光纤通信简明教程 普通高等教育电子信息类规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原荣 著

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• 网络工程

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111434061

版次：1

商品编码：12328444

品牌：机工出版

出版时间：2018-03-01

《光纤通信：原理、技术与应用》 内容简介 本书旨在全面而深入地阐述光纤通信系统的基本原理、核心技术以及在各个领域的广泛应用。作为一本面向高等教育的教材，它不仅注重理论的严谨性，更强调实践的指导性，力求为读者构建一个系统、清晰的光纤通信知识体系。全书共分为十七章，内容涵盖了从光纤通信的基础概念到前沿技术的演进，结构逻辑清晰，循序渐进，适合电子信息工程、通信工程、光电信息工程等相关专业高年级本科生、研究生，以及从事光通信研发、设计、工程、运维的专业技术人员阅读。 第一章绪论：光纤通信概览 本章首先回顾了通信技术发展的历程，引出光纤通信作为新一代信息传输媒介的划时代意义。详细介绍了光纤通信的定义、基本构成（光源、光纤、光探测器、光调制解调器、中继器等），以及其相较于传统铜缆通信在传输带宽、传输距离、抗干扰能力、体积重量等方面的突出优势。通过分析光纤通信在国民经济和社会发展中的战略地位，激发读者对该领域学习和研究的兴趣。 第二章光纤的传输原理 本章深入探讨了光在光纤中传输的物理机制。详细介绍了全反射原理，并以此为基础阐述了光纤的结构（纤芯、包层、涂覆层）和工作方式。重点分析了不同类型光纤（单模光纤、多模光纤）的结构特点、传输模式以及各自的优缺点和适用场景。此外，还对光纤的几何参数（芯径、包层直径、数值孔径、纤芯/包层折射率差）及其对光传输特性的影响进行了详细讲解。 第三章光纤的损耗 损耗是影响光纤通信系统性能的关键因素之一。本章系统地分析了光纤中存在的各种损耗机制，包括吸收损耗、散射损耗（瑞利散射、米氏散射）、弯曲损耗（宏弯损耗、微弯损耗）以及连接损耗（熔接损耗、端接损耗）。针对每一种损耗，都详细阐述了其产生的原因、影响因素以及相应的抑制或降低方法。理解和掌握光纤损耗对于设计长距离、低损耗的光通信链路至关重要。 第四章光纤的色散 色散是导致光信号在传输过程中失真的另一重要因素。本章深入剖析了光纤中的主要色散类型，包括材料色散、波导色散和模式色散。详细讲解了不同色散的成因、数学模型以及它们如何影响光脉冲的展宽，进而限制了系统的传输速率和距离。此外，还介绍了色散的补偿技术，如色散位移光纤、色散补偿光纤和光栅补偿器等。 第五章光光源 光光源是光纤通信系统的“心脏”。本章全面介绍了光纤通信系统中常用的光光源，重点分析了半导体光源，包括发光二极管（LED）和激光二极管（LD）。详细讲解了LED的结构、发光原理、光谱特性、调制特性和效率等。对于激光二极管，则深入探讨了其工作原理（受激发射）、不同类型（如DFB激光器、FP激光器）的结构特点、性能参数（输出功率、光谱宽度、阈值电流、斜率效率）以及调制方式。同时，也简要介绍了其他类型的光源。 第六章光探测器 光探测器负责将光信号转换为电信号，是光通信链路中的关键接收器件。本章详细介绍了各种类型的光探测器，重点分析了半导体光电探测器，包括PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。深入讲解了它们的结构、工作原理、响应特性（量子效率、响应速度、噪声）、灵敏度以及倍增机制（APD）。此外，还讨论了光探测器在系统中的性能指标，如信噪比（SNR）和误码率（BER）。 第七章光调制与解调 调制是为光信号编码信息的过程，解调则是提取信息的过程。本章详细讲解了光信号的调制方式，包括直接调制和外调制。深入分析了强度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。在外调制部分，重点介绍了电光调制器和声光调制器的原理和结构。在解调方面，则介绍了相干探测和非相干探测技术。 第八章光放大器 为了克服光纤损耗，中继放大必不可少。本章重点介绍了几种关键的光放大技术，特别是掺铒光纤放大器（EDFA）。详细阐述了EDFA的工作原理、结构、增益特性、噪声特性以及其在光通信系统中的重要作用。同时，也简要介绍了其他类型的光放大器，如半导体光放大器（SOA）和拉曼放大器。 第九章光复用技术 复用技术能够在一个光纤信道中传输多路信号，极大地提高了光纤的传输容量。本章详细介绍了两种主流的光复用技术：波分复用（WDM）和时分复用（TDM）。对于WDM，重点阐述了其原理、类型（粗波分复用CWDM和密集波分复用DWDM）以及关键器件（波长选择开关、合波器、分波器）。对于TDM，则介绍了其基本原理和实现方式。 第十章光纤通信系统 本章将前述各基本器件和技术融会贯通，介绍光纤通信系统的整体设计和构成。详细讲解了点对点光纤通信系统的基本架构，包括收发端、传输链路和中继环节。讨论了不同类型的光纤通信系统（如局域网、城域网、长途骨干网）的设计考虑和关键性能指标。此外，还对光网络的基本拓扑结构（如点对点、总线、环形、星形）进行了介绍。 第十一章光传输网络 光传输网络是现代通信基础设施的核心。本章深入探讨了各种光传输网络技术，包括同步光纤网络（SONET/SDH）和下一代网络（NGN）。详细讲解了SONET/SDH的帧结构、复用层次、网络管理和保护机制。介绍了NGN的架构和特点，以及其在支持多样化业务方面的优势。 第十二章光接入网 光接入网是实现“光进铜退”的关键。本章重点介绍了各种光接入网技术，如无源光网络（PON）。详细阐述了PON的架构、工作原理、关键设备（OLT, ONU/ONT）以及不同类型PON（如GPON, EPON）的特点和优势。探讨了光接入网在宽带接入、三网融合等领域的应用。 第十三章光交换技术 随着网络流量的爆炸式增长，高效的光交换技术变得日益重要。本章介绍了不同类型的光交换技术，包括光电光交换、微机电系统（MEMS）光交换和硅光子交换。详细讲解了它们的工作原理、技术挑战和发展前景。 第十四章光纤通信系统的性能评估 本章聚焦于光纤通信系统的整体性能评估。详细介绍了评估系统性能的关键指标，如信噪比（SNR）、误码率（BER）、信道容量、传输速率和传输距离。讲解了如何通过数学模型和仿真工具来分析和预测系统的性能。 第十五章光纤通信的安全性与可靠性 在信息安全日益重要的今天，光纤通信的安全性与可靠性问题不容忽视。本章讨论了光纤通信系统中存在的安全风险，如窃听、篡 molestation、拒绝服务攻击等，并介绍了相应的安全防护措施。同时，也阐述了提高系统可靠性的技术，如冗余设计、故障检测与恢复机制。 第十六章光通信的未来发展趋势 本章展望了光纤通信的未来发展方向。讨论了超高速光通信、全光网络、量子通信、人工智能在光通信中的应用等前沿技术和研究热点。分析了未来光通信面临的挑战和机遇，以及其在5G/6G、数据中心、物联网等领域的广阔应用前景。 第十七章实验与实践指导 本章为读者提供实践操作的指导。通过设计一系列具有代表性的实验项目，帮助读者加深对理论知识的理解。实验内容涵盖光纤参数测量、光源和探测器性能测试、光通信链路搭建与调试、WDM系统演示等。通过动手实践，培养读者的工程实践能力和解决实际问题的能力。 总结 本书力求内容全面、逻辑清晰、深入浅出，既有扎实的理论基础，又有丰富的工程实践指导。通过学习本书，读者将能够全面掌握光纤通信系统的基本原理、关键技术和工程应用，为未来在光通信领域的发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点是它在内容编排上考虑到了学习的连贯性。每一章的结尾都似乎为下一章做了铺垫，让你在理解了当前章节的内容后，自然而然地就想知道接下来会讲什么。这种结构设计非常有条理，避免了知识点之间的跳跃感。我尤其欣赏书中对于一些关键技术原理的深入剖析，不仅仅是停留在表面描述，而是会探究其背后的物理机制，这对于想要深入理解光纤通信本质的学生来说，是非常宝贵的。例如，在讨论光信号的调制解调技术时，书中不仅介绍了不同的调制方式，还详细解释了它们是如何将信息编码到光信号上的，以及接收端又是如何将这些信息解码出来的，这让我对整个通信过程有了更全面的认识。

评分☆☆☆☆☆

最令我惊喜的是，这本书在理论讲解的同时，还融入了相当数量的工程实践方面的考量。它并没有仅仅停留在纯粹的理论层面，而是会介绍实际工程中会遇到的问题，比如光纤的连接、损耗的计算、信噪比的分析等等。这让我在学习理论知识的同时，也能对实际应用有一个初步的了解，知道这些理论在实际工程中是如何应用的，以及可能会遇到哪些挑战。虽然本书篇幅有限，无法像一本专著那样面面俱到，但它所包含的这些工程化思维，对于培养一名合格的电子信息类人才来说，是非常关键的。它让我意识到，学习不仅仅是为了掌握理论，更是为了解决实际问题，这项能力在这本书的字里行间都有所体现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格有一种沉稳的学术感，但又不像某些学术著作那样晦涩难懂。作者在解释一些相对复杂的理论时，会用一些形象的比喻，或者将复杂的概念分解成几个小的、易于理解的部分。我特别喜欢它在介绍不同光纤类型时，会详细对比它们的结构差异、性能特点以及适用的场景，这种对比分析让我能够更清晰地认识到不同技术之间的优劣和选择依据。而且，书中穿插的一些图表，设计得非常直观，没有多余的装饰，准确地传达了关键信息，比如光信号的衰减曲线、色散的示意图等等，这些图表配合文字讲解，能够大大加深我对概念的理解。偶尔会遇到一些专业术语，但书中几乎都会在第一次出现时给出解释，或者在附录中有详细的术语表，这避免了我在阅读过程中频繁中断去查阅资料的麻烦。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计非常简洁大气，没有那些花里胡哨的图饰，就一个干净的书名和作者信息，看着就让人感觉很专业、很扎实。我当时在书店里翻开它，首先注意到的是它的排版，字体大小适中，行距也刚刚好，读起来不会觉得拥挤或者费眼，这一点对于一本需要大量阅读的教材来说，真的太重要了。而且，书纸的质感也很好，不是那种廉价的、一翻就容易撕破的纸，拿在手里很有分量。书的内容页设计也比较清晰，每个章节的标题和副标题都明确标示，方便查找和回顾。封面上的“普通高等教育电子信息类规划教材”几个字，也确实让我感觉这套书是经过教育部认真审定的，质量应该是有保障的。虽然还没有深入阅读，但从这些细节上，就能感受到出版方和作者在制作这本书时是花了心思的，不是那种敷衍了事的出版物。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，首先映入眼帘的是那份清晰的目录，它像一张详细的地图，为我规划了整个学习的路径。每一章的标题都力求精炼，直指核心内容，让我能够快速把握整体的知识框架。在阅读的过程中，我发现作者在讲解一些基础概念时，并没有急于深入，而是先用通俗易懂的语言将其铺垫清楚，就像在打地基一样，确保读者不会在最开始就感到迷茫。举个例子，关于光纤的传输原理，书中并没有直接跳到复杂的数学公式，而是先从光的折射、全反射这些物理现象讲起，然后慢慢引申到光纤的结构和光信号在其中的传播方式。这种循序渐进的讲解方式，对于我这样刚刚接触这个领域的新手来说，简直是福音。而且，作者在讲解过程中，还时不时地穿插一些现实生活中的应用案例，让我能直观地感受到这些理论知识是如何转化为实际的技术的，学习起来就不会那么枯燥乏味了。