光縴通信（第三版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張寶富，蘇洋，王海漁 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 通信工程
• 光縴技術
• 高等教育
• 教材
• 網絡工程
• 信息技術
• 光電子技術
• 物理學
• 電子工程

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560636573

版次：3

商品編碼：11674006

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-02-01

用紙：膠版紙

頁數：256

字數：389000

正文語種：中文

內容簡介

　　《光縴通信（第三版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》內容涉及光縴通信領域的多個方麵，具體包括傳輸光縴、半導體光源和光檢測器、無源光器件、光放大器、光縴通信係統的組成部件及係統設計、SDH和WDM光網絡的基本組成原理以及光縴通信常用測試儀錶的基本原理及測試方法等。《光縴通信（第三版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》的特點是內容的選取兼顧瞭已被廣泛使用的具代錶性的光縴通信技術和現代光縴通信的新進展，同時所選內容具有相對的穩定性，是進一步深入學習和掌握光縴通信新技術的基礎。
　　《光縴通信（第三版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》是光縴通信的一本基礎性教材，也是一本普及性讀物。它可作為高等院校電子信息工程、通信工程、廣播電視等相關專業的本科教材和有關光縴通信的自考、函授教材，也可作為光縴通信的教學訓練和技術培訓教材以及廣大科技人員的自學用書。

內頁插圖

目錄

第1章 概述
1.1 光通信的基本概念
1.1.1 光波在電磁頻譜中的位置
1.1.2 激光器産生理想光波
1.1.3 自由空間光通信（FSO）
1.1.4 光縴是理想的光波傳輸介質
1.2 光縴通信的優點
1.3 光縴通信的係統組成
1.4 光縴通信的迴顧與展望
1.4.1 長波長激光器
1.4.2 單模光縴（SMF）
1.4.3 SDH傳輸體製
1.4.4 光放大器
1.4.5 WDM復用技術
1.4.6 全光網絡
1.5 光波技術基礎
1.5.1 光的波粒二象性
1.5.2 光與物質的相互作用
1.5.3 電介質的極化
1.5.4 光波的傳播特性
習題一

第2章 光縴
2.1 光縴與光纜
2.1.1 光縴的結構
2.1.2 光縴的主要成分
2.1.3 光縴的製造工藝簡介
2.1.4 光纜的技術要求
2.1.5 光纜的結構
2.1.6 常用光纜的典型結構
2.2 光縴端麵的摺射率分布
2.3 光在光縴中的幾何傳輸
2.3.1 反射和摺射
2.3.2 全反射定律
2.4 光縴的數值孔徑NA
2.5 光的波動性
2.6 光縴介質的特性
2.7 光縴模式
2.7.1 模的概念
2.7.2 多模光縴中的模式數目
2.7.3 單模光縴的傳播模
2.7.4 偏振模
2.8 光縴的模式色散
2.8.1 模間時延差
2.8.2 模間色散的減少
2.8.3 多模光縴的最大比特率
2.9 單模光縴的波長色散或色度色散
2.9.1 相速
2.9.2 群速
2.9.3 材料色散
2.9.4 波導色散
2.9.5 色散補償
2.10 光縴損耗譜的波段劃分
2.10.1 損耗係數
2.10.2 光縴可用頻譜
2.11 單模光縴
2.11.1 模場直徑
2.11.2 單模光縴的分類及摺射率剖麵
2.12 光縴的非綫性效應
2.12.1 自相位調製SPM
2.12.2 四波混頻FWM
2.12.3 受激布裏淵散射SBS
2.12.4 受激拉曼散射SRS
2.13 光孤子的定性描述
習題二

第3章 光源與光檢測器
3.1 半導體LD的工作原理
3.1.1 光放大
3.1.2 F-P腔半導體激光器
3.2 光源的輸齣光功率
3.2.1 閾值特性
3.2.2 注入電流（I）與光功率（P）響應特性
3.3 LD的輸齣光譜
3.3.1 多縱模LD
3.3.2 單縱模LD
3.4 LD的調製響應
3.5 LD的溫度特性與自動溫度控製（ATC）
3.6 LD的輸齣光功率穩定性與自動功率控製（APC）
3.7 DFB和DBR激光器
3.8 調諧激光器
3.8.1 外腔調諧激光器
3.8.2 雙電極半導體激光器
3.9 其他類型的激光器
3.9.1 垂直腔麵發光激光器（VCSELs）
3.9.2 鎖模激光器
3.9.3 量子阱（QW）激光器
3.9.4 多波長激光器陣列
3.10 激光器組件
3.11 半導體LED
3.11.1 LED的結構
3.11.2 LED的特性
3.12 光源與光縴的耦閤
3.13 光檢測器
3.13.1 波長響應
3.13.2 光電轉換效率與響應度
3.13.3 響應速度
3.13.4 噪聲
3.14 PIN
3.15 APD
3.15.1 APD的結構
3.15.2 雪崩增益
習題三

第4章 無源光器件
第5章 光放大器
第6章 光發送機與光接收機
第7章 光縴通信係統及設計
第8章 SDH與WDM光網絡
第9章 光縴通信常用儀錶及測試
參考文獻

前言/序言

光縴通信（第三版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 簡介 概述 《光縴通信（第三版）》是一部麵嚮普通高等教育，並被列入“十一五”國傢級規劃教材的經典著作。本書係統、深入地闡述瞭光縴通信技術的核心理論、關鍵技術、發展趨勢以及工程實踐應用。第三版在繼承前版優良傳統的基礎上，緊密結閤當前光縴通信領域最新的技術進展和行業需求，對內容進行瞭全麵的更新與完善，旨在為讀者提供一個既全麵又前沿的光縴通信知識體係。本書內容豐富，邏輯嚴謹，圖文並茂，是學習和研究光縴通信技術不可或缺的參考書籍。 核心內容詳解 本書圍繞光縴通信的整個鏈路，從光信號的産生、傳輸、接收到係統設計與優化，進行瞭詳盡的論述。 第一部分：光縴傳輸介質 光縴的基本原理與特性： 光的傳播原理： 詳細介紹瞭光波的電磁場性質、衍射、乾涉等基本光學概念，為理解光在光縴中的傳播奠定基礎。 光縴的結構與分類： 深入剖析瞭單模光縴、多模光縴（包括階躍型和漸變型）的結構特點、芯徑、包層、塗覆層等關鍵參數，以及它們對光信號傳輸性能的影響。 光縴的傳輸特性： 損耗： 全麵講解瞭光縴損耗的各種來源，包括吸收損耗（本徵吸收、雜質吸收）、散射損耗（瑞利散射、米氏散射）、彎麯損耗（宏彎損耗、微彎損耗）。書中不僅闡述瞭各種損耗的物理機製，還提供瞭相應的計算模型和減緩措施。 色散： 詳細分析瞭引起信號失真的色散效應，重點介紹瞭群速度色散（由材料色散和波導色散引起）和模式色散（主要存在於多模光縴中）。書中通過數學模型解釋瞭色散的形成機理，並探討瞭如何通過選擇閤適的光縴類型、優化光源波長以及采用色散補償技術來抑製色散。 非綫性效應： 隨著光功率的增大，光縴中的非綫性效應變得日益重要。本書係統介紹瞭光縴中的自相位調製（SPM）、交叉相位調製（XPM）、四波混頻（FWM）以及受激拉曼散射（SRS）、受激布裏淵散射（SBS）等主要非綫性效應，並分析瞭它們對信號傳輸質量的影響，以及相應的抑製方法。 光縴連接技術： 介紹瞭光縴的熔接和連接技術，包括熔接機的原理、操作流程、損耗評估標準，以及連接器的類型和選擇。 光縴的製造與測試： 光縴的製造工藝： 簡要介紹瞭光縴的製造過程，如 MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) 法等，使讀者對光縴的生産有一個初步瞭解。 光縴性能的測試： 講解瞭常用的光縴測試儀器和方法，如OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) 的原理及應用，用於測量光縴的損耗、長度、接頭損耗等參數。 第二部分：光源與探測器 光縴通信光源： 激光器： 半導體激光器： 重點介紹瞭用於光縴通信的幾種主流半導體激光器，包括直流注入激光器（如DFB-LD、FP-LD）和直接調製激光器。書中分析瞭它們的結構、工作原理、輸齣特性（如光譜寬度、綫寬、輸齣功率）、調製特性以及壽命等。 其他光源： 提及瞭LED（發光二極管）作為低速率、短距離應用的光源，並分析瞭其優缺點。 光源的關鍵參數： 詳細介紹瞭光源的重要參數，如波長、輸齣功率、光譜寬度、調製速率、穩定性等，以及這些參數對係統性能的影響。 光縴通信探測器： 光電探測器： PIN光電二極管： 介紹瞭PIN二極管的結構、工作原理、光電轉換機製，以及關鍵參數，如靈敏度、響應速度、噪聲等。 雪崩光電二極管（APD）： 詳細闡述瞭APD的工作原理，特彆是其內建的增益機製，以及APD相比於PIN二極管在接收靈敏度上的優勢。同樣，書中也對APD的關鍵參數進行瞭分析。 探測器的關鍵參數： 深入分析瞭探測器的關鍵參數，如量子效率、響應時間、暗電流、噪聲等，並說明瞭這些參數如何影響接收端的信噪比和誤碼率。 第三部分：光調製與解調 光信號的調製： 強度調製： 詳細介紹瞭直接調製和外部調製兩種主要的強度調製方式，包括其原理、實現方法和優缺點。 相位調製與頻率調製： 簡要介紹瞭相乾光通信中使用的相位調製和頻率調製技術。 碼型： 討論瞭 NRZ (Non-Return-to-Zero) 和 RZ (Return-to-Zero) 等常用的數字碼型，以及它們對信號傳輸質量的影響。 光信號的解調： 直接檢測： 重點介紹瞭基於PIN二極管或APD的直接檢測技術，分析瞭其在不同速率和距離下的適用性。 相乾檢測： 深入介紹瞭相乾檢測技術，包括其基本原理、相乾接收機結構，以及其在高靈敏度和抗色散能力方麵的優勢，為理解相乾光通信奠定基礎。 數字信號處理（DSP）在光通信中的應用： 重點講解瞭現代高速光通信係統中DSP技術的關鍵作用，包括用於補償色散、非綫性效應、均衡碼間乾擾等。 第四部分：光收發模塊與器件 光收發模塊： 介紹瞭光縴通信係統中收發一體化模塊的設計與構成，包括其功能、接口以及在不同應用場景下的選擇。 光隔離器、耦閤器、分路器： 詳細講解瞭這些無源光器件的功能、工作原理、關鍵參數以及在光網絡中的應用。 光開關與復用器/解復用器： 介紹瞭光開關在網絡管理和保護中的作用，以及波分復用（WDM）技術的核心器件，如AWG（Arrayed Waveguide Grating）等，為理解現代高速率光網絡奠定基礎。 光放大器： 摻鉺光縴放大器（EDFA）： 詳細介紹瞭EDFA的結構、工作原理、增益特性、噪聲特性以及其在長距離光通信中的關鍵作用。 半導體光放大器（SOA）： 介紹瞭SOA的結構、原理及其在特定應用中的優勢。 第五部分：光縴通信係統 點到點光縴通信係統： 係統設計原則： 講解瞭構建一個可靠、高效的光縴通信係統的基本原則，包括鏈路預算、功率預算、眼圖分析等。 性能指標： 詳細介紹瞭光縴通信係統的關鍵性能指標，如信噪比（SNR）、誤碼率（BER）、眼高、眼寬等，以及它們與係統設計和元器件選擇的關係。 中繼技術： 討論瞭再生中繼和直接放大中繼技術，以及光信號的再生與放大。 光網絡： 光波分復用（WDM）技術： WDM的分類： 詳細區分瞭粗波分復用（CWDM）和密集波分復用（DWDM）技術，分析瞭它們在波長間隔、信道數量、成本和應用場景上的差異。 WDM係統的架構與設計： 講解瞭WDM係統的構成，包括光源、復用器、放大器、解復用器等，以及如何進行係統設計和優化。 光交換技術： 介紹瞭光縴交叉連接（OXC）和光分插復用器（OADM）等光交換技術，以及它們在構建靈活、可重構光網絡中的作用。 光縴到戶（FTTH）及接入網： 討論瞭FTTH等接入網技術，以及無源光網絡（PON）的架構和特點。 高速率光通信係統： 高速率調製格式： 介紹瞭PAM4（Pulse Amplitude Modulation-4）等用於提高傳輸速率的高級調製格式，以及其帶來的挑戰和解決方案。 相乾光通信係統： 深入講解瞭相乾光通信係統的原理、關鍵技術（如數字信號處理DSP）以及其在高容量、長距離傳輸中的優勢。 多徑與 MIMO 技術： 探討瞭在某些特定場景下，如短距離高速傳輸，多徑效應和MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術在光通信中的應用。 第六部分：光縴通信的最新發展與應用 數據中心互連（DCI）： 講解瞭數據中心之間對高帶寬、低延遲連接的需求，以及光縴通信在DCI中的關鍵作用。 5G/6G 前傳與迴傳： 分析瞭5G及未來6G通信網絡中，光縴通信在基站前傳和迴傳網絡中的重要地位和技術要求。 光計算與光傳感： 簡要介紹瞭光縴通信技術在光計算和光傳感領域的交叉應用和發展潛力。 未來趨勢展望： 展望瞭光縴通信技術未來的發展方嚮，如更高速率、更低能耗、更智能化的網絡等。 本書的特點 理論與實踐相結閤： 本書不僅深入講解瞭光縴通信的理論基礎，還結閤瞭大量的實際工程案例和應用場景，使讀者能夠更好地理解理論知識的實際意義。 內容全麵深入： 涵蓋瞭光縴通信的各個重要方麵，從基礎的物理原理到復雜的係統設計，為讀者提供瞭一個完整的知識框架。 與時俱進： 第三版緊跟光縴通信技術發展的最新步伐，更新瞭大量前沿內容，如相乾光通信、DSP技術、高速率調製格式等，具有很強的時效性。 適閤多層次讀者： 本書內容由淺入深，既適閤光通信專業的本科生、研究生學習，也適閤從事相關領域工作的工程師和研究人員參考。 圖文並茂： 大量精美的插圖、錶格和公式，清晰地展示瞭復雜的概念和原理，便於讀者理解和記憶。 總結 《光縴通信（第三版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材》是一部集理論性、係統性、前沿性於一體的優秀教材。通過對本書的學習，讀者將能夠全麵掌握光縴通信的基本原理、關鍵技術和係統構成，為進一步深入研究或從事光縴通信相關工作打下堅實的基礎。本書不僅是高等院校相關專業的首選教材，也是行業內專業人士的寶貴參考資料。

評分☆☆☆☆☆

視角三：對前沿技術渴望的研究生視角 作為一名正在攻讀光通信方嚮研究生的學生，我對於《光縴通信（第三版）》的期待，更多地在於它是否能為我指明當前研究的熱點和發展趨勢。這本書在對傳統光縴通信理論的係統性梳理上做得無可挑剔，從光波導的數學模型到光縴傳輸的損耗與色散，再到各種無源和有源器件的原理，都覆蓋得非常全麵。我尤其對書中關於光信號處理和網絡方麵的章節比較關注，例如對相乾光通信、空分復用（SDM）以及可見光通信（VLC）等技術的初步介紹，讓我對這些前沿領域有瞭初步的瞭解。然而，正是這些初步的介紹，反而激起瞭我更大的好奇和一絲小小的遺憾。書中對這些新興技術的闡述，更多的是停留在原理層麵，缺乏對最新研究進展的深入挖掘，例如在SDM方麵，並沒有詳細介紹如何實現多芯光縴的模式區分和信號復用，也沒有提及當下主流的SDM架構和技術挑戰。對於相乾光通信，書中雖然提到瞭IQ調製和數字信號處理（DSP），但對於高級的調製格式（如QAM）和復雜的DSP算法，則沒有展開。我期望這本書能更深入地探討這些前沿技術在實際應用中的瓶頸，以及當前科研人員正在努力攻剋的難題，甚至可以提供一些具有啓發性的研究方嚮。總的來說，它是一個很好的起點，但作為研究生，我還需要大量查閱更專業的論文和研究報告來填充這些知識空白。

評分☆☆☆☆☆

視角一：初學者入門者的睏惑與驚喜 初次翻開這本《光縴通信（第三版）》，我的心情是忐忑又充滿期待的。作為一名對光通信領域幾乎是零基礎的學生，我被這厚重的篇幅和密集的公式嚇到瞭。第一章關於光的基本性質和波導理論的介紹，對我來說簡直是天書，各種概念如瑞利散射、湯姆孫散射、模式耦閤等等，名詞解釋就花瞭半天時間。我一度懷疑自己是否選錯瞭教材，是不是應該從更基礎的物理光學開始。然而，隨著我硬著頭皮往下讀，特彆是當讀到關於光縴的結構和製造工藝時，一種奇妙的“具象化”感開始浮現。書中關於石英玻璃的提純、拉絲的過程，以及不同類型光縴（如階躍摺射率光縴和漸變摺射率光縴）的剖麵圖，讓我對“光縴”這個概念有瞭具體的認知，不再僅僅是抽象的光波在某種介質中傳輸。接著，當書中開始講解光縴中的損耗和色散時，我纔意識到，原來讓光信號穩定、高速地傳輸，竟然需要剋服如此多的“天然障礙”。書中對各種損耗機製的詳細分析，比如吸收損耗、散射損耗、彎麯損耗，以及色散對信號的“拖慢”效應，如材料色散、波導色散、模間色散，讓我從宏觀上理解瞭光縴通信的性能瓶頸。雖然某些章節的數學推導依然讓我感到吃力，但我已經能初步感受到光縴通信這項技術的復雜性和其背後的科學原理瞭，這給我帶來瞭不小的驚喜，也激發瞭我深入探索的動力。

評分☆☆☆☆☆

視角二：經驗豐富工程師的實用性審視 作為一名在通信行業摸爬滾打多年的工程師，我拿到這本《光縴通信（第三版）》，更多的是抱著一種“查漏補缺”和“係統梳理”的心態。這本書在理論深度和廣度上確實做得不錯，對於核心概念的闡述，如光縴的模式理論、非綫性效應，以及光放大器的基本原理，都給齣瞭比較紮實的講解。我尤其欣賞書中關於光縴係統中各種器件的介紹，特彆是對半導體激光器、光電探測器以及光調製解調技術的原理性描述，雖然與我們實際工作中使用的具體型號和參數有所區彆，但對於理解它們的工作機製和局限性非常有幫助。書中對於光縴傳感技術和光交換網絡的探討，也給我帶來瞭一些新的思路，尤其是在考慮未來網絡架構的演進時，這些前瞻性的內容能夠幫助我們跳齣日常的固定思維模式。當然，對於像我這樣已經有實際項目經驗的人來說，書中的一些內容可能顯得有些“理論化”，對於如何解決實際工程中的具體問題，例如如何優化光縴鏈路的信噪比，如何進行精確的光功率預算，或者如何應對突發性故障，書中提供的指導相對比較籠統。我更希望看到一些更貼近實際的案例分析，或者一些關於最新技術標準的詳細解讀，但這也不能否定這本書作為一本基礎理論教材的價值，它依然是理解整個光縴通信體係的良好基石。

評分☆☆☆☆☆

視角四：跨專業學習者的“硬骨頭”體驗 我是一名來自非通信專業的學生，因為一些跨學科的課題研究，不得不涉足光縴通信這個領域，而這本《光縴通信（第三版）》恰好是老師推薦的參考書。坦白說，閱讀過程充滿瞭挑戰。一開始，我完全被書中充斥的專業術語和復雜的物理概念淹沒。比如，書中對“截止波長”、“模場直徑”、“數值孔徑”的定義，對於沒有相關背景的我來說，理解起來非常吃力。我花瞭大量的時間去查閱其他資料，試圖弄懂這些基本概念。書中關於麥剋斯韋方程組和波動光學的部分，對我來說更是難如登天，很多公式的推導過程讓我望而卻步。我努力理解的是，為何光縴的傳輸性能會受到如此多微觀因素的影響。當我讀到關於光縴製造的章節時，我開始看到一些實際的應用場景，比如通信電纜的鋪設、光縴連接器的類型，這些內容相對容易理解，也讓我覺得這個領域並非完全遙不可及。然而，當書本又迴到對光信號損耗和色散的精細分析時，我又一次感到力不從心。我能理解“信號衰減”和“信號變形”的後果，但對於其背後的物理機製，如“非綫性效應”産生的“剋爾效應”和“拉曼散射”，我的理解依然非常有限。這本書對我來說，更像是一塊需要啃下的“硬骨頭”，它要求我付齣巨大的努力，但同時也讓我認識到，即使是看似簡單的“通信”，其背後也蘊含著如此深奧的科學原理。

評分☆☆☆☆☆

視角五：對行業發展曆程和技術演進的好奇者 作為一名對科技史和行業發展脈絡充滿好奇的讀者，我閱讀這本《光縴通信（第三版）》，更多的是想瞭解這項革命性技術是如何一步步發展至今的。這本書在梳理光縴通信的各個組成部分時，隱約透露齣其發展曆程的痕跡。例如，在介紹早期光縴時，書中提及瞭玻璃縴維的初步嘗試，以及早期玻璃材料的純度不高帶來的高損耗問題，這讓我體會到早期研究者的不易。接著，書中對不同類型光縴（如單模光縴和多模光縴）的詳細介紹，以及它們各自的優缺點和適用場景，讓我明白技術演進並非一蹴而就，而是不斷權衡和優化的過程。我特彆關注書中關於光傳輸係統的性能指標，比如比特率、傳輸距離、誤碼率等，這些指標的變化，直觀地反映瞭光縴通信能力在不同時期的進步。書中對光放大器（如EDFA）的原理介紹，讓我看到瞭解決傳輸損耗的重大突破，這無疑是推動光通信網絡嚮更長距離、更高帶寬發展的關鍵。雖然書中並未明確列齣詳細的時間綫，但通過對不同技術和器件的描述，我能感受到從模擬傳輸到數字傳輸、從低速率到高速率、從低密度到高密度（如WDM）的演進邏輯。這本書讓我對光縴通信不僅僅是“傳輸光信號”有瞭更深的理解，更看到瞭它作為信息時代基石的強大生命力和持續的創新動力，也讓我對未來光通信技術可能的發展方嚮産生瞭更多的聯想。