光縴通信技術基礎 9787040305845 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳根祥 著

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040305845

商品編碼：29420554497

包裝：平裝

齣版時間：2010-11-01

基本信息

書名：光縴通信技術基礎

定價：51.00元

作者：陳根祥

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2010-11-01

ISBN：9787040305845

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.781kg

編輯推薦

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內容提要

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作為20世紀人類社會所取得的的技術成就之一，光縴通信技術已經發展成為人類嚮信息化時代邁進不可替代的重要基石，並正在經曆以光縴到戶和網絡全光化為標誌的重大技術變革。本書根據光縴通信技術的*進展和未來發展趨勢，對光縴通信所涉及的基本原理、物理概念、基礎理論和實驗技術進行瞭較為完整和深入的論述。全書大緻可以分為光縴與光波導技術基本理論、光通信器件的理論與技術、光縴通信係統與網絡技術、光縴與光縴通信係統測量及數學附錄等幾個主要的部分。內容涉及光縴通信技術的各主要方麵。為適應不同層次和不同專業讀者的學習和教學需要，上述各部分之間保持瞭相對的獨立性。為瞭使學生能夠鞏固所學知識並培養其應用所學知識解決實際問題的能力，對在研究和開發工作中具有重要應用價值的有關數值分析方法進行瞭較詳細的論述，並在每一章後配備瞭大量的基礎性和知識延伸性習題。為適應研究型教學的需要，其中部分習題屬於帶有研究性質的大型習題，可供教師組織有興趣的學生進行研討與練習。
本書是普通高等教育“十一五”*規劃教材，可作為通信工程、電子信息及應用物理類專業本科生和研究生相關課程的教材使用，也可供通信領域的科研和工程技術人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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光縴通信技術概覽 光縴通信作為現代通信的基石，以其卓越的傳輸容量、低損耗特性以及不受電磁乾擾的優勢，徹底改變瞭信息傳遞的方式。本書將深入淺齣地介紹光縴通信的核心技術，為讀者構建一個全麵而係統的知識體係，無論您是初學者還是希望深化理解的從業者，都能從中獲益。 第一部分：光縴通信的基本原理與組成 我們將從最基礎的光學原理齣發，闡述光波在介質中傳播的物理機製，以及光縴作為信息載體的獨特之處。 光在介質中的傳播： 探討光的摺射、反射、全反射等基本光學現象，這是理解光縴傳輸的基礎。我們將深入分析摺射率的概念及其對光綫路徑的影響，並引入斯涅爾定律（Snell's Law）進行量化描述。 光縴的結構與類型： 詳細介紹光縴的縴芯、包層和塗覆層等關鍵組成部分，以及不同結構（如單模光縴、多模光縴）的特點、優勢和適用場景。我們將解析為什麼單模光縴能夠實現遠距離、高速率的傳輸，而多模光縴則更適用於短距離、低成本的通信。 光信號的産生與探測： 介紹光信號的發生器，如激光器（Laser Diode, LD）和發光二極管（Light Emitting Diode, LED），分析它們的原理、光譜特性、調製能力以及在光通信係統中的選擇標準。同時，我們將探討光電探測器（Photodetector, PD）的類型，如PIN二極管和雪崩光電二極管（Avalanche Photodiode, APD），分析它們的響應速度、量子效率和噪聲特性，以及如何將接收到的光信號轉化為電信號。 光縴通信係統的組成： 勾勒齣光縴通信係統的整體架構，包括發送端、傳輸介質（光縴）和接收端。我們將簡要介紹光收發模塊、光放大器、光開關等關鍵器件在係統中的作用，為後續深入學習打下基礎。 第二部分：光縴中的信號傳輸與衰減 本部分將聚焦於光信號在光縴中的實際傳播過程，深入分析影響傳輸質量的關鍵因素。 光信號的衰減： 詳細闡述光信號在光縴中傳輸時不可避免的衰減現象。我們將分析主要的衰減機製，包括： 吸收損耗： 由光縴材料本身的吸收以及雜質（如羥基離子OH-）引起的能量損失。我們將解釋不同波長下吸收損耗的差異，並介紹如何通過選擇閤適的光縴材料和製造工藝來降低吸收損耗。 散射損耗： 主要包括瑞利散射（Rayleigh Scattering）和米氏散射（Mie Scattering）。瑞利散射是由於介質內部密度和摺射率的微小不均勻性引起的，其損耗隨波長的四次方成反比。米氏散射則與大於光波長的粒子或缺陷有關。我們將重點分析瑞利散射對長波長傳輸的影響，以及如何通過優化光縴製造來減小其效應。 彎麯損耗： 由光縴的宏觀彎麯（Macrobending）和微觀彎麯（Microbending）引起。宏觀彎麯是指光縴的麯率半徑過大，導緻部分光綫無法被全反射而泄漏齣去。微觀彎麯則是由光縴外部的壓力或不均勻性導緻局部變形，從而引起光綫泄漏。我們將討論不同彎麯半徑對損耗的影響，以及在實際布綫中應注意的事項。 光信號的色散： 詳細解釋色散（Dispersion）對光信號傳輸的影響，即不同波長或不同模式的光信號在光縴中傳播速度不一緻，導緻信號脈衝展寬，最終可能導緻碼間乾擾（Inter-Symbol Interference, ISI）。我們將深入分析幾種主要的色散類型： 材料色散（Material Dispersion）： 由於光縴材料的摺射率隨波長變化而引起。我們將介紹不同材料的色散特性，以及如何通過選擇閤適的材料組閤來優化色散性能。 波導色散（Waveguide Dispersion）： 由於光縴結構（縴芯和包層界麵）對不同模式光波導引作用不同而引起。我們將分析波導色散與光縴結構參數（如縴芯直徑、摺射率差）的關係，以及如何通過設計光縴結構來補償材料色散。 模式色散（Modal Dispersion）： 僅存在於多模光縴中。由於不同模式的光綫在光縴中傳播路徑長度不同，導緻到達接收端的時間不同。我們將解釋模式色散是限製多模光縴傳輸速率和距離的主要因素，並介紹如何通過漸變摺射率光縴來減小模式色散。 色散補償技術： 介紹用於緩解和補償光縴色散的各種技術，包括： 色散位移光縴（Dispersion-Shifted Fiber, DSF）和零色散位移光縴（Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber, NZDSF）： 分析這些特種光縴的設計原理和色散特性，以及它們如何將零色散或低色散波長範圍移至通信波段。 色散補償光縴（Dispersion Compensating Fiber, DCF）： 介紹DCF的工作原理，其具有較大的負色散特性，能夠有效補償傳輸光縴的正色散。 光柵、棱鏡等光學器件： 簡要介紹這些器件在特定應用場景下的色散補償作用。 電子補償技術： 介紹在高階調製格式或高速率傳輸中，利用電子信號處理技術進行色散補償的可能性。 第三部分：光縴通信係統的關鍵器件與技術 本部分將聚焦於實現高效、可靠光信號傳輸的關鍵器件和先進技術。 光調製與解調： 深入研究光信號的調製技術，如何將電域的數字信息編碼到光載波的參數（如強度、相位、頻率）上。我們將詳細介紹： 強度調製（Intensity Modulation, IM）： 分析直接調製和外調製方式，以及它們的特點和應用。 相位調製（Phase Modulation, PM）與頻率調製（Frequency Modulation, FM）： 介紹這些調製方式的原理和優勢，以及在相乾光通信中的重要性。 高級調製格式： 簡要介紹正交頻分復用（OFDM）等在光通信領域應用的先進調製技術。 光解調技術： 介紹相乾檢測、非相乾檢測等解調方式，以及它們如何從接收到的光信號中恢復原始信息。 光放大器（Optical Amplifier）： 闡述光放大器在剋服光信號衰減、延長傳輸距離中的關鍵作用。我們將重點介紹： 摻鉺光縴放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA）： 詳細介紹EDFA的工作原理、增益特性、噪聲指數以及其在1550nm波段的廣泛應用。 半導體光放大器（Semiconductor Optical Amplifier, SOA）： 分析SOA的結構、工作原理、增益特性以及其在一些特定場景下的優勢。 拉曼放大器（Raman Amplifier）： 介紹拉曼放大器的原理，以及其在大功率傳輸和遠程通信中的應用潛力。 光開關與復用/分插技術： 光開關（Optical Switch）： 介紹不同類型光開關（如MEMS光開關、熱光開關）的工作原理，以及它們在光網絡中的路由、保護和動態配置方麵的應用。 波分復用（Wavelength Division Multiplexing, WDM）： 深入講解WDM技術，如何利用不同波長的光信號在同一根光縴中獨立傳輸，從而大幅提高光縴的傳輸容量。我們將詳細介紹： 密集波分復用（Dense WDM, DWDM）： 分析DWDM的關鍵技術，如高密度波長間隔、精密的光濾波器、可調諧激光器等，以及它在長距離、大容量傳輸中的核心地位。 粗波分復用（Coarse WDM, CWDM）： 介紹CWDM的特點，如較寬的波長間隔、較低的成本，以及其在接入網和區域網中的應用。 光復用器（Multiplexer, MUX）與光分插復用器（Add-Drop Multiplexer, ADM）： 介紹這些器件在WDM係統中實現信號的閤波、分波以及在傳輸路徑中插入或提取特定波長信號的功能。 第四部分：光通信網絡與發展趨勢 在掌握瞭光縴通信的基礎原理和關鍵技術後，本部分將帶領讀者瞭解光縴通信如何構建起龐大的通信網絡，並展望未來的發展方嚮。 光通信網絡的拓撲結構： 介紹各種常見的網絡拓撲，如點對點、總綫型、環形、星型等，以及它們在光網絡設計中的優缺點。 光網絡架構： 討論不同的光網絡架構，如無源光網絡（Passive Optical Network, PON）及其在寬帶接入中的應用，以及麵嚮服務的動態光網絡（Optical Network on Demand）。 光縴到戶（Fiber to the Home, FTTH）與寬帶接入： 闡述FTTH技術的優勢，以及它如何為用戶提供超高速的互聯網接入體驗。 新興光通信技術與應用： 展望光通信領域的未來發展，包括： 相乾光通信（Coherent Optical Communication）： 介紹相乾通信技術如何通過調製和解調光信號的相位和偏振，極大地提升瞭頻譜效率和傳輸速率。 可見光通信（Visible Light Communication, VLC）： 探索利用可見光作為通信媒介的可能性及其潛在應用。 量子通信與光通信的結閤： 探討量子密鑰分發（QKD）等量子技術與現有光縴通信基礎設施的融閤。 人工智能在光網絡中的應用： 分析AI如何賦能光網絡的優化、管理和故障預測。 光通信的未來挑戰與機遇： 討論未來光通信領域可能麵臨的技術瓶頸，如超高速傳輸的功耗問題、網絡智能化等，以及由此帶來的發展機遇。 本書力求以清晰的邏輯、嚴謹的論述和豐富的實例，幫助讀者全麵掌握光縴通信技術，理解信息時代高速、可靠通信的奧秘，並為相關領域的研究與實踐提供堅實的理論基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就給我一種嚴謹而又不失親和的感覺，銀灰色為主調，搭配著縴細的光纜圖案，仿佛在訴說著信息傳輸的奧秘。拿到手裏，紙張的質感相當不錯，厚實且略帶光澤，翻閱時不會有那種廉價的沙沙聲。內容方麵，我關注的是它如何將相對抽象的光縴通信原理，通過通俗易懂的方式呈現齣來。比如，在講到光信號的調製解調時，我希望看到作者能用一些貼近生活的比喻，例如將光信號比作聲音的波形，通過不同的編碼方式傳輸信息，這樣即使是對光縴通信一無所知的新手，也能在腦海中勾勒齣一個大概的輪廓。同時，我也期待書中能夠對不同類型光縴的特性進行詳細的介紹，比如單模光縴和多模光縴在傳輸距離、帶寬上的差異，以及它們各自適閤的應用場景。這有助於讀者在未來遇到相關問題時，能夠迅速定位到問題的根源。另外，對於光縴的製造工藝和連接技術，我也希望能夠有更深入的探討，瞭解光信號如何在物理層麵實現高效傳輸，以及其中蘊含的工程智慧。總的來說，我希望這本書能夠成為我進入光縴通信領域的一塊堅實的敲門磚，讓我對這個充滿活力的行業有一個全麵的初步認識，為我後續的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我在選擇技術類書籍時，非常看重其理論的深度和知識的廣度。《光縴通信技術基礎》這本書，我希望它能填補我在一些技術細節上的空白。比如，在信號傳輸的物理層麵，對光縴的摺射率分布、模場直徑、色散效應（包括材料色散和波導色散）等關鍵參數的講解，是否能夠做到既有理論的嚴謹性，又不至於過於晦澀難懂？我希望能看到作者如何將這些抽象的物理概念與實際的傳輸性能聯係起來。另外，對於光縴通信係統中的各種組件，如光放大器（EDFA、拉曼放大器等）、光開關、光復用器/解復用器等，它們各自的工作原理、關鍵技術指標以及在不同通信係統中的作用，是否能夠有詳盡的介紹？我期望書中能提供一些關於係統設計的考量，例如如何根據傳輸距離、速率要求等因素，選擇閤適的光縴類型和傳輸器件。此外，如果書中能夠涉及到一些光縴通信的標準化和行業規範，那將是非常寶貴的補充，能夠幫助讀者瞭解整個行業的生態。

評分☆☆☆☆☆

當提到“基礎”兩個字時，我首先想到的是這本書應該能夠為我提供一個紮實的入門知識體係。我特彆希望它能清晰地梳理齣光縴通信從最基本的原理到核心技術的演進脈絡。這意味著，對於光縴的結構，比如縴芯、包層、塗覆層等，以及它們各自的功能，應該有非常直觀的解釋。我設想，如果能通過一些動畫或生動的圖解來展示光在光縴中的全反射原理，那將是極好的。再者，對於光信號的編碼和解碼技術，如何將數字信息轉化為光信號，以及在接收端如何將其還原，這中間的轉換過程，我希望能夠得到詳細的說明。比如，NRZ、RZ、PAM4等編碼格式的區彆和優劣，以及它們在提高傳輸速率方麵的作用，都值得深入探討。我希望這本書能夠讓我理解，光縴通信是如何在物理限製下，不斷突破速度和容量的瓶頸，成為信息時代不可或缺的通道。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對現代通信技術有著濃厚興趣的愛好者，我特彆關注那些能夠將復雜技術原理“落地”的書籍。《光縴通信技術基礎》這本書，在我看來，它最吸引我的地方在於能否清晰地解析光縴通信在實際應用中的各個環節。我希望書中能夠詳細闡述光信號的産生、傳輸、接收以及處理的全過程。例如，在講述光源部分時，激光器和LED作為兩種主要的光源，它們的工作原理、光譜特性以及在光縴通信中的優劣勢，是否能夠被深入淺齣地講解？我設想，如果能輔以一些相關的圖示和簡化的數學模型，會大大降低理解的門檻。此外，對於光縴的損耗問題，如吸收損耗、散射損耗、彎麯損耗等，我也希望能看到作者對這些損耗機製的細緻分析，以及如何通過技術手段來抑製和補償這些損耗，以保證信號的質量和傳輸距離。再者，連接器和耦閤器的作用，它們如何實現光縴與光縴之間、光縴與器件之間的精確對接，這些細節也至關重要。我期待這本書能夠提供足夠的信息，讓我理解為什麼光縴通信能成為現代高速數據傳輸的基石，並對其未來的發展趨勢也能有所洞察。

評分☆☆☆☆☆

我一直對信息傳輸的速度和效率充滿好奇，《光縴通信技術基礎》這本書，我希望它能讓我一窺現代通信的“超能力”是如何實現的。在我看來，要理解這一點，就必須深入到光縴通信的各個“單元”是如何協同工作的。例如，光源的穩定性、光信號的功率以及如何進行精確的調製，這直接影響到信號的質量。我設想，作者能否用一些通俗的語言來解釋為什麼需要使用激光器，以及激光的特殊性質如何適應光縴通信的需求。另外，在信號傳輸的過程中，如何對抗環境因素對信號的影響，比如溫度變化、外部乾擾等，書中是否會提及一些抗乾擾和信號增強的技術？對於光信號的檢測，我期待能夠瞭解不同類型的光電探測器的原理和性能指標，以及它們如何在高頻下準確捕捉到微弱的光信號。總而言之，我希望這本書能讓我明白，光縴通信不僅僅是將光傳輸過去那麼簡單，它背後是一整套精密的工程技術和物理原理的綜閤運用。