光调制与再生技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

武保剑 著

图书标签:

• 光通信
• 光调制
• 光再生
• 光纤通信
• 信号处理
• 非线性光学
• 光电子技术
• 信息技术
• 通信工程
• 光器件

店铺： 北京图书大厦旗舰店

出版社： 科学出版社发行部

ISBN：9787030570154

商品编码：29302479115

出版时间：2018-05-01

基本信息

商品名称： 光调制与再生技术	出版社： 科学出版社	出版时间：2018-05-01
作者：武保剑	译者：	开本： 16开
定价： 68.00	页数：	印次： 1
ISBN号：9787030570154	商品类型：图书	版次： 1

内容提要

新型光调制与全光再生将成为未来光纤通信网络的两大核心支撑技 术，主要涉及通信原理、物理光学、光学非线性等专业知识。全书共分7 章，第1章简述光纤通信的发展历程和未来趋势；第2～4章为光调制部分， 以光信号收发技术为基础，从数字调制和模拟调制两个角度梳理信息传输 所采用的光调制格式和复用方式，阐述光调制与解调的基本规律、具体实 现方法和相关器件结构原理；第5～7章为全光再生部分，从方案优化、器 件创新等角度探讨单波长、多波长以及高阶调制信号的再生技术。 本书内容较为前沿，在光纤信道容量逼近香农极限的技术背景下，对 信息的光调制／解调以及光信号的全光再生处理技术进行了总结，可作为光 纤通信研究方向的硕士和博士研究生教材和参考书，也可供从事相关技术 领域的科研人员、工程技术人员阅读。

“光影织梦：下一代通信与信息处理的未知疆域” 前言： 在这个信息爆炸、数据洪流奔涌的时代，我们对速度、容量和连接性的需求正以前所未有的速度增长。从智能手机的每一次触碰，到全球金融市场的瞬息万变，再到人工智能的深度学习，这一切都离不开信息的畅通无阻。然而，我们目前所依赖的光纤通信技术，虽然已成就斐然，但其潜在的瓶颈和未来的演进方向，正引导着我们去探索更深层次、更具颠覆性的技术路径。 本书《光影织梦：下一代通信与信息处理的未知疆域》并非是现有技术的详尽记录，也不是对“光调制与再生技术”这一具体领域的深入剖析。相反，它是一次面向未来的、充满想象力的思考。我们将暂且放下对当前技术细节的执着，一同穿越到不远的未来，去描绘那些尚未被充分认识、但可能改变信息世界格局的技术图景。这本书将探讨那些可能与我们熟悉的“光调制与再生技术”在概念上有所关联，却又在根本原理、应用场景和技术范式上具有显著差异的新兴领域。它更关注的是“可能性”，是那些正在萌芽、或有望在未来绽放的技术之花，而非既已盛开的果实。 第一章：信息传递的量子跃迁：超越经典光学的奇点 我们习惯于用经典电磁波理论来理解光信号的传输，而“光调制与再生技术”正是建立在此基础之上。然而，当信息的载体不再仅仅是光子的强度或相位，而是其内在的量子属性时，通信的维度将彻底改变。本章将初步触及那些超越经典光学范畴的通信方式。 纠缠态的隐秘信道： 想象一下，信息可以瞬间跨越遥远的距离，无需信号的物理传递，仅仅依赖于量子纠缠粒子之间不可思议的关联。虽然这听起来像是科幻小说，但量子纠缠为信息传递提供了一种全新的、理论上无损且不可窃听的可能性。我们将探讨如何利用量子纠缠的特性，构建一种全新的、基于“关联”而非“传递”的信息网络，这与传统意义上的信号调制有着本质的区别。这种网络并非通过改变光的物理参数来编码信息，而是通过操纵和测量纠缠态的共享属性来实现信息交换。 量子比特的编码艺术： 在经典通信中，信息被编码为二进制的0和1。但在量子世界，信息可以存在于叠加态，甚至多体纠缠态中。本章将勾勒出利用量子比特（qubits）进行信息编码的图景，例如利用光子的偏振、能量状态或其他量子自由度来表示叠加的0和1，以及更复杂的量子信息单元。这种编码方式的精妙之处在于，单个量子比特可以同时携带多重信息，极大地提升了信息的密度和处理效率。这并非对现有调制技术的简单扩展，而是全新的编码逻辑。 非马尔可夫过程与信息熵的重塑： 传统的通信系统在一定程度上依赖于马尔可夫过程的假设，即系统的下一个状态只取决于当前状态。然而，在量子信息系统中，历史状态可能扮演更重要的角色，非马尔可夫过程成为研究的重点。我们将探讨信息在非马尔可夫信道中的传输特性，以及这如何影响信息的存储、处理和恢复。这种对信息动态的理解，将彻底改变我们对“信号再生”的认知，再生可能不再是简单地恢复衰减的信号，而是基于更复杂的历史信息进行“推断”和“重构”。 第二章：超越硅基的计算基石：光子逻辑的未来黎明 当前的信息处理，尤其是数字逻辑运算，主要依赖于电子在硅基半导体器件中的流动。然而，电子的高速运动伴随着发热和功耗的限制。当我们将计算的载体从电子转移到光子时，信息处理将进入一个全新的领域。 光子存储器的构想： 想象一个能够以光速存储和读取信息的装置，其存储介质本身就是光。本章将探索构建纯光子存储器的可能性，例如利用非线性光学效应、光诱导相变材料，或者通过操纵光子晶体结构来实现信息的“固态化”存储。这种存储方式的优势在于其极高的读写速度和极低的能量消耗，有望打破电子存储的性能瓶颈。这与现有的光盘存储或光纤传输中的临时缓存不同，而是将信息直接“固化”在某种能够响应光子操作的介质中。 光子计算的并行宇宙： 如果说电子计算是串行或并行处理，那么光子计算则有可能开启一个“并行宇宙”。每一束光本身都可以携带多维度的信息，并且多束光可以同时在三维空间中进行交互，实现高度并行化的计算。本章将设想利用光子自聚焦、光子自组装、或者通过集成化的光子芯片实现逻辑门和计算单元，从而构建出前所未有的计算架构。这种计算范式并非是对现有逻辑门电路的模仿，而是利用光的波动性和衍射特性实现全新的计算原理。 相干态在信息处理中的角色： 在电子计算中，我们关注的是电流的开关状态。而在光子计算中，光的相干性（coherence）将扮演至关重要的角色。本章将探讨如何利用光子的相位信息，甚至其相干叠加态来编码和处理信息，从而实现比传统二进制定点更丰富的计算功能。这种基于相位和干涉的计算方式，将为实现模拟计算和部分量子计算提供基础。 第三章：分布式智能与网络的演化：信息自组织的蜂巢 我们对网络的理解，往往停留在连接节点和传输数据。然而，未来的网络可能不再仅仅是连接的管道，而是具备自主学习、自我修复和协同决策能力的智能体。 感知网络的自适应涌现： 想象一个由无数微小传感器组成的网络，它们不仅能够感知环境，还能通过局部的交互和信息交换，在全局层面涌现出复杂的智能行为，无需中央控制。本章将探讨如何利用分布式算法和信息自组织原理，构建这种“感知网络”，使其能够自主地完成任务，例如环境监测、资源优化或应急响应。这种网络并非依赖于对中心服务器的指令，而是通过节点间的分布式信息处理实现整体功能。 基于光学的分布式信誉与共识机制： 在去中心化的网络环境中，如何建立信任和达成共识是一个巨大的挑战。本章将初步探讨是否能利用某些光学现象或光信号的传播特性，来构建一种分布式的、无需第三方验证的信誉或共识机制。这可能涉及到对光信号的特定统计特征进行分析，或者利用光的不可篡改性来确保信息的真实性。这种机制的建立，将是构建下一代去中心化信息系统的关键。 信息流动的“生态系统”： 传统的网络是信息的“高速公路”，而未来的网络可能更像一个“信息生态系统”。信息不再是被动地传输，而是能够根据其重要性、时效性或关联性，在网络中以各种形式“流动”、“演化”甚至“繁殖”。本章将构想一种动态的信息管理模型，其中信息具有一定的“生命周期”和“行为模式”，网络节点根据这些信息属性进行智能的路由、过滤和存储，实现对信息资源的最高效利用。 第四章：非线性光学的新范式：从信号处理到信息生成 非线性光学是“光调制与再生技术”中的重要组成部分，它揭示了光与介质相互作用时产生的非线性效应。然而，本章将目光投向那些可能催生全新信息处理范式的非线性应用。 光子诱导的“忆阻”现象： 某些非线性材料在光照下可以表现出“记忆”特性，即其光学性质会随着历史光照而改变，并能保持一段时间。本章将探索如何利用这种“光诱导记忆”效应，构建能够存储和处理信息的非线性光学器件，例如光子忆阻器。这种器件的优势在于其存储和计算功能的集成，以及对光的直接响应，有望实现低功耗、高密度的信息处理。 混沌光学与信息编码的混沌之美： 混沌系统以其对初始条件的敏感性而闻名，这使得它们在伪随机数生成和保密通信领域具有潜力。本章将探讨如何利用混沌光学现象，例如激光器的混沌动力学，来生成高熵、难以预测的光信号，并将其作为一种新型的信息编码方式。这种方式的特点是信息生成过程本身就具有复杂性和不可预测性，与传统的、基于规则的调制方式截然不同。 光子神经网络的“深度”探索： 模拟神经网络的计算能力已经在人工智能领域展现出巨大潜力。本章将设想构建全光子的神经网络，其中节点的激活和连接由光信号的传播和相互作用来模拟。这将涉及到利用非线性光学元件构建光学神经元和突触，实现信息在网络中的传播和学习。这种全光子神经网络有望在速度和能效上超越电子模拟器。 结语： 《光影织梦：下一代通信与信息处理的未知疆域》所描绘的，是一幅幅充满挑战与机遇的未来图景。本书并非对现有技术的“改进”列表，而是对“可能性”的探索，是对信息传递、处理和网络形态可能发生的革命性变革的初步构想。我们相信，真正的技术飞跃往往来自于对固有思维模式的颠覆，来自于对未知领域的无畏探索。未来的信息世界，定将因这些“未知疆域”的开发，而更加绚丽多彩。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计给我一种沉静而专业的印象，当我翻开它，就被作者严谨的学术态度和扎实的专业功底所折服。我一直对“信息的载体”如何能做到如此高效和稳定感到好奇，而这本书恰恰解答了我心中的疑问。 我首先被吸引的是书中关于“光信号的‘塑造’与‘编码’”的章节。作者详细阐述了各种先进的光调制格式，不仅仅是大家熟知的ASK、FSK、PSK，还包括了QAM、PAM等更高阶的调制方式，以及一些在特定场景下极具优势的调制技术。他不仅讲解了这些调制方式的原理，还深入分析了它们在频谱效率、抗噪声能力、系统复杂度等方面的权衡。我特别对“相干光通信”中的调制和解调技术进行了深入的学习，这让我对高频谱效率传输有了全新的认识。 随后，我对“信号在‘旅途’中的‘呵护’——光信号再生”部分产生了浓厚的兴趣。书中详细介绍了各种光放大器，如EDFA（掺铒光纤放大器）、拉曼放大器等，并分析了它们的增益特性、噪声系数以及在不同网络拓扑下的应用。更重要的是，作者深入探讨了光再生技术，包括如何在光域完成对信号的增益、整形和定时恢复。他通过大量的仿真结果和实验数据，清晰地展示了再生技术在克服传输损耗和非线性效应方面的关键作用。 此外，书中对“光网络的‘脉络’——光传输系统设计”的阐述也十分精彩。作者结合了大量的实际工程案例，讲解了如何根据通信需求，设计合理的光传输系统，包括光纤的选择、光路的规划、器件的匹配等。他甚至还讨论了光网络的可视化监测和故障诊断技术，这让我认识到，一个稳定可靠的光通信网络，需要从设计之初就考虑到方方面面。 总而言之，这本书为我提供了一个全面而深入的视角，去理解光信号是如何被“塑造”、在传输过程中如何被“呵护”，以及最终如何构建起庞大而高效的光通信网络的。它不仅是技术手册，更是一本关于光通信智慧的集大成之作，对于任何想要在光通信领域深耕的读者来说，都具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，书名“光调制与再生技术”在灯光下泛着淡淡的光泽，立刻吸引了我。我一直对光通信领域充满好奇，尤其是数据传输的效率和稳定性，而“光调制”和“再生”这两个词汇，在我看来，就代表着提升这一切的关键技术。 翻开第一页，就被作者严谨细致的语言风格所吸引。虽然我对其中的一些专业术语尚不熟悉，但作者并没有一开始就抛出晦涩难懂的理论，而是循序渐进地从光的基本原理讲起，比如光的波粒二象性、偏振等，这些基础知识的讲解非常清晰，就像在给我打下坚实的地基。接着，作者开始深入浅出地介绍了各种光调制技术，例如幅度调制、频率调制、相位调制，以及更复杂的正交频分复用（OFDM）和相干光通信中的调制方式。他对每种调制方式的原理、优缺点、适用场景都进行了详尽的阐述，甚至还用到了很多生动的类比，比如将调制比作给信号穿上不同的“外衣”，以便在传输过程中更好地辨识和解读。 更令我印象深刻的是，书中不仅关注了“调制”，还花了大量篇幅探讨了“再生”技术。我一直觉得，长距离光信号传输过程中，信号的衰减和失真是一个绕不开的难题。而“再生”技术，在我理解来，就是解决这个问题的“救星”。作者详细介绍了光中继器、光再生器等关键设备的工作原理，以及如何通过光放大、信号整形、时钟恢复等手段来恢复衰减和失真的信号，确保信息在传输过程中的完整性。他甚至还提到了非线性效应在光信号传输中的影响，以及如何通过技术手段来抑制这些不利因素。书中对各种技术细节的深入剖析，让我对光信号在复杂环境下的鲁棒性有了全新的认识。 在阅读过程中，我发现作者在描述一些复杂的光学器件和系统时，非常注重图文结合。书中包含大量高质量的原理图、系统框图和实验示意图，这些图解极大地降低了理解的难度，让我能够直观地理解抽象的概念。例如，在讲解光开关和光路由器的部分，详细的结构图让我清晰地看到了信号是如何被引导和切换的。同样，在介绍光网络的拓扑结构和信号流时，系统框图也为我勾勒出了一个清晰的全局图景。这种图文并茂的讲解方式，让原本可能枯燥的技术内容变得生动有趣，也让我能够更有效地记忆和消化这些信息。 虽然我还没来得及深入研究书中的所有细节，但整体而言，“光调制与再生技术”这本书给我留下了深刻的印象。它不仅系统地阐述了光调制和再生领域的关键技术，而且在讲解方式上也非常人性化。作者在保持学术严谨性的同时，尽可能地让非专业读者也能有所收获，这非常难得。我相信，对于任何想要深入了解光通信原理，或者从事相关研究和工程工作的读者来说，这本书都将是一笔宝贵的财富。我期待着能有更多时间，沉浸在这本书的知识海洋中，探索更多光的世界。

评分☆☆☆☆☆

当我第一次拿到这本书，它的厚度就让我有些敬畏，但翻开书页，我才意识到这厚重背后蕴含的深邃知识。我一直以来都对“数据传输的效率瓶颈”和“如何突破这些瓶颈”感到好奇，而这本书的名字“光调制与再生技术”仿佛为我指明了方向。 我最先被吸引的是关于“多维度信号编码”的章节。作者没有止步于传统的幅度、相位调制，而是将视角拓宽到更复杂的维度。他深入讲解了偏振调制、子载波调制，以及一些更加前沿的、基于光子集成器件的多路复用技术。我尤其对“光子晶体光纤”在信号编码方面的应用感到新奇，书中详细介绍了这种特殊光纤如何通过其独特的结构来支持多种编码方式，从而在有限的带宽内实现更高的信息密度。 接着，我对“信号的健康度检测与纠错”部分产生了浓厚的兴趣。在长距离通信中，信号就像一位远行的旅人，必然会遭遇各种“风雨”。作者在这一章节中，详细阐述了如何实时监测信号的各项关键指标，例如误码率、信噪比、相位噪声等，并且如何基于这些监测结果，采取有效的纠错措施。他不仅介绍了传统的FEC（前向纠错）码，还深入探讨了LDPC码、Polar码等高性能纠错码的原理和应用，并对比了它们在不同传输环境下的性能表现。 此外，书中对“动态网络管理与资源分配”的讨论也让我印象深刻。在现代光网络中，不仅仅是单个信号的传输，更涉及到整个网络资源的优化配置。作者阐述了如何通过智能算法，根据实时的业务需求和网络状态，动态地调整光路的路由、带宽的分配，以及调制格式的选择，从而最大化网络的吞吐量和效率。他甚至还触及了基于AI的网络预测和优化，让我窥见了未来光网络的发展蓝图。 总的来说，这本书以其前瞻性的视角和详实的论述，为我打开了一扇通往高效光通信世界的大门。它不仅提供了扎实的理论基础，更展示了如何将这些理论应用于解决实际工程问题。对于任何想要理解和掌握下一代光通信技术的读者而言，这本书都是一本不可或缺的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是光通信领域的“百科全书”，内容之丰富、讲解之透彻，让我感觉像是打开了一个全新的世界。我尤其被书中关于“信号优化”的章节所吸引，作者在探讨如何提高数据传输速率的同时，也深入挖掘了如何保证信号的纯净度和准确性，这一点在高速通信时代尤为重要。 他从最基础的光谱分析讲起，详细介绍了各种杂散光、噪声源的产生机制，以及它们对原始信号的干扰。然后，作者就像一位技艺精湛的“信号调理师”，逐步展示了如何通过各种滤波技术、去噪算法来“净化”信号。我特别感兴趣的是关于“自适应滤波”的部分，作者解释了如何让滤波器根据信号的实时变化来调整自身特性，从而达到最佳的去噪效果。这听起来就像是在给信号配备一个“智能保镖”，随时随地抵御干扰。 书中对“信号重构”的论述也让我大开眼界。在长距离传输或者复杂环境中，信号难免会发生畸变，甚至出现部分丢失。而“信号重构”技术，就好比是在信号“受伤”后，对其进行“修复”和“重建”。作者详细介绍了包括判决反馈均衡、最大似然序列估计等多种高级信号处理算法，并用清晰的数学公式和流程图来解释它们的实现原理。他甚至还探讨了机器学习在信号重构中的应用潜力，这让我看到了该领域未来的发展方向。 更让我惊喜的是，这本书并没有局限于理论的探讨，而是提供了大量的实例分析和应用场景。作者通过对实际通信链路中的噪声模型进行建模，并运用书中介绍的技术进行仿真和验证，向我们展示了理论与实践的完美结合。例如，在讲述光纤通信系统中的色散补偿问题时，他不仅解释了色散的原理，还对比了各种色散补偿技术（如光纤光栅、色散补偿光纤等）的优劣，以及在不同场景下的最优选择。这种接地气的讲解方式，让我对复杂技术有了更直观的理解。 总而言之，这本书的价值远超我最初的预期。它不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的导师，带领我一步步深入光通信的奥秘。它对于我理解数据传输的底层机制，以及如何克服现实中的技术挑战，提供了极大的帮助。我非常推荐任何对光通信、信号处理或相关技术感兴趣的读者，都能从这本书中获得启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的开篇就让我感受到了作者的功力，那种娓娓道来的叙述方式，仿佛一位经验丰富的老者，正在向初学者娓娓道来一个复杂而迷人的世界。我一直对“数据的洪流”如何能在光纤中如此顺畅地奔腾感到好奇，而这本书似乎给了我答案。 我最先着迷的是关于“光信号的‘形变’与‘复原’”的章节。作者非常细致地分析了光信号在传输过程中会遇到的各种“不可抗力”，例如色散、非线性效应、偏振模色散等等。他用通俗易懂的语言解释了这些效应的产生机理，并配以精美的示意图，让我能够清晰地看到信号是如何从一个完美的“形状”逐渐“变形”的。 更令我惊叹的是，作者对“信号‘变形’后的‘修复’技术”进行了详尽的论述。他详细介绍了各种数字信号处理（DSP）算法在光通信中的应用，包括均衡、定时恢复、载波相位恢复等。我尤其被“基于深度学习的信号恢复”部分所吸引，作者展示了如何利用神经网络来学习信号的畸变模式，并自动地对其进行补偿，这让我感受到了人工智能在通信领域的强大潜力。 书中对“光开关与路由”的讲解也十分精彩。我一直觉得，庞大的光网络就像一个巨大的迷宫，而光开关和路由器就是其中的“导航员”，负责将数据流引导到正确的方向。作者不仅介绍了各种光开关的类型及其工作原理，还深入探讨了如何设计高效的光路由算法，以最小化网络的延迟和资源损耗。他对“软件定义光网络”（SDN）的探讨，更是让我看到了光网络智能化管理的未来。 这本书对我最大的启发在于，它让我认识到，光通信的背后，不仅仅是物理学原理，更包含了大量的信号处理和系统工程的智慧。它教会我如何从更宏观的层面去理解数据传输的挑战，以及如何运用创新的技术来克服这些挑战。对于任何想要深入了解现代通信系统，特别是光通信领域的朋友，这本书绝对是必读之作。