《光纖通信技術(shù)》分三篇共九章,主要內(nèi)容:纖通信基本知識(光纖通信概論,通信光纖與光纜,光通信器件);系統(tǒng)闡述了光纖通信技術(shù)的應用(光纖傳輸體系與光網(wǎng)絡,光纖傳輸設備與線路編碼,光纜線路的設計、敷設與維護) ,重點講授了光纖通信實踐技能(光纖與光纜接續(xù)技術(shù),光纖與光纜測試技術(shù),光纖通信技能實訓)!豆饫w通信技術(shù)》在內(nèi)容選取上力求做到光纖通信理論的系統(tǒng)性、光纖通信技術(shù)的新穎性和光纖通信能力的實用性。
進入21世紀以來,高等職業(yè)教育呈現(xiàn)出快速發(fā)展的形勢。高等職業(yè)教育的發(fā)展,豐富了高等教育的體系結(jié)構(gòu),突出了高等職業(yè)教育的類型特色,順應了人民群眾接受高等教育的強烈需求,為現(xiàn)代化建設培養(yǎng)了大量高素質(zhì)技能型專門人才,對高等教育大眾化作出了重要貢獻。目前,高等職業(yè)教育在我國社會主義現(xiàn)代化建設事業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。
教育部2006年下發(fā)了《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學質(zhì)量的若干意見》,其中提出了深化教育教學改革,重視內(nèi)涵建設,促進“工學結(jié)合”人才培養(yǎng)模式改革,推進整體辦學水平提升,形成結(jié)構(gòu)合理、功能完善、質(zhì)量優(yōu)良、特色鮮明的高等職業(yè)教育體系的任務要求。 根據(jù)新的發(fā)展要求,高等職業(yè)院校積極與行業(yè)企業(yè)合作開發(fā)課程,根據(jù)技術(shù)領(lǐng)域和職業(yè)崗位群任職要求,參照相關(guān)職業(yè)資格標準,改革課程體系和教學內(nèi)容,建立突出職業(yè)能力培養(yǎng)的課程標準,規(guī)范課程教學的基本要求,提高課程教學質(zhì)量,不斷更新教學內(nèi)容,而實施具有工學結(jié)合特色的教材建設是推進高等職業(yè)教育改革發(fā)展的重要任務。
為配合教育部實施質(zhì)量工程,解決當前高職高專精品教材不足的問題,西安電子科技大學出版社與中國高等職業(yè)技術(shù)教育研究會在前三輪聯(lián)合策劃、組織編寫“計算機、通信電子、機電及汽車類專業(yè)”系列高職高專教材共160余種的基礎上,又聯(lián)合策劃、組織編寫了新一輪“計算機、通信、電子類”專業(yè)系列高職高專教材共120余種。這些教材的選題是在全國范圍內(nèi)近30所高職高專院校中,對教學計劃和課程設置進行充分調(diào)研的基礎上策劃產(chǎn)生的。教材的編寫采取在教育部精品專業(yè)或示范性專業(yè)的高職高專院校中公開招標的形式,以吸收盡可能多的優(yōu)秀作者參與投標和編寫。在此基礎上,召開系列教材專家編委會,評審教材編寫大綱,并對中標大綱提出修改、完善意見,確定主編、主審人選。該系列教材以滿足職業(yè)崗位需求為目標,以培養(yǎng)學生的應用技能為著力點,在教材的編寫中結(jié)合任務驅(qū)動、項目導向的教學方式,力求在新穎性、實用性、可讀性三個方面有所突破,體現(xiàn)高職高專教材的特點。已出版的第一輪教材共36種,2001年全部出齊,從使用情況看,比較適合高等職業(yè)院校的需要,普遍受到各學校的歡迎,一再重印,其中《互聯(lián)網(wǎng)實用技術(shù)與網(wǎng)頁制作》在短短兩年多的時間里先后重印6次,并獲教育部2002年普通高校優(yōu)秀教材獎。第二輪教材共60余種,在2004年已全部出齊,有的教材出版一年多的時間里就重印4次,反映了市場對優(yōu)秀專業(yè)教材的需求。前兩輪教材中有十幾種入選國家“十一五”規(guī)劃教材。第三輪教材2007年8月之前全部出齊。本輪教材預計2008年全部出齊,相信也會成為系列精品教材。
教材建設是高職高專院校教學基本建設的一項重要工作。多年來,高職高專院校十分重視教材建設,組織教師參加教材編寫,為高職高專教材從無到有,從有到優(yōu)、到特而辛勤工作。但高職高專教材的建設起步時間不長,還需要與行業(yè)企業(yè)合作,通過共同努力,出版一大批符合培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才要求的特色教材。
我們殷切希望廣大從事高職高專教育的教師,面向市場,服務需求,為形成具有中國特色和高職教育特點的高職高專教材體系作出積極的貢獻。
第一篇 光纖通信基本知識
第1章 光纖通信概論
1.1 光纖通信發(fā)展歷程
1.1.1 光纖通信的產(chǎn)生與發(fā)展
1.1.2 光纖通信發(fā)展趨勢
1.2 光纖通信的系統(tǒng)構(gòu)成
1.2.1 光纖通信系統(tǒng)的分類
1.2.2 光纖通信系統(tǒng)的基本組成
1.3 光纖通信的特點
1.4 光纖通信新技術(shù)
1.4.1 相干光通信
1.4.2 光孤子通信
1.4.3 全光通信網(wǎng)
小結(jié)
思考題
第2章 通信光纖與光纜
2.1 光纖的結(jié)構(gòu)和分類
2.1.1 光纖的結(jié)構(gòu)
2.1.2 光纖的種類
2.1.3 光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)
2.2 光纖的導光原理
2.2.1 光的反射與折射
2.2.2 光在光纖中的傳播
2.2.3 光在光纖中的傳播模式
2.3 光纖的傳輸特性
2.3.1 光纖的衰減特性
2.3.2 光纖的色散特性
2.4 單模光纖和多模光纖
2.4.1 G.651多模光纖
2.4.2 G.652常規(guī)單模光纖
2.4.3 G.653零色散位移光纖(DSP)
2.4.4 G.654低衰減單模光纖
2.4.5 G.655非零色散位移光纖
2.4.6 G.656三波段光纖
2.5 光纜的結(jié)構(gòu)與分類
2.5.1 光纜的纜芯
2.5.2 光纜的護層
2.5.3 光纜的分類
2.6 光纜的型號與標志
2.6.1 光纜型號的國標規(guī)定
2.6.2 識別標志
小結(jié)
思考題
第3章 光通信器件
3.1 LD和LED光源
3.1.1 半導體中光的發(fā)射與激射
3.1.2 半導體發(fā)光二極管
3.1.3 半導體激光器
3.2 PIN和APD光檢測器
3.2.1 光電轉(zhuǎn)換原理
3.2.2 PIN光電二極管
3.2.3 雪崩光電二極管
3.2.4 光檢測器的特性
3.3 EDFA光纖放大器
3.3.1 光放大器的類型
3.3.2 EDFA的組成
3.3.3 EDFA的工作原理
3.4 無源光器件
3.4.1 光纖連接器
3.4.2 光衰減器
3.4.3 波分復用器
3.4.4 光耦合器
3.4.5 光隔離器
小結(jié)
思考題
第二篇 光纖通信技術(shù)的應用
第4章 光纖傳輸體系與光網(wǎng)絡
4.1 光纖準同步數(shù)字傳輸體系
4.1.1 復接的基本概念
4.1.2 準同步數(shù)字復接體系(PDH)
4.2 光纖同步數(shù)字傳輸體系
4.2.1 SDH的基本概念
4.2.2 SDH的速率和幀結(jié)構(gòu)
4.2.3 同步復用和映射方法
4.3 光纖通信復用技術(shù)
4.3.1 光空分復用(OSDM)
4.3.2 光波分復用(OWDM)
4.3.3 光頻分復用(OFDM)
4.3.4 光時分復用(OTDM)
4.3.5 光碼分復用(OCDM)
4.3.6 光副載波復用(OSCM)
4.3.7 時間壓縮復用(TCM)
4.4 光纖傳輸網(wǎng)絡
4.4.1 光纖SDH網(wǎng)絡
4.4.2 光纖ATM網(wǎng)絡
4.4.3 光纖IP網(wǎng)絡
4.5 光纖接入網(wǎng)
4.5.1 光纖接入網(wǎng)的基本概念
4.5.2 無源光網(wǎng)絡(PON)接入技術(shù)
4.5.3 有源光網(wǎng)絡(AON)接入技術(shù)
4.6 光纖有線電視系統(tǒng)
4.6.1 光纖(CATV)傳輸系統(tǒng)
4.6.2 HFC網(wǎng)絡
小結(jié)
思考題
第5章 光纖傳輸設備與線路編碼
5.1 光發(fā)射機
5.1.1 光發(fā)射機的組成
5.1.2 調(diào)制電路與控制技術(shù)
5.1.3 光發(fā)射機的主要指標
5.2 光接收機
5.2.1 光接收機的組成
5.2.2 光接收機的性能指標
5.3 SDH光端機接口標準
5.3.1 光接口的標準化
5.3.2 光接口的參數(shù)
5.4 線路編碼
5.4.1 光纖傳輸對線路碼型的要求
5.4.2 光纖通信系統(tǒng)常用的線路碼型
小結(jié)
思考題
第6章 光纜線路的設計、敷設與維護
6.1 光纜線路的設計
6.1.1 光纜線路路由的選擇
6.1.2 光纜線路敷設方式的選擇
6.1.3 光纜結(jié)構(gòu)程式的選擇
6.1.4 中繼距離的計算
6.2 直埋光纜的敷設
6.2.1 開溝與處理
6.2.2 光纜敷設
6.2.3 光纜保護
6.2.4 線路標石
6.3 管道光纜的敷設
6.3.1 光纜管道的清洗
6.3.2 管道光纜的敷設機具
6.3.3 管道光纜的敷設方法
6.3.4 管道光纜的敷設步驟
6.4 架空光纜的敷設
6.4.1 桿路與吊線的選擇
6.4.2 吊掛式架設
6.4.3 纏繞式架設
6.4.4 架空光纜的接地保護
6.5 水底光纜的敷設
6.5.1 水底光纜的敷設條件
6.5.2 水底光纜的埋深與挖溝
6.5.3 水底光纜的布放
6.5.4 水底光纜的水線標志
6.6 光纜線路的維護
6.6.1 光纜線路維護的目的及內(nèi)容
6.6.2 光纜的常規(guī)維護
6.6.3 光纜線路的故障維修
6.6.4 光纜線路維護作業(yè)規(guī)范
小結(jié)
思考題
第三篇 光纖通信實踐技能
第7章 光纖與光纜接續(xù)技術(shù)
7.1 光纖接續(xù)
7.1.1 光纖接續(xù)方式分類與基本要求
7.1.2 減小光纖接續(xù)損耗的措施
7.1.3 光纖的端面處理
7.1.4 單模光纖的熔接
7.1.5 熔接后的機械強度
7.2 光纖熔接機
7.2.1 光纖熔接機簡介
7.2.2 光纖熔接機使用與操作
7.3 光纜接續(xù)
7.3.1 光纜接續(xù)基本要求
7.3.2 光纜接頭盒選擇條件及光纖接續(xù)基本要求
7.3.3 光纜接頭盒施工過程
7.4 光纜成端
7.4.1 無人中繼站的光纜成端
7.4.2 局內(nèi)光纜的成端
小結(jié)
思考題
第8章 光纖與光纜測試技術(shù)
8.1 光時域反射儀(OTDR)
8.1.1 光時域反射儀(OTDR)的工作原理
8.1.2 光時域反射儀(OTDR)的參數(shù)設置
8.1.3 OTDR測試基本步驟
8.2 光源與光功率計
8.2.1 高穩(wěn)定度光源
8.2.2 光功率計
8.2.3 便攜式光纖多用表
8.3 光纖平均衰減測試
8.3.1 光纖平均衰減的切斷法測試
8.3.2 光纖平均衰減的插入法測試
8.3.3 光纖平均衰減的背向散射法測試
8.4 光纖接頭衰減測試
8.4.1 光纖接頭衰減的比較法測試
8.4.2 光纖接頭衰減的OTDR測試
8.4.3 光纖接頭衰減的光纖熔接機估算法
8.5 光纖長度的測試
8.5.1 傳輸脈沖時延測量法
8.5.2 反射脈沖時延測量法
8.5.3 使用OTDR測試光纜長度
8.6 光纖傳輸帶寬測試
8.6.1 光纖傳輸帶寬的脈沖法測試
8.6.2 光纖傳輸帶寬的掃頻法測試
小結(jié)
思考題
第9章 光纖通信技能實訓
9.1 光纖通信系統(tǒng)技能實訓
9.1.1 實訓目的
9.1.2 實訓內(nèi)容
9.1.3 實訓過程
9.1.4 實訓總結(jié)
9.2 光纖、光纜結(jié)構(gòu)技能實訓
9.2.1 實訓目的
9.2.2 實訓內(nèi)容
9.2.3 實訓過程
9.2.4 實訓總結(jié)
9.3 單模光纖開剝、切割、熔接技能實訓
9.3.1 實訓目的
9.3.2 實訓內(nèi)容
9.3.3 實訓過程
9.3.4 實訓總結(jié)
9.4 光纜接續(xù)技能實訓
9.4.1 實訓目的
9.4.2 實訓內(nèi)容
9.4.3 實訓過程
9.4.4 實訓總結(jié)
9.5 光纖參數(shù)測試技能實訓
9.5.1 實訓目的
9.5.2 實訓內(nèi)容
9.5.3 實訓過程
9.5.4 實訓總結(jié)
9.6 OTDR測試技能實訓
9.6.1 實訓目的
9.6.2 實訓內(nèi)容
9.6.3 實訓過程
9.6.4 實訓總結(jié)
9.7 光纜線路維護技能實訓
9.7.1 實訓目的
9.7.2 實訓內(nèi)容
9.7.3 實訓過程
9.7.4 實訓總結(jié)
9.8 光端機指標查閱與測試技能實訓
9.8.1 實訓目的
9.8.2 實訓內(nèi)容
9.8.3 實訓過程
9.8.4 實訓總結(jié)
思考題
參考文獻
1.目視光通信
人類社會發(fā)展中的遠距離通信的主流是光通信,電氣通信的歷史不過一百多年。從古埃及、古中國、古希臘和古羅馬時代至發(fā)明莫爾斯電報的數(shù)千年間,遠距離通信主要為目視光通信。三千多年前我國周朝就利用烽火臺的火光傳送敵情消息,到了近現(xiàn)代,戰(zhàn)爭中用信號彈指揮作戰(zhàn)、城市使用信號燈指揮交通等傳遞信息的方式均可稱為目視光通信。我們現(xiàn)在經(jīng)常提到的光纖通信與這些簡單的視覺光通信完全不同,光纖通信是由光通信逐步發(fā)展、演變而來的,是指以光波作載波傳送信息的通信方式。
2.貝爾的光電話
1880年貝爾發(fā)明了一種利用光波作載波傳送話音信息的“光電話”,利用太陽光或弧光燈作光源,光束通過透鏡聚焦在話筒的振動鏡片上,當人對著話筒說話時,振動鏡隨著話音振動,從而使反射光的強度隨著話音的變化而變化。接收端設有一面拋物面反射鏡,把從大氣中傳送來的隨著話音而變化的光波反射到硅片上,硅片將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏,把電流送到聽筒就可以聽到發(fā)送端講話的聲音。
貝爾的光電話曾受到人們的關(guān)注和重視,但是由于當時各種技術(shù)條件的限制,這種光電話的傳輸距離很短,實用意義不大,只能說是光通信的雛形。因為沒有理想的光源和良好的傳輸介質(zhì),光通信沉睡了80年。但光電話的發(fā)明的確證明了利用光波作載波傳遞信息的可能性。