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郑宏军，黎昕，白成林著 著

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• 光纤通信
• 啁啾脉冲
• 非线性光学
• 光纤色散
• 脉冲压缩
• 超短脉冲
• 光纤激光器
• 光信号处理
• 光纤器件
• 光学传输

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030563514

商品编码：25578175423

出版时间：2018-01-01

作  者:郑宏军,黎昕,白成林 著 定  价:89 出 版 社:科学出版社 出版日期:2018年01月01日 页  数:184 装  帧:精装 ISBN:9787030563514 ●前言
●第1章绪论1
●1.1脉冲传输若干关键技术的国内外研究现状1
●1.2啁啾脉冲传输若干关键技术研究中存在的主要问题4
●1.3光纤通信系统与脉冲传输理论6
●1.3.1光纤通信系统中的关键光电子器件基础6
●1.3.2光纤的基本特性9
●1.3.3脉冲的基本传输方程12
●1.3.4脉冲传输的数值计算方法15
●1.4本章小结17
●参考文献17
●第2章啁啾脉冲实验测量原理与啁啾脉冲自相关特性33
●2.1频率分辨光学门技术原理33
●2.1.1二次谐波-频率分辨光学门脉冲分析仪的数据测量33
●2.1.2强度自相关曲线和自相关频谱曲线35
●2.1.3波形和相位恢复算法的实现35
●2.2啁啾脉冲自相关特性及其受噪声的影响36
●2.2.1啁嗽脉冲的自相关特性曲线随m和|C|的变化38
●2.2.2脉冲噪声对超高斯脉冲及其自相关特性的影响40
●……

内容简介

本书共6章。靠前章主要介绍啁啾脉冲传输若干关键技术研究现状、主要问题以及脉冲传输理论基础与数值计算方法；第2章深入分析啁啾脉冲实验测量原理与啁啾脉冲自相关特性；第3章理论分析与实验研究了啁啾脉冲的线性传输特性；第4章揭示了啁啾脉冲在标准单模光纤系统中的非线性传输演化规律；第5章进一步实验和数值研究了啁啾脉冲在色散平坦光纤正常色散区、色散离散渐减光纤系统、变参量光纤系统、双折射光纤系统等特种光纤系统中的传输性能；第6章研究了啁啾脉冲在凸型和凹型色散平坦光纤系统中所产生超连续谱的特性。

《光纤通信系统中的信息传输理论与实践》 内容梗概： 本书深入探讨了光纤通信系统中的信息传输原理，重点关注信号的生成、调制、编码、传输、解调和解码等关键环节。内容涵盖了从基础的光学原理到复杂的信号处理技术，旨在为读者提供一个全面而深入的理解，并具备解决实际工程问题的能力。 第一部分：光纤通信系统基础 1. 光纤通信概述： 光纤通信的历史发展与重要性。 光纤通信的组成部分：光源、光调制器、光纤、光放大器、光接收器、光解调器等。 光纤通信的优势：带宽大、损耗低、抗电磁干扰、保密性强等。 光纤通信的应用领域：长途通信、接入网、局域网、海底通信、数据中心等。 2. 光纤的物理特性与传输原理： 光的波动与粒子性： 简要介绍光的基本性质。 全内反射原理： 详细阐述光在光纤中传输的关键机制。 光纤的分类： 单模光纤： 结构、优势（模间色散小）、适用场景（长距离传输）。 多模光纤： 结构、优势（易于耦合）、劣势（模间色散大）、适用场景（短距离传输）。 阶跃型与渐变型多模光纤的区别： 阐述折射率分布对传输特性的影响。 光纤的损耗： 吸收损耗： 材料本身对光的吸收。 散射损耗：瑞利散射、米氏散射等。 弯曲损耗：宏弯损耗和微弯损耗。 连接损耗： 光纤接头、连接器等造成的损耗。 光纤的色散： 模间色散： 在多模光纤中，不同模式的光传播速度不同。 材料色散： 光纤材料的折射率随波长变化。 波导色散： 光波导结构的设计导致色散。 偏振模色散 (PMD)： 光纤非均匀性导致不同偏振态光传播速度差异。 光纤的非线性效应： 受激拉曼散射 (SRS)： 光信号与光纤分子相互作用，产生新的光频率。 受激布里渊散射 (SBS)： 光信号与光纤中的声波相互作用。 克尔效应（自相位调制 SPM，交叉相位调制 XPM）： 光强变化导致光纤折射率变化。 四波混频 (FWM)： 多个频率的光在光纤中相互作用产生新的频率。 光纤的非线性效应控制技术： 介绍如何通过优化光纤设计、功率控制、信令设计等来抑制非线性效应。 第二部分：光信号的生成与调制 3. 光源的原理与选择： 激光器： 半导体激光器： 结构、工作原理（PN结、粒子数反转、受激辐射）。 连续波 (CW) 激光器： 恒定的光功率输出。 分布式反馈 (DFB) 激光器： 窄线宽、频率稳定，适用于密集波分复用 (DWDM)。 垂直腔面发射激光器 (VCSEL)： 易于制造、阵列化，适用于短距离和多通道应用。 发光二极管 (LED)： 结构、特点（线宽宽、输出功率低）、适用场景（短距离、低速通信）。 光源参数： 谱宽、稳定性、输出功率、调制速率等。 4. 光调制技术： 直接调制： 幅度调制 (AM)： 控制光源的输出光功率。 频率调制 (FM)： 控制光源的输出光频率。 相位调制 (PM)： 控制光源的输出光相位。 外部调制： 电光调制器： 利用电光效应改变光信号的相位或幅度。 马赫-曾德尔调制器 (MZM)： 广泛应用的外部调制器，可实现AM、PM、QAM等。 铌酸锂 (LiNbO3) 调制器： 常用材料。 声光调制器： 利用声光效应改变光的衍射特性。 液晶调制器： 利用液晶的电光效应。 调制格式： 基带调制： 开关键控 (OOK)： 最简单的幅度调制，相当于将数字信号直接映射到光信号的开关。 差分编码： 避免相位模糊。 带通调制： 频移键控 (FSK)。 相移键控 (PSK)： BPSK, QPSK, 8PSK等。 正交幅度调制 (QAM)： M-QAM (例如 16QAM, 64QAM)，在高阶调制中实现更高的频谱效率。 高阶调制格式的优势与挑战： 提高频谱效率，但对信噪比和非线性效应更敏感。 第三部分：光信号的传输与处理 5. 光纤传输损耗与色散的补偿： 信号放大： 光放大器： 掺铒光纤放大器 (EDFA)： 最重要的光放大器，工作在C波段和L波段，用于长距离传输。 半导体光放大器 (SOA)： 增益可调，但噪声系数较高。 拉曼放大器： 利用受激拉曼散射实现放大。 电中继： 将光信号转换为电信号进行放大和整形，然后再转换为光信号。 色散补偿技术： 色散补偿光纤 (DCF)： 具有负色散系数的光纤。 光栅补偿器： 利用光栅的衍射特性实现色散补偿。 光信号处理技术： 电子色散补偿 (EDC)： 在接收端通过数字信号处理算法补偿色散。 动态色散补偿器： 可动态调整补偿量。 6. 光复用技术： 时分复用 (TDM)： 将不同信号的时间片分配到同一信道。 频分复用 (FDM)： 将不同频率的载波分配给不同信号。 波分复用 (WDM)： 粗波分复用 (CWDM)： 通道间隔较宽。 密集波分复用 (DWDM)： 通道间隔非常窄，每个通道承载独立的信号。 DWDM系统的关键组件： DWDM激光器阵列、波长选择开关 (WSS)、光滤波器等。 DWDM的优势： 大幅增加光纤传输容量。 7. 光信号的整形与再生： 信号整形： 改善信号的眼图，提高接收机的判决裕度。 信号再生： 光再生器： 在光域实现信号的整形、定时提取和重定时。 电再生器： 将光信号转换为电信号，进行放大、整形、时钟恢复，再转换为光信号。 第四部分：光信号的接收与解调 8. 光电探测器： PIN光电二极管： 结构、工作原理（光生载流子）、响应速度。 雪崩光电二极管 (APD)： 具有内部增益，灵敏度更高。 光电探测器的关键参数： 响应度、量子效率、噪声、带宽、暗电流等。 9. 光解调技术： 相干检测： 外差检测： 将接收信号与本地振荡激光器的光波混频，产生中频信号。 零差检测： 将接收信号与本地振荡激光器的光波直接混频。 相干检测的优势： 极高的灵敏度，能够实现高级调制格式的解调。 非相干检测： 强度检测： 直接测量光信号的强度，适用于OOK等简单调制格式。 数字信号处理 (DSP) 在解调中的应用： 频率和相位同步。 定时恢复。 均衡 (补偿损耗和色散)。 信道估计。 10. 误码率 (BER) 与信噪比 (SNR)： 误码率的定义与测量。 信噪比的定义与影响因素。 各种调制格式的BER与SNR性能对比。 前向纠错 (FEC) 技术： 提高传输系统的鲁棒性，降低BER。 块码： Hamming码、BCH码等。 卷积码。 Turbo码。 低密度奇偶校验 (LDPC) 码。 FEC在现代光通信中的作用： 使得在更差的信噪比条件下也能实现可靠通信，并支持更高级的调制格式。 第五部分：光纤通信系统的性能评估与设计 11. 系统性能指标： 传输速率。 传输距离。 信道容量。 频谱效率。 误码率 (BER)。 功率预算。 眼图分析。 12. 光纤通信系统的设计考虑： 链路预算分析。 选择合适的光器件。 考虑损耗、色散和非线性效应的影响。 调制格式的选择。 复用技术的应用。 网络拓扑设计。 13. 未来发展趋势： 更高的数据速率： 400Gbps, 800Gbps, 1Tbps及以上。 更高级的调制格式： 进一步提高频谱效率。 人工智能 (AI) 在光通信中的应用： 智能网络管理、故障预测、优化路由等。 空分复用 (SDM)： 利用光纤的空间维度来增加容量。 相干光通信的进一步发展。 新型光器件与材料。 本书通过系统性的讲解，将光纤通信中的信息传输理论与实践紧密结合，从基础的光学现象到先进的信号处理技术，逐步深入，旨在帮助读者构建扎实的专业知识体系，并为实际的光通信系统设计与优化提供有力的指导。

评分☆☆☆☆☆

一本关于光纤传输的书，我一直在找这样的书，因为我最近对这方面的技术很感兴趣。我希望这本书能深入浅出地讲解光纤中信号的传播原理，包括不同类型的光纤（单模、多模）、不同传输模式（基模、高次模）的特点和影响。我很想了解，当一个“啁啾脉冲”在光纤中传输时，它会经历哪些变化？例如，脉冲的形状、宽度、频率会如何演变？书中是否会详细介绍色散效应（包括材料色散和波导色散）对啁啾脉冲传输的影响，以及如何通过技术手段来补偿这些效应？我特别期待书中能够涵盖先进的光纤传输技术，比如相干光通信、多维复用技术（如偏振复用、空间复用）等，以及它们在提升传输容量和频谱效率方面的应用。此外，如果书中能包含一些实际的工程案例分析，或者对未来光纤通信技术的发展趋势进行展望，那就更好了。我希望这本书不仅仅是理论的堆砌，更能提供实用的指导和深入的洞察，让我对光纤通信有一个更全面、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光通信系统中的信号编码和解码过程感到好奇，“啁啾脉冲在光纤中的传输”这个书名听起来就很有深度。我希望这本书能够详细介绍不同类型的啁啾脉冲，例如线性啁啾脉冲、非线性啁啾脉冲，以及它们在光纤通信中各自的优势和劣势。书中是否会讲解如何生成特定类型的啁啾脉冲，例如通过光学元件（如光栅、棱镜）或者非线性效应来实现？我非常想了解，在接收端，如何有效地解调和重构原始信息，特别是当脉冲在传输过程中已经发生了显著的变形时。书中是否会涵盖一些高级的信号检测和纠错技术，以应对光纤传输中的各种干扰和衰减？我对光纤通信的安全性和隐私性也颇感兴趣，希望书中能对这方面有所提及，例如如何防止信号被窃听或篡改。如果书中能包含一些相关的标准和规范，或者对未来光纤通信系统的发展方向进行预测，那将是对我非常有价值的参考。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对光学和通信交叉领域充满热情的研究生，我一直在寻找能够拓展我视野的专业书籍。“啁啾脉冲在光纤中的传输”这个书名立刻引起了我的注意，因为它触及了光纤通信领域一个非常具体且关键的问题。我希望这本书能够提供对非线性光学现象在光纤传输中作用的深入探讨，特别是对于啁啾脉冲而言，例如自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）等是如何影响脉冲的频谱和时域特性的。我很想了解，在高速光纤通信系统中，如何有效地利用或抑制这些非线性效应，以实现更远距离、更高带宽的传输。书中是否会详细介绍光纤放大器，如掺铒光纤放大器（EDFA）等，它们在补偿传输损耗和维持信号完整性方面的作用，以及它们与啁啾脉冲的相互作用？此外，我非常有兴趣了解光信号的监测和测量技术，特别是针对啁啾脉冲的参数（如啁啾度、脉冲宽度、峰值功率）的准确测量方法。如果书中能够涵盖一些数字信号处理（DSP）在光纤通信中的应用，例如用于补偿色散和非线性效应的算法，那将是极大的加分项。

评分☆☆☆☆☆

我一直对现代通信技术背后的物理学原理着迷，特别是光纤通信。这本书的名字“啁啾脉冲在光纤中的传输”立刻吸引了我，因为它暗示了对一种特定信号形式在一种核心传输介质中的行为的深入研究。我期望这本书能够从基础的光学原理出发，逐步深入到光纤的特性，例如其折射率分布、模场分布等。我特别希望了解“啁啾脉冲”本身的概念，它与普通脉冲有何区别，以及这种“啁啾”特性在光纤传输中扮演的角色。书中是否会详细阐述啁啾脉冲在传输过程中，由于非线性效应（如克尔效应）和色散效应而产生的复杂演变？例如，脉冲展宽、脉冲压缩、孤子形成的可能性等等。我非常希望书中能提供清晰的数学模型和物理图像来解释这些现象，并能辅以仿真结果或实验数据来验证。此外，我对光纤通信系统中的调制格式和解调技术也充满好奇，希望这本书能在这方面有所涉及，特别是与啁啾脉冲相关的特定调制方案。

评分☆☆☆☆☆

我对光纤通信的物理基础和工程实现都非常感兴趣，特别是那些能解释信号如何在复杂环境中稳定高效传输的书籍。“啁啾脉冲在光纤中的传输”这个书名让我对它充满了期待。我希望这本书能够详细介绍光纤的损耗机制，比如瑞利散射、吸收损耗等，以及这些损耗如何影响啁啾脉冲的能量和形状。书中是否会探讨如何通过选择合适的光纤类型、优化传输功率等方式来最小化损耗，并保持啁啾脉冲的传输质量？我对光纤连接器的设计和制造，以及它们对信号传输的影响也很想了解，特别是它们是否会对啁啾脉冲的完整性造成干扰。此外，我非常好奇书中是否会涉及光纤传感技术，或者光纤在一些新兴应用领域，如光计算、光存储等方面的潜力。我希望这本书能为我提供一个扎实的理论基础，并引发我更多的思考和探索。