本書根據(jù)光纖通信技術和工程應用的最新進展，為滿足一般院校教材的需求，就光纖通信系統(tǒng)的基本知識,以通俗易懂、簡單明了的方式編寫。
全書共9章，第1章概述光纖通信歷史、系統(tǒng)構(gòu)成和網(wǎng)絡分類；第2~4 章講解光纖光纜、光無源/有源器件、光發(fā)射/接收；第5章闡述SDH、ATM、IP、HFC、波分復用和偏振復用光纖通用系統(tǒng)、光纖傳輸技術在碼分復用（CDMA）和正交頻分復用（OFDM）移動通信網(wǎng)絡中的應用，以及海底光纜通信系統(tǒng)；第6章和第7章分別介紹了無源光網(wǎng)絡接入技術、光纖通信測量儀器和指標測試方法；第8章和第9章分別講解了光傳輸網(wǎng)絡管理和生存性措施。
本書選取了光纖通信技術的主流素材，收錄了大量有用的光纖通信工程數(shù)據(jù)和圖表，反映了當前光纖通信技術的發(fā)展水平。
本書可作為通信和電子信息類相關專業(yè)一般院校的教材。教師可根據(jù)教學對象和教學時間進行適當?shù)倪x取和安排。對從事光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡研究教學、規(guī)劃設計、管理和維護的有關人員也有一定的參考價值。
作者原榮是中國電子科技集團公司第34研究所研究院，中國通信學會會士，是通信行業(yè)德高望重的一位老先生，曾主持過多項國家重點項目，出版過關于光纖通信的是十余部著作。
本書內(nèi)容全，技術新，實用性強，概念解釋清楚，敘述淺顯易懂，前后呼應，系統(tǒng)連貫，使讀者很容易理解這些內(nèi)容的機理。
本書選取了光纖通信技術的主流素材，收錄了大量有用的光纖通信工程數(shù)據(jù)和圖表，反映了當前光纖通信技術的發(fā)展水平。
第2版前言
1966年，英籍華人高錕發(fā)表了關于通信傳輸新介質(zhì)的論文，指出利用玻璃纖維進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g途徑，從而奠定了光纖通信的基礎。在此后短短的50多年中，光纖損耗由當時的3 000dB/km降低到目前的 0151dB/km。在光纖損耗降低的同時，光纖通信用光源、探測器和無源/有源器件，無論是分立元件，還是集成器件都取得了突破性的進展。自20世紀70年代中期以來，光纖通信的發(fā)展速度之快令人震驚，可以說沒有任何一種通信方式可以與之相比擬，光纖通信已成為所有通信系統(tǒng)的最佳技術選擇。
目前，無論電信骨干網(wǎng)還是用戶接入網(wǎng)，無論是陸地通信網(wǎng)還是海底光纜網(wǎng)，無論是看電視還是打電話，光纖無處不在、無時不用，光纖傳輸技術隨時隨地都能碰到。所以，對于從事信息技術的人員來講，了解光纖通信的基本知識是至關重要的。
本書內(nèi)容全，技術新，實用性強，概念解釋清楚，敘述淺顯易懂，前后呼應，系統(tǒng)連貫。比如在第1章，在介紹平面電磁波時，提到“光波在給定時間被一定的距離分開的兩點間存在的相位差”這一概念很重要，因為以后經(jīng)常會用到。果然，在以后介紹馬赫-曾德爾（MZ）干涉儀構(gòu)成的濾波器、復用/解復用器和調(diào)制器，以及由AWG構(gòu)成的諸多器件時均用到這一光程差的概念，并經(jīng)常使用同一個公式。比如從一根筷子插入水中似乎變得向上彎曲和水下潛水員為什么有時看不到岸上的姑娘開始，引出光纖傳輸光的原理；又比如從聲波的干涉和夾緊弦線的固有振動開始，介紹光濾波器的工作原理；再比如從光柵衍射開始，介紹DFB激光器的工作原理，使讀者很容易理解這些內(nèi)容的機理。
本書選取了光纖通信技術的主流素材，收錄了大量有用的光纖通信工程數(shù)據(jù)和圖表，反映了當前光纖通信技術的發(fā)展水平。
本書自2013年出版以來，獲得廣大讀者的厚愛，已印刷了5次。值此再版之際，筆者基于光纖通信系統(tǒng)技術的最新進展，對原書個別詞句進行了修改，對部分章節(jié)內(nèi)容進行了更新補充。在第4章中，增加了對光接收機和光纖通信系統(tǒng)性能越來越重要的Q參數(shù)，及其與SNR和BER的關系；將56節(jié)波分復用（WDM）系統(tǒng)更改為光復用光纖通信系統(tǒng)，增加一節(jié)偏振復用系統(tǒng)，因為現(xiàn)在的高速光纖通信系統(tǒng)與波分復用和偏振復用密不可分；另外，第5章增加了58節(jié)海底光纜通信系統(tǒng)，因為海底光纜通信系統(tǒng)容量大、可靠性高、傳輸質(zhì)量好，獨占越洋通信的鰲頭，在當今信息時代起著極其重要的作用。
本書最后給出詳盡的名詞術語索引，在教學和實際工作中，可以根據(jù)需要從關鍵字（已給出所在章節(jié)的位置）查找到系統(tǒng)設計和工程計算所需要的內(nèi)容、數(shù)據(jù)、圖表和公式。
為了教師和工程技術人員電子教學和培訓的需要，本書將免費提供各章的電子教學課件，包括書中所有的插圖和對插圖的簡要說明，并提供各章習題題解。教師用戶可登錄機工教育服務網(wǎng)（wwwcmpeducom）免費注冊，審核后下載使用（需填寫情況調(diào)查表），歡迎任課教師及時反饋建議。
本書可作為通信和電子信息類相關專業(yè)一般院校的教材。教師可根據(jù)教學對象和教學時間進行適當?shù)倪x取和安排。對從事光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡研究教學、規(guī)劃設計、管理和維護的有關人員也有一定的參考價值。
衷心感謝機械工業(yè)出版社李馨馨編輯和秦菲編輯為本書的出版和發(fā)行多年來所做出的貢獻。
因作者水平所限，書中可能會有遺漏之處，敬請讀者指出。
原榮2023年12月于桂林
中國電子科技集團有限公司（CETC）第34研究所原研究員、中國通信學會原會士。
工作期間，先后從事大氣激光通信、光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡的研究，曾負責軍事預研課題“軍用全光傳輸系統(tǒng)研究”和863計劃通信技術主題重大項目“全業(yè)務網(wǎng)（FSN）接入傳輸系統(tǒng)”研究，成功研制出摻鉺光纖放大器（EDFA），建立了WDM光纖傳輸演示系統(tǒng)和全業(yè)務接入網(wǎng)。
退休后，緊跟光纖通信技術的最新進展，以光電子技術、光纖傳輸理論，對工作期間所承擔的科研課題，進行了系統(tǒng)總結(jié)，先后編著出版了《光纖通信》《光纖通信網(wǎng)絡》《寬帶光接入網(wǎng)》《光子學與光電子學》《海底光纜通信——關鍵技術、系統(tǒng)設計及OA&M》等著作10余部。
目錄
前言
第1章光纖通信概述
1.1光通信發(fā)展史
1.1.1周幽王烽火戲諸侯——古老的光通信
1.1.2中華民族對世界光學事業(yè)的貢獻
1.1.3誰發(fā)明了光電話
1.1.4誰發(fā)明了激光器
1.1.5最早的光通信系統(tǒng)
1.1.6光纖是怎樣傳光的
1.1.7光纖通信的鼻祖——高錕
1.2光纖通信的優(yōu)點
1.3光纖通信系統(tǒng)
1.3.1光纖通信系統(tǒng)組成
1.3.2三種基本的光纖通信系統(tǒng)
1.4光纖通信網(wǎng)絡分類
1.5均勻介質(zhì)中的光波——光是電磁波
1.6復習思考題
1.7習題
第2章光纖通信傳輸介質(zhì)
2.1光纖結(jié)構(gòu)和類型
2.2光纖傳光原理
2.2.1光的反射和折射
2.2.2漸變多模光纖的傳光原理
2.3光纖傳輸特性
2.3.1衰減
2.3.2色散
2.3.3光纖帶寬
2.3.4光纖比特率
2.4光纖的種類
2.4.1多模光纖和單模光纖
2.4.2單模光纖的種類
2.5光纖制造工藝
2.6復習思考題
2.7習題
第3章光纖通信器件
3.1光纖通信無源器件
3.1.1光連接器
3.1.2光耦合器
3.1.3光濾波器
3.1.4波分復用/解復用器
3.1.5光開關
3.1.6光調(diào)制器
3.2光纖通信有源器件——光放大器
3.2.1光放大器概述
3.2.2摻鉺光纖放大器（EDFA）的構(gòu)成
3.2.3EDFA的工作原理及其特性
3.2.4光纖拉曼放大器
3.2.5半導體光放大器（SOA）
3.2.6光放大器應用
3.3復習思考題
3.4習題
第4章光發(fā)射和接收
4.1激光器和光發(fā)射機
4.1.1發(fā)光機理
4.1.2LD激光發(fā)射的條件
4.1.3半導體激光器
4.1.4波長可調(diào)半導體激光器
4.1.5高速光發(fā)射機
4.2光探測器和光接收機
4.2.1光探測原理
4.2.2PIN光敏二極管
4.2.3雪崩光敏二極管（APD）
4.2.4波導光探測器（WG-PD）
4.2.5光接收機的組成
4.2.6光接收機的性能——SNR、BER、性能參數(shù)Q和眼圖
4.2.7相干光接收機
4.3復習思考題
4.4習題
第5章光纖通信系統(tǒng)
5.1光纖通信系統(tǒng)基礎
5.1.1脈沖編碼——將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號
5.1.2信道編碼——減少誤碼方便時鐘提取
5.1.3信道復用——提高信道容量，充分利用光纖帶寬
5.1.4光調(diào)制——讓光攜帶聲音和數(shù)字信號
5.2SDH光纖傳輸系統(tǒng)——典型的時分復用（TDM）光纖通信系統(tǒng)
5.2.1時分復用的工作原理
5.2.2SDH的基本概念
5.2.3SDH幀結(jié)構(gòu)和傳輸速率
5.2.4SDH復用映射結(jié)構(gòu)
5.2.5SDH設備類型和系統(tǒng)組成
5.2.6SDH物理層
5.2.7SDH網(wǎng)同步
5.3異步傳輸模式（ATM）技術
5.3.1從同步模式（STM）到異步模式（ATM）
5.3.2ATM的基本概念
5.3.3ATM的信元結(jié)構(gòu)
5.3.4ATM復用和交換原理
5.3.5ADSL接入系統(tǒng)
5.3.6ATM的現(xiàn)狀和未來
5.4IP互聯(lián)網(wǎng)
5.4.1IP簡述
5.4.2以太網(wǎng)
5.4.3IP骨干網(wǎng)技術及其演進
5.4.4多協(xié)議標記交換（MPLS）
5.4.5通用多協(xié)議標記交換（GMPLS）
5.5光纖/電纜混合（HFC）網(wǎng)——典型的頻分復用（FDM）系統(tǒng)
5.5.1頻分復用（FDM）的工作原理
5.5.2HFC網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
5.5.3HFC網(wǎng)的構(gòu)成
5.6光復用光纖通信系統(tǒng)
5.6.1波分復用（WDM）光纖通信系統(tǒng)
5.6.2偏振復用（PM）光纖通信系統(tǒng)
5.7光纖傳輸技術在移動通信中的應用
5.7.1光纖傳輸正交頻分復用（O-OFDM）系統(tǒng)——4G、5G移動通信系統(tǒng)基礎
5.7.2光纖傳輸射頻信號（RoF）系統(tǒng)——O-HEC、O-SCM、O-OFDM
5.7.3光纖傳輸碼分多址（CDMA）移動通信系統(tǒng)——3G移動通信系統(tǒng)基礎
5.8海底光纜通信系統(tǒng)
5.8.1海底光纜通信系統(tǒng)在世界通信網(wǎng)絡中的地位和作用
5.8.2海底光纜通信系統(tǒng)的組成和分類
5.8.3連接中國的海底光纜通信系統(tǒng)
5.8.4海底光纜系統(tǒng)供電
5.8.5無中繼海底光纜傳輸系統(tǒng)
5.9復習思考題
5.10習題
第6章無源光網(wǎng)絡接入技術
6.1接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用及發(fā)展趨勢
6.1.1接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用
6.1.2光接入網(wǎng)技術演進
6.1.3三網(wǎng)融合——接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢
6.2網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)
6.2.1網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)概述
6.2.2光線路終端（OLT）
6.2.3光網(wǎng)絡單元（ONU）
6.2.4光分配網(wǎng)絡（ODN）
6.3無源光網(wǎng)絡（PON）基礎
6.3.1分光比
6.3.2結(jié)構(gòu)和要求
6.3.3下行復用技術
6.3.4上行接入技術
6.3.5安全性和私密性
6.4PON接入系統(tǒng)
6.4.1EPON系統(tǒng)
6.4.2GPON系統(tǒng)
6.4.3WDM-PON系統(tǒng)
6.4.4正交頻分復用PON（OFDM-PON）
6.5復習思考題
6.6習題
第7章光纖通信儀器及指標測試
7.1光纖通信測量儀器
7.1.1光功率計
7.1.2光纖熔接機
7.1.3光時域反射儀
7.1.4誤碼測試儀
7.1.5PCM綜合測試儀
7.1.6SDH測試儀
7.1.7光譜分析儀
7.1.8多波長光源
7.1.9光衰減器
7.1.10綜合測試儀
7.2光纖傳輸特性測量
7.2.1損耗測量
7.2.2帶寬測量
7.2.3色散測量
7.3光器件參數(shù)測量
7.3.1光源參數(shù)測量
7.3.2探測器參數(shù)測量
7.3.3無源光器件參數(shù)測量
7.4光纖通信系統(tǒng)指標測試
7.4.1平均發(fā)射光功率和消光比測試
7.4.2光接收機靈敏度和動態(tài)范圍測試
7.4.3光纖通信系統(tǒng)誤碼性能測試
7.5復習思考題
第8章光傳輸網(wǎng)絡管理
8.1網(wǎng)絡管理概述
8.1.1網(wǎng)絡管理協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)
8.1.2對網(wǎng)絡管理體系的要求
8.1.3光網(wǎng)絡的分級管理
8.2光學層管理
8.2.1對光學層的要求
8.2.2設備的互操作性
8.2.3光監(jiān)控信道
8.2.4光學安全管理
8.3性能和故障管理
8.3.1誤碼率測量
8.3.2報警管理
8.3.3控制
8.4配置管理
8.4.1設備管理
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