高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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朱宗玫 等 编

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• 光纤通信
• 光纤原理
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• 通信原理

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302313526

版次：1

商品编码：11204830

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 高等学校应用型特色规划教材

开本：16开

出版时间：2013-03-01

用纸：胶版纸

页数：187

正文语种：中文

编辑推荐

　　对光纤通信所涉及的基本原理、基础理论和实践技术进行了较为完整的论述，内容贴近实际工作，具有非常强的实用价值。
　　对关键技术、一些实践过程中可能遇到的问题进行了简明扼要的介绍，力争做到深入浅出。

内容简介

　　《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》对想要快速掌握光纤通信原理与应用的学生而言是一个非常好的选择，它对关键技术的介绍简明扼要，并且对一些实践过程中可能遇到的问题都进行了介绍，如光缆的施工等，但对一些纯理论的公式推导等内容则以概念性的介绍为主，力争做到深入浅出，全书内容都非常贴近光纤通信工程及研究中的实际丁作内容，具有非常强的实用价值。
　　全书共由8章组成，主要内容包括光纤通信概述、光纤与光缆、常用光无源器件、光源和光发射机、光检测器和光接收机、光中继器和光放大器、光纤通信网络以及光纤通信新技术。
　　《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》可以作为通信工程、电子信息工程和光电信息工程等相近专业的本科教学用书和光纤通信的技术培训教材，也可作为一般工程技术人员的参考用书。

目录

第1章 光纤通信概述
1.1 光纤通信的发展历史
1.2 光纤通信的系统组成与分类
1.2.1 光纤通信的系统组成
1.2.2 光纤通信系统的分类
1.3 光纤通信的主要特点和应用
1.3.1 光纤通信的主要特点
1.3.2 光纤通信的应用
本章小结
习题

第2章 光纤与光缆
2.1 光纤结构与类型
2.1.1 光纤的结构
2.1.2 光纤的类型
2.2 光纤的射线理论分析
2.2.1 从射线理论分析光纤的导光原理
2.2.2 传导模和数值孔径
2.3 光纤的波动理论分析
2.3.1 波动方程和电磁场表达式
2.3.2 特征方程和传输模式
2.4 光纤的制造工艺简介
2.4.1 原材料的提取
2.4.2 预制棒的熔炼
2.4.3 预制棒的拉丝和涂覆
2.4.4 光纤成品的测试
2.5 光纤的损耗特性及其测量
2.5.1 光纤的损耗特性
2.5.2 光纤的损耗特性的测量
2.6 光纤的色散特性及其测量
2.6.1 光纤的色散特性
2.6.2 光纤色散特性的测量
2.7 光纤的其他特性参数
2.7.1 光纤的机械特性
2.7.2 光纤的温度特性
2.8 光缆结构及光缆施工
2.8.1 光缆的结构
2.8.2 光缆的分类
2.8.3 光缆的特性
2.8.4 光缆的施工
本章小结
习题

第3章 常用光无源器件
3.1 光纤连接器
3.2 光纤耦合器
3.3 光纤波分复用器
3.4 光纤光栅
3.5 其他无源器件
3.5.1 光隔离器
3.5.2 光环行器
3.5.3 光滤波器
3.5.4 光衰减器
本章小结
习题

第4章 光源和光发射机
4.1 半导体光源的发光机理
4.1.1 能级的跃迁
4.1.2 激光器的一般发光原理
4.2 半导体激光器
4.2.1 p-n结半导体激光器的结构和原理
4.2.2 半导体激光器工作特性
4.2.3 其他激光器
4.3 发光二极管
4.3.1 发光二极管的发光机理
4.3.2 发光二极管工作特性
4.3.3 半导体光源在系统中的应用
4.4 光源的调制
4.4.1 光源的直接调制
4.4.2 光源的间接调制
4.4.3 调制信号的码型
4.5 数字光发射机
4.5.1 数字光发射机的基本组成
4.5.2 自动功率控制电路
4.5.3 温度特性和自动温度控制电路
本章小结
习题

第5章 光检测器和光接收机
5.1 光检测器
5.1.1 光电二极管
5.1.2 pin光电二极管
5.1.3 雪崩光电二极管
5.2 光检测器的特性
5.2.1 pin光电二极管的特性
5.2.2 雪崩光电二极管的特性
5.3 光接收机
5.3.1 光检测器
5.3.2 放大器
5.3.3 均衡和再生
5.3.4 光电集成接收机
5.4 光接收机的噪声
5.5 误码率和灵敏度
5.5.1 误码率
5.5.2 灵敏度
5.5.3 自动增益控制和动态范围
本章小结
习题

第6章 光中继器和光放大器
6.1 光中继器
6.2 光放大器概述
6.2.1 光放大器的分类
6.2.2 光纤放大器的重要指标
6.3 掺铒光纤放大器
6.3.1 工作原理
6.3.2 掺铒光纤放大器的构成和特性
6.4 其他光放大器
6.4.1 掺镨光纤放大器
6.4.2 半导体光放大器
6.4.3 拉曼光纤放大器
本章小结
习题

第7章 光纤通信网络
7.1 概述
7.1.1 光纤通信系统的分类
7.1.2 数字光纤通信系统的性能指标
7.2 sdh传输技术
7.2.1 sdh的产生及特点
7.2.2 sdh的速率与帧结构
7.2.3 sdh的复用
7.2.4 sdh网络的拓扑结构与自愈网
7.2.5 光纤通信系统设计的考虑与中继距离估算
7.2.6 sdh光接口的测试
7.3 光波分复用
7.3.1 光波分复用的概念
7.3.2 密集波分复用的概念
7.3.3 dwdm的系统结构
7.3.4 粗波分复用概念
7.4 光交换
7.4.1 空分光交换
7.4.2 时分光交换
7.4.3 波分光交换
7.4.4 ason
7.5 模拟光纤通信系统
7.5.1 调制方式
7.5.2 模拟基带直接光强调制光纤传输系统
7.5.3 副载波复用光纤传输系统
本章小结
习题

第8章 光纤通信新技术
8.1 相干光通信
8.1.1 相干光通信技术的基本原理及发展
8.1.2 相干光通信关键技术
8.2 光孤子通信技术
8.2.1 光孤子通信技术的基本原理
8.2.2 光孤子通信技术的新发展
8.3 光子晶体光纤
8.3.1 光子晶体光纤的导光原理
8.3.2 光子晶体光纤的特性
8.3.3 光子晶体光纤的应用
8.3.4 光子晶体光纤的研究进展
8.4 ftth技术
8.4.1 ftth的概念
8.4.2 ftth接入技术
8.4.3 ftth的发展现状
8.4.4 ftth的前景分析
本章小结
习题
参考文献

《光纤通信原理与应用》：一本深入浅出的行业宝典，为应用型人才量身打造 在这信息爆炸的时代，通信技术的发展日新月异，而光纤通信作为现代通信的基石，其重要性不言而喻。无数信息通过光纤以惊人的速度传输，连接着世界的每一个角落。为了满足当前高等教育对应用型人才的迫切需求，《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》应运而生。本书并非泛泛而谈的基础理论堆砌，而是聚焦于光纤通信领域的核心原理、关键技术及其在实际应用中的最新发展，旨在为未来的通信工程师、技术开发者以及相关行业从业者打下坚实的基础，培养具备解决实际问题能力的复合型人才。 本书内容紧密结合当前光纤通信产业的实际需求和发展趋势，力求做到理论与实践相结合，深度与广度并重。我们深知，理论的深度是理解技术本质的关键，而对实际应用的把握则是检验理论价值的最终标准。因此，在编写过程中，我们始终贯穿“学以致用”的指导思想，力求让读者在掌握基本原理的同时，也能清晰地了解这些原理是如何转化为实际通信系统的，以及在不同应用场景下所展现出的独特魅力与挑战。 第一部分：光纤通信的基石——原理深度解析 本书的开篇，我们将带领读者走进光纤通信的物理世界。首先，我们会深入探讨光在光纤中的传播机制，这不仅仅是简单地介绍折射和反射，而是会详细阐述光纤的结构特点，如纤芯、包层、涂覆层等，以及它们如何协同作用，实现光的引导和传输。我们会从电磁波理论出发，引入光波导的数学模型，分析不同模式的传播特性，并解释单模光纤和多模光纤的区别及其在不同应用中的优势。 紧接着，我们会聚焦于光信号的产生与接收。在信号产生方面，本书将详细介绍半导体发光二极管（LED）和激光器（LD）的发光原理、结构特点、性能参数以及它们在光纤通信系统中的应用。我们会深入分析不同类型激光器的特性，如工作波长、光谱宽度、调制速率等，并探讨如何通过电学驱动和光学耦合来优化信号源的性能。在信号接收方面，本书将重点介绍光电探测器的类型，如PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD），深入分析其工作原理、量子效率、响应时间、噪声特性等关键指标，并讨论如何选择合适的光电探测器以匹配不同的通信需求。 此外，光信号在传输过程中不可避免地会受到衰减和色散的影响，这是影响通信质量和传输距离的两大主要因素。本书将用详细的章节来解析这些现象。我们将深入剖析光纤的衰减机理，包括吸收损耗、散射损耗和弯曲损耗，并定量分析它们对信号强度的影响。在色散方面，我们将详细阐述模式色散、材料色散和波导色散，解释它们如何导致脉冲展宽，进而限制数据传输速率。本书还将介绍常用的色散补偿技术，如色散补偿光纤（DCF）和啁啾光栅，并分析其工作原理和应用场景。 第二部分：核心技术与关键设备——构建高效通信网络 理解了光纤通信的基本原理，我们将进一步深入探讨实现高效通信所必需的核心技术和关键设备。 在光信号的调制与解调技术方面，本书将覆盖从传统的强度调制到现代的相干光通信技术。我们将详细介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的基本原理，以及它们在光纤通信中的具体实现方式。特别是对于现代高速光通信至关重要的相干光通信技术，我们将深入探讨其光调制格式，如NRZ、RZ、PAM4等，以及相干接收机的原理，包括本地振荡器、IQ调制器、相干探测器等关键组件。通过对这些技术的深入理解，读者将能够掌握如何高效地编码和解码信息，从而提升传输速率和频谱效率。 光信号的放大是实现长距离和高密度传输的关键。本书将详尽介绍光纤放大器的原理和应用，特别是掺铒光纤放大器（EDFA）。我们将剖析EDFA的工作原理，包括泵浦激光器、掺铒光纤的能级结构、能量跃迁过程等，并分析其增益、噪声系数、饱和输出功率等重要参数。此外，本书还会简要介绍其他类型的光纤放大器，如拉曼放大器，以及它们在特定场景下的优势。 光开关和光复用技术是构建灵活、高效通信网络的核心。在光开关方面，我们将介绍不同类型光开关的原理，如机电式、热光式、电光式等，以及它们在光路切换、信号路由等方面的应用。在光复用技术方面，本书将重点阐述波分复用（WDM）技术。我们将详细介绍波分复用的基本原理，包括密集波分复用（DWDM）和稀疏波分复用（CWDM），以及关键的光学器件，如波长选择开关（WSS）、光分插复用器（OADM）等。通过对WDM技术的掌握，读者将能理解如何利用一根光纤传输多个不同波长的光信号，从而极大地提升光纤的传输容量。 第三部分：应用领域与前沿探索——光纤通信的广阔天地 在掌握了光纤通信的原理与核心技术之后，本书将带领读者走进光纤通信的广阔应用领域，并展望未来的发展前沿。 首先，我们将重点介绍光纤通信在不同网络层面的应用。在接入网方面，我们将详细探讨光纤到户（FTTH）、光纤到边（FTTB）等宽带接入技术，分析其在提升用户体验、满足高清视频、VR/AR等高带宽应用需求方面的作用。在骨干网方面，我们将深入探讨光纤通信如何支撑互联网骨干网、城域网、长途传输网等，以及其在大容量、高可靠性通信中的关键作用。 其次，本书将关注光纤通信在特定行业的应用。我们将探讨光纤通信在电信运营商、互联网数据中心、金融机构、政府部门等关键基础设施中的部署情况，以及其如何保障业务连续性和数据安全。此外，我们还将触及光纤通信在工业自动化、医疗保健、智能交通、军事通信等新兴领域的应用潜力，展示光纤通信技术的多元化发展方向。 最后，本书将对光纤通信的未来发展进行展望。我们将探讨诸如相干光通信的进一步演进、超大容量传输技术、空分复用（SDM）技术、可见光通信（VLC）等前沿研究方向。我们将分析这些新技术将如何推动通信速率的突破、网络容量的提升以及应用场景的拓展。本书旨在启发读者思考，为他们未来在光纤通信领域的研究与创新提供思想的火花。 本书的特色与价值 《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》最大的特色在于其鲜明的应用导向。每一章节的编写都力求紧密联系实际工程应用，通过案例分析、图表对比、实验设计等多种形式，帮助读者将抽象的理论知识转化为解决实际工程问题的能力。本书的语言风格力求通俗易懂，避免过于晦涩的学术术语，同时又不失科学的严谨性。我们相信，无论是初学者还是有一定基础的读者，都能从中受益。 本书的内容覆盖面广，从基础的物理原理到前沿的技术发展，为读者提供了一个全面而深入的学习路径。我们精心设计的学习脉络，将帮助读者逐步建立起对光纤通信系统的完整认知，理解其各个组成部分之间的相互关联。 此外，本书还注重培养读者的实践能力和创新思维。在可能的情况下，我们会提供相关的实验设计思路和仿真工具的介绍，鼓励读者动手实践，加深对理论知识的理解。我们希望通过本书的阅读，能够激发读者对光纤通信领域的浓厚兴趣，并为他们未来在该领域的发展奠定坚实的基础。 总而言之，《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》是一本集理论深度、实践指导和前沿视野于一体的优秀教材，是高等院校培养应用型通信人才的理想选择。我们期待本书能够成为读者在光纤通信学习道路上的良师益友，助力他们在未来的通信事业中大展宏图。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职的光通信设备工程师，常年在一线从事相关的产品研发和技术支持工作。在工作中，我经常会遇到一些理论与实践脱节的问题，需要不断地回顾和补充基础知识。这本《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》对我来说，就像一本“救命稻草”。它深入浅出地讲解了许多我之前只是“知其然”但不知其所以然的原理。例如，书中对不同光源（如LED和LD）的输出特性及其在光通信系统中应用的差异性进行了细致的分析，这对于我选择合适的器件非常有帮助。此外，书中关于光信号的编码、解码以及多路复用技术（如TDM和WDM）的详细阐述，让我对整个通信系统的架构有了更清晰的认识。在解决实际工程问题时，这本书提供的理论支持是无价的，它帮助我更准确地诊断故障，更有效地优化系统性能。它不仅巩固了我已有的知识，还帮助我拓展了新的视野，让我对光纤通信领域的未来发展有了更深刻的理解和思考，这对于我职业发展非常有益。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在读的通信工程研究生，最近在准备一篇关于下一代光通信技术的研究论文，过程中需要大量查阅最新的技术资料和理论基础。在众多参考书中，这本《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》给我留下了极其深刻的印象。它不仅覆盖了光纤通信的经典理论，更重要的是，它对一些前沿性的概念和技术进行了深入的探讨，这对于我的研究方向非常有启发。书中对于多模光纤和单模光纤的详细比较，以及它们各自在不同应用场景下的优势和劣势分析，为我理解不同光纤的适用性提供了坚实的基础。此外，书中对光信号的衰减和色散等关键传输损耗的解释，以及如何通过技术手段进行补偿，也为我研究信号完整性提供了重要的理论指导。最令我赞赏的是，这本书并未回避复杂的技术细节，而是以严谨的学术态度，对相关公式推导和原理阐述得清晰透彻，这对于我进行理论建模和仿真研究至关重要。它为我搭建了一个坚实的理论框架，让我能够更好地理解和分析当前光通信领域面临的挑战和未来的发展趋势，这对于我论文的写作非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对新兴技术充满好奇心的普通读者，我一直对“光纤通信”这个词汇感到有些神秘，觉得它离我们的日常生活很遥远。但当我翻开这本《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》时，这种隔阂感瞬间消失了。这本书的语言风格非常亲切，就像一位经验丰富的朋友在给我讲解。它从生活中的例子入手，比如我们每天使用的网络，电视信号，都离不开光纤通信，这让我立刻产生了共鸣。书中对于光信号如何传递信息，以及光纤是如何做到比铜线传输更快、更广的，都用非常直观的方式进行了说明。我尤其喜欢书中关于光纤制造和铺设的介绍，让我了解到这背后蕴含的复杂工艺和技术。书中还解释了为什么我们能实现高速的网络下载，高清的视频通话，这些都离不开光纤通信的进步。虽然我不是专业人士，但这本书的通俗易懂，加上精美的插图，让我能够轻松掌握光纤通信的基本概念。它不仅满足了我对技术的好奇心，更让我对现代社会信息传输的底层逻辑有了更深入的认识，让我觉得科技进步真的离我们很近。

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常出色的教材，我是一名刚刚接触光纤通信的大学生，一直以来都觉得这个领域的内容非常抽象和难以理解。然而，这本《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》却彻底改变了我的看法。从最基础的光的折射、反射原理开始，逐步引申到光纤的结构和传输模式，让我感觉每一步的学习都是顺理成章的。书中对光信号在光纤中传播的各种效应，如瑞利散射、吸收损耗等，都给出了非常详尽的解释，并且提供了相应的数学模型和计算方法，这让我能够从定量层面来理解这些现象。让我特别受益的是，书中关于光纤连接和衰减的讨论，以及各种接续方式的优缺点对比，这对于我理解实际工程中的布线和维护至关重要。此外，书中还对光纤通信的最新发展动态，如光子晶体光纤和空芯光纤等进行了简要介绍，让我对未来的发展方向充满了期待。这本书的语言严谨而不失生动，图文并茂，让我能够在学习理论知识的同时，感受到光纤通信的魅力和无限可能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容简直令人惊喜！我一直对光纤通信领域抱有浓厚的兴趣，但苦于找不到一本既系统又深入浅出的教材。这本《高等学校应用型特色规划教材：光纤通信原理与应用》恰好填补了我的知识空白。从基础的光学原理讲起，到各种光纤的结构、性能，再到光信号的产生、传输、接收，这本书的逻辑非常清晰，就像一条清晰的脉络，将复杂的概念一一串联。尤其让我印象深刻的是，书中对各种光器件的介绍，比如激光器、调制器、探测器等，不仅仅是简单地罗列参数，而是深入剖析了它们的工作原理和在实际通信系统中的作用。书中还穿插了大量的实例和图示，生动形象地解释了抽象的理论，让我能够更加直观地理解。而且，书中对于应用型的强调也让我觉得非常有价值，它不仅仅是停留在理论层面，而是着眼于实际应用，这对于我这样希望将知识应用于实践的学生来说，是莫大的福音。这本书的编排也十分合理，章节过渡自然，难度循序渐进，即使是初学者也能快速上手，并逐步深入。我迫不及待地想继续学习接下来的章节，探索更多光纤通信的奥秘。