光縴通信技術基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳根祥 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 光縴技術
• 通信原理
• 信息傳輸
• 光電子技術
• 網絡工程
• 通信工程
• 物理層
• 光器件
• 信號處理

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040305845

商品編碼：29692241577

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

售價：34.7元,便宜16.3元,摺扣68

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：

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版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.781kg

編輯推薦

內容提要

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

篇 光縴技術基礎
章 引論
1.1 電通信技術的發展
1.2 光通信的必要性及其技術基礎
1.3 光縴通信技術的曆史、現狀 與未來
習題
第2章 電磁理論基礎
2.1 電磁現象的普遍規律
2.2 電磁場波動方程與電磁波
2.3 電磁場的能量與能流
2.4 光的反射與摺射
習題
第3章 一維平麵光波導
3.1 一維平麵光波導及其幾何光學分析
3.2 一維平麵光波導的波動理論分析
3.3 若乾重要概念及其內涵
3.4 數值方法
習題
第4章 光縴模式理論
4.1 光縴基本結構與分類
4.2 縱嚮均勻光波導中場的縱橫關係
4.3 階躍光縴的嚴格矢量解
4.4 階躍型弱導光縴的標量近似理論
4.5 無界拋物型摺射率分布弱導光縴
4.6 光波導中模式的普遍性質
4.7 近似方法
4.8 單模光縴
習題
第5章 光縴色散
5.1 光縴色散的來源
5.2 單模光縴的色散
5.3 單模光縴中的光信號傳輸
5.4 偏振模色散
習題
第6章 光縴的非綫性光學特性
6.1 光縴中光學非綫性的一般理論描述
6.2 自相位調製
6.3 交叉相位調製
6.4 四波混頻
6.5 受激非彈性散射
6.6 光縴中的光學孤立子
6.7 數值分析方法
習題
第7章 光縴製造技術與光纜
7.1 光縴製造技術
7.2 光纜
7.3 光縴損耗
7.4 光縴的主要類型與技術規範
7.5 特種光縴及其製造
習題
第8章 基本光縴器件
8.1 分波／閤波器件
8.2 耦閤波導理論
8.3 熔燒拉錐型光縴耦閤器技術
8.4 光縴接續技術與光縴連接器
8.5 光隔離器、環形器和衰減器
習題
第9章 光學濾波器
9.1 fabry-perot濾波器
9.2 介質膜濾波器
9.3 hibi光縴sagnac環濾波器
9.4 mach-zender型濾波器
9.5 光縴光柵
習題
0章 光縴放大器
10.1 光放大器的發展曆程
10.2 輻射躍遷過程的物理基礎
10.3 摻鉺光縴放大器
10.4 edfa的動態模型與數值化方法
10.5 放大器噪聲
10.6 光縴raman放大器
10.7 fra的噪聲特性
習題
1章 半導體光電子器件
11.1 半導體的光電子學特性
11.2 型雙異質結構激光器
11.3 動態單縱模激光器
11.4 發光二極管
11.5 半導體光放大器
11.6 半導體光電檢測技術
11.7 光電檢測噪聲
習題
第三篇 光縴通信係統和網絡
2章 光縴傳輸係統
12.1 光縴傳輸係統的基本組成
12.2 光發送機組件
12.3 光接收機組件
12.4 光放大器噪聲及其級聯
12.5 色散調節技術
12.6 光縴傳輸係統設計
12.7 光縴傳輸係統性能評估
習題
3章 光縴通信網
13.1 通信網的拓撲結構與分類
13.2 準同步數字體係
13.3 同步數字體係
13.4 異步傳遞模式
13.5 互聯網協議
13.6 光縴通信網的管理、保護與恢復
習題
4章 全光網技術及其發展
14.1 引言
14.2 通信網絡的發展過程
14.3 全光網絡中的傳輸技術
14.4 無源光網絡
14.5 光傳送網
14.6 自動交換光網絡
14.7 全光網的網絡管理
14.8 全光網絡的安全問題
習題
第四篇 光縴與光縴通信係統測量
5章 光縴測量技術
15.1 光功率計
15.2 光縴幾何參數的測量
15.3 光縴衰減測量
15.4 光縴色散的測量
15.5 光縴偏振特性的測量
15.6 光縴的機械特性和強度測試
15.7 光時域反射計
習題
6章 光縴通信係統性能的測量與監控
16.1 光接收機靈敏度和動態範圍的測量
16.2 光縴通信係統誤碼率和功率代價的測量
16.3 眼圖及其測量
16.4 光譜分析儀
16.5 光縴通信係統的在綫監測技術
習題
附錄
附錄1 矢量分析和場論
附1.1 矢量的基本運算法則
附1.2 矢量場和標量場
附1.3 三維正交麯綫坐標係
附錄2 bessel函數
附2.1 整數階bessel方程及其解
附2.2 bessel函數的性質
附2.3 整數階的變形bessel方程及其解
附2.4 變形bessel函數的性質
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《光電耦閤器原理與應用》 內容簡介 本書深入剖析瞭光電耦閤器的核心原理、關鍵技術與廣泛應用，為讀者構建瞭一個全麵而係統的知識體係。從基礎的光電器件模型齣發，逐層深入到光電耦閤器的內部結構、工作機製、性能參數的解讀，並係統地介紹瞭各類光電耦閤器的選型原則、設計方法以及在實際工程中的應用技巧。本書旨在幫助讀者深刻理解光電耦閤器這一關鍵電子元器件，掌握其在信號隔離、電平轉換、脈衝傳輸等方麵的強大功能，從而在電子係統設計、電力電子、工業自動化、通信等領域遊刃有餘。 第一章 引言 本章首先對光電耦閤器進行宏觀介紹，闡述其誕生的背景、發展曆程以及在現代電子技術中的重要地位。我們將追溯光電器件的起源，理解半導體 PN 結的發光與感光特性，為後續深入探討光電耦閤器的原理奠定基礎。接著，本章將概覽光電耦閤器的基本構成——發光端和受光端，並初步介紹它們之間的“光”橋梁作用。最後，本章會簡要提及光電耦閤器在電子係統中的核心價值，例如實現電氣隔離、防止噪聲乾擾、保護敏感電路等，為讀者建立學習興趣和目標。 第二章 光電耦閤器的基本原理 本章是本書的核心，將對光電耦閤器的內部工作機製進行詳細的闡述。 發光原理： 重點介紹發光二極管（LED）的發光機理，包括 PN 結的特性、載流子復閤發光過程、發光效率的影響因素（如材料、摻雜濃度、外加電壓等）。我們將深入探討不同類型 LED 的發光特性，以及如何通過控製驅動電流來調節輸齣光強。 受光原理： 詳細介紹光電探測器（如光電二極管、光電三極管、光電達林頓等）的感光原理。分析光子激發電子-空穴對的産生過程，以及如何將光信號轉換為電信號。對於光電二極管，我們將解析其響應速度、靈敏度和暗電流等關鍵參數。對於光電三極管，我們將重點講解其內部的放大作用，以及輸齣電流與輸入光強的關係。 光信號的傳輸與耦閤： 重點闡述發光端發齣的光如何穿透內部介質（通常是透明的樹脂或玻璃）並被受光端接收。我們將分析光傳播的路徑、損耗以及不同封裝結構對光耦閤效率的影響。同時，本章還將引入“隔離電壓”的概念，解釋光電耦閤器是如何通過“光”來實現電氣隔離的，這是其最重要的應用基礎。 第三章 光電耦閤器的關鍵性能參數與測量 本章將聚焦於理解和評估光電耦閤器的性能，為實際選型和應用提供依據。 傳輸比（CTR）： 這是光電耦閤器最重要的參數之一，定義為輸齣端電流與輸入端電流之比。我們將詳細解析 CTR 的影響因素，如 LED 的正嚮電流、溫度、受光器的增益等，並講解 CTR 的頻率特性。 隔離電壓（Viso）： 強調隔離電壓在電氣安全和抗乾擾中的重要性。我們將解釋不同測試條件（如 AC、DC、短時）下的隔離電壓含義，以及隔離電壓與封裝材料、內部結構的關係。 輸入與輸齣特性： 分析 LED 的正嚮電壓-電流特性，以及光電三極管的集電極電流-光照度（或輸入電流）特性。本章還將介紹輸齣端的飽和電壓、截止電流等關鍵參數。 響應速度（開關速度）： 講解光電耦閤器在信號傳輸中的延遲時間，包括輸入信號上升/下降時間、輸齣信號延遲等。我們將分析影響響應速度的因素，如器件本身的寄生電容、載流子壽命等。 其他重要參數： 涵蓋共模抑製比（CMR）、漏電流、溫度特性、工作電壓範圍、功耗等，並介紹這些參數在不同應用場景下的重要性。 測量方法： 介紹常用的光電耦閤器參數測量儀器和電路，指導讀者如何進行實際的參數測試和評估。 第四章 常見光電耦閤器的種類與特點 本章將係統介紹市場上常見的幾類光電耦閤器，分析它們的內部結構、工作原理及各自的優缺點。 光電二極管輸齣型： 介紹這類耦閤器的基本結構，重點解析其快速響應的特點，適用於高速信號傳輸場閤。 光電三極管輸齣型： 詳細闡述光電三極管的內放大作用，使其輸齣電流遠大於輸入光電流，適用於對電流放大有需求的場閤。 光電達林頓輸齣型： 講解達林頓結構帶來的更高增益，適用於對驅動能力要求極高的場閤。 AC 輸入型光電耦閤器： 介紹利用反並聯 LED 或橋式整流等技術實現的交流輸入特性，適用於交流信號的隔離。 綫性輸齣型光電耦閤器： 重點介紹這類耦閤器的綫性傳輸特性，適用於模擬信號的隔離和放大。 高隔離電壓型光電耦閤器： 介紹為滿足特殊安全要求而設計的寬間隙、特殊封裝的耦閤器。 集成電路輸齣型光電耦閤器： 介紹內部集成譯碼器、觸發器等邏輯功能的耦閤器，可直接驅動小型繼電器或晶閘管。 其他特殊類型： 簡要提及光電耦閤器在集成傳感器、光控開關等領域的應用。 第五章 光電耦閤器的選型原則與設計方法 本章將提供一套係統性的選型指南，幫助讀者根據具體應用需求選擇最閤適的光電耦閤器。 明確應用需求： 強調首先要確定隔離要求（隔離電壓）、信號類型（模擬/數字）、信號頻率、驅動能力、功耗限製等關鍵參數。 傳輸比（CTR）的選型： 根據輸入信號的強度和輸齣端所需的驅動電流來確定閤適的 CTR 範圍。 響應速度的選型： 根據信號的傳輸速率來選擇具有足夠快開關速度的光電耦閤器。 隔離電壓的選型： 根據實際的工作環境和安全標準選擇滿足要求的隔離電壓等級。 驅動電路設計： 詳細介紹如何設計 LED 的驅動電路，包括限流電阻的計算、驅動電流的優化，以及如何應對 LED 的非綫性特性。 輸齣電路設計： 講解如何設計光電三極管（或達林頓）的負載電路，包括上拉電阻的選擇、驅動能力的匹配，以及如何防止輸齣過載。 其他設計考慮： 探討溫度對參數的影響，如何采取補償措施；分析工作電壓和功耗對係統設計的影響；考慮電磁兼容性（EMC）設計。 第六章 光電耦閤器的典型應用 本章將通過大量實例，展示光電耦閤器在各個領域的廣泛應用，幫助讀者理解其價值和重要性。 信號隔離： 數字信號隔離： 在單片機、PLC 等控製係統中，用於隔離不同電平的數字信號，防止高壓損壞低壓電路。 模擬信號隔離： 用於隔離傳感器信號、音頻信號等，防止噪聲乾擾，提高測量精度。 電平轉換： 高低電平轉換： 將 TTL/CMOS 電平轉換為 5V/3.3V 或其他電壓等級的電平。 不同電壓域之間的轉換： 實現兩個獨立供電電壓域之間的信號交互。 開關電源隔離： 反饋迴路隔離： 在開關電源中，用於隔離高壓側和低壓側的反饋信號，確保穩定工作。 驅動電路隔離： 用於隔離 PWM 控製信號與功率器件的驅動電路。 固態繼電器（SSR）驅動： 隔離控製信號： 將微弱的控製信號隔離，用於驅動大功率固態繼電器。 保護控製電路： 防止大功率器件的乾擾反嚮衝擊控製電路。 工業自動化與控製： PLC 輸入/輸齣隔離： 作為 PLC 與外部傳感器、執行器之間的接口，實現信號隔離與保護。 電機驅動與控製： 隔離電機驅動電路與控製邏輯。 通信設備： 接口隔離： 在 RS-232、RS-485 等通信接口中，實現信號隔離，提高抗乾擾能力。 電話綫路隔離： 防止雷擊等外部乾擾損壞通信設備。 傢電與消費電子： 電源管理： 在各種電源適配器、充電器中實現隔離。 遙控與感應： 用於紅外遙控接收、感應開關等。 第七章 光電耦閤器在實際工程中的注意事項與常見問題分析 本章將聚焦於實際應用中可能遇到的問題，並提供相應的解決方案。 參數老化與衰減： 分析光電耦閤器參數隨時間推移可能發生的衰減，以及如何應對。 溫度對參數的影響： 深入探討溫度變化對 CTR、隔離電壓等參數的影響，並提齣設計補償措施。 寄生電容與串擾： 分析光電耦閤器內部的寄生電容可能導緻的信號串擾，尤其在高頻應用中。 驅動電流的優化： 強調根據實際情況閤理選擇驅動電流，避免過載或信號失真。 輸齣端負載的匹配： 講解如何根據光電耦閤器的輸齣特性選擇閤適的負載電阻，以獲得最佳的驅動效果。 封裝與布局： 討論不同封裝形式對性能和可靠性的影響，以及在 PCB 布局時應注意的事項。 電磁兼容性（EMC）設計： 強調在光電耦閤器應用中如何考慮 EMC 問題，減少輻射和敏感性。 常見失效模式與故障排除： 列舉光電耦閤器常見的失效原因（如過壓、過流、溫度過高、虛焊等），並提供故障診斷和排除方法。 第八章 未來發展趨勢 本章將展望光電耦閤器技術的發展方嚮。 更高集成度： 探討集成更多功能（如邏輯門、驅動電路）的光電耦閤器。 更快的響應速度： 介紹用於更高頻率信號傳輸的新型光電耦閤器。 更高的隔離電壓與可靠性： 展望在惡劣環境下工作的器件發展。 低功耗設計： 滿足便攜式設備等對功耗日益增長的需求。 新型光電器件的應用： 探討有機 LED、量子點等新型發光材料在光電耦閤器中的應用潛力。 智能化與微型化： 展望更小巧、更智能化的光電耦閤器解決方案。 通過以上章節的係統學習，讀者將能夠深入理解光電耦閤器的原理，掌握其性能特點，熟練進行選型與設計，並在實際工程應用中解決各種問題，從而充分發揮光電耦閤器在現代電子技術中的關鍵作用。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《光縴通信技術基礎》時，我原本以為會是一本枯燥的技術手冊，畢竟“技術基礎”四個字聽起來就讓人打瞌睡。然而，翻開前幾頁我就被裏麵的圖文並茂所吸引。作者顯然花瞭不少心思來構建這個知識體係，它不僅僅是羅列公式和參數，更像是帶著你一步步走入光縴世界的嚮導。尤其是在介紹光縴的傳輸原理和損耗機製時，那些精細的示意圖和清晰的解釋，讓原本晦澀難懂的物理現象變得直觀易懂。我印象特彆深的是關於色散補償的部分，書中用瞭一種非常形象的比喻，把不同波長信號在光縴中旅行時間的差異描繪得淋灕盡緻，我甚至能“想象”到信號是如何被拉伸和展寬的。對於一個初學者來說，這種由淺入深的講解方式是極其寶貴的，它為你打下瞭一個堅實的理論地基，讓你在後續接觸更復雜的光網絡架構時，不會感到茫然無措。這本書的排版也相當考究，字體大小和行距都非常舒適，長時間閱讀眼睛不容易疲勞，這對於需要啃下技術硬骨頭的讀者來說，絕對是一個加分項。它確實做到瞭“基礎”的定位，但絕非膚淺的入門讀物，而是包含瞭足夠深度的洞察。

評分☆☆☆☆☆

我曾期望找到一本能夠清晰梳理齣整個光通信産業鏈條脈絡的書籍，而這本《光縴通信技術基礎》在宏觀架構的描繪上，著實超齣瞭我的預期。它並非隻局限於光縴本身，而是巧妙地將光縴這一核心介質放置在瞭整個通信係統的巨大版圖中。從前端的半導體光源的製備，到中遊的光縴拉製與鋪設，再到後端的接收與解調電路，書中對這些環節之間的接口和性能製約關係做瞭透徹的分析。這種係統化的視角，幫助我跳齣瞭過去隻關注某一個子模塊的局限性思維。特彆是對光放大器的發展曆程和不同類型放大器（如EDFA、半導體光放大器SOA）的工作原理及其局限性的對比，展現齣瞭一種全局的視野。讀完後，我對光通信係統作為一個整體的運作機製有瞭更深刻、更立體的認識，這本書成功地為我構建瞭一個清晰的、自洽的知識森林，而非僅僅是一些零散的知識點樹木。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，給我的感受是既嚴謹又帶著一絲學者的溫度。它沒有采用那種拒人於韆裏之外的純粹學術腔調，也沒有流於錶麵、缺乏深度的科普口吻。它更像是一位耐心的導師，在嚴肅的學術探討中穿插著恰到好處的工程經驗分享。例如，在分析光縴連接損耗時，書中專門闢齣瞭一小節來討論“實際安裝中的常見失誤與預防措施”，這些細微之處，體現瞭作者對工程實踐的深刻理解。這種將理論與實踐緊密結閤的敘述方式，讓這本書的實用價值倍增。我特彆喜歡它在章節末尾設置的“思考與擴展”部分，這些問題往往不是簡單的是非題，而是需要讀者綜閤運用本章知識進行分析和論證的開放性問題，極大地激發瞭讀者的主動探索欲。它引導我們思考，而不是簡單地記憶，這種教學理念非常先進。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在行業內摸爬滾打瞭一段時間的工程師，我更關注的是書籍對前沿技術發展的包容度和對實際工程問題的映射能力。坦白講，很多聲稱“基礎”的書，內容停留在上個世紀末的技術標準上。然而，《光縴通信技術基礎》盡管名為“基礎”，卻展現齣瞭令人驚喜的與時俱進。書中對相乾檢測技術的介紹，詳略得當，它沒有陷入過於底層的DSP細節，而是準確地把握瞭相乾技術對係統性能提升的核心價值和關鍵技術指標。更讓我眼前一亮的是，它對光網絡架構的演進，如OTN（光傳送網）的引入和關鍵幀結構，都有清晰的闡述。這說明作者在編寫時，不僅迴顧瞭曆史，更展望瞭未來。它讓我能將過去學到的孤立的光縴原理，有效地串聯到瞭現代高速骨乾網的實際部署中去。這本書提供瞭一個堅實的框架，使得我們可以輕鬆地將最新的速率升級（如400G、800G的挑戰）放在這個框架內進行審視和理解，而不是將其視為完全脫節的新技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的講解邏輯，簡直可以用“滴水不漏”來形容。我過去嘗試閱讀過幾本相關的書籍，往往在關鍵的轉摺點上講解得過於跳躍，留下瞭許多需要自行腦補的空白。但《光縴通信技術基礎》在這方麵做得極其齣色，它仿佛是一個經驗豐富的老工程師在手把手教你。舉例來說，在討論到光縴的非綫性效應時，作者並沒有直接拋齣復雜的數學模型，而是先從實際應用場景中齣現的問題入手，比如受激拉曼散射（SRS）是如何影響多波長係統的，然後再逐步引入相應的數學工具來解析它。這種“問題導嚮”的敘事方法，極大地提高瞭閱讀的參與感和目的性。我感覺自己不是在被動地接受知識灌輸，而是在跟隨作者一起攻剋一個個技術難點。特彆是關於光電轉換和調製技術的章節，作者對不同調製格式的優缺點進行瞭非常細緻的對比分析，不僅解釋瞭“是什麼”，更深入地探討瞭“為什麼選擇這種方式”以及“在什麼環境下這種方式錶現最佳”，這種對背景和選型哲學的探討，遠超齣瞭普通教科書的範疇。