光傳輸建模與計算機模擬 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳純毅，楊華民，蔣振剛 著

圖書標籤:

• 光傳輸
• 建模
• 模擬
• 光學
• 計算機仿真
• 光縴通信
• 光波導
• 電磁場
• 數值計算
• 光學設計

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118106473

版次：1

商品編碼：11969966

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-03-01

用紙：膠版紙

頁數：172

字數：200000

正文語種：中文

內容簡介

　　《光傳輸建模與計算機模擬》首先討論瞭部分相乾連續光波、束狀脈衝光波、艾裏陣列光束等的大氣湍流傳輸特性，以及受大氣湍流影響的環形孔徑接收光波到達角起伏和空間光到單模光縴耦閤效率的理論建模問題；然後論述瞭雙嚮大氣光通信鏈路兩端接收光功率瞬態差異數值模擬方法和虛擬三維場景光照傳輸計算機模擬方法。

目錄

第1章 緒論
1．1 光波傳輸中的環境影響問題
1．1．1 大氣光學湍流
1．1．2 物體散射與遮擋
1．2 光波傳輸特性研究方法
1．2．1 論解析建模方法
1．2．2 計算機模擬方法
1．2．3 實驗測量方法
參考文獻

第2章 部分相乾連續光波大氣湍流傳輸特性建模
2．1 光場二階相乾特性的數學錶述
2．2 高斯-謝爾模態光束
2．3 部分相乾光束大氣湍流傳輸閃爍特性
2．3．1 閃爍方差
2．3．2 光強起伏概率密度函數
2．3．3 接收光功率起伏均方根時間帶寬
2．4 部分相乾光束大氣湍流傳輸漂移特性
2．4．1 光束漂移方差
2．4．2 光束漂移時間譜
2．5 大氣湍流信道無綫光通信應用
2．5．1 部分相乾光通信鏈路中斷概率
2．5．2 部分相乾光通信鏈路衰落頻率
2．5．3 部分相乾光通信鏈路衰落時間長度
2．5．4 部分相乾光通信鏈路誤碼率
2．5．5 部分相乾光通信鏈路容量
2．5．6 光源相乾參數自適應優化方法
參考文獻

第3章 脈衝光波大氣湍流傳輸特性建模
3．1 統計平穩光場和統計非平穩光場的大氣湍流傳輸特性
3．1．1 統計平穩高斯-謝爾模態光束
3．1．2 統計非平穩脈衝高斯-謝爾模態光束
3．2 光脈衝經大氣湍流傳輸後的雙頻互相乾函數
3．2．1 弱湍流情形
3．2．2 強湍流情形
3．3 脈衝時間擴展
3．3．1 弱湍流情形
3．3．2 強湍流情形
3．4 脈衝經大氣湍流傳輸後的四頻交叉相乾函數
3．5 脈衝的時間依賴閃爍指數
參考文獻

第4章 艾裏陣列光束大氣湍流傳輸特性建模
4．1 艾裏光束及其基本特性
4．1．1 艾裏光束數學模型
4．1．2 艾裏光束的特殊性質
4．2 相乾閤並艾裏陣列光束大氣湍流傳輸平均光強
4．3 非相乾閤並艾裏陣列光束大氣湍流傳輸平均光強
4．4 艾裏陣列光束的潛在應用
參考文獻

第5章 大氣湍流對光學接收影響建模
5．1 環形孔徑接收空間光到單模光縴耦閤效率
5．2 環形孔徑接收光信號到達角起伏方差
參考文獻

第6章 光波大氣湍流傳輸數值模擬
6．1 基於多相位屏的光波大氣湍流傳輸數值模擬的基本思想
6．2 相位屏生成算法
6．3 雙嚮大氣光通信鏈路信道狀態數值模擬
6．3．1 雙嚮鏈路的信號光束傳輸與接收模型
6．3．2 大氣湍流中的高斯光束雙嚮互反傳輸數值模擬
6．3．3 湍流路徑分布模式對鏈路兩端接收光功率瞬態差異的影響
6．3．4 湍流強度對兩端接收光功率瞬態差異的影響
6．4 脈衝光信號的大氣湍流傳輸數值模擬
參考文獻

第7章 虛擬三維場景光照傳輸計算機模擬
7．1 基於光綫近似的三維場景光照傳輸建模
7．2 三維場景光照傳輸的數學錶述
7．3 三維場景光照明方程的近似求解
7．3．1 直接光照求解
7．3．2 間接光照求解
參考文獻

前言/序言

《光與通信的脈絡：探索信息傳輸的奧秘》 本書是一部深入淺齣的著作，旨在為讀者揭示現代通信領域中至關重要的一個環節——光傳輸的本質及其背後的科學原理。它並非一本枯燥的技術手冊，而是一場引人入勝的探索之旅，帶領我們穿越光縴的微觀世界，理解信息是如何以光速跨越韆山萬水，最終抵達我們手中的。 第一部分：光的世界，信息的載體 在信息爆炸的時代，我們無時無刻不被海量數據所包圍，從社交媒體上的文字、圖片、視頻，到遠程會議的實時語音，再到物聯網設備的互聯互通，這一切都離不開信息傳輸的支撐。而在這其中，光以其得天獨厚的優勢，成為瞭現代通信網絡的“血管”。 光的本質與屬性： 我們將從基礎齣發，迴顧光的粒子性和波動性，理解光波的頻率、波長、相位等關鍵參數，以及它們如何承載信息。通過生動形象的比喻和圖示，解釋光電效應、衍射、乾涉等基本光學現象，為後續理解光在光縴中的傳輸奠定堅實基礎。 通信的演進：從電到光： 簡要迴顧通信技術的發展曆程，從早期的電報、電話，到無綫電通信，再到如今的光通信。分析電信號傳輸的局限性，以及光信號傳輸為何能成為主流，其在帶寬、速度、損耗等方麵的優勢將得到詳盡闡述。 光的調製：讓信息“穿上”光衣： 信息本身並非光，如何將信息“編碼”到光信號中，是光傳輸的核心問題。我們將詳細介紹幾種主要的調製方式，如幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM），以及更先進的數字調製技術，如脈衝幅度調製（PAM）和正交幅度調製（QAM）。通過實例分析，說明不同的調製方式如何影響傳輸效率和抗乾擾能力。 光縴的奇妙之旅： 光縴是光信號傳輸的“高速公路”。本部分將深入介紹不同類型光縴的結構和特性，包括單模光縴和多模光縴，以及它們在不同應用場景下的優勢。重點講解光在光縴中傳輸的基本原理——全內反射，以及其背後涉及的摺射率、臨界角等概念。讀者將瞭解到，正是這種巧妙的物理現象，使得光信號能夠沿著光縴彎麯前進，實現遠距離傳輸。 第二部分：光傳輸的挑戰與對策 盡管光縴傳輸具有諸多優勢，但在實際應用中，仍然麵臨著各種挑戰。本部分將深入剖析這些挑戰，並介紹相應的解決方案。 信號的衰減：遠行的“阻力”： 光信號在傳輸過程中會受到衰減，導緻信號強度減弱，影響傳輸質量。我們將分析衰減的主要原因，如吸收、散射等，並介紹如何通過選擇低損耗光縴、優化光源和探測器來減小衰減。 色散：信息“開小差”的睏擾： 色散是指不同波長的光信號在光縴中傳播速度不同，導緻信號脈衝展寬，最終影響數據的準確接收。我們將詳細介紹不同類型的色散，如材料色散、波導色散和模式色散，以及它們對信號的影響。進而，介紹如何通過使用色散補償光縴、色散補償器等技術來緩解色散問題。 非綫性效應：光信號的“相互作用”： 當光信號功率較高時，會引發光縴材料的非綫性效應，如剋爾效應、受激拉曼散射等，這些效應會産生新的頻率成分，導緻信號失真。本部分將深入探討這些非綫性效應的機理，以及如何通過降低傳輸功率、優化信號編碼等方式來抑製它們。 光源與探測器：信息的“起點”與“終點”： 光源是産生光信號的設備，探測器是將光信號轉換迴電信號的關鍵組件。我們將介紹常用的光源，如激光二極管（LD）和發光二極管（LED），以及探測器，如光電二極管（PIN）和雪崩光電二極管（APD）。分析它們在性能、效率、成本等方麵的權衡，以及如何選擇閤適的光源和探測器以滿足不同的傳輸需求。 光放大器：延長信號的“生命綫”： 對於超長距離的傳輸，信號衰減是一個難以迴避的問題。光放大器能夠在不將光信號轉換成電信號的情況下直接放大光信號，極大地延長瞭傳輸距離。我們將介紹不同類型的光放大器，如摻鉺光縴放大器（EDFA）和半導體光放大器（SOA），並分析它們的放大原理、增益特性和噪聲錶現。 第三部分：構建高效的光傳輸網絡 理解瞭光傳輸的基本原理和麵臨的挑戰後，本部分將帶領讀者進一步探索如何構建高效、可靠的光傳輸網絡。 光網絡的架構： 介紹現代光網絡的基本架構，包括點對點連接、波分復用（WDM）網絡、陸地和海底光纜係統等。闡述不同架構的優缺點，以及它們在不同應用場景下的部署。 波分復用（WDM）技術：讓“一條河”承載“多條船”： WDM技術是提高光縴傳輸容量的關鍵。我們將詳細介紹波分復用（WDM）、密集波分復用（DWDM）和粗波分復用（CWDM）等技術。通過解釋不同波長信道的分配和管理，展示如何在一根光縴中同時傳輸多路獨立的光信號，極大地提升瞭傳輸帶寬。 光交換：靈活調度信息流： 在復雜的光網絡中，需要靈活地調度光信號。介紹光開關、光交叉連接器（OXC）等光交換技術，以及它們在網絡中的作用，如何實現信號的動態路由和連接。 網絡管理與監控：保障傳輸的“暢通無阻”： 高效的光傳輸網絡離不開完善的管理和監控係統。我們將探討網絡監控的必要性，介紹常用的監控參數，如信號功率、誤碼率、光信噪比等，以及相關的監控技術和工具，確保網絡的穩定運行。 未來展望：光通信的新篇章： 簡要展望光傳輸技術的未來發展趨勢，如更高階的調製格式、更先進的材料、人工智能在光網絡優化中的應用，以及麵嚮未來通信需求的挑戰與機遇。 本書的特色： 理論與實踐相結閤： 在深入講解理論知識的同時，穿插大量的實際案例和應用場景，幫助讀者將所學知識與現實世界聯係起來。 可視化錶達： 大量采用圖錶、示意圖等可視化手段，將抽象的光學概念和復雜的網絡結構直觀地呈現給讀者。 循序漸進的講解： 從基礎概念入手，逐步深入到復雜的技術細節，確保不同背景的讀者都能理解和掌握。 啓發式引導： 鼓勵讀者獨立思考，提齣問題，並引導他們尋找答案，培養解決實際問題的能力。 《光與通信的脈絡：探索信息傳輸的奧秘》將為讀者打開一扇通往光通信世界的大門。無論您是通信工程領域的學生、研究人員，還是對現代通信技術充滿好奇的愛好者，本書都將為您提供一次深刻而愉悅的學習體驗，讓您能夠更全麵地理解信息如何在光速的世界裏流轉，以及這些技術如何塑造我們日益互聯的未來。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到《光傳輸建模與計算機模擬》這本書的時候，我內心是既期待又有點忐忑的。我對光學領域一直有著濃厚的興趣，尤其是看到“建模”和“計算機模擬”這兩個詞，就覺得這絕對是能夠深入理解技術細節的利器。我想象著書裏會詳細介紹各種光傳輸模型，從最基本的幾何光學到更復雜的波動光學，再到處理非綫性效應和多模傳播的先進模型。更重要的是，我非常期待書中的計算機模擬部分。這部分通常是檢驗和深化理論理解的最好方式。我會想知道書中會介紹哪些常用的模擬軟件和編程語言，比如MATLAB、Python，或者專門的光學設計軟件。作者會不會提供一些實際的模擬案例，比如如何模擬光在不同類型光縴中的傳輸，或者模擬光信號在經過各種器件後的錶現。我很想知道，通過這些模擬，我們能觀察到哪些現象，又如何通過調整模型參數來優化傳輸性能。這本書如果能在這方麵做得足夠詳實，那麼對於我來說，就不僅僅是一本知識的獲取，更是一次實踐能力的提升。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字聽起來就很有分量，我一直對光縴通信和光學領域非常感興趣，尤其是那些能夠把復雜的物理現象用數學模型精確描述，再通過計算機模擬來驗證和探索的書。想象一下，光在光縴中傳輸的路徑，信號的衰減、色散、非綫性效應等等，這些都是非常精妙的物理過程。而這本書，光是書名就暗示瞭它會深入探討這些核心問題。我特彆好奇作者是如何將理論模型構建得既嚴謹又易於理解的，有沒有結閤實際的光通信係統來舉例說明？比如，在設計長距離光通信鏈路時，模型和模擬能提供哪些關鍵的指導？會不會涉及到一些前沿的光傳輸技術，比如相乾光通信、自由空間光通信，或者是在光子集成器件上的應用？我期待這本書能打開我對於光傳輸世界更深層次的認知，讓我不僅僅是停留在概念層麵，而是能夠真正理解背後的原理和實現方式。畢竟，對於我們這些想要深入研究這個領域的人來說，一本好的建模與模擬的書，就像是一把解鎖更復雜技術挑戰的金鑰匙。我希望它能提供一些實操性的指導，不僅僅是理論的堆砌，更能讓我感受到理論與實踐結閤的魅力。

評分☆☆☆☆☆

這本書《光傳輸建模與計算機模擬》，單看名字就讓我想到瞭在光科學與工程領域那些深邃而迷人的技術細節。對於我這種對理論推導和計算驗證都充滿好奇心的人來說，這簡直是一本“神器”。我想象著，它會從基礎的光學原理齣發，層層遞進地構建齣各種光傳輸的模型，可能是基於電磁波理論，也可能是用射綫光學來近似。我會非常期待書中對不同傳輸介質（比如光縴、自由空間、集成波導）的建模方法進行詳盡的闡述，並分析各種物理效應（如吸收、散射、衍射、非綫性）對光信號的影響。而“計算機模擬”這一部分，更是讓我心生嚮往。我希望它不僅僅是簡單地羅列一些模擬軟件，而是能深入講解建模與模擬之間的聯係，如何將數學模型轉化為可執行的代碼，以及如何解讀模擬結果。例如，我一直想弄清楚，在進行高功率光傳輸或者復雜光網絡設計時，如何通過計算機模擬來預測潛在的風險和優化關鍵參數。這本書如果能在這方麵提供一些前沿的視角和實用的技術指導，無疑將極大地拓寬我的知識邊界，提升我的專業技能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字《光傳輸建模與計算機模擬》聽起來就非常專業，而且直接觸及到瞭我一直在思考的一個問題：如何纔能真正理解光在復雜介質中傳播的本質？我知道，光通信、光計算，甚至一些前沿的光學器件設計，都離不開精確的建模和高效的模擬。所以我很期待這本書能夠深入地剖析光傳輸的各種模型，比如，會不會涉及到不同類型的光縴模型，如單模光縴、多模光縴，或者是在特殊應用場景下的新型光縴模型？還會不會涵蓋光的偏振、相位、強度等關鍵參數在傳輸過程中的演變？我尤其想知道，計算機模擬部分會以何種形式呈現。是會介紹一些通用的數值計算方法，還是會直接提供一些針對特定光傳輸場景的模擬框架和工具？比如，我一直對如何模擬長距離光縴傳輸中的信號失真感興趣，包括如何量化和補償色散、非綫性效應的影響。這本書如果能提供清晰的模型構建思路和可操作的模擬步驟，那對我來說將是一筆寶貴的財富，能夠幫助我更好地理解並解決實際問題。

評分☆☆☆☆☆

讀到《光傳輸建模與計算機模擬》這個書名，我立刻聯想到瞭光通信係統設計中那些至關重要的環節。在現實世界中，光縴通信網絡是一個極其龐大且復雜的係統，光信號如何在其中高效、穩定地傳輸，涉及到太多的物理參數和工程考量。這本書的齣現，似乎就是為瞭解決這些難題。我非常好奇作者是如何將抽象的光學物理原理轉化為可以被計算機語言理解和計算的模型。是基於麥剋斯韋方程組進行推導，還是采用更簡化的近似方法？書中會不會詳細講解模型的建立過程，包括邊界條件的設定、材料參數的選擇，以及如何處理各種乾擾和損耗。我特彆關注的是“計算機模擬”這部分，它意味著我們可以通過代碼來“看見”光在傳輸中的樣子，甚至可以對係統進行“虛擬實驗”。我希望書中能提供一些具體的算法和代碼示例，比如如何模擬光脈衝的傳播、色散效應的纍積，以及各種非綫性效應（如剋爾效應、拉曼散射）對信號質量的影響。這樣一來，我們就能在實際工程中，通過模擬來預測和優化係統的性能，減少昂貴的物理實驗次數，提高設計效率。