光纤通信原理第二版 袁国良著 9787302263319 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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袁国良著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302263319

商品编码：29416474028

包装：平装

出版时间：2012-05-01

图书基本信息
图书名称	光纤通信原理第二版
作者	袁国良著
定价	29.50元
出版社	清华大学出版社
ISBN	9787302263319
出版日期	2012-05-01
字数
页码
版次	2
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.640Kg

内容简介

《21世纪高等学校规划教材·电子信息：光纤通信原理（第2版）》主要介绍光纤通信的原理及其发展；光纤通信的物理学基础；光纤的传输理论和特性；光源和光电检测器的结构与工作原理；光发射机和光接收机，光缆和光纤通信器件；光纤通信系统的构成、性能和设计；系统性能的提高，包括光放大和色散补偿技术、光波分复用技术、相干光通信、光孤子通信等；光纤通信的基本实验。 　　本书力求从基础知识出发，深入浅出、循序渐进，以方便读者阅读。本书可以作为高等学校本科生和研究生的教材，也可以作为从事光纤通信的科研人员、工程技术人员和其他相关人员的参考书。

作者简介

目录

编辑推荐

本书力求从基础知识出发，循序渐进、由浅入深，对光纤通信原理进行全面的介绍。 注重可读性和实用性，提供PPt课件，习题解答。 本书可以满足对高等学校信息与通信工程专业本科生和研究生的教学需要，也可供相关专业的学生学习，同时可供从事该领域工作的广大科研与工程技术人员参考。

文摘

序言

光学世界的奇妙之旅：探索光纤通信的奥秘 人类对信息传递的追求从未停止。从烽火狼烟到电报电话，每一次技术的革新都极大地拓展了人类交流的边界。而今天，我们正身处一个信息爆炸的时代，大数据、云计算、人工智能、物联网等前沿技术的发展，都离不开高速、大容量信息传输的支撑。在这个浪潮中，光纤通信技术以其独特的优势，扮演着不可或缺的角色，它如同现代社会的信息动脉，将世界紧密地连接在一起。 本书将带领读者踏上一段深入探索光纤通信原理的旅程，揭示隐藏在“光”背后的奥秘。我们将从光的基本性质出发，理解光是如何被引导、控制和调制，最终实现信息的传递。这不是一本枯燥的技术手册，而是一次思维的拓展，一次对物理世界深刻理解的实践。 第一章：光，通信的载体 在漫长的物理学探索史上，光的研究占据着举足轻重的地位。它既是波动，又是粒子，这种二象性是理解光与物质相互作用的基础。本章将从光的本质开始，回顾经典的光学理论，如惠更斯原理和麦克斯韦方程组，它们为我们理解光的传播和行为奠定了坚实的基础。 接着，我们将聚焦于在光纤通信中扮演核心角色的“光波”。理解光的频率、波长、相位以及偏振等关键参数，对于设计和分析光纤通信系统至关重要。例如，不同颜色的光（即不同的波长）可以承载不同的信息，这便是波分复用（WDM）技术的基础。我们还会探讨光的干涉和衍射现象，它们不仅是基础光学实验的重要内容，也与光纤中的光信号传播有着微妙的联系。 此外，本章还将简要介绍激光器的基本原理。激光作为一种高度相干、单色性极强、方向性好的光源，是光纤通信系统中不可或缺的“信使”。了解激光器的工作机制，将有助于我们理解为何它能如此高效地将信息编码并注入光纤。 第二章：光纤，信息的通道 光纤，这个看似纤细透明的丝线，却是信息传输的“高速公路”。本章将深入剖析光纤的结构、材料以及最重要的——光在其中的传播机制。 我们首先会了解光纤的基本构成，通常由纤芯和包层组成，它们具有不同的折射率。正是这种折射率的差异，使得光信号能够在光纤内部发生全反射，从而沿着光纤前进，极大地减少了信号的损耗。我们将详细讲解全反射的物理原理，并分析导致全反射的条件，例如入射角和折射率的对比。 接着，我们会探讨光纤的两种主要类型：多模光纤和单模光纤。多模光纤允许光以多种模式（路径）传播，但容易产生模式色散，限制了传输距离和速率。而单模光纤的纤芯非常细，仅允许光以一种模式传播，有效克服了模式色散，是长距离、高速通信的首选。我们将对比这两种光纤的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。 除了结构，光纤的材料特性也至关重要。我们将讨论构成光纤的石英玻璃等材料的纯度要求、折射率控制以及制造工艺。这些因素直接影响着光纤的传输损耗、色散特性以及抗环境干扰能力。 第三章：光信号的产生与编码 光纤通信的本质是将电信号转化为光信号进行传输，并在接收端再将光信号还原为电信号。本章将聚焦于光信号的产生和编码过程。 我们将从电信号如何驱动光源发光开始。在这个过程中，电信号的特点（如幅度、频率、相位）将被转化为光信号的相应特性。我们将详细介绍半导体发光器件，如发光二极管（LED）和激光二极管（LD），它们是将电信号转化为光信号的关键元件。我们将分析它们的结构、工作原理、性能参数以及选择依据。 随后，我们将探讨信号的调制技术。调制是将信息加载到载波（光信号）上的过程。我们将介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等基本调制方式，以及在光纤通信中更常用的数字调制技术，如幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）等。这些技术决定了单位时间内能够传输多少信息量。 了解信号的编码方式也至关重要。我们将探讨一些常用的信源编码和信道编码技术，如香农编码、哈夫曼编码、海明码、卷积码、LDPC码等。这些编码技术能够有效地压缩信息冗余、纠正传输过程中可能出现的错误，从而提高通信的可靠性和效率。 第四章：光信号的传输与损耗 光信号在光纤中传输并非一帆风顺，它会受到多种因素的影响，导致信号的衰减和失真。本章将深入剖析光信号在光纤中的传输过程，以及影响传输性能的关键因素。 我们将详细分析光纤传输中的两种主要损耗：吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是由于光纤材料对光能的吸收所致，而散射损耗则是由于材料内部的不均匀性导致光发生散射。我们将探讨不同波长下的吸收和散射特性，以及为何存在“光窗”——即特定波长范围，其损耗较低，适合作为通信的载波。 除了损耗，色散也是限制光纤传输性能的重要因素。我们将讲解三种主要的色散：材料色散、波导色散和模式色散。材料色散是由于不同波长的光在材料中的传播速度不同引起的；波导色散是由于光在纤芯和包层界面传播时，其能量分布与波长的关系导致的；而模式色散（主要存在于多模光纤中）则是由于不同传播模式的光在光纤中传播速度不同引起的。我们将分析这些色散的成因，以及它们如何导致信号脉冲展宽，限制了传输速率和距离。 为了克服损耗和色散的影响，光纤通信系统中引入了各种技术。我们将介绍光放大器（如掺铒光纤放大器EDFA）和光再生器等设备，它们能够周期性地放大和修复衰减的光信号，从而实现超长距离的传输。 第五章：光信号的接收与解调 当光信号历经长途跋涉抵达接收端时，需要通过一系列精密的设备将其还原为可用的电信号。本章将聚焦于光信号的接收和解调过程。 我们将介绍光电探测器的基本原理。光电探测器是光信号的“眼睛”，它能够将接收到的光信号转化为电信号。我们将讲解两种主要的探测器：光电二极管（PD）和雪崩光电二极管（APD）。我们将分析它们的结构、工作机制、响应速度、量子效率以及灵敏度等关键参数，并对比它们的优缺点。 接着，我们将探讨光信号的解调过程。解调是调制过程的逆过程，即将加载在光信号上的信息提取出来。我们将介绍与前文调制技术相对应的解调方法，例如相干解调、非相干解调、同步解调等。这些解调技术需要精确地同步光源和接收端的时钟，以确保准确地恢复原始信息。 此外，我们还将讨论接收端可能遇到的噪声问题，如散粒噪声、热噪声等，以及如何通过设计和优化来降低这些噪声的影响，提高信噪比。 第六章：光纤通信系统的组成与发展 光纤通信并非仅仅是光纤本身，而是一个复杂而庞大的系统工程。本章将从宏观层面介绍光纤通信系统的整体架构，并展望其未来的发展趋势。 我们将分解一个典型光纤通信系统的各个组成部分，包括光源、传输介质（光纤）、光放大器、光开关、复用/解复用器、光电探测器、以及相关的电子设备和控制系统。我们将分析这些组件如何协同工作，构成一个完整的信息传输链路。 我们将重点介绍多种复用技术，例如时分复用（TDM）、频分复用（FDM）和波分复用（WDM）及其更先进的形式——密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）。这些技术是实现光纤通信大容量传输的关键。 最后，我们将展望光纤通信技术的未来发展方向。这包括朝着更高传输速率、更长传输距离、更低损耗、更低成本以及更智能化的方向发展。例如，相干光通信、空分复用、人工智能在光网络管理中的应用，以及下一代光网络架构（如光子集成电路）的探索，都将是未来光纤通信领域的重要看点。 通过对光纤通信原理的深入剖析，我们希望读者能够深刻理解这项改变世界的技术，并对信息时代的未来发展充满期待。光，作为宇宙中最神秘也最强大的能量形式之一，在人类智慧的引导下，正以前所未有的速度和广度，编织着连接世界的神经网络。

评分☆☆☆☆☆

我最欣赏这本书的一点在于，它不仅仅局限于理论的讲解，更注重理论与实际应用的结合。作者在各个章节中都穿插了大量的工程实例和应用场景，让我能够看到书本上的理论是如何在现实世界中发挥作用的。例如，在讲解光调制解调技术时，书中就详细介绍了不同调制方式在实际光通信系统中的应用优劣，以及如何根据具体需求选择最合适的方案。这种将理论知识与工程实践紧密结合的写法，对于我这样希望将所学知识应用于实际工作的读者来说，非常有价值。它让我明白，学习光纤通信不仅仅是为了理解那些抽象的公式和模型，更是为了能够运用这些知识去解决实际工程中的问题，去设计和优化通信系统。这本书就像一位经验丰富的工程师，在分享他在实践中积累的宝贵经验，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

初次接触这本书，我被它在概念阐述上的深度和广度深深吸引。作者并没有仅仅停留在对基础知识的罗列，而是深入浅出地剖析了光纤通信系统中的每一个关键环节，从光信号的产生、传输到接收，再到各种影响传输质量的因素，都进行了详尽的论述。我尤其欣赏作者在解释复杂物理原理时所采用的比喻和类比，这使得原本晦涩难懂的概念变得生动形象，易于理解。举例来说，在讲解光纤中的损耗机制时，作者运用了生活化的场景来比喻，让我能够更直观地感受到各种损耗对信号的影响程度。而且，书中穿插的许多图表和示意图，更是起到了画龙点睛的作用，将抽象的理论可视化，极大地提升了阅读的效率和理解的深度。即使是对于那些在光纤通信领域涉足不深的读者，也能通过这些图示，快速抓住核心要点。这充分说明了作者在教学和沟通方面的功力，能够有效地将复杂的科学知识传递给更广泛的受众。

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量相当不错，纸张的触感温润，字迹清晰，翻阅起来让人心情愉悦。虽然我个人的阅读习惯更偏爱电子书带来的便捷，但对于一本经典的技术类书籍，一本装帧精美的实体书似乎更能体现其价值。封面设计简洁大方，书名和作者信息一目了然，整体散发着一种严谨而专业的学术气息。我特别留意了它的装订方式，感觉非常牢固，即使经常翻阅，也不必担心散页的问题。这一点对于需要频繁查阅资料的技术人员来说，无疑是一个重要的考量因素。而且，书本的尺寸也比较适中，放在书架上不会显得过于突兀，摆在书桌上阅读时也不会感到笨重。我甚至注意到书本的页边距也设计得很合理，留有足够的空间供读者做笔记，这点小细节也体现了出版方的用心。总而言之，从这本书的实体呈现来看，它确实是一本用心制作的书籍，让人在接触它的第一刻起，就对其内容充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的论述风格非常严谨，每一个论点都建立在扎实的理论基础之上，并且提供了充足的数学推导和公式证明。对于我这种习惯于追根溯源的读者来说，这种严谨性是至关重要的。在阅读过程中，我发现作者在讲解每一个概念时，都会先给出其物理背景和数学模型，然后逐步推导出相关的公式和结论。这种层层递进的讲解方式，不仅能够帮助读者建立起清晰的逻辑框架，更能让他们深刻理解每一个公式的含义以及它们是如何服务于整体理论的。我特别喜欢作者在推导复杂公式时，会对每一步的含义和作用进行详细的解释，避免了生硬的数学堆砌。这种细致入微的讲解，极大地减轻了阅读的负担，也让我能够更自信地进行相关的计算和分析。对于从事研发或者需要进行深入理论研究的工程师和学生来说，这本书无疑是一个宝贵的参考资料，能够为他们的工作提供坚实的理论支撑。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于初学者来说，可能存在一定的挑战性，但对于那些已经具备一定基础，或者对光纤通信有强烈学习意愿的读者而言，它绝对是一本值得深入研读的佳作。作者在内容的组织上，遵循了由浅入深、循序渐进的原则，但某些章节的技术深度和理论密度确实较高。这要求读者需要投入足够的时间和精力去消化吸收。我自己在阅读过程中，也曾多次停下来回顾之前的章节，或者查阅一些相关的辅助资料，以确保自己能够完全理解每一个概念。然而，正是这种一定的“门槛”，恰恰保证了这本书的学术价值和深度。它不是一本能够让你“一目十行”读完的书，而更像是一本需要你沉下心来，细细品味，反复琢磨的书。一旦你克服了初期的困难，你会发现自己在这个领域获得了长足的进步，并且能够以更专业的视角去理解和分析光纤通信的各种现象。