本書運用通俗的語言和生動的插圖對光纖通信、大氣光通信、藍綠光通信、可見光通信及量子通信的一些基本概念進行了系統(tǒng)的闡述，本書無論從內(nèi)容選取、機理說明、概念解釋，還是從文字敘述、插圖說明和實用程度等方面，都具備自己的特色，適合想初步了解光通信基礎知識的人員閱讀，也可作為大中專院校相關(guān)專業(yè)的參考書籍，同時對從事光通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡研究教學、規(guī)劃設計、管理和維護的有關(guān)人員也有一定的參考價值。
《認識光通信》這本書是雙色印刷，裝幀非常精美，作者也非常，作者原榮是中國通信學會的會士，在通信行業(yè)也是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(guān)于光纖通信的是十余部著作。這本書也是針對光通信愛好者的普及讀物，通過和日常生活中密切相關(guān)的現(xiàn)象來引入光通信的相關(guān)知識，配合一些插圖，使讀者更容易理解難懂的光通信的相關(guān)信技術(shù)。書里面，介紹了通信史、傳輸介質(zhì)和各種元器件、通信系統(tǒng)、光速光纖通信、無線光通信，非常適合想初步了解光通信技術(shù)的讀者閱讀。
光導纖維是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡中傳輸信息的最佳媒質(zhì)，光纖通信是信息社會的支柱。作為一種新興的通信技術(shù)，在短短50多年的時間里，光纖通信獲得了迅速的發(fā)展，受到人們的普遍關(guān)注。目前，無論是電信骨干網(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)，無論是固定通信網(wǎng)還是移動互聯(lián)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(shù)隨時隨地都能碰到。所以，人們初步了解一些光纖通信的基礎知識是非常必要的。
光通信除光纖通信外，還有潛艇應用的藍綠光通信、將廣泛應用的可見光通信、絕對安全的量子通信以及星際國防應用的大氣激光通信。
本書選取了光通信中最基本的和日常生活密切相關(guān)的知識和技術(shù)，增加了對光通信做出杰出貢獻的有關(guān)科學家的事跡，以通俗易懂、簡明扼要、圖文并茂的方式系統(tǒng)地對其進行講解，以便具有初中以上文化程度的普通讀者也能夠看懂。
本書共分12章，第1章和第2章分別介紹了光通信的歷史和基礎知識；第3章說明了光纖傳輸原理以及光纖傳輸特性和種類；第4章介紹了光干涉無源器件，如馬赫-曾德爾（M-Z）器件和陣列波導光柵（AWG）器件等；第5章介紹了法拉第磁光效應器件；第6章介紹了發(fā)光機理、各種激光器和先進的QPSK/QAM光調(diào)制器；第7章介紹了光探測原理、幾種光探測器和光接收機誤碼率、Q參數(shù)和OSNR及其關(guān)系；第8章介紹了摻鉺光纖放大器（EDFA）、光纖拉曼放大器和半導體光放大器（SOA）；第9章闡述了光纖通信系統(tǒng)的基礎知識和幾種光纖通信系統(tǒng)，包括SDH、HFC、WDM、偏振復用和相干檢測系統(tǒng)；第10章介紹了高速光纖通信技術(shù)，包括前向糾錯、數(shù)字信號處理（DSP）、增益均衡、奈奎斯特脈沖整形、100Gbit/s超長距離DWDM系統(tǒng)、海底光纜通信和光纖傳輸量子通信；第11章簡述了無源光網(wǎng)絡接入，包括三網(wǎng)融合、EPON、GPON、WDM-PON；第12章介紹了自由空間光通信、藍綠光通信、可見光通信和自由空間傳輸量子通信。
為了使讀者更容易理解，書中特地在介紹一個現(xiàn)象或器件的原理前，增加了一些通俗易懂、日常生活中經(jīng)常會碰到的現(xiàn)象，并以插圖形式形象地加以說明。該書章節(jié)標題都給出了副標題，用關(guān)鍵詞給出其目的、簡要說明或?qū)崿F(xiàn)途徑，并且插入古今中外科學家、偉人、名人有關(guān)勵志求學、科學探索的名言警句和小故事。
衷心感謝機械工業(yè)出版社李馨馨編輯和秦菲編輯在本書出版過程中付出的辛勞及所做的貢獻！
原榮
第1 章光通信史 /
1.1光傳遞信息自古有之 /
1.1.1周幽王烽火戲諸侯——古老光通信 /
1.1.2信號燈通信——自古到今使用 /
1.1.3航標燈通信——船舶導航指引 /
1.2近代光通信 /
1.2.1貝爾發(fā)明光電話 /
1.2.2梅曼發(fā)明激光器 /
1.2.3最早的光通信系統(tǒng) /
1.2.4光纖通信鼻祖——高錕 /
1.2.5光通信發(fā)展簡史 /
1.3光纖通信系統(tǒng) /
1.3.1光纖是怎樣傳光的 /
1.3.2光纖通信系統(tǒng)組成 /
1.3.3光纖通信優(yōu)點 /
第2章光通信基礎 /
2.1光是電磁波 /
2.1.1光的波動性——麥克斯韋預言存在電磁波 /
2.1.2赫茲實驗驗證電磁波存在 /
2.1.3光的粒子性——愛因斯坦的貢獻 /
2.2均勻介質(zhì)中的光波 /
2.2.1電場的波動方程 /
2.2.2光程差/相位差——光干涉及器件基礎 /
2.3光的傳播特性 /
2.3.1光的反射、折射和全反射——光纖波導傳光基礎 /
2.3.2光的衍射——單頻激光器基礎 /
2.3.3光的偏振——菲涅爾的貢獻 /
2.3.4光的雙折射——光調(diào)制器基礎 /
第3章光纖通信傳輸介質(zhì)——光導纖維 /
3.1光纖結(jié)構(gòu)和類型 /
3.1.1玻璃絲傳光發(fā)展史——全反射應用 /
3.1.2多模光纖/單模光纖——由傳輸模式數(shù)量決定 /
3.1.3階躍光纖/漸變光纖——折射率在纖芯分布不同色散也不同 /
3.1.4相速度/群速度——相速度是波前傳輸速度，群速度是相速度的分量 /
3.1.5光纖制造 /
3.2光纖傳輸原理 /
3.2.1全反射和相干——光纖傳輸條件 /
3.2.2一維光纖波導——直線光線 /
3.2.3二維光纖波導——螺旋光線 /
3.2.4光纖模式——麥克斯韋波動方程求解結(jié)果 /
3.3光纖傳輸特性 /
3.3.1光纖損耗——越純凈損耗越小 /
3.3.2光纖色散——模式不同、路徑不同、到達終點時間不同導致脈沖展寬 /
3.3.3光纖傳輸最大比特率——由光纖色散決定 /
3.4光纖種類 /
3.4.1G.652標準單模（SSM）光纖 /
3.4.2G.653色散位移光纖（DSF）光纖 /
3.4.3G.654截止波長位移光纖（CSF） /
3.4.4G.655非零色散位移光纖（NZ-DSF） /
3.4.5G.656寬帶非零色散位移光纖（WNZ-DSF） /
3.4.6G.657接入網(wǎng)用光纖 /
3.4.7正負色散光纖和色散補償光纖 /
3.5光纜結(jié)構(gòu)和類型 /
3.5.1纜芯 /
3.5.2護套 /
3.5.3鎧裝 /
第4 章光干涉無源器件 /
4.1馬赫-曾德爾（M-Z）器件 /
4.1.1電光效應——晶體折射率n與施加外電場E有關(guān) /
4.1.2M-Z電光調(diào)制器——基于電光效應和光雙折射效應 /
4.1.3馬赫-曾德爾濾波器——兩個單色光經(jīng)不同光程傳輸后的干涉結(jié)果 /
4.1.4光纖水聽器系統(tǒng)——馬赫-曾德爾干涉儀的應用 /
4.1.5M-Z波分復用/解復用器——光程差應用 /
4.1.6M-Z電光開關(guān)——其輸出由波導光相位差決定 /
4.2陣列波導光柵（AWG）器件 /
4.2.1AWG星形耦合器 /
4.2.2AWG工作原理——多波長光經(jīng)不同路徑在終點干涉 /
4.2.3AWG復用/解復用器 /
4.3布拉格（Bragg）光柵器件 /
4.3.1布拉格光柵——一列平行半反射鏡 /
4.3.2布拉格光纖光柵濾波器——折射率周期性變化的光柵，反射布拉格共振波長附近的光 /
4.4介質(zhì)薄膜干涉器件 /
4.4.1電介質(zhì)鏡——折射率交替變化的數(shù)層電介質(zhì)材料 /
4.4.2介質(zhì)薄膜光濾波解復用器——利用光干涉選擇波長 /
第5 章法拉第磁光效應器件 /
5.1法拉第磁光效應 /
5.1.1法拉第磁光效應——電場和磁場結(jié)伴而行 /
5.1.2法拉第的偉大貢獻 /
5.2法拉第磁光效應器件 /
5.2.1互易器件和非互易器件 /
5.2.2光隔離器——單方向傳輸光器件 /
5.2.3光環(huán)形器——3個端口的光隔離器 /
第6 章光源及光調(diào)制 /
6.1激光器源于光的干涉 /
6.1.1干涉和諧振普遍存在 /
6.1.2光的干涉——法布里-珀羅（F-P）光學諧振器 /
6.1.3發(fā)光機理——電子從高能帶躍遷到低能帶發(fā)出光子 /
6.2半導體激光器 /
6.2.1LD激光發(fā)射條件——粒子數(shù)反轉(zhuǎn)、光學諧振腔 /
6.2.2激光器起振的閾值條件——腔體閾值增益等于總損耗 /
6.2.3激光器起振的相位條件——整數(shù)倍半波長等于腔長 /
6.2.4分布反饋（DFB）激光器——增加頻率選擇電介質(zhì)鏡衍射光柵 /
6.2.5波長可調(diào)激光器——多腔耦合，多方控制 /
6.3半導體激光器（LD）的特性 /
6.3.1LD的波長特性 /
6.3.2LD模式特性——縱模決定頻譜特性，橫模決定空間特性 /
6.4光調(diào)制 /
6.4.1光調(diào)制——讓光攜帶聲音和數(shù)字信號 /
6.4.2先進光調(diào)制技術(shù)——QPSK調(diào)制和QAM調(diào)制 /
第7 章光探測及光接收 /
7.1光探測器 /
7.1.1光探測機理——吸收光子產(chǎn)生電子 /
7.1.2響應度、量子效率和響應帶寬 /
7.1.3PIN光電二極管 /
7.1.4雪崩光電二極管——雪崩倍增效應使靈敏度提高 /
7.1.5波導光探測器——高速光纖通信系統(tǒng)接收器件 /
7.2數(shù)字光接收機 /
7.2.1光/電轉(zhuǎn)換和前置放大——決定放大器的性能 /
7.2.2線性放大和數(shù)據(jù)恢復——眼圖分析系統(tǒng)性能 /
7.2.3接收機信噪比（SNR） /
7.3接收機誤碼率、Q參數(shù)和SNR /
7.3.1接收機比特誤碼率（BER） /
7.3.2比特誤碼率用Q參數(shù)表示 /
7.3.3Q參數(shù)和信噪比（SNR）的關(guān)系——Q的平方等于SNR /
7.3.4Q參數(shù)和光信噪比（OSNR）的關(guān)系——Q的平方等于OSNR /
第8 章光放大器 /
8.1摻鉺光纖放大器（EDFA） /
8.1.1摻鉺光纖結(jié)構(gòu)和EDFA的構(gòu)成 /
8.1.2EDFA工作原理——泵浦光能量轉(zhuǎn)移到信號光 /
8.1.3EDFA的特性 /
8.1.4EDFA噪聲 /
8.1.5摻鉺光纖放大器的優(yōu)點 /
8.1.6EDFA的應用 /
8.2光纖拉曼放大器 /
8.2.1光纖拉曼放大器的工作原理——拉曼散射光頻等于信號光頻 /
8.2.2光纖拉曼增益和帶寬——信號光與泵浦光頻差不同增益也不同 /
8.2.3多波長泵浦拉曼放大器——獲得平坦光增益帶寬 /
8.2.4光纖拉曼放大器等效開關(guān)增益和有效噪聲指數(shù) /
8.2.5光纖拉曼放大技術(shù)的應用 /
8.2.6混合使用拉曼放大和EDFA——獲得平坦的總增益頻譜曲線 /
8.3半導體光放大器（SOA） /
8.3.1半導體光放大器工作原理 /
8.3.2如何使半導體激光器變?yōu)榘雽w光放大器 /
第9 章光纖通信系統(tǒng) /
9.1光纖通信系統(tǒng)基礎 /
9.1.1脈沖編碼——將模擬信號變?yōu)閿?shù)字信號 /
9.1.2信道編碼——減少誤碼，方便時鐘提取 /
9.1.3信道復用——擴大信道容量，充分利用光纖帶寬 /
9.2頻分復用光纖通信系統(tǒng) /
9.2.1頻分復用光纖傳輸系統(tǒng) /
9.2.2光纖/電纜混合網(wǎng)絡——典型的FDM光纖通信系統(tǒng) /
9.2.3微波副載波（SCM）光纖傳輸系統(tǒng)——射頻信號光纖傳輸（RoF） /
9.2.4正交頻分復用（OFDM）光纖傳輸系統(tǒng)——4G、5G移動通信基礎 /
9.3時分復用光纖通信系統(tǒng)——SDH光纖通信系統(tǒng) /
9.3.1時分復用工作原理 /
9.3.2SDH幀結(jié)構(gòu)和傳輸速率 /
9.3.3復用映射結(jié)構(gòu) /
9.4光復用光纖通信系統(tǒng) /
9.4.1波分復用（WDM）光纖通信系統(tǒng) /
9.4.2偏振復用（PM）光纖通信系統(tǒng) /
9.5相干光纖通信系統(tǒng) /
9.5.1相干檢測原理——信號光與本振光混頻產(chǎn)生中頻信號 /
9.5.2外差異步解調(diào)——不需恢復中頻可簡化接收機設計 /
9.5.3相位分集接收——產(chǎn)生與信號光和本振光相位差無關(guān)的輸出信號 /
9.5.4偏振分集接收——輸出信號與偏振無關(guān) /
第10 章高速光纖通信 /
10.1前向糾錯——減少誤碼的關(guān)鍵技術(shù) /
10.1.1前向糾錯概述——提高色散限制系統(tǒng)性能的最好辦法 /
10.1.2前向糾錯實現(xiàn)方法——并行處理級聯(lián)內(nèi)外編碼 /
10.2系統(tǒng)色散補償和管理 /
10.2.1系統(tǒng)色散補償原理——設法消去色散使光信號展寬的相位系數(shù) /
10.2.2色散補償方法——負色散光纖補償、電子濾波均衡DSP等 /
10.2.3系統(tǒng)色散管理——正負色散光纖交替鋪設 /
10.3數(shù)字信號處理（DSP） /
10.3.1DSP在高比特率光纖通信系統(tǒng)中的作用 /
10.3.2DSP基礎——電子濾波均衡色散補償 /
10.3.3數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)的實現(xiàn) /
10.3.4100Gbit/s系統(tǒng)數(shù)字信號處理器 /
10.4增益均衡 /
10.4.1增益均衡的必要性——滿足光纖通信系統(tǒng)所有信道對BER的要求 /
10.4.2增益均衡實現(xiàn)方法——預增強和插入增益平坦濾波器 /
10.4.3無源均衡器——光濾波器均衡 /
10.4.4有源均衡器——有源濾波 /
10.5奈奎斯特脈沖整形 /
10.5.1奈奎斯特脈沖整形概念——使信號頻譜局限在最小頻譜帶寬內(nèi) /
10.5.2奈奎斯特發(fā)送機/接收機及其系統(tǒng) /
10.6100Gbit/s超長距離DWDM系統(tǒng) /
10.6.1100Gbit/s超長距離DWDM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) /
10.6.2100Gbit/s超長距離DWDM系統(tǒng)光收發(fā)模塊 /
10.7海底光纜通信 /
10.7.1海底光纜通信系統(tǒng)在世界通信網(wǎng)絡中的地位和作用 /
10.7.2海底光纜通信系統(tǒng)組成和分類 /
10.7.3海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展歷程 /
10.7.4連接中國的海底光纜通信系統(tǒng) /
10.7.5海底光纜系統(tǒng)供電 /
10.7.6無中繼海底光纜傳輸系統(tǒng) /
10.8光纖傳輸量子通信 /
10.8.1量子通信概述 /
10.8.2量子通信系統(tǒng) /
第11 章無源光網(wǎng)絡接入 /
11.1接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用及發(fā)展趨勢 /
11.1.1接入網(wǎng)在網(wǎng)絡建設中的作用 /
11.1.2光接入網(wǎng)技術(shù)演進——向?qū)拵Ч饫w接入過度 /
11.1.3三網(wǎng)融合——接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢 /
11.2PON接入網(wǎng)結(jié)構(gòu) /
11.2.1光線路終端（OLT） /
11.2.2光網(wǎng)絡單元（ONU） /
11.2.3光分配網(wǎng)絡（ODN）——將OLT光信號廣播分配到多個ONU /
11.3無源光網(wǎng)絡技術(shù) /
11.3.1下行復用技術(shù)——時分復用或WDM /
11.3.2上行接入技術(shù)——TDMA突發(fā)模式接入 /
11.4PON接入系統(tǒng) /
11.4.1EPON系統(tǒng) /
11.4.2GPON系統(tǒng) /
11.4.3WDM-PON系統(tǒng) /
11.4.4WDM/TDM混合PON /
第12 章無線光通信 /
12.1無線光通信系統(tǒng) /
12.1.1光學天線 /
12.1.2光發(fā)射機 /
12.1.3光接收機 /
12.1.4捕獲、瞄準和跟蹤 /
12.1.5空間分集系統(tǒng) /
12.1.6信道 /
12.2自由空間光通信（FSO） /
12.2.1大氣光通信——傳輸介質(zhì)為大氣 /
12.2.2大氣湍流決定的BER、SNR和Q參數(shù) /
12.2.3星地間光通信 /
12.2.4衛(wèi)星間光通信 /
12.3藍綠光通信——傳輸介質(zhì)為海水 /
12.3.1概述 /
12.3.2激光對潛通信種類 /
12.3.3藍綠光通信系統(tǒng) /
12.4可見光通信——傳輸介質(zhì)為空氣 /
12.4.1白光LED發(fā)光原理 /
12.4.2可見光通信系統(tǒng) /
12.4.3可見光通信上行鏈路 /
12.4.4可見光通信應用 /
12.5自由空間傳輸量子通信 / 附錄 /
附錄A名詞術(shù)語索引 /
附錄B科學名人及其貢獻 / 參考文獻 /
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