本书是面向新工科5G移动通信“十三五”规划教材中的一种，全面介绍了光纤通信技术的基本概念、原理及产品应用。全书分为理论篇、实战篇、工程篇三篇，主要内容包括光纤基础理论、光纤的特性、光源及光发射器产品、光检测器及光接收器、光中继器及光放大器、光纤通信系统、常用仪表的使用以及光纤线路故障案例的分析等。
本书概念清晰、内容翔实、理论与实践联系紧密、重点突出，适合作为高等院校通信工程、计算机通信专业的教材，也可供从事通信工程技术的人员学习参考。

随着网络业务的广泛发展，特别是各类多媒体应用的实时化、工业应用的实用化，用户对网络服务质量的要求越来越高。光纤通信系统由于具有低的传输损耗、宽的传输带宽、远的传输距离等特点，已成为高速数据业务的理想传输通道。本书在介绍光纤通信基本概念和工作原理的基础上，重点介绍了光纤通信的应用及实践操作等内容。
本书在内容和编写上具有以下特点：
（1）知识内容涵盖全面，循序渐进。从光纤基础理论开始，逐步学习并实践光纤网络器材及主流设备的使用方法，配合工程应用中的各类案例进行分析并进一步巩固完善知识内容。
（2）内容注重实际应用及操作。书中介绍了大量光纤网络主流设备的操作使用方法，能够让学生将理论知识与实际应用更好地结合，学以致用。
（3）以任务切入配合案例分析和思考练习，更适合教学。以任务制引入所学知识，通过任务的分解将重要知识点融入学习过程中，同时也强化了技能应用方面的内容，配以每个任务后的思考与练习，全方位地梳理重要知识内容。
本书分为理论篇、实战篇和工程篇，对光通信技术及应用知识进行了详细讲解。其中理论篇主要包含光纤基础理论、光纤的类型、光纤的特性等内容，同时还讲解了光纤半导体激光器、发光二极管、PTN光系统、WDM系统、SDH系统的特性及特点。在实战篇里主要结合项目案例讲解了各类光通信设备和仪表的作用特点和使用方法，例如，如何使用OTDR设备，利用OTDR光谱分析诊断光网络质量，如何使用光功率计等。工程篇主要分析了在光通信网络项目中经常出现的各类典型案例，如“鸳鸯纤”故障案例分析、单纤中断故障案例分析等，通过对案例的深入分析，学习在实际操作中可能会遇到的问题和解决这些问题的办法，提高对知识的全面掌握。
本书适合作为高等院校通信工程、计算机通信专业的教材，也可供从事通信工程技术的人员参考学习。
本书的编写得到中兴通讯等设备厂商的大力支持和鼎力帮助，在此表示衷心的感谢！
鉴于光通信技术的发展迅速，加之编者水平有限，书中难免会有疏漏和不妥之处，敬请广大读者批评指正。

编者
2019年8月

理论篇讨论光通信原理

项目一初识光纤与光缆4

任务一了解光纤基础理论4

一、认识光纤的结构4

二、介绍光纤的类型5

三、讨论光纤的导光原理——基于射线理论7

四、探讨传导模和数值孔径8

五、推导波动方程和电磁场表达式9

六、研究特征方程与传输模式10

思考与练习13

任务二研究光纤的特性13

一、分析光纤的损耗特性14

二、研究光纤的色散特性16

三、了解光纤的机械特性18

四、认识光纤的温度特性19

思考与练习20

项目二认识光发射器与光接收器21

任务一解析光源及光发射器21

一、熟悉光源及光发射器21

二、了解发光二极管32

三、探究光源的调制33

四、认识数字光发射机40

思考与练习43

任务二研究光检测器及光接收器45

一、了解光检测器45

二、认识光接收器49

三、介绍光接收器的性能50

思考与练习56

任务三探讨光中继器及光放大器58

一、概述光中继器58

二、了解光放大器的分类59

三、掌握光纤放大器的重要指标60

四、分析光纤放大器工作原理61

五、熟悉掺铒光纤放大器的应用65

六、了解掺镨光纤放大器66

七、讨论半导体光放大器69

八、介绍拉曼光纤放大器70

思考与练习74


任务四探究光纤通信系统75

一、介绍光纤通信系统的分类75

二、掌握数字光纤通信系统的性能指标77

三、分析SDH的产生及特点78

四、讨论SDH的速率和帧结构81

五、介绍SDH的复用83

六、了解SDH的网络拓扑结构与自愈网85

七、光纤通信系统设计中的几个假设与中继距离估算93

八、掌握SDH光接口的测试95

九、了解光波分复用99

十、讨论光交换技术103

思考与练习108

实战篇常用仪表使用

项目三仪器操作使用112

任务一光功率计的使用112

思考与练习115

任务二OTDR仪表使用116

一、OTDR试验前的准备116

二、试验设备与测量准备116

三、试验设备操作116

四、试验现场整理118

思考与练习118

任务三OTDR光谱分析119

思考与练习122

工程篇光纤线路故障案例分析

项目四光纤中断故障案例分析125

任务一日常性能维护及故障查询125

一、告警查询125

二、性能查询125

思考与练习127

任务二线路故障定位及处理127

思考与练习128

任务三典型故障实例分析处理128

一、双纤中断故障案例分析处理129

二、单纤中断故障案例分析处理130

三、“鸳鸯纤”故障案例分析处理130

四、光功率过低故障案例分析处理132

五、光功率越限故障案例分析处理133

思考与练习134

附录A缩略语135

参考文献139

吕其恒：硕士。中兴集团高级工程师，2005年开始任职中兴通讯股份有限公司，从事无线产品研发及管理工作。2012使任北京中高达技术有限公司战略规划部部长、技术总监等职务。2018年始担任无线中兴教育管理有限公司常务副总裁、技术总监。刘义：中兴集团高级工程师，获得烽火通信、华为认证的光通信网络资深工程师认证。具有丰富的城域承载网络与省际传送网的实践工作经历，曾多次参与中国移动、中国电信与中国联通城域承载网络、省际传送网的网络建设与运行维护大型项目。

本教材概念清晰、内容详实、理论与实践紧密联系，重点突出实践。可作为通信类专业师生参考学习，同时也是一本应用性很强的光纤网络应用参考读物。