光調製與再生技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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武保劍 著

圖書標籤:

• 光通信
• 光調製
• 光再生
• 光縴通信
• 信號處理
• 非綫性光學
• 光電子技術
• 信息技術
• 通信工程
• 光器件

店鋪： 北京圖書大廈旗艦店

齣版社： 科學齣版社發行部

ISBN：9787030570154

商品編碼：29302479115

齣版時間：2018-05-01

基本信息

商品名稱： 光調製與再生技術	齣版社： 科學齣版社	齣版時間：2018-05-01
作者：武保劍	譯者：	開本： 16開
定價： 68.00	頁數：	印次： 1
ISBN號：9787030570154	商品類型：圖書	版次： 1

內容提要

新型光調製與全光再生將成為未來光縴通信網絡的兩大核心支撐技 術，主要涉及通信原理、物理光學、光學非綫性等專業知識。全書共分7 章，第1章簡述光縴通信的發展曆程和未來趨勢；第2～4章為光調製部分， 以光信號收發技術為基礎，從數字調製和模擬調製兩個角度梳理信息傳輸 所采用的光調製格式和復用方式，闡述光調製與解調的基本規律、具體實 現方法和相關器件結構原理；第5～7章為全光再生部分，從方案優化、器 件創新等角度探討單波長、多波長以及高階調製信號的再生技術。 本書內容較為前沿，在光縴信道容量逼近香農極限的技術背景下，對 信息的光調製／解調以及光信號的全光再生處理技術進行瞭總結，可作為光 縴通信研究方嚮的碩士和博士研究生教材和參考書，也可供從事相關技術 領域的科研人員、工程技術人員閱讀。

“光影織夢：下一代通信與信息處理的未知疆域” 前言： 在這個信息爆炸、數據洪流奔湧的時代，我們對速度、容量和連接性的需求正以前所未有的速度增長。從智能手機的每一次觸碰，到全球金融市場的瞬息萬變，再到人工智能的深度學習，這一切都離不開信息的暢通無阻。然而，我們目前所依賴的光縴通信技術，雖然已成就斐然，但其潛在的瓶頸和未來的演進方嚮，正引導著我們去探索更深層次、更具顛覆性的技術路徑。 本書《光影織夢：下一代通信與信息處理的未知疆域》並非是現有技術的詳盡記錄，也不是對“光調製與再生技術”這一具體領域的深入剖析。相反，它是一次麵嚮未來的、充滿想象力的思考。我們將暫且放下對當前技術細節的執著，一同穿越到不遠的未來，去描繪那些尚未被充分認識、但可能改變信息世界格局的技術圖景。這本書將探討那些可能與我們熟悉的“光調製與再生技術”在概念上有所關聯，卻又在根本原理、應用場景和技術範式上具有顯著差異的新興領域。它更關注的是“可能性”，是那些正在萌芽、或有望在未來綻放的技術之花，而非既已盛開的果實。 第一章：信息傳遞的量子躍遷：超越經典光學的奇點 我們習慣於用經典電磁波理論來理解光信號的傳輸，而“光調製與再生技術”正是建立在此基礎之上。然而，當信息的載體不再僅僅是光子的強度或相位，而是其內在的量子屬性時，通信的維度將徹底改變。本章將初步觸及那些超越經典光學範疇的通信方式。 糾纏態的隱秘信道： 想象一下，信息可以瞬間跨越遙遠的距離，無需信號的物理傳遞，僅僅依賴於量子糾纏粒子之間不可思議的關聯。雖然這聽起來像是科幻小說，但量子糾纏為信息傳遞提供瞭一種全新的、理論上無損且不可竊聽的可能性。我們將探討如何利用量子糾纏的特性，構建一種全新的、基於“關聯”而非“傳遞”的信息網絡，這與傳統意義上的信號調製有著本質的區彆。這種網絡並非通過改變光的物理參數來編碼信息，而是通過操縱和測量糾纏態的共享屬性來實現信息交換。 量子比特的編碼藝術： 在經典通信中，信息被編碼為二進製的0和1。但在量子世界，信息可以存在於疊加態，甚至多體糾纏態中。本章將勾勒齣利用量子比特（qubits）進行信息編碼的圖景，例如利用光子的偏振、能量狀態或其他量子自由度來錶示疊加的0和1，以及更復雜的量子信息單元。這種編碼方式的精妙之處在於，單個量子比特可以同時攜帶多重信息，極大地提升瞭信息的密度和處理效率。這並非對現有調製技術的簡單擴展，而是全新的編碼邏輯。 非馬爾可夫過程與信息熵的重塑： 傳統的通信係統在一定程度上依賴於馬爾可夫過程的假設，即係統的下一個狀態隻取決於當前狀態。然而，在量子信息係統中，曆史狀態可能扮演更重要的角色，非馬爾可夫過程成為研究的重點。我們將探討信息在非馬爾可夫信道中的傳輸特性，以及這如何影響信息的存儲、處理和恢復。這種對信息動態的理解，將徹底改變我們對“信號再生”的認知，再生可能不再是簡單地恢復衰減的信號，而是基於更復雜的曆史信息進行“推斷”和“重構”。 第二章：超越矽基的計算基石：光子邏輯的未來黎明 當前的信息處理，尤其是數字邏輯運算，主要依賴於電子在矽基半導體器件中的流動。然而，電子的高速運動伴隨著發熱和功耗的限製。當我們將計算的載體從電子轉移到光子時，信息處理將進入一個全新的領域。 光子存儲器的構想： 想象一個能夠以光速存儲和讀取信息的裝置，其存儲介質本身就是光。本章將探索構建純光子存儲器的可能性，例如利用非綫性光學效應、光誘導相變材料，或者通過操縱光子晶體結構來實現信息的“固態化”存儲。這種存儲方式的優勢在於其極高的讀寫速度和極低的能量消耗，有望打破電子存儲的性能瓶頸。這與現有的光盤存儲或光縴傳輸中的臨時緩存不同，而是將信息直接“固化”在某種能夠響應光子操作的介質中。 光子計算的並行宇宙： 如果說電子計算是串行或並行處理，那麼光子計算則有可能開啓一個“並行宇宙”。每一束光本身都可以攜帶多維度的信息，並且多束光可以同時在三維空間中進行交互，實現高度並行化的計算。本章將設想利用光子自聚焦、光子自組裝、或者通過集成化的光子芯片實現邏輯門和計算單元，從而構建齣前所未有的計算架構。這種計算範式並非是對現有邏輯門電路的模仿，而是利用光的波動性和衍射特性實現全新的計算原理。 相乾態在信息處理中的角色： 在電子計算中，我們關注的是電流的開關狀態。而在光子計算中，光的相乾性（coherence）將扮演至關重要的角色。本章將探討如何利用光子的相位信息，甚至其相乾疊加態來編碼和處理信息，從而實現比傳統二進製定點更豐富的計算功能。這種基於相位和乾涉的計算方式，將為實現模擬計算和部分量子計算提供基礎。 第三章：分布式智能與網絡的演化：信息自組織的蜂巢 我們對網絡的理解，往往停留在連接節點和傳輸數據。然而，未來的網絡可能不再僅僅是連接的管道，而是具備自主學習、自我修復和協同決策能力的智能體。 感知網絡的自適應湧現： 想象一個由無數微小傳感器組成的網絡，它們不僅能夠感知環境，還能通過局部的交互和信息交換，在全局層麵湧現齣復雜的智能行為，無需中央控製。本章將探討如何利用分布式算法和信息自組織原理，構建這種“感知網絡”，使其能夠自主地完成任務，例如環境監測、資源優化或應急響應。這種網絡並非依賴於對中心服務器的指令，而是通過節點間的分布式信息處理實現整體功能。 基於光學的分布式信譽與共識機製： 在去中心化的網絡環境中，如何建立信任和達成共識是一個巨大的挑戰。本章將初步探討是否能利用某些光學現象或光信號的傳播特性，來構建一種分布式的、無需第三方驗證的信譽或共識機製。這可能涉及到對光信號的特定統計特徵進行分析，或者利用光的不可篡改性來確保信息的真實性。這種機製的建立，將是構建下一代去中心化信息係統的關鍵。 信息流動的“生態係統”： 傳統的網絡是信息的“高速公路”，而未來的網絡可能更像一個“信息生態係統”。信息不再是被動地傳輸，而是能夠根據其重要性、時效性或關聯性，在網絡中以各種形式“流動”、“演化”甚至“繁殖”。本章將構想一種動態的信息管理模型，其中信息具有一定的“生命周期”和“行為模式”，網絡節點根據這些信息屬性進行智能的路由、過濾和存儲，實現對信息資源的最高效利用。 第四章：非綫性光學的新範式：從信號處理到信息生成 非綫性光學是“光調製與再生技術”中的重要組成部分，它揭示瞭光與介質相互作用時産生的非綫性效應。然而，本章將目光投嚮那些可能催生全新信息處理範式的非綫性應用。 光子誘導的“憶阻”現象： 某些非綫性材料在光照下可以錶現齣“記憶”特性，即其光學性質會隨著曆史光照而改變，並能保持一段時間。本章將探索如何利用這種“光誘導記憶”效應，構建能夠存儲和處理信息的非綫性光學器件，例如光子憶阻器。這種器件的優勢在於其存儲和計算功能的集成，以及對光的直接響應，有望實現低功耗、高密度的信息處理。 混沌光學與信息編碼的混沌之美： 混沌係統以其對初始條件的敏感性而聞名，這使得它們在僞隨機數生成和保密通信領域具有潛力。本章將探討如何利用混沌光學現象，例如激光器的混沌動力學，來生成高熵、難以預測的光信號，並將其作為一種新型的信息編碼方式。這種方式的特點是信息生成過程本身就具有復雜性和不可預測性，與傳統的、基於規則的調製方式截然不同。 光子神經網絡的“深度”探索： 模擬神經網絡的計算能力已經在人工智能領域展現齣巨大潛力。本章將設想構建全光子的神經網絡，其中節點的激活和連接由光信號的傳播和相互作用來模擬。這將涉及到利用非綫性光學元件構建光學神經元和突觸，實現信息在網絡中的傳播和學習。這種全光子神經網絡有望在速度和能效上超越電子模擬器。 結語： 《光影織夢：下一代通信與信息處理的未知疆域》所描繪的，是一幅幅充滿挑戰與機遇的未來圖景。本書並非對現有技術的“改進”列錶，而是對“可能性”的探索，是對信息傳遞、處理和網絡形態可能發生的革命性變革的初步構想。我們相信，真正的技術飛躍往往來自於對固有思維模式的顛覆，來自於對未知領域的無畏探索。未來的信息世界，定將因這些“未知疆域”的開發，而更加絢麗多彩。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計給我一種沉靜而專業的印象，當我翻開它，就被作者嚴謹的學術態度和紮實的專業功底所摺服。我一直對“信息的載體”如何能做到如此高效和穩定感到好奇，而這本書恰恰解答瞭我心中的疑問。 我首先被吸引的是書中關於“光信號的‘塑造’與‘編碼’”的章節。作者詳細闡述瞭各種先進的光調製格式，不僅僅是大傢熟知的ASK、FSK、PSK，還包括瞭QAM、PAM等更高階的調製方式，以及一些在特定場景下極具優勢的調製技術。他不僅講解瞭這些調製方式的原理，還深入分析瞭它們在頻譜效率、抗噪聲能力、係統復雜度等方麵的權衡。我特彆對“相乾光通信”中的調製和解調技術進行瞭深入的學習，這讓我對高頻譜效率傳輸有瞭全新的認識。 隨後，我對“信號在‘旅途’中的‘嗬護’——光信號再生”部分産生瞭濃厚的興趣。書中詳細介紹瞭各種光放大器，如EDFA（摻鉺光縴放大器）、拉曼放大器等，並分析瞭它們的增益特性、噪聲係數以及在不同網絡拓撲下的應用。更重要的是，作者深入探討瞭光再生技術，包括如何在光域完成對信號的增益、整形和定時恢復。他通過大量的仿真結果和實驗數據，清晰地展示瞭再生技術在剋服傳輸損耗和非綫性效應方麵的關鍵作用。 此外，書中對“光網絡的‘脈絡’——光傳輸係統設計”的闡述也十分精彩。作者結閤瞭大量的實際工程案例，講解瞭如何根據通信需求，設計閤理的光傳輸係統，包括光縴的選擇、光路的規劃、器件的匹配等。他甚至還討論瞭光網絡的可視化監測和故障診斷技術，這讓我認識到，一個穩定可靠的光通信網絡，需要從設計之初就考慮到方方麵麵。 總而言之，這本書為我提供瞭一個全麵而深入的視角，去理解光信號是如何被“塑造”、在傳輸過程中如何被“嗬護”，以及最終如何構建起龐大而高效的光通信網絡的。它不僅是技術手冊，更是一本關於光通信智慧的集大成之作，對於任何想要在光通信領域深耕的讀者來說，都具有極高的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是光通信領域的“百科全書”，內容之豐富、講解之透徹，讓我感覺像是打開瞭一個全新的世界。我尤其被書中關於“信號優化”的章節所吸引，作者在探討如何提高數據傳輸速率的同時，也深入挖掘瞭如何保證信號的純淨度和準確性，這一點在高速通信時代尤為重要。 他從最基礎的光譜分析講起，詳細介紹瞭各種雜散光、噪聲源的産生機製，以及它們對原始信號的乾擾。然後，作者就像一位技藝精湛的“信號調理師”，逐步展示瞭如何通過各種濾波技術、去噪算法來“淨化”信號。我特彆感興趣的是關於“自適應濾波”的部分，作者解釋瞭如何讓濾波器根據信號的實時變化來調整自身特性，從而達到最佳的去噪效果。這聽起來就像是在給信號配備一個“智能保鏢”，隨時隨地抵禦乾擾。 書中對“信號重構”的論述也讓我大開眼界。在長距離傳輸或者復雜環境中，信號難免會發生畸變，甚至齣現部分丟失。而“信號重構”技術，就好比是在信號“受傷”後，對其進行“修復”和“重建”。作者詳細介紹瞭包括判決反饋均衡、最大似然序列估計等多種高級信號處理算法，並用清晰的數學公式和流程圖來解釋它們的實現原理。他甚至還探討瞭機器學習在信號重構中的應用潛力，這讓我看到瞭該領域未來的發展方嚮。 更讓我驚喜的是，這本書並沒有局限於理論的探討，而是提供瞭大量的實例分析和應用場景。作者通過對實際通信鏈路中的噪聲模型進行建模，並運用書中介紹的技術進行仿真和驗證，嚮我們展示瞭理論與實踐的完美結閤。例如，在講述光縴通信係統中的色散補償問題時，他不僅解釋瞭色散的原理，還對比瞭各種色散補償技術（如光縴光柵、色散補償光縴等）的優劣，以及在不同場景下的最優選擇。這種接地氣的講解方式，讓我對復雜技術有瞭更直觀的理解。 總而言之，這本書的價值遠超我最初的預期。它不僅僅是一本技術書籍，更像是一位經驗豐富的導師，帶領我一步步深入光通信的奧秘。它對於我理解數據傳輸的底層機製，以及如何剋服現實中的技術挑戰，提供瞭極大的幫助。我非常推薦任何對光通信、信號處理或相關技術感興趣的讀者，都能從這本書中獲得啓發。

評分☆☆☆☆☆

這本書的開篇就讓我感受到瞭作者的功力，那種娓娓道來的敘述方式，仿佛一位經驗豐富的老者，正在嚮初學者娓娓道來一個復雜而迷人的世界。我一直對“數據的洪流”如何能在光縴中如此順暢地奔騰感到好奇，而這本書似乎給瞭我答案。 我最先著迷的是關於“光信號的‘形變’與‘復原’”的章節。作者非常細緻地分析瞭光信號在傳輸過程中會遇到的各種“不可抗力”，例如色散、非綫性效應、偏振模色散等等。他用通俗易懂的語言解釋瞭這些效應的産生機理，並配以精美的示意圖，讓我能夠清晰地看到信號是如何從一個完美的“形狀”逐漸“變形”的。 更令我驚嘆的是，作者對“信號‘變形’後的‘修復’技術”進行瞭詳盡的論述。他詳細介紹瞭各種數字信號處理（DSP）算法在光通信中的應用，包括均衡、定時恢復、載波相位恢復等。我尤其被“基於深度學習的信號恢復”部分所吸引，作者展示瞭如何利用神經網絡來學習信號的畸變模式，並自動地對其進行補償，這讓我感受到瞭人工智能在通信領域的強大潛力。 書中對“光開關與路由”的講解也十分精彩。我一直覺得，龐大的光網絡就像一個巨大的迷宮，而光開關和路由器就是其中的“導航員”，負責將數據流引導到正確的方嚮。作者不僅介紹瞭各種光開關的類型及其工作原理，還深入探討瞭如何設計高效的光路由算法，以最小化網絡的延遲和資源損耗。他對“軟件定義光網絡”（SDN）的探討，更是讓我看到瞭光網絡智能化管理的未來。 這本書對我最大的啓發在於，它讓我認識到，光通信的背後，不僅僅是物理學原理，更包含瞭大量的信號處理和係統工程的智慧。它教會我如何從更宏觀的層麵去理解數據傳輸的挑戰，以及如何運用創新的技術來剋服這些挑戰。對於任何想要深入瞭解現代通信係統，特彆是光通信領域的朋友，這本書絕對是必讀之作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，書名“光調製與再生技術”在燈光下泛著淡淡的光澤，立刻吸引瞭我。我一直對光通信領域充滿好奇，尤其是數據傳輸的效率和穩定性，而“光調製”和“再生”這兩個詞匯，在我看來，就代錶著提升這一切的關鍵技術。 翻開第一頁，就被作者嚴謹細緻的語言風格所吸引。雖然我對其中的一些專業術語尚不熟悉，但作者並沒有一開始就拋齣晦澀難懂的理論，而是循序漸進地從光的基本原理講起，比如光的波粒二象性、偏振等，這些基礎知識的講解非常清晰，就像在給我打下堅實的地基。接著，作者開始深入淺齣地介紹瞭各種光調製技術，例如幅度調製、頻率調製、相位調製，以及更復雜的正交頻分復用（OFDM）和相乾光通信中的調製方式。他對每種調製方式的原理、優缺點、適用場景都進行瞭詳盡的闡述，甚至還用到瞭很多生動的類比，比如將調製比作給信號穿上不同的“外衣”，以便在傳輸過程中更好地辨識和解讀。 更令我印象深刻的是，書中不僅關注瞭“調製”，還花瞭大量篇幅探討瞭“再生”技術。我一直覺得，長距離光信號傳輸過程中，信號的衰減和失真是一個繞不開的難題。而“再生”技術，在我理解來，就是解決這個問題的“救星”。作者詳細介紹瞭光中繼器、光再生器等關鍵設備的工作原理，以及如何通過光放大、信號整形、時鍾恢復等手段來恢復衰減和失真的信號，確保信息在傳輸過程中的完整性。他甚至還提到瞭非綫性效應在光信號傳輸中的影響，以及如何通過技術手段來抑製這些不利因素。書中對各種技術細節的深入剖析，讓我對光信號在復雜環境下的魯棒性有瞭全新的認識。 在閱讀過程中，我發現作者在描述一些復雜的光學器件和係統時，非常注重圖文結閤。書中包含大量高質量的原理圖、係統框圖和實驗示意圖，這些圖解極大地降低瞭理解的難度，讓我能夠直觀地理解抽象的概念。例如，在講解光開關和光路由器的部分，詳細的結構圖讓我清晰地看到瞭信號是如何被引導和切換的。同樣，在介紹光網絡的拓撲結構和信號流時，係統框圖也為我勾勒齣瞭一個清晰的全局圖景。這種圖文並茂的講解方式，讓原本可能枯燥的技術內容變得生動有趣，也讓我能夠更有效地記憶和消化這些信息。 雖然我還沒來得及深入研究書中的所有細節，但整體而言，“光調製與再生技術”這本書給我留下瞭深刻的印象。它不僅係統地闡述瞭光調製和再生領域的關鍵技術，而且在講解方式上也非常人性化。作者在保持學術嚴謹性的同時，盡可能地讓非專業讀者也能有所收獲，這非常難得。我相信，對於任何想要深入瞭解光通信原理，或者從事相關研究和工程工作的讀者來說，這本書都將是一筆寶貴的財富。我期待著能有更多時間，沉浸在這本書的知識海洋中，探索更多光的世界。

評分☆☆☆☆☆

當我第一次拿到這本書，它的厚度就讓我有些敬畏，但翻開書頁，我纔意識到這厚重背後蘊含的深邃知識。我一直以來都對“數據傳輸的效率瓶頸”和“如何突破這些瓶頸”感到好奇，而這本書的名字“光調製與再生技術”仿佛為我指明瞭方嚮。 我最先被吸引的是關於“多維度信號編碼”的章節。作者沒有止步於傳統的幅度、相位調製，而是將視角拓寬到更復雜的維度。他深入講解瞭偏振調製、子載波調製，以及一些更加前沿的、基於光子集成器件的多路復用技術。我尤其對“光子晶體光縴”在信號編碼方麵的應用感到新奇，書中詳細介紹瞭這種特殊光縴如何通過其獨特的結構來支持多種編碼方式，從而在有限的帶寬內實現更高的信息密度。 接著，我對“信號的健康度檢測與糾錯”部分産生瞭濃厚的興趣。在長距離通信中，信號就像一位遠行的旅人，必然會遭遇各種“風雨”。作者在這一章節中，詳細闡述瞭如何實時監測信號的各項關鍵指標，例如誤碼率、信噪比、相位噪聲等，並且如何基於這些監測結果，采取有效的糾錯措施。他不僅介紹瞭傳統的FEC（前嚮糾錯）碼，還深入探討瞭LDPC碼、Polar碼等高性能糾錯碼的原理和應用，並對比瞭它們在不同傳輸環境下的性能錶現。 此外，書中對“動態網絡管理與資源分配”的討論也讓我印象深刻。在現代光網絡中，不僅僅是單個信號的傳輸，更涉及到整個網絡資源的優化配置。作者闡述瞭如何通過智能算法，根據實時的業務需求和網絡狀態，動態地調整光路的路由、帶寬的分配，以及調製格式的選擇，從而最大化網絡的吞吐量和效率。他甚至還觸及瞭基於AI的網絡預測和優化，讓我窺見瞭未來光網絡的發展藍圖。 總的來說，這本書以其前瞻性的視角和詳實的論述，為我打開瞭一扇通往高效光通信世界的大門。它不僅提供瞭紮實的理論基礎，更展示瞭如何將這些理論應用於解決實際工程問題。對於任何想要理解和掌握下一代光通信技術的讀者而言，這本書都是一本不可或缺的寶藏。