光通信原理与技术（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱勇，王江平，卢麟 著

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• 光通信
• 光纤通信
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• 信息技术
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• 教材
• 通信工程
• 光网络
• 信号处理

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030321947

版次：31

商品编码：12381952

包装：平装

丛书名： 普通高等教育电子通信类特色专业系列规划教材

开本：16开

出版时间：2018-06-01

页数：372

正文语种：中文

内容简介

本书系统讲述了光通信的基本原理和关键技术，包括光纤通信和无线光通信两部分内容。第l章是对光通信系统的构成及所涉及的关键技术的概要介绍，第2~3章介绍光纤及无源光器件的原理和特性，第4~5章介绍光发送机和光接收机的重要器件和构成，第6~7章则讲述了光纤通信系统和光网络的相关知识，第8~10章讲述无线光通信，包括大气激光通信、星间光通信和水下激光通信中的关键技术及系统构成。每章后附有小结、思考题与习题。

《光通信原理与技术（第二版）》内容简介 穿越光波，链接世界：光通信的基石与未来 光通信，作为现代信息高速公路的骨架，以其卓越的传输容量、极低损耗以及抗电磁干扰的特性，深刻地改变着人类社会的信息传递方式。从早期简单的光信号传输，到如今支撑起全球互联网、5G网络乃至未来万物互联的庞大体系，光通信技术的发展史，就是一部信息传输效率不断飞跃的壮丽史诗。本书《光通信原理与技术（第二版）》，正是致力于为读者揭示这一神奇领域的核心奥秘，提供一个全面、深入且与时俱进的学习平台。 第一篇：光通信的基础理论——探寻光信号的奥秘 本篇是构建光通信知识体系的基石，我们将从最基础的光学原理讲起，逐步深入到光信号在光纤中传输的内在规律。 第一章：光与物质的相互作用： 任何通信的本质都是信息的载体与媒介的互动。本章将详细阐述光的基本属性，包括光的波粒二象性、光的偏振、光的干涉与衍射等经典光学概念。在此基础上，我们将重点讲解光与不同物质相互作用的机制，特别是半导体材料的发光机理（如pn结发光）和光电转换机理（如光电二极管的探测原理）。这为理解光发送器和光接收器的核心工作原理奠定了坚实的基础。我们将深入分析不同半导体材料（如GaAs、InP、GaN等）在电光转换方面的特性差异，以及它们在不同波段光通信中的应用前景。 第二章：光纤通信的物理基础： 光纤，作为现代光通信系统的核心传输媒介，其独特的导光机制是本章的焦点。我们将深入解析光的折射与反射定律，并在此基础上，详细阐述全内反射（Total Internal Reflection, TIR）原理，这是光纤能够引导光信号长距离传输的关键。我们将从几何光学和波动光学两个角度，对光在光纤中的传播模式进行分析，包括单模光纤和多模光纤的结构特点、模场直径、模间色散等关键参数。同时，本章还将介绍光纤的材料特性，如折射率分布（阶跃型与渐变型）、纤芯和包层的材料选择（如石英玻璃）、以及光纤的制造工艺概述，从而帮助读者理解不同类型光纤的性能优势和适用场景。 第三章：光信号在光纤中的损耗与色散： 任何传输过程都伴随着信号的衰减和失真。本章将系统性地分析光信号在光纤中传播时遇到的两大主要障碍：损耗和色散。损耗方面，我们将详细讲解吸收损耗（紫外吸收、红外吸收、离子吸收）和散射损耗（瑞利散射），并分析其他类型损耗，如弯曲损耗（宏弯损耗和微弯损耗）。通过对不同损耗机制的量化分析，读者将能够理解为何光信号需要定期进行放大。色散方面，我们将重点阐述两种主要色散：模间色散（多模光纤特有）和色散（单模光纤也存在）。我们将深入分析材料色散（与光源波长相关）和波导色散（与光纤结构相关）的成因，并介绍啁啾（Chirp）对色散的影响。理解损耗和色散是优化光通信系统性能，实现高速长距离传输的关键。 第二篇：光通信系统的核心器件——光信号的产生、传输与接收 本篇将聚焦于构成光通信系统的关键功能模块，即光发送器、光纤传输链路以及光接收器。 第四章：光发送器： 光发送器是信息编码的起点，负责将电信号转换成光信号。本章将深入介绍各类半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的原理、结构、工作特性和选型考量。我们将详细分析阈值电流、边模抑制比、光谱宽度、调制速率等关键参数，并探讨不同类型的激光器（如DFB-LD、VCSEL）在光通信中的应用优势。此外，本章还将介绍驱动电路的设计以及对光信号进行调制（直接调制与外调制）的技术，这是将数字信息叠加到光载波上的关键步骤。我们将对比分析不同调制格式（如AM、FM、ASK、FSK、PSK、QAM）的原理及其在光通信中的应用，并探讨码型（如NRZ、RZ）的选择对传输性能的影响。 第五章：光接收器： 光接收器是信息解码的终点，负责将接收到的微弱光信号转换回电信号。本章将详细介绍PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）的工作原理、结构特点、性能参数（如响应时间、量子效率、噪声系数、击穿电压）以及灵敏度。我们将分析暗电流、光电流、散粒噪声、热噪声等主要噪声源，并阐述光电探测器在不同工作状态下的响应机制。同时，本章还将介绍跨阻放大器（TIA）和后置放大器（LA）等关键的电子放大电路，它们对于提高接收灵敏度、降低误码率至关重要。我们将讨论不同光电探测器及其配套放大电路在不同速率和距离下的适用性，以及它们对光信噪比（OSNR）的影响。 第六章：光功率放大器： 在长距离传输过程中，光信号的衰减不可避免。光功率放大器（Optical Amplifier）是解决这一问题的关键技术。本章将重点介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理、结构、性能参数（如增益、噪声系数、饱和输出功率）以及在不同通信系统中的应用。我们将深入分析EDFA的能量跃迁过程、泵浦波长选择、增益平坦化技术。此外，本章还将简要介绍其他类型的光放大器，如半导体光放大器（SOA）和拉曼放大器（Raman Amplifier），并对比分析它们各自的优缺点和适用范围。理解光放大器的作用和技术是构建高效长距离光通信链路的基础。 第三篇：光通信系统的设计与优化——构建高效可靠的传输网络 本篇将从系统层面深入探讨光通信的设计原则、性能评估以及关键技术，旨在帮助读者掌握构建和优化现代光通信系统的能力。 第七章：光调制与解调技术： 将信息有效地加载到光载波上，并在接收端准确恢复，是光通信的核心任务。本章将深入分析幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及更高级的幅度相位联合调制（如QPSK、16QAM）等原理。我们将详细介绍直接调制和外调制技术（如电光调制器、声光调制器）的优缺点及适用场景。在解调方面，我们将讲解相干解调（需要本地振荡光）、非相干解调（如包络检波）以及同步检测技术。此外，本章还将探讨对调制信号进行预编码（如前向纠错编码FEC）和码型变换（如CPRI、PCIe）对提升系统性能的作用，以及不同调制格式（如DP-QPSK, 16QAM）在提升频谱效率方面的巨大潜力。 第八章：光传输网的架构与关键技术： 现代光通信系统已发展成为复杂而精密的网络。本章将详细介绍波分复用（WDM）技术，包括其基本原理、复用器（Multiplexer）和解复用器（Demultiplexer）的构成，以及密集波分复用（DWDM）和稀疏波分复用（CWDM）的特点与应用。我们将分析WDM系统如何通过同时传输多个不同波长的光信号来极大地提升光纤的传输容量。此外，本章还将介绍光网络的路由、交换、保护和恢复机制，以及无源光网络（PON）和有源光网络（AON）等不同网络架构的特点。我们将探讨光交换技术（如MEMS光开关、干涉仪光开关）在实现灵活网络配置中的作用，并分析如何通过网络冗余设计和快速故障切换来提高系统的可靠性。 第九章：光通信系统的性能评估与优化： 任何工程系统都需要科学的评估和持续的优化。本章将重点介绍光通信系统中关键的性能指标，如误码率（BER）、信噪比（SNR）、光信噪比（OSNR）、信号衰减、色散容限等。我们将讲解如何通过眼图（Eye Diagram）来直观地评估信号质量，并深入分析这些指标之间的相互关系。基于这些评估标准，本章将讨论一系列系统优化技术，包括信号的均衡（如电子均衡、光学均衡）、色散补偿（如色散补偿光纤DCF、光栅）、以及通过功率预算分析来确定系统的传输距离和速率。我们将探讨如何通过调整光器件参数、优化传输路径以及采用先进的信号处理算法来最大化系统的传输性能和经济性。 第十章：新兴光通信技术与未来展望： 光通信技术从未停滞不前。本章将展望光通信领域的最新发展和未来趋势。我们将介绍相干光通信技术（Coherent Optical Communication）的原理及其在高容量、长距离传输中的关键作用，包括其在高阶调制、数字信号处理（DSP）以及低相干性光源等方面的突破。此外，本章还将探讨诸如自由空间光通信（FSO）、光子集成技术（PIC）、光计算、量子通信等前沿领域的发展动态，并分析它们对未来信息社会可能产生的深远影响。通过对这些新兴技术的介绍，读者将能够对光通信的未来发展方向形成清晰的认识，并激发进一步探索的兴趣。 本书以系统性的结构、清晰的逻辑以及深入浅出的讲解，旨在为电子工程、通信工程、光学工程等专业的学生、研究人员以及从事光通信相关行业的工程师提供一个全面、实用且具有前瞻性的学习和参考工具。我们相信，通过阅读本书，您将能够深刻理解光通信的奥秘，掌握核心技术，并为构建更美好的信息未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

拿到《光通信原理与技术（第二版）》后，我首先被它严谨的排版所吸引。字体大小适中，行间距和段间距的设置都非常合理，使得长篇的专业术语和公式在阅读时不会显得拥挤或分散。章节的划分逻辑清晰，每一部分的标题都能够准确地概括其内容，方便我快速定位到自己感兴趣或者需要查阅的部分。目录的编排也极其用心，详细列出了每一章节的子标题，甚至还有一些关键概念的索引，这对于我这种需要系统学习知识的学习者来说，简直是如虎添翼。我喜欢这种能够帮助我构建知识体系的书籍，它不仅仅是信息的堆砌，更是智慧的引导。翻阅时，我注意到一些插图和图表的绘制也相当精细，虽然我还没有深入研究其具体内容，但从其清晰度和专业性来看，它们无疑为理解抽象的理论概念提供了极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

翻阅《光通信原理与技术（第二版）》的时候，我注意到书中使用的术语和概念都非常专业，这对于我这样的初学者来说，既是一种挑战，也是一种学习的动力。我特别喜欢那些附带详细解释和定义的段落，它们帮助我理解那些陌生的专业术语，从而逐渐建立起对光通信世界的初步认知。我还在书中发现了一些引用文献的列表，这表明作者在撰写本书时进行了大量的研究和资料收集，内容具有很强的学术严谨性。我非常看重这一点，因为它意味着我可以信赖书中所提供的信息，并且在需要深入研究时，有明确的参考方向。这种细致入微的处理方式，让我在阅读的过程中倍感安心。

评分☆☆☆☆☆

在开始阅读《光通信原理与技术（第二版）》之前，我花了相当一部分时间来仔细研究它的目录结构。我对其中一些章节的标题感到非常好奇，比如“高速光传输系统”和“下一代光网络技术”等。这些标题预示着本书将涵盖光通信领域的前沿发展，这对于我这样希望紧跟行业脉搏的学习者来说，无疑是一个巨大的吸引力。我特别关注了那些涉及实际应用和技术趋势的章节，希望能从中获得一些对未来光通信发展的深刻见解。同时，目录中对基础原理的详尽梳理，也让我看到了本书在构建扎实理论基础方面的决心。我预感，这会是一本能够帮助我从宏观到微观，全面理解光通信技术发展脉络的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本《光通信原理与技术（第二版）》的封面设计相当不错，给我一种专业而又现代的感觉。书脊上的字体清晰，书名和作者信息一目了然。拿在手里，纸张的质感也很好，厚实但又不沉重，翻阅起来手感很舒适。我尤其喜欢它采用的装帧方式，感觉比一般的精装书更耐用，也更适合经常翻阅。虽然我还没有正式开始阅读，但仅凭这外观和触感，就给我留下了极佳的第一印象，让我对接下来的阅读内容充满了期待。这种精良的制作工艺，也从侧面反映出出版社和作者在图书出版上的用心，让人觉得这本书的价值感很高。我甚至开始想象，当我在书桌上摆放这样一本厚重的专业书籍时，那种氛围感是多么的契合我学习和研究的需求。它的整体视觉呈现，都传递着一种严谨和高质量的信息，这对于一本技术类书籍来说，是非常重要的。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在光通信领域摸爬滚打多年的技术人员，一本优秀的教材对于我不断更新知识库至关重要。《光通信原理与技术（第二版）》的书封设计给我的第一印象是沉稳大气，与我印象中这类专业书籍应有的风格相符。虽然我尚未深入阅读，但仅从书的厚度和纸张的触感上，我便能感受到其内容的丰富和专业。我期待书中能够有对最新技术标准的解读，以及对当前行业痛点问题的一些深入剖析。一个好的技术书籍，不仅要讲解原理，更要能提供解决实际问题的思路和方法，甚至预见未来的技术走向。从这个角度来说，我希望这本书能够给我带来一些启发，让我能够更好地应对工作中的挑战。