《光纤通信原理与系统》教材使用情况介绍

光纤通信原理与系统

主编姓名:张明德，孙小菡

出版时间:1996年12月

出版单位:东南大学出版社

教材形式:文字＋电子

适用层次:本科

适用专业:电子科学与工程、信息科学与工程

获奖情况:校优秀教材奖，2001年；江苏省优秀教学成果奖，2000年

作者简介:

主编，张明德。1963年毕业留校任教，一直从事微波、光波电子学与光通信技术的教学、科研工作，东南大学电子科学与工程学院教授、博士生导师。主要教学经历:“光纤传输系统”（1990—1995），本科生，64学时；“光纤通信原理与系统”（1996—2002），本科生，48学时；“光波通信理论与系统”（1995—2004），硕士生，60学时；“光波电子学导论”（1998—2004），博士生，60学时。曾经编写过的教材:《光纤传输系统》（参编），东南大学出版社，1991（电子部教材一等奖，1996）；《光纤通信设计》（参编），天津科技出版社，1995；《光纤通信原理与系统》（共三版的主编），东南大学出版社。负责与参加的主要科研项目:国家自然科学基金项目:“光纤放大器理论及应用”、“Er光纤放大器理论与非线性、噪声特性研究”、“光纤孤子通信基础研究”；国家科技攻关项目:“光纤工业控制系统”；“863”项目:“光孤子通信技术研究”等。科技进步奖:省部级二等奖1项、三等奖1项、四等奖1项。

孙小菡:1982年研究生毕业留校，一直从事微波电子学、光子学与光通信技术的教学、科研工作，东南大学电子科学与工程学院教授、博士生导师。主要教学经历:“光纤技术基础”（1984—1994），本科生，64学时；“光导波技术”（1995—2001），本科生，48学时；“信息电子技术中的场与波”（2002至今），本科生，48学时；“光网技术概论”（2004至今），本科生，48学时；“光导波理论”（1989至今），硕士生，60学时；“现代光波电子学导论”（2000至今），博士生，40学时；“光网理论与技术”，40学时，博士生。负责并完成的主要科研项目:国家自然科学基金:“WDM光网络节点管理技术”；国家科技攻关:“光纤工业控制系统”系列项目；“863”:“光子器件无生产线设计技术”；国防科技预研项目2项；国防预研基金项目2项；江苏省高技术重点项目2项等。科技进步奖:部省级三等奖4项、四等奖2项。参编出版的教材与著作:《OCDMA系统地址码理论》，中国科技大学出版社；《光纤通信设计》，天津科技出版社；《光纤通信原理与系统》（共三版），东南大学出版社。

教材简介:

本教材为学生学习光纤通信原理与技术、以适应当代IT技术的飞速发展而编写。

本教材共五章:第一章介绍光纤通信的发展与特点；第二章介绍光纤的工作原理与传输特性，以单模光纤为重点；第三章介绍光源及光发送机，重点是半导体激光器工作原理及应用特性；第四章介绍光检测器与光接收机，着重介绍数字接收机特性分析及计算；第五章介绍光纤通信系统，主要介绍各种系统的分析方法、高速光纤通信系统及网络。

光纤通信技术涉及多门学科及技术，为在不大的篇幅内介绍如此丰富的内容，本教材在内容上作了精心选择与安排，把原理与系统、理论与技术有机地统一起来，既突出重点又不失一般性，以保证学生经过40～60学时的学习既能在理论上有坚实的基础，举一反三；又能密切结合工程技术应用实际，很好地适应国民经济建设的需要。

本教材出版后每年重印一次，至今已印刷了四次，为全国多所高校工科电子信息通信类和物理及应用物理类的专业所采用，被多篇著作和论文引用。2003年又出版了第三版。

教材的主要特色与创新点:

本教材的内容安排上，注重扎实的理论与技术基础，以有利于学生的学习理解及今后的拓展；在取材上，理论紧密联系实际，以理论为基础、应用为主线，将原理与系统、理论与技术、应用与发展有机结合；同时，尽可能反映光纤通信的最新发展，保持教材的先进性。

本教材经过多年的使用和多次的修改，已形成了以下鲜明特色:

1.在叙述中随时补充了必要的基础知识，因此只要具有大学物理及高等数学、电磁场理论的基础，就可没有困难地阅读及使用本教材，易于理解、接受和掌握；基本理论循序渐进、严谨扎实，有助于学生的举一反三、不断拓展；内容前后紧密联系，实践性强；介绍深入浅出，系统性强，符合学科的内在规律；

2.以单模光纤的原理、特性及应用为主线，重点直接放在其特性的分析及应用参数的阐述上，既符合光通信系统及网络的发展潮流，又突出了重点；

3.内容编排上按光通信的三要素及光放大器为基础，再介绍光纤通信系统及网络，各章又以基础理论、性能分析、应用范例展开，条理清楚，逻辑性强，符合认识规律并富有启发性，有利于学生能力的培养；

4.充分反映了光通信技术的国内外最新发展，具有先进性；

5.为了支持采用本教材的教师制作多媒体课件及教学工作的需要，可向任课教师提供免费的教学支持光盘（包含教材的电子稿、所有的图稿及习题解答），凭单位证明索取，这在国内的教材中尚不多见。

教材使用情况:

本教材除了东南大学电子工程系用作本科高年级学生的教材外，全国还有多所高校曾或正在用它作教材，如南京大学、北京师范大学、上海师范大学、通信工程学院等，同时有电信部门采用它作为培训教材。对此我们没有作过调查，由于许多学校是从当地新华书店定购的，因此不清楚到底有多少学校采用作教材。但一个事实是，该教材1996年12月出版、1997年发行后，又在1998、1999、2000年每年重印2000～3000册，估计大部分用作了教材，少部分用作工程技术人员的参考书。

被多本公开出版的著作中作为主要参考资料，本教材的许多内容被引用，例如

（1）《光纤通信及网络技术》，北京航空航天大学出版社，1999

（2）《光纤通信》，复旦大学出版社，1999

（3）《光纤通信系统》，国防工业出版社，2000

（4）《微波与光导波技术教程》，浙江大学出版社，2000

由于没有刻意去调查，以上仅是偶然发现的一些。

教材建设总结:

《光纤通信原理与系统》教材是为了本科高年级学生学习光纤通信原理与技术而编写的。其目的在于更好地适应当代IT技术的飞速发展及国民经济建设的需要，为我国IT产业培养专门化的高级人才。

1.教材编写的考虑

光纤通信的理论与技术涉及多个学科领域，从光学、声学、电动力学、材料科学、半导体物理学、非线性光学、激光物理学到电子技术、微电子技术、通信理论与技术、计算机网络技术等，物理内涵及技术基础非常广泛。为把有关光纤通信技术原理与系统的内容在有限的篇幅内阐述清楚，本教材在布局上重点突出、以重点带一般；在安排上注重扎实的理论基础，以利于学生今后拓展；在取材上，理论紧密联系实际。同时本教材还注意随时补充相关的知识。因此只要有大学物理及高等数学、电磁场理论的基础就可没有困难地阅读及使用本教材。

2.教材主要内容

本教材共分五章，每章的主要内容如下:

第一章为光纤通信概论，主要介绍光纤通信的发展，系统的构成及特点，并提出光纤通信技术的主要研究内容。

第二章介绍光纤的工作原理及传输特性。为物理概念清晰，先以射线理论直观地把光纤的基本工作原理讲清楚，然后再用较严格的波动理论来分析单模光纤，得出一系列有用的结论。接着，详细介绍光纤的两个对应用最重要的传输特性——损耗特性与色散特性。最后简要介绍光无源器件。为节约篇幅，本章以应用最多的单模光纤作为主线来分析。

第三章介绍光源与光发送机。以半导体中的光发射为出发点，在介绍了发光二极管的结构特性后，着重介绍半导体激光器的结构、原理及工作特性，这是本章的重点。最后介绍光发送机驱动电路、光源与光纤的耦合技术及外调制技术。

第四章介绍光检测器及光接收机。首先介绍光检测原理及半导体光检测器的结构及应用特性。在对光接收机中的噪声特点及模拟接收机进行计算分析后，着重对数字接收机的特性进行详细分析计算。接着对接收机前置放大器进行讨论后，详细分析了数字接收机的接收灵敏度及影响因素。最后讨论了数字接收机中的定时提取与判决再生，并探讨了光接收机的比特穿透能力及响应时间问题，这是本教材所独有的。

第五章为光纤通信系统。本章首先讨论光纤通信系统的设计方法，接着详细介绍多种光纤通信系统，其中包括数字光纤通信系统、模拟光纤通信系统、光纤通信系统的复用（尤其是波分复用光纤通信）、光纤局域网及相干光纤通信系统。最后，对光纤通信的新技术及新发展作了重点介绍，主要是光放大技术、孤子通信技术及全光通信技术。

3.教材的创新点

本教材重点突出，以理论为基础、应用为主线，将原理与系统、理论与技术有机结合，是许多同类教材所缺乏的。

内容编排依据光通信系统三要素（传输媒介、光发送、光接收）依次展开，再介绍光通信系统；各章又以基础理论、原理讨论、性能分析、应用范例层层展开。全教材条理清楚，各章之间既有联系，又可独立成块；每章各节之间层层嵌套，逻辑性强。

本教材物理概念清楚、数学推演简洁，易学实用，在不多的篇幅内有条理且循序渐进地引入光通信原理及技术的主要内容，读者易于理解、接受和应用。

以单模光纤为主线，在以少量篇幅用射线理论阐明了基本原理后，把重心直接放在了单模光纤的特性分析上，既符合光纤主干网络系统技术发展及应用的潮流，又突出重点、节省了篇幅。

以较多的篇幅介绍数字光接收机，在同类教材中首次引入数字光接收机的比特穿透性及响应时间等内容，对当前发展十分迅速的高速数据通信和全光网技术都是十分重要的。

在教材编写时注意介绍光纤通信技术的最新发展，紧跟科技发展步伐。

本教材虽然涉及多个学科及技术领域，需要广泛的基础知识，但由于在阐述中时时注意补充有关基础知识，使得只要具有大学物理、高等数学及电磁场理论（或电动力学）的基础，就可毫无困难地阅读，这也是本教材能被许多院校广泛采用作教材的原因之一。