本教材为"十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本教材系统化地介绍了光纤通信的基本原理、核心技术及其应用，覆盖了学科知识的全面内容。同时结合最新研究成果和行业发展现状，介绍了很多目前最新的研究成果、已实用化或具有重要应用前景的光纤通信新技术。教材通过对比同类教材，在知识体系、知识点选择与排序等方面进行了改善，力求条理清晰，简明扼要，叙述通俗易懂。此外，本教材还注重图片与图表设计的优化，使知识传达更为直观。本教材可作为高等学校通信工程等专业的教材。

王辉，南京工业大学计算机学院教授，主要从事光纤通信方面的教学、科研工作，主编的《光纤通信》为“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。

第1章 绪论 1
1.1 光纤通信的概念 1
1.1.1 什么是光纤通信 1
1.1.2 光纤通信中光的作用及特性 2
1.1.3 光纤通信的优势 5
1.2 光纤通信系统的基本组成单元 6
1.2.1 光发射机 6
1.2.2 光纤 9
1.2.3 光接收机 11
1.2.4 光放大器 12
1.3 光纤通信系统的基本技术问题 13
1.3.1 衰减 13
1.3.2 色散 16
1.3.3 非线性效应 18
1.4 光纤通信系统的主要性能指标 19
1.4.1 比特率和带宽 19
1.4.2 传输距离 21
1.4.3 通信容量 22
1.5 光纤通信技术的回顾和展望 22
1.5.1 回顾 22
1.5.2 趋势 23
本章小结 25
习题 25
第2章 光纤 27
2.1 光纤结构 27
2.1.1 阶跃型光纤 27
2.1.2 渐变型光纤 28
2.2 光纤传输原理 29
2.2.1 几何光学分析法 29
2.2.2 波动方程分析法 32
2.3 单模光纤 43
2.3.1 单模传输条件及模场分布 43
2.3.2 单模光纤的衰减 45
2.3.3 单模光纤的色散与带宽 45
2.3.4 色散补偿方案 47
2.3.5 单模光纤的非线性效应 49
2.4 多模光纤 53
2.4.1 多模光纤的衰减 53
2.4.2 多模光纤的色散 54
2.4.3 多模光纤的带宽 55
2.5 光纤使用特性和产品介绍 55
2.5.1 光纤制作工艺 55
2.5.2 光纤的使用特性 58
2.5.3 光纤标准介绍 59
2.5.4 光纤的型号 62
本章小结 63
习题 63
第3章 光源和光发射机 65
3.1 激光二极管 65
3.1.1 LD的工作原理 65
3.1.2 LD的性质 69
3.1.3 LD的类型 72
3.1.4 LD组件及其技术指标 74
3.2 发光二极管 75
3.2.1 LED结构 75
3.2.2 LED特性 77
3.2.3 LED与光纤的耦合 79
3.2.4 LED的技术参数 80
3.3 光发射机 81
3.3.1 模拟光发射机 81
3.3.2 数字光发射机 81
3.4 外调制器 83
3.4.1 外调制器特点和类型 83
3.4.2 外调制器工作原理 84
3.4.3 外调制器技术指标 85
本章小结 86
习题 86
第4章 光检测器和光接收机 88
4.1 光检测器的工作原理 88
4.1.1 PIN光检测器 88
4.1.2 APD光检测器 89
4.2 光检测器的性能 90
4.2.1 光检测器的主要参数 90
4.2.2 光检测器的噪声 92
4.2.3 光检测器产品介绍 93
4.3 光接收机 95
4.3.1 光接收机的组成 95
4.3.2 光接收机的技术指标 97
4.4 光收发合一模块 100
本章小结 102
习题 102
第5章 光网络器件 103
5.1 光放大器 103
5.1.1 概述 103
5.1.2 半导体光放大器 106
5.1.3 掺杂光纤放大器 108
5.1.4 拉曼光纤放大器 114
5.1.5 光放大器的应用 116
5.2 无源器件 118
5.2.1 耦合器 118
5.2.2 滤波器 121
5.2.3 隔离器 124
5.2.4 环形器 125
5.2.5 衰减器 126
5.2.6 连接器 127
5.2.7 光开关 128
本章小结 130
习题 130
第6章 光纤通信系统的设计 132
6.1 设计原则 132
6.1.1 工程设计与系统设计 132
6.1.2 系统设计的内容 132
6.1.3 系统设计的方法 134
6.2 数字传输系统的设计 136
6.2.1 技术考虑 136
6.2.2 光通道功率代价、损耗及色散预算 138
6.2.3 信道光功率范围 140
6.3 模拟传输系统的设计 141
6.3.1 系统组成及性能指标 141
6.3.2 光放大器对系统性能的影响 144
6.4 光纤系统实例 144
6.4.1 设备互连方案 145
6.4.2 数据/视频光端机在闭路监控系统中的应用 146
6.4.3 多通道业务光端机的应用 147
本章小结 148
习题 148
第7章 光缆线路的施工和测试 150
7.1 光缆 150
7.1.1 光缆的结构与类型 150
7.1.2 光缆的技术规范 152
7.2 光缆施工 154
7.2.1 施工准备工作 154
7.2.2 室外光缆敷设 155
7.2.3 室内光缆敷设 158
7.2.4 光缆接续与成端 159
7.3 常用仪器 161
7.3.1 光时域反射仪 161
7.3.2 光谱分析仪 163
7.3.3 光纤熔接机 165
7.3.4 光源与光功率计 166
7.4 测试和故障检修 167
7.4.1 光特性测试 167
7.4.2 电特性测试 167
7.4.3 故障检修 168
7.5 光缆工程实例 169
7.5.1 工程概况 169
7.5.2 设计规范 169
7.5.3 技术要求 170
7.5.4 设计方案 170
7.5.5 施工图设计 170
7.5.6 材料表 171
7.6 测试资料 171
本章小结 174
习题 174
第8章 波分复用技术 176
8.1 WDM系统的工作原理 176
8.1.1 WDM概念 176
8.1.2 WDM﹑DWDM与CWDM 177
8.2 WDM系统的基本组成 179
8.3 WDM系统中的关键器件 180
8.3.1 WDM系统中的光源 180
8.3.2 WDM系统中的接收机 184
8.3.3 WDM系统中的光放大器 184
8.3.4 WDM系统中的波分复用器/解复用器 187
8.3.5 WDM系统中的光纤 195
8.4 WDM系统规范 198
8.4.1 光波长的分配 198
8.4.2 光接口规范 198
8.5 设备实例 199
本章小结 200
习题 200
第9章 光纤网络 202
9.1 光纤网络基本知识 202
9.1.1 光纤网络的拓扑结构 202
9.1.2 光纤网络的物理构件 205
9.1.3 网络分层体系结构 205
9.2 光纤网络举例 206
9.2.1 光纤计算机网 206
9.2.2 光纤电话网 212
9.2.3 光纤有线电视网 213
9.2.4 国家干线网 215
9.3 SDH/SONET 216
9.3.1 SDH概述 216
9.3.2 SDH/SONET的基本概念 216
9.3.3 SDH/SONET结构 219
9.3.4 SDH/SONET设备 220
9.4 光交换技术 222
9.4.1 光交换概述 222
9.4.2 光分组交换 224
9.4.3 自动交换光网络 225
9.5 光传送网 229
9.5.1 光传送网的主要器件 230
9.5.2 光传送网技术 233
9.5.3 光传送网的体系结构 236
9.5.4 光传送网的组网方式 237
9.6 光纤接入网 239
9.6.1 光纤接入网的形式和业务类型 239
9.6.2 无源光网络（PON） 240
本章小结 242
习题 242
第10章 相干光通信 243
10.1 相干光通信原理 243
10.1.1 相干光通信系统构成 243
10.1.2 相干检测原理 244
10.1.3 零差检测与外差检测 244
10.1.4 接收机的灵敏度 245
10.2 相干光通信的调制 246
10.2.1 幅移键控 246
10.2.2 频移键控 247
10.2.3 相移键控 247
10.2.4 正交幅度调制 247
10.3 相干光通信的解调 248
10.3.1 相干解调 248
10.3.2 非相干解调 249
10.4 相干光通信的关键技术 249
10.4.1 外光调制技术 249
10.4.2 分集接收技术 251
10.4.3 光源频率与频谱相关技术 252
10.4.4 非线性串扰控制技术 253
10.5 数字相干光通信技术 253
10.5.1 数字相干光通信系统构成 253
10.5.2 相干光传输DSP关键技术 254
10.5.3 DSP技术的优势与发展 255
10.6 相干光通信系统的特点与发展 256
10.6.1 相干光通信系统的特点 256
10.6.2 相干光通信系统的发展 256
本章小结 257
习题 257
第11章 光通信新技术 258
11.1 光孤子通信 258
11.1.1 光孤子通信的基本原理 258
11.1.2 光孤子通信系统 259
11.2 光时分复用 261
11.2.1 光时分复用原理 261
11.2.2 光时分复用的关键技术 263
11.2.3 光时分复用的特点 263
11.3 光码分多址 264
11.3.1 光码分多址的基本原理 264
11.3.2 光码分多址的关键技术 265
11.3.3 光码分多址的特点 266
11.4 自由空间光通信 266
11.4.1 概述 266
11.4.2 系统组成及工作原理 267
11.4.3 系统关键技术 268
11.4.4 空间光通信的应用 269
11.4.5 设备实例 271
本章小结 272
习题 272
第12章 光纤传感技术 273
12.1 光纤传感技术概述 273
12.2 光纤传感器的基本概念 274
12.2.1 光纤传感器的基本构成 274
12.2.2 光纤传感器的分类 275
12.3 光纤传感器工作原理 276
12.3.1 点式光纤传感器 276
12.3.2 FBG传感器 277
12.3.3 全分布式光纤传感技术 278
本章小结 285
习题 285
附录A 英文缩略词英汉对照表 286
参考文献 289