型光纤光射线的理论分析
二、阶跃光纤的标量近似分析法
第三节 渐变型光纤
一、渐变型光纤光射线的理论分析
二、渐变型光纤的标量近似解法
第四节 单模光纤
一、单模光纤的折射率分布
二、单模传输的理论分析
三、单模光纤的双折射
第五节 光纤的传输特性
一、光纤的损耗特性
二、光纤的色散特性
第六节 常用的光缆结构和种类
一、光缆的基本结构
二、光缆的种类
小结
复习思考题
习题
参考书
附录一 标量解场方程的推导
一、横向电场Ey的表示式
二、横向磁场Hx的表示式
三、轴向电场Ez和轴向磁场Hz的表示式
附录二 双曲正割型折射指数分布光纤可以获得
自聚焦的证明
附录三 标量亥姆霍兹方程解的推导
第四章 光源和光发射机
第一节 与激光器有关的概念
一、光子
二、费米能级
三、光与物质的三种作用形式
第二节 激光器的一般工作原理
一、粒子数反转分布与光放大之间的关系
二、激光器的基本组成
三、激光器的参量
四、谐振频率
第三节 半导体激光器（LD）
一、半导体激光器的结构和工作原理
二、半导体激光器的工作特性
第四节 半导体发光二极管（LED）
第五节 光源的调制
一、光源的直接调制
二、光源的间接调制
第六节 光发射机
一、对光发射机的要求
二、光发射机的组成
小结
复习思考题
习题
参考书
第五章 光电检测器和光接收机
第一节 半导体的光电效应
第二节 光纤通信中常用的半导体光电检测器
一、PIN光电二极管
二、APD光电二极管
第三节 光电检测器的特性
一、响应度R0和量子效率
二、响应时间
三、暗电流ID
四、雪崩倍增因子G
五、倍增噪声和过剩噪声系数F（G）
第四节 数字光纤通信接收机的基本组成
一、数字光纤通信接收机的组成方框图
二、各组成部分的功能
三、一个实际的光接收机电路
第五节 光接收机的灵敏度和动态范围
一、光接收机灵敏度
二、接收机的动态范围
第六节 光接收机的噪声
一、研究光接收机噪声的目的
二、光接收机噪声的主要来源
三、计算光接收机噪声的说明
四、计算光接收机灵敏度的说明
小结
复习思考题
习题
参考书
第六章 光纤通信系统
第一节 强度调制―直接检测光纤通信系统的组成
一、系统的组成方框图
二、光中继器
三、监视控制系统
四、脉冲插入与脉冲分离
五、光路中的无源器件
第二节 光纤通信中的线路码型
一、研究传输码型的必要性
二、选择码型应满足的主要要求
三、光纤通信中常用码型
第三节 光纤通信系统的性能指标――误码率和
抖动
一、误码性能
二、抖动性能
第四节 光纤通信系统设计概述
一、系统部件的选择
二、设计光纤通信系统时有关指标的计算和验算
第五节 光纤模拟通信系统
一、光纤图像模拟传输系统
二、光纤脉冲模拟传输系统
小结
复习思考题
习题
参考书
第七章 同步数字体系（SDH）
第一节 同步数字体系的产生
一、准同步数字体系（PDH）的复接情况
二、PDH的固有缺点
三、SDH网的提出和基本特点
第二节 SDH的速率与帧结构
一、同步数字体系的速率
二、同步数字体系的帧结构
第三节 SDH的复用结构和映射方法
一、我国采用的复用结构和映射方法
二、图中各符号说明
三、映射、定位、复用过程举例
四、SDH传送网的分层模型
第四节 SDH的开销功能
一、关于通道、复用段、再生段的说明
二、段开销（SOH）
三、通道开销（POH）
第五节 SDH的指针
一、AU―4指针的作用
二、AU―4指针的位置及偏移编号
三、AU―4的指针值
四、指针的频率调整作用
五、新数据标帜（NDF）
第六节 SDH中的关键设备―――复用设备和交叉
连接设备
一、SDH设备的规范方法
二、功能参考模型方法
三、SDH复用设备（简单介绍）
四、数字交叉连接器（SDXC）
第七节 SDH的自愈网
一、网络保护的概念
二、自愈网的种类
小结
复习思考题
习题
参考书
第八章 光放大器
第一节 光放大器的分类
第二节 掺饵光纤放大器的结构
一、同向泵浦结构
二、反向泵浦结构
三、双向泵浦结构
第三节 掺饵光纤放大器的工作原理
第四节 掺饵光纤放大器的特性指标
一、功率增益
二、输出饱和功率
三、噪声系数
第五节 掺饵光纤放大器在光纤通信系统中的应用
一、作前置放大器使用
二、作发射机功率放大器使用
三、作光中继器使用
小结
复习思考题
参考书
第九章 现代光纤通信技术介绍
第一节 光纤通信中的复用系统
一、波分复用系统
二、光频分复用系统
三、副载波强度调制系统
第二节 光纤通信多终端网络系统
一、光纤局部区域网（LAN）
二、宽带综合业务数字网（B―ISDN）
第三节 外差光纤通信系统
一、光发射机
二、光放大器
三、光接收机
四、外差光纤通信系统中的几个技术问题
第四节 光纤的非线性效应及光孤子通信
一、光纤的非线性效应
二、光孤子通信
小结
复习思考题
参考书
第十章 光纤及光纤通信系统的测量
第一节 光纤参数的测量
一、单模光纤模场直径的测量
二、光纤损耗的测量
三、光纤色散与带宽的测量
第二节 光纤通信系统的测量
一、光发射机发送光功率的测量
二、光源消光比的测量
三、光接收机灵敏度的测量
四、光接收机动态范围的测量
五、光纤通信系统测量中的眼图
小结
复习思考题
参考书
附 光纤通信原理自学考试大纲
《自学考试大纲》出版前言
I.课程性质与设置目的要求
Ⅱ.课程内容与考核目标
Ⅲ.有关说明与实施要求
附录 题型举例
《自学考试大纲》后记
· · · · · · (收起)
读后感
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用户评价
让我来谈谈这本书的**结构布局**，我觉得它在逻辑组织上做得非常出色，体现出一种**宏大叙事下的细节掌控**。开篇从基础的光波导理论讲起，稳扎稳打，不急不躁地介绍了模式传输的限制，然后平滑过渡到光纤的物理特性，比如瑞利散射和吸收损耗。最妙的是，它并没有将光电器件（如激光器、探测器）的介绍孤立开来，而是将其融入到“收发机设计”的章节中，这样读者就能始终围绕“信息传输”这个核心目标来理解这些元器件的作用。这种以“系统功能”为导向的章节安排，避免了知识点的碎片化。读完它，你不会觉得你掌握了一堆孤立的知识点，而是形成了一个完整的、可以相互印证的**光通信生态系统视图**。这种系统性思维的培养，比单纯记住几个公式要宝贵得多。
评分我花了好几个周末才把这本书的**系统设计与性能评估**那几章看完，简直像走了一趟光网络工程师的“思维修炼”。这本书的高明之处在于，它不只是教你“是什么”，更重要的是教你“怎么算”和“为什么这么设计”。比如说，在讨论如何优化跨洋海底光缆时，书中详细对比了相干检测技术和传统强度调制的优劣，并且给出了BER（误码率）的计算模型，这对于我这种需要做系统级仿真验证的人来说，简直是金矿！我尤其欣赏它对**噪声管理**的处理，它把PMD（偏振模色散）和CD（色散）的影响量化了，还探讨了如何通过数字信号处理（DSP）来实时补偿这些损伤。看完后，我回去重新审视了我们现有的测试平台，立刻发现了一些过去被忽略的设计缺陷，这本书的实用性，绝对超出了教科书的范畴，更像是一部带着实战经验的“工具手册”。
评分这本书的**前瞻性和历史感**也令人赞叹。尽管它详细讲解了当前主流的DWDM（密集波分复用）技术，并详细阐述了诸如偏振复用、多阶调制格式（如64QAM）在相干系统中如何提高频谱效率，但它并没有止步于此。在最后的几章中，作者大胆地探讨了**空分复用（SDM）**和**空腔光纤**等下一代技术的前景。他没有给出过于确定的结论，而是基于现有的物理瓶颈，推演出未来可能的研究方向和挑战，比如多芯光纤的模式串扰问题。这种既脚踏实地讲解现有技术，又抬头仰望未来趋势的写作风格，让这本书不仅是一本“教人如何做”的工具书，更像是一份“引领人思考”的行业白皮书。它激励着读者，不仅仅是成为一个合格的工程师，更要成为一个具有前瞻性的创新者。
评分天哪，我终于把这本《光纤通信原理》啃完了！说实话，最初抱着这本书的时候，我有点被它厚重的篇幅给吓到了。我一个搞软件开发的，对光波导、模式耦合这些物理概念本来就头疼，但朋友强烈推荐，说这本书是这个领域的“圣经”，所以硬着头皮上了。最让我印象深刻的是它对**非线性效应**的讲解，简直是抽丝剥茧。我记得有个章节专门讲了受激拉曼散射（SRS）和四波混频（FWM），作者没有直接抛出那些复杂的数学公式，而是先用非常形象的比喻，比如把光纤比作一条特殊的“水管”，光信号在里面传输时，由于能量的相互作用会产生意想不到的“波纹”和“回声”。读完这部分，我才真正理解为什么高速率、大容量的现代光网络设计中，必须把这些原本看似微小的物理效应考虑进去。这本书的深度绝对不是市面上那些泛泛而谈的入门手册能比的，它真正做到了从底层物理学原理出发，构建起整个现代光通信系统的宏大框架。
评分这本书的阅读体验，坦白说，**难度曲线非常陡峭**，但那种“柳暗花明又一村”的成就感也是无与伦比的。我对其中关于**光纤放大器**的论述印象特别深刻。它没有满足于简单介绍EDFA（掺铒光纤放大器）的工作原理，而是深入剖析了其增益平坦化技术，甚至探讨了如何利用拉曼放大器与EDFA的混合结构来实现超宽带覆盖。作者在描述这些复杂的能级跃迁和受激辐射过程时，运用了大量图表和类比，尽管如此，没有扎实的半导体物理基础，理解起来依然需要反复琢磨。我必须承认，我可能跳过了一些过于偏向理论物理的推导，但即便是那些略微跳过的部分，也能感受到作者在力求将前沿研究成果与工程实践完美结合的良苦用心。这本书更像是为那些想要在光通信领域深耕的硕士或博士研究生准备的，它要求读者投入足够的时间和认知资源。
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