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第1章 绪论1

1.1 通信与相关物质的基本概念1

1.2 正物质及其相应的通信形式2

1.3 反物质及其相应的通信形式2

1.4 暗物质及其相应的通信形式2

1.5 暗能量的基本概念6

第2章 现行光纤通信发展中遇到的难题与新制式的崛起7

2.1 现行光纤通信发展中遇到的难题和困惑7

2.1.1 光纤传光性能的限制7

2.1.2 光电子器件的局限性7

2.1.3 现行光纤通信制式遇到的挑战7

2.2 光纤通信新制式的崛起8

2.2.1 新型复用光纤通信进入实用化8

2.2.2 相干光通信和光孤子通信的飞速发展9

2.2.3 从经典光通信到量子光通信的过渡9

第3章 21世纪光通信采用的几种新技术12

3.1 神经网络及在光通信领域的应用13

3.1.1 神经网络的基本概念14

3.1.2 神经网络的分类15

3.1.3 神经网络在通信网中应用的实例18

3.1.4 结束语22

3.2 纳米技术及其在光通信领域的应用23

3.2.1 纳米技术的基本概念23

3.2.2 纳米技术的分类24

3.2.3 纳米技术的发展简史25

3.2.4 纳米技术的应用领域26

3.2.5 运用纳米技术的风险评估27

3.3 纳米机器人28

3.3.1 机器人的基本概念28

3.3.2 纳米机器人31

3.3.3 智慧纳米机器人32

3.3.4 纳米机器人的应用32

3.3.5 运用纳米机器人带来的危险34

3.3.6 世界各国机器人的发展概况34

3.3.7 我国机器人的发展概况35

3.3.8 应用机器人的美好前景36

第4章 纳米光通信的基本概念37

4.1 纳米光通信概述37

4.1.1 光通信采用的信息载体37

4.1.2 纳米光通信39

4.2 纳米光通信的发展简史40

4.3 纳米光通信的分类41

4.3.1 按光存在的形式分类41

4.3.2 按网络的配置位置分类43

4.3.3 按使用的传输介质分类44

4.4 纳米光通信采用的复用体制45

4.5 纳米光通信传输系统组成45

4.5.1 光传输设备45

4.5.2 传输介质46

4.5.3 系统主要性能指标46

4.6 纳米光通信采用的调制解调技术46

4.6.1 一般的调制方式46

4.6.2 现行的光纤网络采用的调制方式47

4.6.3 将相干光通信系统技术引入纳米光纤通信网49

4.7 纳米光通信系统的主要性能50

4.7.1 接入介质50

4.7.2 多址接入技术50

4.7.3 信息压缩技术54

4.7.4 光电器件与集成技术54

4.8 纳米光通信网络的拓扑结构55

4.8.1 总线（母线）型拓扑55

4.8.2 环路形拓扑56

4.8.3 星形拓扑57

4.8.4 各种拓扑结构的比较59

第5章 纳米光通信使用的纳米材料61

5.1 纳米材料概述61

5.1.1 纳米材料的基本概念61

5.1.2 纳米材料的分类62

5.1.3 纳米材料的发展简况63

5.1.4 纳米材料的重要性64

5.2 纳米材料的特性64

5.2.1 纳米材料的性能65

5.2.2 纳米材料的特殊性质65

5.2.3 纳米材料的四大效应66

5.3 纳米材料的热点领域67

5.4 纳米微细材料制造的工艺69

5.5 目前世界纳米材料发展综述69

5.6 我国纳米材料发展综述71

5.7 纳米材料的应用72

5.8 纳米材料在光通信领域的应用76

第6章 纳米光通信采用的传输介质80

6.1 现行光通信采用的传输介质80

6.1.1 一般光纤通信系统采用的光纤光缆80

6.1.2 海底光纤通信系统采用的光纤光缆85

6.1.3 无线光传输系统采用的大气传输介质86

6.1.4 海底无线光通信传输系统采用的海水传输介质92

6.2 纳米光通信采用的纳米光纤传输介质93

6.3 纳米无线光传输系统的传输介质97

第7章 一般光通信所采用的光电子器件99

7.1 电子学与光电子学的基本概念99

7.2 现行光通信使用的光电子器件的分类100

7.3 现行光通信中采用的几类主要光无源器件100

7.4 现行光通信采用的光有源器件103

7.4.1 现行光通信系统采用的光源器件103

7.4.2 现行光通信系统采用的半导体发光二极管104

7.4.3 现行光通信系统采用的半导体激光二极管107

7.5 现行光通信采用的光检测器件113

7.6 现行光通信采用的光调制器115

7.6.1 关于调制的基本概念115

7.6.2 光通信中采用的调制方式116

7.6.3 光通信中的光调制器件119

7.6.4 国内外光通信调制器技术的进展121

7.7 现行光通信系统采用的光放大器121

7.7.1 概述121

7.7.2 掺铒光纤放大器124

7.7.3 光纤喇曼放大器127

7.7.4 光放大器在光纤通信中的应用129

7.8 光通信系统采用的光存储器件131

第8章 纳米光通信所采用的纳米光电子器件133

8.1 纳米电子学与纳米光电子学的基本概念133

8.2 纳米光通信采用的纳米器件134

8.3 可用于纳米光通信的纳米激光器件135

8.4 用于纳米光通信的光电子器件138

8.4.1 用于纳米光通信的纳米发光二极管138

8.4.2 用于纳米光通信的纳米光检测器件138

8.4.3 用于纳米光通信的纳米共振隧道器件139

8.4.4 用于纳米光通信的纳米光开关139

8.4.5 用于纳米光通信的纳米存储器140

8.4.6 纳米光电子器件制造技术141

8.4.7 用于纳米光通信的纳米显示器142

8.4.8 用于纳米光通信的纳米光电子器件的发展趋势142

8.5 光子晶体器件143

8.6 亚波长光学器件144

8.7 在纳米光通信中使用的其他新型元器件145

第9章 纳米光通信采用的网元设备147

9.1 现行光纤通信网络采用的传统设备147

9.1.1 现行光通信采用的光发射机147

9.1.2 现行光通信采用的光接收机158

9.1.3 现行光通信采用的光中继器164

9.2 现行数据传输网络采用的传统设备170

9.3 纳米光通信中采用的纳米设备172

9.3.1 纳米光通信采用的光发射机172

9.3.2 纳米光通信采用的光接收机173

9.3.3 纳米光通信采用的纳米光中继器173

9.3.4 纳米光通信采用的纳米终端设备与上／下路设备174

9.4 纳米数据传输网络中采用的纳米光通信设备174

9.5 纳米光通信设备的优良性能175

第10章 纳米复用光通信技术的进展176

10.1 复用光通信的基本概念176

10.2 复用光通信技术的分类176

10.3 几种复用技术的比较179

10.4 波分复用技术179

10.4.1 波分复用网络技术的基本概念180

10.4.2 WDM网络的主要技术性能193

10.4.3 光监控信道的实现194

10.4.4 国际上WDM技术标准规范194

10.4.5 WDM光纤网络的主要特点196

10.4.6 结束语199

10.5 光时分复用技术200

10.5.1 基本概念200

10.5.2 OTDM系统组成200

10.5.3 OTDM系统网元设备202

10.5.4 OTDM复用器技术203

10.5.5 OTDM系统的特点205

10.6 码分复用技术206

10.6.1 码分复用技术的基本概念206

10.6.2 光码分复用技术的基本概念214

第11章 纳米光通信网络系统采用的关键技术220

11.1 在光通信中应用的纳米技术与纳米材料220

11.2 在光通信中应用的神经网络与纳米机器人技术221

11.3 在光通信中应用的光复用技术222

11.4 在光通信中应用的光量子技术223

11.5 在光通信中应用的无线光接入技术224

11.6 在光通信中应用的星际通信系统技术225

第12章 各类纳米光通信网络227

12.1 现行光通信中经常使用的几类网络227

12.2 纳米光通信网络的分类228

12.3 现行光通信网络的组成229

12.3.1 光纤通信网的组成229

12.3.2 地面上无线光通信系统的基本组成230

12.3.3 海底光缆通信系统的基本组成230

12.3.4 海底无线光通信系统的基本组成235

12.4 现行光通信各类网络主要性能238

12.4.1 光纤通信网的主要性能239

12.4.2 无线光通信网络系统的主要性能241

12.4.3 几种解决移动无线光通信存在问题的措施249

12.5 纳米光通信网络250

12.5.1 纳米光通信网络的分类方法250

12.5.2 纳米光通信网络的组成251

12.5.3 纳米光通信各类网络的主要性能251

12.5.4 纳米光通信网络的主要特点252

第13章 纳米无线光通信技术在星际通信中的应用254

13.1 概述254

13.2 星际微波通信系统255

13.2.1 甚小口径天线地球站通信卫星系统255

13.2.2 “铱”星系统256

13.2.3 全球星系统257

13.3 一个卫星光外差通信系统工作原理的描述259

13.4 星际光通信系统的主要性能指标260

13.5 星际光通信系统实例261

13.6 星际光通信系统的优越性262

13.7 星际光通信系统的关键技术264

13.8 卫星光通信与微波通信之转换方法266

13.9 星际光通信发展现状267

13.9.1 欧洲空间局的星际光通信系统267

13.9.2 美国的卫星与地面站间激光通信系统试验268

13.9.3 日本268

13.10 应用纳米技术为星际光通信展现的美好前景269

第14章 纳米光通信中的相关标准270

14.1 现行光通信中采用的相关技术标准270

14.1.1 现行光通信中采用标准的相关技术标准机构270

14.1.2 现行光通信中采用的电信网相关技术标准（ITU-T）270

14.1.3 现行光通信数据网标准中的主要传输性能参数273

14.1.4 现行光通信中数据网采用的相关技术标准274

14.1.5 现行光通信中采用的技术标准ITU-T与IEEE关系283

14.2 与纳米光通信相关的纳米技术标准287

14.3 我国纳米标准化工作289

14.4 纳米光通信的可靠性和安全保密性措施289

14.4.1 现行光缆通信网络的安全保密措施289

14.4.2 纳米光通信的安全保密措施290

第15章 纳米光通信中采用的测量技术291

15.1 现行光缆通信中采用的测量技术291

15.1.1 概述291

15.1.2 现行光缆通信中采用的测量技术291

15.1.3 现行光缆通信中采用的测量仪器仪表292

15.2 一般光通信系统使用的测试仪器301

15.3 现行无线光通信中采用的测量技术301

15.3.1 无线光通信网络产品的测量技术302

15.3.2 无线光通信网络工程的总体调试303

15.3.3 光通信网络的系统测试实例306

15.4 一般光通信系统使用的测试仪器310

15.5 虚拟测量仪器的基本知识311

15.5.1 虚拟仪器测量技术的基本概念311

15.5.2 虚拟测量仪器技术的发展与其虚拟测量仪器的组成312

15.5.3 虚拟测量仪器技术的优越性312

15.6 纳米光通信系统采用的测量技术313

15.6.1 纳米光通信采用的测量测试技术314

15.6.2 纳米光通信测试测量仪器仪表316

第16章 纠误码在纳米光通信中的应用321

16.1 概述321

16.2 纠误编码的基本概念322

16.2.1 分组编码322

16.2.2 奇偶监督码与汉明码322

16.2.3 反馈移位寄存器的多项式描写323

16.2.4 循环编码324

16.2.5 交错编码325

16.3 纠误编码在空中纳米无线光通信中的应用实例327

16.3.1 交错延迟十单位自动纠误无线光用户接入网的设计327

16.3.2 交错延迟十单位自动纠误编码技术在无线光网络中的应用332

16.4 结束语333

第17章 纳米光通信网络的建设与管理334

17.1 纳米光通信网络的工程设计334

17.1.1 纳米光通信网络的初步工程设计334

17.1.2 光通信网络工程的施工设计文件335

17.2 纳米光通信网络工程的施工与验收338

17.2.1 纳米光通信网络工程的施工338

17.2.2 光通信网络工程中的测量技术339

17.2.3 光通信网络工程的验收342

17.3 光通信网络工程的维护与管理343

17.3.1 网络管理的基本概念343

17.3.2 管理标准接口343

17.3.3 网络管理使用的SNMP344

17.3.4 管理数据库345

17.3.5 SNMP管理与安全性346

第18章 光通信的局限性和中微子通信发展的美好前景348

18.1 现行光通信的局限性348

18.2 纳米光通信的优越性能与局限性348

18.2.1 纳米光通信的优越性348

18.2.2 纳米光通信存在的局限性353

18.3 通信的基本概念355

18.3.1 通信的定义及发展355

18.3.2 物质的基本概念355

18.4 中微子通信技术357

18.4.1 中微子的基本知识357

18.4.2 中微子通信358

18.4.3 中微子（通信）的发展简史358

18.4.4 中微子通信系统的优越性359

18.5 中微子通信系统的试验与应用359

18.5.1 中微子通信系统试验实例359

18.5.2 中微子通信系统的应用360

18.5.3 中微子通信系统存在的谜团361

18.6 几类通信存在的问题361

附录 英汉缩略语对照362

参考文献375