通信原理与应用：系统案例部分 光通信 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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孙强，陈雪，陈根祥，李唐军 著，曹志刚 编

图书标签:

• 通信原理
• 光通信
• 系统案例
• 高等教育
• 工程技术
• 通信工程
• 光纤通信
• 信号处理
• 现代通信
• 教材

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040421644

版次：1

商品编码：11758692

包装：平装

丛书名： 教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会规划教材

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：162

正文语种：中文

编辑推荐

　　《通信原理与应用》系列教材由教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会规划，清华大学曹志刚教授担任主编，在系统、深入的调研和教学研究实践基础上精心打造。
　　全国十余所高校及知名企业的专家和学者通力合作，汇聚了通信原理课程教育工作者的教学和科研的丰硕成果。
　　教材理论严谨，内容先进，系统性强，教学适用性好，工程特色鲜明，充分体现了理论知识与工程应用相统一、案例教学与知识传授相结合的教育理念。

内容简介

　　《通信原理与应用：系统案例部分 光通信》是《通信原理与应用——系统案例部分》的光通信分册。
　　《通信原理与应用：系统案例部分 光通信》是在教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会领导下组织编写的系列教材，《通信原理与应用：系统案例部分 光通信》分为基础理论部分和系统案例部分，将理论部分和系统案例部分作为一个整体编写，旨在理论联系实际，学以致用。
　　系统案例部分按应用类别分为七个分册：移动通信、光通信、卫星通信、宽带接入、短距离无线通信、广播与多媒体通信、其他无线通信。
　　《通信原理与应用：系统案例部分 光通信》是其中的光通信分册，共收纳6个案例：光纤传输、数字复接体系、波分复用技术、多载波射频光通信系统、自由空间光通信、无源光纤接入网。
　　配套出版的基础理论部分内容包括：绪论、随机过程基础、模拟调制、数字信号基带传输、数字调制、模拟信号数字化、差错控制编码、复用与多址技术、无线通信传输新技术。
　　《通信原理与应用：系统案例部分 光通信》可用作电子信息类专业及其他相关专业的本科生和研究生教材，也可供从事研究开发的工程技术人员参考和借鉴。教学中可以将系统案例与理论部分配合使用。

作者简介

　　曹志刚，清华大学电子工程系教授、博导。1962年毕业于清华大学无线电系，获优秀毕业生金质奖章，随即留校任教。任教以来一直从事通信和语音信号处理等领域的研究和教学工作。1984年—1986年在美国斯坦福大学访问，1997年为香港科技大学访问教授。现任中国通信学会会士，卫星通信专业委员会副主任，IEEE终身高级会员，IEICE会员，电子学报副主编，China Communications、宇航学报等期刊编委。
　　先后承担了数十项科研项目。获国家科技进步二等奖、军队科技进步一等奖和三等奖、电子工业部科技进步一等奖、教育部科技进步一等奖、山东省自然科学二等奖、北京市科技进步二等奖等十余项科技奖励，并获政府特殊津贴。
　　已发表论文500余篇，获2009年IEEE 马可尼论文奖和多项国际会议优秀论文奖。获专利20余项。已出版著译5本，其中《现代通信原理》一书获1996年全国电子类优秀教材一等奖。指导的两名博士生分获2003年和2005年全国百篇优秀博士论文奖和提名奖。个人传记已收录于中国科学技术协会2011年编撰出版的《中国科学技术专家传略》中。

目录

案例八 光纤传输
8.1 光纤传输概述
8.2 光纤光缆
8.2.1 光纤光缆的优点
8.2.2 光纤结构和种类
8.2.3 光纤传输基本知识
8.2.4 光纤的基本特性
8.2.5 光缆结构和种类
8.3 光源
8.3.1 激光原理的基础知识
8.3.2 半导体激光器
8.3.3 半导体发光二极管
8.4 光检测器
8.4.1 光电检测器工作原理
8.4.2 PIN光电二极管
8.4.3 雪崩光电二极管
8.5 数字光纤传输系统
8.5.1 光发送端机
8.5.2 光接收端机
8.6 光纤传输典型应用实例
8.6.1 光纤至9家（FTTH）
8.6.2 光纤混合光纤／同轴电缆（HFc）网络
参考文献

案例九 数字复接体系
9.1 数字光纤传输系统
9.1.1 数字光纤传输系统概述
9.1.2 数字复接与PDH速率等级
9.1.3 码速调整
9.2 同步数字体系（sDH）
9.2.1 SDH／SONEI、技术的产生
9.2.2 SDH速率等级和技术特点
9.3 数字通信系统的性能指标
9.3.1 误码
9.3.2 抖动与漂移
9.3.3 可用性
参考文献

案例十 波分复用技术
10.1 波分复用技术概述
10.1.1 空分复用（SDM）
10.1.2 时分复用（TDM）
10.2 波分复用（wDM）系统原理
10.3 工作方式
10.3.1 双纤双向传输
10.3.2 单纤双向传输
10.3.3 光信号分出和插入
10.4 wDM的主要特点
10.5 技术规范
10.5.1 集成式系统
10.5.2 开放式系统
10.5.3 光接口分类
10.5.4 光接口参数
10.5.5 光监控通路（（）SC）要求
10.6 光纤放大器
10.6.1 掺铒光纤放大器（EDFA）
10.6.2 光纤拉曼放大器
10.7 波分复用器件
10.7.1 光栅型波分复用器
10.7.2 介质膜滤波器型波分复用器
10.7.3 阵列波导光栅（AWG）型波分复用器
10.8 光分插复用器
10.8.1 非重构型OADM的结构
10.8.2 可重构型0ADM的结构
10.9 wDM保护技术
lO.10 wDM典型应用实例
参考文献

案例十一 多载波射频光通信系统
11.1 多载波射频光通信系统概述
11.2 系统组成与调制形式
11.3 系统载噪比（cNR）
11.4 多载波射频光通信系统
11.4.1 系统组成
11.4.2 谐波失真和交调失真
11.5 光正交频分复用（0—0FDM）系统
11.5.1 光正交频分复用（0—0FDM）系统概述
11.5.2 OFDM原理
11.5.3 OFDM的离散傅里叶变换实现
11.5.4 光域的线性与非线性映射
11.5.5 直接检测光0FDM系统
11.5.6 相干检测光0FDM系统
11.5.7 峰值平均功率比
11.5.8 频偏与相位噪声
11.6 典型案例
11.6.1 cATV系统
11.6.2 超大容量OFDM光纤传输系统
参考文献

案例十二 自由空间光通信
12.1 自由空间光通信概述
12.2 光发送设备
12.3 光接收设备
12.4 空间光学信道
12.4.1 自由空间光学信道
12.4.2 大气光学信道
12.5 背景辐射
12.6 对准、捕获和跟踪
12.6.1 光学对准
12.6.2 光束捕获
12.6.3 光束跟踪
12.7 典型案例
参考文献

案例十三 无源光纤接入网
13.1 在光接入网中为什么采用PON
13.2 PON的概念和分类
13.3 无源光接入网络中的关键技术
13.3.1 光分配网络（13DN）
13.3.2 光网络单元（0Nu）和光线路终端（0LT）中的光收发器
13.3.3 光纤
13.3.4 前向纠错（FEC）
13.3.5 EPON交互通信
13.4 EPON应用实例
参考文献

系统案例部分总目录

《通信原理与应用：通信网络基础与现代技术》 概述 在信息爆炸的时代，通信技术如同无形的血脉，贯穿于我们生活的方方面面，连接着世界，驱动着进步。从最初的电报到如今高速的5G网络，通信技术的每一次飞跃都深刻地改变着人类社会的形态。本书《通信原理与应用：通信网络基础与现代技术》旨在为读者系统地介绍通信的基石——通信原理，并在此基础上，深入探讨现代通信网络的核心技术及其广泛的应用。本书将以严谨的科学态度，清晰的逻辑结构，生动的案例分析，引领读者穿越通信技术的历史长河，理解其演进的内在规律，并展望其未来的发展趋势。 本书内容涵盖了通信系统的基本组成、信号的表示与处理、信息传输的理论极限、现代通信网络架构、关键的网络技术以及通信技术在各个领域的创新应用。我们力求在理论深度与实践广度之间取得平衡，使本书既能满足高等院校相关专业学生对理论知识的系统学习需求，也能为通信行业从业者提供前沿技术视野和解决实际问题的思路。 第一部分：通信原理基础 本部分将为读者打下坚实的通信理论基础。我们将从最基本的概念讲起，层层递进，深入剖析通信系统的核心要素。 第一章：通信系统的基本模型与分类 通信系统的基本模型： 介绍通信系统的通用模型，包括信源、信宿、发送设备、接收设备、信道以及噪声等关键组成部分。理解各部分的功能与相互作用是掌握通信原理的第一步。我们将通过生活中的通信场景（如打电话、收听广播）来形象地解释这些概念。 通信系统的分类： 根据不同的标准，对通信系统进行分类，如模拟通信与数字通信、有线通信与无线通信、单工、半双工与全双工通信等。每种分类方式都代表了通信技术发展的不同侧重点和应用场景。我们将详细阐述各种分类的特点及其代表性的技术。 信息论基础： 引入信息熵的概念，解释信息的度量单位（比特），以及信源编码的基本思想——如何高效地表示信息。我们将探讨香农信息论的基本定理，理解信道容量的意义，为后续讨论信息传输的极限奠定理论基础。 第二章：信号与频谱分析 信号的表示： 介绍连续信号和离散信号、周期信号和非周期信号、能量信号和功率信号等不同类型的信号。理解信号的数学表示是进行信号分析和处理的基础。 傅里叶分析： 深入讲解傅里叶级数和傅里叶变换，这是分析信号频谱的关键工具。理解信号的频谱特性对于设计调制解调技术、滤波器以及分析信道传输特性至关重要。我们将通过图示和实例，清晰地展示信号的频谱分解过程。 滤波器理论： 介绍理想滤波器和实际滤波器的概念，以及不同类型的滤波器（低通、高通、带通、带阻）的功能。理解滤波器在信号去噪、信号分离以及抑制干扰中的作用。 第三章：调制与解调技术 模拟调制： 详细介绍调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）等模拟调制方式的原理、频谱特性及其优缺点。我们将分析它们在广播、电视等传统通信系统中的应用。 数字调制： 深入探讨数字调制技术，包括基带传输（如脉冲幅度调制PAM、脉冲编码调制PCM）和带通传输（如振幅键控ASK、频率键控FSK、相移键控PSK、正交振幅调制QAM）。我们将分析这些调制方式的原理、星座图、误码率性能，并探讨其在现代通信中的重要性。 解调技术： 介绍相干解调和非相干解调的概念，以及各种调制方式对应的解调器工作原理。理解如何从接收到的信号中准确地恢复原始信息。 第四章：信道传输与噪声 信道模型： 介绍不同类型的通信信道，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道、频率选择性衰落信道等。理解不同信道的特性是设计鲁棒通信系统的关键。 噪声的影响： 分析各种噪声（热噪声、散粒噪声、干扰噪声等）对通信信号的影响，以及如何评估噪声对系统性能的影响（如信噪比SNR、误码率BER）。 抗衰落技术： 探讨在无线通信等易受衰落影响的环境中，如何采用分集技术（频率分集、空间分集、时间分集）、均衡技术等来提高通信的可靠性。 第五章：数字通信系统与编码 基带传输与带通传输： 区分基带传输和带通传输，分析它们各自的特点和应用场景。 抽样定理（奈奎斯特定理）： 解释奈奎斯特定理，理解模拟信号数字化过程中抽样的基本要求。 量化与编码： 介绍量化（均匀量化、非均匀量化）和数字编码（如PCM）的概念，理解其如何将连续信号转换为数字信号。 信源编码（数据压缩）： 讲解霍夫曼编码、算术编码等信源编码技术，旨在减小原始数据的信息冗余，实现数据压缩，提高传输效率。 信道编码（纠错编码）： 深入研究纠错编码的原理，包括线性分组码（如海明码）、卷积码、Turbo码、LDPC码等。理解这些编码如何增加信息冗余，从而在接收端检测和纠正传输过程中产生的错误，提高通信的可靠性。我们将分析这些编码的编码过程、译码过程以及它们在不同应用中的性能优势。 同步技术： 介绍位同步、帧同步等同步技术的重要性，以及实现同步的常用方法。 第二部分：现代通信网络与技术 本部分将基于通信原理，深入探讨现代通信网络的构成、关键技术以及前沿发展。 第六章：通信网络基础架构 网络拓扑结构： 介绍各种网络拓扑结构（总线型、星型、环型、网状型）的特点、优缺点及其适用场景。 网络协议栈： 讲解OSI七层模型和TCP/IP四层模型，详细阐述各层的功能、协议以及它们如何协同工作以实现端到端的通信。重点介绍IP协议、TCP协议和UDP协议。 交换技术： 介绍电路交换、报文交换和分组交换（包括帧中继、ATM）的基本原理和发展演变。理解不同交换方式在效率、时延和资源利用方面的差异。 路由技术： 讲解路由器的功能、路由表的工作原理，以及静态路由和动态路由（如RIP, OSPF, BGP）的常用路由选择算法。 第七章：无线通信技术 蜂窝移动通信： 详细介绍蜂窝移动通信的原理，包括基站、小区划分、频率复用、切换（Handover）等概念。 移动通信系统演进： 回顾并分析1G、2G（GSM）、3G（WCDMA, CDMA2000）、4G（LTE）和5G（NR）等代际移动通信技术的关键技术突破、性能提升和应用场景拓展。我们将重点讲解5G的核心技术，如大规模MIMO、波束赋形、网络切片、边缘计算等。 无线局域网（WLAN）： 介绍Wi-Fi标准（802.11系列）的发展，包括其工作原理、安全性以及在家庭、办公、公共场所的应用。 蓝牙与近场通信（NFC）： 讲解蓝牙和NFC技术的工作原理、应用范围，以及它们在物联网、移动支付等领域的角色。 第八章：现代通信网络核心技术 光纤通信： 介绍光纤通信的原理，包括光信号的产生（激光器）、传输（光纤）、接收（光电探测器）。讲解光纤的类型（单模、多模）及其特性。介绍光纤通信系统中的关键技术，如波分复用（WDM）、光放大器（EDFA）、光开关等，以及它们如何实现超大容量的数据传输。 卫星通信： 讲解卫星通信系统的基本组成、轨道类型（低地球轨道LEO、中地球轨道MEO、地球同步轨道GEO）及其对通信性能的影响。介绍卫星通信的应用，如全球通信、广播、导航等。 下一代网络（NGN）与软件定义网络（SDN）： 探讨NGN的概念及其对传统电信网络的颠覆。介绍SDN的原理，即控制平面与数据平面分离，以及它如何实现网络的灵活性、可编程性和高效管理。 网络安全： 阐述通信网络面临的安全威胁（如窃听、欺骗、拒绝服务攻击），以及采用的加密技术、身份认证、防火墙、入侵检测等安全措施。 第九章：通信技术在各领域的应用 物联网（IoT）： 介绍物联网的概念，以及低功耗广域网（LPWAN，如LoRa, NB-IoT）、短距离无线技术（如Zigbee）在智能家居、智慧城市、工业自动化等领域的应用。 大数据与人工智能在通信中的应用： 探讨如何利用大数据分析优化网络性能、预测故障、提升用户体验。介绍人工智能（AI）在智能调度、流量预测、自动网络管理等方面的应用。 通信技术与新兴应用： 讨论通信技术在虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、自动驾驶、远程医疗等前沿领域的赋能作用。 结论与展望 本书的最后，我们将对通信技术的发展历程进行回顾，并对未来的发展趋势进行展望。我们将探讨6G通信的潜在技术方向，如太赫兹通信、量子通信、天地一体化通信等，以及通信技术将如何进一步改变我们的生活、工作和社会形态。 本书特色 理论与实践结合： 既有深入的理论阐述，又有贴合实际的案例分析。 系统性与前沿性并重： 涵盖通信基础知识，也关注最新技术发展。 图文并茂，易于理解： 配备丰富的图表和示意图，帮助读者直观理解抽象概念。 语言严谨，逻辑清晰： 采用规范的学术语言，层层递进，使内容结构合理。 希望《通信原理与应用：通信网络基础与现代技术》能成为您学习和探索通信世界的重要伙伴，助您理解信息时代的脉搏，洞察技术变革的未来。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我抱持着一种相当功利的心态来阅读这本书的“系统案例部分”。我之前接触过一些通信类的基础书籍，但对于光通信的具体应用和发展前景，仍然感到比较模糊。我期望这本书能给我一些“干货”，让我能够更清晰地认识到光通信技术在当前以及未来社会中的重要性，以及它所扮演的角色。读完之后，我必须说，这本书在“案例”这个层面的呈现，的确超出我的预期。它没有停留在对某个单一设备或者技术进行介绍，而是着眼于构建一个完整的通信系统。例如，书中对下一代互联网接入技术的光纤到户（FTTH）进行了详细的分析，不仅阐述了其技术优势，还探讨了其在部署过程中可能遇到的挑战，比如用户端的设备安装、网络维护等。此外，书中还穿插了一些关于数据中心内部光互连的案例，这让我对高性能计算和海量数据传输背后的技术支撑有了更直观的感受。这些案例的引入，极大地增强了本书的实践指导意义，让我能够更好地将书本知识与实际应用场景联系起来。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《通信原理与应用：系统案例部分 光通信》时，我的初衷是希望能够快速了解光通信技术在实际系统中的应用落地情况，毕竟理论知识固然重要，但缺乏实际案例的支撑，往往会让人觉得空泛。然而，在阅读过程中，我惊喜地发现，本书在系统案例的呈现上，并未简单地罗列技术参数，而是深入浅出地剖析了各个环节的设计思路和工程挑战。例如，书中对长距离光通信系统的链路设计进行了细致的讲解，包括如何选择合适的放大器来补偿信号衰减，如何进行色散管理以确保信号的完整性，以及如何构建冗余备份机制来提高系统的可靠性。这些内容对于我这种希望将理论知识转化为实际项目经验的人来说，无疑是极其宝贵的。我还注意到，作者在讲解案例时，会引入一些典型的应用场景，比如海底光缆系统、城域网建设等，并详细说明了在这些场景下，光通信技术是如何被整合和优化的。这种结合实际工程问题的分析方法，让我对光通信的应用有了更深刻的理解，也激发了我对未来光通信技术发展的更多思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计相当朴实，封面上“通信原理与应用：系统案例部分 光通信”这几个字，乍一看还以为是某种技术手册。我当初选择它，纯粹是因为我对光通信这个领域充满好奇，想了解它到底是怎么工作的，以及在现实生活中有哪些应用。拿到书之后，我迫不及待地翻开，一开始就被里面大量的公式和图表弄得有点晕头转向。我不是科班出身，对通信理论的了解仅限于一些基础概念，所以读起来确实有些吃力。不过，当我耐下心来，一点点啃下去的时候，我发现作者在讲解一些核心原理时，还是用了不少心。比如，关于光信号的产生、传输和接收的过程，作者通过详细的图示和相对易懂的语言，勾勒出了一个比较清晰的流程。我尤其对书中关于“光纤通信”的部分印象深刻，它不仅介绍了光纤的物理特性，还详细阐述了不同类型光纤的优缺点，以及它们在不同通信场景下的适用性。虽然很多细节我还无法完全理解，但至少我对光通信的整体脉络有了一个初步的认识，知道它不仅仅是发光和收光那么简单，背后涉及了相当复杂的物理学和工程学知识。这本书更像是一扇窗户，让我得以窥见光通信这个庞大而精妙的世界。

评分☆☆☆☆☆

当初拿起这本《通信原理与应用：系统案例部分 光通信》，主要是想了解光信号在实际应用中的一些“非理论”层面的东西，比如它在各种通信设备和网络中的具体实现方式，以及在使用过程中可能会遇到哪些工程上的问题。我并非通信专业的学生，对其中的数学推导和物理原理的理解能力有限，所以更看重书中的“应用”和“案例”部分。这本书确实在这方面给了我不少启发。它在介绍一些基本的光学原理之后，并没有止步于理论层面，而是立刻转向了实际的应用场景。例如，书中详细介绍了光收发模块的设计，包括其内部结构、工作原理以及一些关键的性能指标，这对于我理解光模块在不同设备中的作用非常有帮助。此外，书中还涉及了光网络的设计和管理，例如如何构建光交换网络，以及如何进行网络故障的诊断和排除，这些内容都具有很强的实践指导意义。尽管有些技术细节我可能无法完全掌握，但这本书成功地将抽象的光通信理论与具体的工程实践联系了起来，让我对这项技术有了更立体、更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期待，主要集中在它能否为我提供一个关于光通信系统架构的全局视角。作为一个对通信技术发展趋势感兴趣的旁观者，我总觉得需要一本能够将零散的技术点串联起来的书籍。这本书的“系统案例”部分，恰好满足了我这方面的需求。它并没有简单地堆砌各种先进的光通信技术，而是通过几个具有代表性的系统案例，来展现这些技术的协同作用。我特别欣赏书中对于不同通信场景下系统设计权衡的探讨，比如在追求高带宽时，如何平衡成本和功耗；在考虑覆盖范围时，如何优化链路预算。这些分析让我意识到，光通信系统的设计远非简单的技术堆叠，而是包含了大量的工程决策和取舍。而且，书中还对一些新兴的光通信技术，例如相干光通信和多径复用技术，在具体系统中的应用进行了介绍，这让我对光通信的未来发展方向有了更清晰的认识。总而言之，这本书为我提供了一个很好的“路线图”，让我能够理解光通信系统是如何从理论走向现实的。