本書是面向新工科5G移動通信“十三五”規(guī)劃教材中的一種，全面介紹了光纖通信技術(shù)的基本概念、原理及產(chǎn)品應(yīng)用。全書分為理論篇、實戰(zhàn)篇、工程篇三篇，主要內(nèi)容包括光纖基礎(chǔ)理論、光纖的特性、光源及光發(fā)射器產(chǎn)品、光檢測器及光接收器、光中繼器及光放大器、光纖通信系統(tǒng)、常用儀表的使用以及光纖線路故障案例的分析等。
本書概念清晰、內(nèi)容翔實、理論與實踐聯(lián)系緊密、重點突出，適合作為高等院校通信工程、計算機通信專業(yè)的教材，也可供從事通信工程技術(shù)的人員學(xué)習(xí)參考。
本叢書是無錫中興教育管理有限公司編著的面向新工科5G移動通信“十三五”規(guī)劃教材，內(nèi)容主要是移動通信系統(tǒng)，包括光通信原理、現(xiàn)代移動通信技術(shù)、綜合布線工程設(shè)計、無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、光寬帶接入技術(shù)、WLAN無線通信技術(shù)以及5G移動通信技術(shù)等共15冊。叢書整合了高校理論教學(xué)與企業(yè)實踐的優(yōu)勢，兼顧理論系統(tǒng)性與實踐操作的指導(dǎo)性，打造移動通信系列教學(xué)領(lǐng)域的精品叢書。叢書主編為中國工程院張光義院士。
隨著網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的廣泛發(fā)展，特別是各類多媒體應(yīng)用的實時化、工業(yè)應(yīng)用的實用化，用戶對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求越來越高。光纖通信系統(tǒng)由于具有低的傳輸損耗、寬的傳輸帶寬、遠的傳輸距離等特點，已成為高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的理想傳輸通道。本書在介紹光纖通信基本概念和工作原理的基礎(chǔ)上，重點介紹了光纖通信的應(yīng)用及實踐操作等內(nèi)容。
本書在內(nèi)容和編寫上具有以下特點：
（1）知識內(nèi)容涵蓋全面，循序漸進。從光纖基礎(chǔ)理論開始，逐步學(xué)習(xí)并實踐光纖網(wǎng)絡(luò)器材及主流設(shè)備的使用方法，配合工程應(yīng)用中的各類案例進行分析并進一步鞏固完善知識內(nèi)容。
（2）內(nèi)容注重實際應(yīng)用及操作。書中介紹了大量光纖網(wǎng)絡(luò)主流設(shè)備的操作使用方法，能夠讓學(xué)生將理論知識與實際應(yīng)用更好地結(jié)合，學(xué)以致用。
（3）以任務(wù)切入配合案例分析和思考練習(xí)，更適合教學(xué)。以任務(wù)制引入所學(xué)知識，通過任務(wù)的分解將重要知識點融入學(xué)習(xí)過程中，同時也強化了技能應(yīng)用方面的內(nèi)容，配以每個任務(wù)后的思考與練習(xí)，全方位地梳理重要知識內(nèi)容。
本書分為理論篇、實戰(zhàn)篇和工程篇，對光通信技術(shù)及應(yīng)用知識進行了詳細講解。其中理論篇主要包含光纖基礎(chǔ)理論、光纖的類型、光纖的特性等內(nèi)容，同時還講解了光纖半導(dǎo)體激光器、發(fā)光二極管、PTN光系統(tǒng)、WDM系統(tǒng)、SDH系統(tǒng)的特性及特點。在實戰(zhàn)篇里主要結(jié)合項目案例講解了各類光通信設(shè)備和儀表的作用特點和使用方法，例如，如何使用OTDR設(shè)備，利用OTDR光譜分析診斷光網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，如何使用光功率計等。工程篇主要分析了在光通信網(wǎng)絡(luò)項目中經(jīng)常出現(xiàn)的各類典型案例，如“鴛鴦纖”故障案例分析、單纖中斷故障案例分析等，通過對案例的深入分析，學(xué)習(xí)在實際操作中可能會遇到的問題和解決這些問題的辦法，提高對知識的全面掌握。
本書適合作為高等院校通信工程、計算機通信專業(yè)的教材，也可供從事通信工程技術(shù)的人員參考學(xué)習(xí)。
本書的編寫得到中興通訊等設(shè)備廠商的大力支持和鼎力幫助，在此表示衷心的感謝！
鑒于光通信技術(shù)的發(fā)展迅速，加之編者水平有限，書中難免會有疏漏和不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
編者
2019年8月
呂其恒：碩士。中興集團高級工程師，2005年開始任職中興通訊股份有限公司，從事無線產(chǎn)品研發(fā)及管理工作。2012使任北京中高達技術(shù)有限公司戰(zhàn)略規(guī)劃部部長、技術(shù)總監(jiān)等職務(wù)。2018年始擔(dān)任無線中興教育管理有限公司常務(wù)副總裁、技術(shù)總監(jiān)。劉義：中興集團高級工程師，獲得烽火通信、華為認證的光通信網(wǎng)絡(luò)資深工程師認證。具有豐富的城域承載網(wǎng)絡(luò)與省際傳送網(wǎng)的實踐工作經(jīng)歷，曾多次參與中國移動、中國電信與中國聯(lián)通城域承載網(wǎng)絡(luò)、省際傳送網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運行維護大型項目。
理論篇討論光通信原理
項目一初識光纖與光纜4
任務(wù)一了解光纖基礎(chǔ)理論4
一、認識光纖的結(jié)構(gòu)4
二、介紹光纖的類型5
三、討論光纖的導(dǎo)光原理——基于射線理論7
四、探討傳導(dǎo)模和數(shù)值孔徑8
五、推導(dǎo)波動方程和電磁場表達式9
六、研究特征方程與傳輸模式10
思考與練習(xí)13
任務(wù)二研究光纖的特性13
一、分析光纖的損耗特性14
二、研究光纖的色散特性16
三、了解光纖的機械特性18
四、認識光纖的溫度特性19
思考與練習(xí)20
項目二認識光發(fā)射器與光接收器21
任務(wù)一解析光源及光發(fā)射器21
一、熟悉光源及光發(fā)射器21
二、了解發(fā)光二極管32
三、探究光源的調(diào)制33
四、認識數(shù)字光發(fā)射機40
思考與練習(xí)43
任務(wù)二研究光檢測器及光接收器45
一、了解光檢測器45
二、認識光接收器49
三、介紹光接收器的性能50
思考與練習(xí)56
任務(wù)三探討光中繼器及光放大器58
一、概述光中繼器58
二、了解光放大器的分類59
三、掌握光纖放大器的重要指標(biāo)60
四、分析光纖放大器工作原理61
五、熟悉摻鉺光纖放大器的應(yīng)用65
六、了解摻鐠光纖放大器66
七、討論半導(dǎo)體光放大器69
八、介紹拉曼光纖放大器70
思考與練習(xí)74
任務(wù)四探究光纖通信系統(tǒng)75
一、介紹光纖通信系統(tǒng)的分類75
二、掌握數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)77
三、分析SDH的產(chǎn)生及特點78
四、討論SDH的速率和幀結(jié)構(gòu)81
五、介紹SDH的復(fù)用83
六、了解SDH的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與自愈網(wǎng)85
七、光纖通信系統(tǒng)設(shè)計中的幾個假設(shè)與中繼距離估算93
八、掌握SDH光接口的測試95
九、了解光波分復(fù)用99
十、討論光交換技術(shù)103
思考與練習(xí)108
實戰(zhàn)篇常用儀表使用
項目三儀器操作使用112
任務(wù)一光功率計的使用112
思考與練習(xí)115
任務(wù)二OTDR儀表使用116
一、OTDR試驗前的準(zhǔn)備116
二、試驗設(shè)備與測量準(zhǔn)備116
三、試驗設(shè)備操作116
四、試驗現(xiàn)場整理118
思考與練習(xí)118
任務(wù)三OTDR光譜分析119
思考與練習(xí)122
工程篇光纖線路故障案例分析
項目四光纖中斷故障案例分析125
任務(wù)一日常性能維護及故障查詢125
一、告警查詢125
二、性能查詢125
思考與練習(xí)127
任務(wù)二線路故障定位及處理127
思考與練習(xí)128
任務(wù)三典型故障實例分析處理128
一、雙纖中斷故障案例分析處理129
二、單纖中斷故障案例分析處理130
三、“鴛鴦纖”故障案例分析處理130
四、光功率過低故障案例分析處理132
五、光功率越限故障案例分析處理133
思考與練習(xí)134
附錄A縮略語135
參考文獻139
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