本书紧密结合现代光纤通信系统与网络的发展，全面系统地介绍了光纤通信系统的构成及关键技术。全书共11章，具体内容包括光纤光缆的结构和类型，光纤的传输理论和传输特性，光源和光发送机，光检测和光接收机的原理、结构及性能，新型光器件及应用，光放大器原理及性能，光纤数字通信系统及性能指标，多信道系统及其性能，光传送网、光接入网及全光网等光网络技术，以及可见光通信、光载无线通信和量子光通信等新技术。 　　本书以光纤通信系统的组成为主线，从单个器件介绍再到完整系统架构及性能，内容深入浅出、概念清楚，覆盖面广且重点突出，可作为高校电子信息类及相关专业本科的教学用书，也可作为从事光纤通信工作的相关科技人员和管理人员的参考用书。

沈建华，南京邮电大学通信与信息工程学院教授，工学博士，硕士生导师，南京邮电大学教务处处长兼教师教学发展中心主任。长期从事电子信息领域的教学工作，致力于一线教学工作30年。获省级教学成果奖特等奖和一等奖各1项，主持国家级一流线上课程1门，主持国家级一流线下课程1门，主持国家级一流虚拟仿真实验教学课程1门，主持中国大学慕课国际平台课程1门。在国内外学术期刊和学术会议上发表研究论文150余篇，授权专利20余件，培养毕业研究生100余名。

前言
第1章 绪论1
1.1 光纤通信的产生与发展历程1
1.1.1 光通信的产生1
1.1.2 光纤通信的发展历程5
1.2 光纤通信系统的构成7
1.3 光纤通信的应用和发展9
1.3.1 光纤通信系统的特点9
1.3.2 光纤通信系统的类型10
1.3.3 光纤通信的发展趋势12
1.4 光纤通信系统中的基本概念13
1.4.1 模拟信号与数字信号13
1.4.2 复用技术与多址技术13
1.4.3 常用单位与量纲14
小结15
习题15
第2章 光纤与光缆16
2.1 光纤与光缆的结构16
2.1.1 光纤的基本结构16
2.1.2 光纤的类型 19
2.1.3 光纤的制造工艺20
2.1.4 光缆21
2.2 光纤传输原理25
2.2.1 射线光学理论分析法26
2.2.2 波动光学理论分析法28
2.2.3 单模传输条件31
2.3 光纤传输特性33
2.3.1 损耗33
2.3.2 色散36
2.3.3 非线性效应38
2.4 通信光纤的型号及性能40
2.4.1 国际标准光纤40
2.4.2 其他特殊光纤44
小结46
习题47
第3章 光源和光发送机48
3.1 激光的产生机理48
3.2 光源器件55
3.2.1 发光二极管55
3.2.2 半导体激光器57
3.3 光源调制61
3.3.1 直接调制61
3.3.2 间接调制62
3.3.3 调制方案62
3.4 光发送机64
3.4.1 光源与光纤的耦合64
3.4.2 光发送机的组成结构64
3.4.3 光发送机的性能参数69
小结69
习题70
第4章 光检测和光接收机71
4.1 光电检测器71
4.1.1 光电二极管71
4.1.2 PIN型光电二极管72
4.1.3 雪崩光电二极管75
4.2 直接检测光接收机77
4.2.1 直接检测光接收机的结构77
4.2.2 光接收机的性能指标79
4.2.3 直接检测光接收机的噪声分析81
4.3 相干检测与相干检测光接收机84
4.3.1 相干检测的基本原理84
4.3.2 零差检测和外差检测86
4.3.3 相干检测光接收机的信噪比86
4.4 光中继器87
小结88
习题88
第5章 无源和有源光器件90
5.1 光纤连接器90
5.1.1 光纤连接器的原理90
5.1.2 光纤连接器的类型91
5.1.3 光纤连接器的性能参数92
5.2 光纤耦合器93
5.2.1 光纤耦合器的原理93
5.2.2 光纤耦合器的结构94
5.2.3 光纤耦合器的性能参数95
5.2.4 合波器和分波器96
5.3 光衰减器99
5.4 光隔离器与光环行器100
5.4.1 光隔离器100
5.4.2 光环行器101
5.5 光调制器102
5.6 光开关103
5.7 光滤波器105
5.7.1 光纤光栅105
5.7.2 介质薄膜光滤波器106
5.8 新型有源光器件107
5.8.1 微机电系统107
5.8.2 硅基光子集成器件108
小结109
习题109
第6章 光放大器110
6.1 光放大器原理110
6.1.1 光放大器的基本原理110
6.1.2 光放大器的主要参数112
6.2 掺铒光纤放大器114
6.2.1 掺铒光纤放大器的结构和原理115
6.2.2 掺铒光纤放大器的性能参数117
6.2.3 掺铒光纤放大器的应用119
6.3 拉曼光纤放大器120
6.3.1 拉曼光纤放大器的工作原理120
6.3.2 拉曼光纤放大器的结构121
6.3.3 拉曼光纤放大器的特点及应用122
6.3.4 拉曼光纤放大器的噪声特性123
6.3.5 混合拉曼/掺铒光纤放大器124
6.4 新型光纤放大器124
6.4.1 新型光纤放大器的需求124
6.4.2 新型光纤放大器125
小结126
习题126
第7章 光纤数字通信系统127
7.1 准同步数字体系127
7.2 同步数字体系128
7.2.1 SDH的基本原理128
7.2.2 SDH网同步132
7.2.3 SDH传送网133
7.2.4 多业务传送平台136
7.3 分组传送网138
7.4 光传送网141
7.4.1 OTN的基本原理141
7.4.2 OTN的复用和映射结构142
7.4.3 OTN的关键技术143
小结145
习题145
第8章 多信道光纤通信系统 146
8.1 波分复用系统的原理146
8.1.1 波分复用的基本概念146
8.1.2 波分复用的应用形式147
8.1.3 波分复用系统的波长规划149
8.2 波分复用系统的性能需求与关键技术151
8.2.1 波分复用系统的性能需求151
8.2.2 波分复用系统的关键技术153
8.3 波分复用设备与组网159
8.3.1 波分复用设备类型159
8.3.2 波分复用网络结构162
8.4 弹性光网络163
8.4.1 弹性光网络的基本概念163
8.4.2 弹性光网络的网络结构164
8.4.3 弹性光网络的关键技术165
8.5 光码分多址168
小结169
习题169
第9章 光纤通信系统性能171
9.1 数字传输模型171
9.1.1 数字传输模型的意义171
9.1.2 数字传输模型的分类172
9.1.3 光传送网传输模型173
9.2 光接口的性能174
9.2.1 SDH光接口的性能174
9.2.2 波分复用系统光接口的性能175
9.3 光纤数字通信系统的性能176
9.3.1 误码176
9.3.2 抖动181
9.3.3 漂移182
9.3.4 延时183
9.3.5 功率代价184
9.4 光纤数字通信系统的可用性185
9.4.1 可用性和可靠性185
9.4.2 可用性评价方法186
9.4.3 可用性指标要求187
9.5 光纤数字通信系统设计187
9.5.1 系统设计的主要方法187
9.5.2 影响系统设计的主要参数188
9.5.3 最坏值法设计过程189
小结190
习题190
第10章 光纤通信网192
10.1 光接入网192
10.1.1 接入网概述192
10.1.2 光纤接入网195
10.1.3 光接入网的关键技术198
10.1.4 基于无源光网络的光接入网202
10.1.5 新型无源光网络技术208
10.2 计算机高速互联光网络技术211
10.2.1 光纤分布式数据接口211
10.2.2 光纤通道212
10.2.3 数据中心光互联技术214
10.3 智能光网络216
10.3.1 智能光网络概述216
10.3.2 自动交换光网络217
10.3.3 通用多协议标签交换223
10.3.4 软件定义光网络225
10.4 全光网228
10.4.1 全光网的原理228
10.4.2 全光交换技术229
小结232
习题233
第11章 光纤通信新技术234
11.1 光孤子通信234
11.1.1 光孤子通信的产生与发展234
11.1.2 影响光孤子通信系统容量的因素236
11.2 自由空间光通信237
11.2.1 自由空间光通信的原理和特点237
11.2.2 自由空间光通信系统及其关键技术238
11.2.3 短距室内可见光通信241
11.2.4 星际自由空间激光通信242
11.3 光载无线通信243
11.3.1 光载无线通信的原理243
11.3.2 光载无线通信的关键技术244
11.4 量子光通信246
11.4.1 量子信息技术的基础246
11.4.2 量子密钥分配与量子直接通信247
11.5 人工智能及其应用248
11.5.1 人工智能的基本概念248
11.5.2 人工智能在光纤通信中的应用249
小结250
习题251
附录 常用缩略语及其对应术语252
参考文献259