无线光通信/高新科技译丛 通信技术系列 [法] Olivier,Bouchet,韩仲祥,马 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[法] Olivier，Bouchet，韩仲祥，马 著

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• 光通信
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• 可见光通信
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• 高新科技
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• 通信工程
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• 光学通信

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118113945

商品编码：29376181429

包装：精装

出版时间：2017-11-01

基本信息

书名：无线光通信/高新科技译丛 通信技术系列

定价：128.00元

作者： Olivier,Bouchet,韩仲祥,马丽华,康巧

出版社：国防工业出版社

出版日期：2017-11-01

ISBN：9787118113945

字数：

页码：199

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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现代通信，至少在通信的末端（如电视接收器、计算机、录音机、网络游戏控制终端、电子书等）将被“无线化”和高速化：物理链路将不是铜线、光纤、硅或其他介质，而是位于一个发射接收器与另一个发射接收器之间的自由空间电磁波。
　　常用的无线链路是无线电频谱范围内的电磁波。这是一种很好的技术，但是它在速度（比特每秒）、频率、功率、兼容性及电磁污染等方面具有的局限性。关于信息的传送，我们知道，电磁波频率越高，速率越高。因此，现在实验室正在研究能够传输吉赫兹、太赫兹甚至更高频率的通信系统，太赫兹以上就接近光波了，位于红外线或可见光附近（100～1000TH），可以实现太比特每秒的通信速率。
　　随着激光器（发明于1960年）与石英光纤（石英光纤已经在1961年被证明具有应用于通信的潜力）的产生，并伴随着激光器、光电子产品与石英光纤制作加工技术的巨大进步，已经确定性地开启了光纤通信这一发展方向。基于光通信，人们已经可以实现洲际通信和宽带互联网。光通信作为基础研究领域具有重要社会价值。
　　无线光通信利用大气作为传输介质，在组成成分、物质均匀性和信号的重现性方面，大气环境要比硅系光导纤维复杂得多，无线光通信技术相比光纤通信技术能实现短距离宽带传输，而且允许太比特每秒的通信，而现在（指2011年），限制环境中，使用的是吉比特的末端传输（GTTT）。
　　大气光链路总会随周围环境因素（如灰尘、雾、雨等）的变化而变化，这些因素能引起通信系统性能的下降。在这样的环境下，光束的传输特性必须能提供良好的服务质量，正如Al.Naboulsi等人基于大气能见度建立的模型中描述的一样。大气能见度就是表征大气透明性的术语。现在，利用LED、激光、光电探测器等设施获得非离子化光子是成熟的技术，基于短距离的自由空间通信，尤其是室内通信，具有非常大的潜力。《无线光通信/高新科技译丛·通信技术系列》是《自由空间光传播与通信》的继续，《自由空间光传播与通信》一书主要讨论自由空间和有限空间远距离通信的物理基础。
　　《无线光通信/高新科技译丛·通信技术系列》更进一步地讨论关于实际通信系统的一体化信道、传播模型、链路选择以及数据处理与译码、调制、标准和安全性等。

目录

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绪论

章 光

第2章 光通信历史
2．1 基本定义
2．1．1 通信
2．1．2 电信
2．1．3 光通信
2．1．4 无线频率或赫兹波
2．2 史前通信
2．3 光电报
2．4 编码
2．5 光电话
2．5．1 日光通信
2．5．2 全天候光通信
2．6 亚历山大·格雷厄姆·贝尔的光电话

第3章 现代与日常无线光通信
3．1 基本原理
3．1．1 工作原理
3．1．2 光的传播
3．1．3 电磁学原理
3．1．4 数据交换模型
3．2 无线光通信
3．2．1 户外无线光通信
3．2．2 室内无线光通信
3．2．3 学术与技术生态系统

第4章 传播模型
4．1 引言
4．2 基带等效模型
4．2．1 无线电传输模型
4．2．2 自由空间光传输模型
4．2．3 信噪比
4．3 封闭环境中的漫射传播链路预算
4．3．1 符号间干扰
4．3．2 反射模型
4．3．3 建模

第5章 光在大气中的传输
5．1 概述
5．2 大气信道
5．2．1 大气的气体组成
5．2．2 气溶胶
5．3 光在大气中的传播
5．3．1 分子吸收
5．3．2 分子散射
5．3．3 气溶胶吸收
5．3．4 气溶胶散射
5．4 光大气传输模型
5．4．1 Kruse和Kim模型
5．4．2 Bataille模型
5．4．3 AINaboulsi模型
5．4．4 降雨衰减
5．4．5 降雪衰减
5．4．6 闪烁
5．5 实验装置
5．6 实验结果
5．6．1 实验结果与Kruse和Kim模型的对比（850nm）
5．6．2 与A1Naboulsi模型的对比
5．7 雾、霾和水汽
5．8 跑道可视范围（RVR）
5．8．1 能见度
5．8．2 测量仪器
5．9 自由空间光链路参数计算
5．10 小结
……

第6章 室内光链路预算
第7章 辐射损伤、安全、能量和相关法规
第8章 光器件与光电器件
第9章 数据处理
0章 数据传输
1章 设备和系统工程
2章 结论

附录
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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绪论

章 光

第2章 光通信历史
2．1 基本定义
2．1．1 通信
2．1．2 电信
2．1．3 光通信
2．1．4 无线频率或赫兹波
2．2 史前通信
2．3 光电报
2．4 编码
2．5 光电话
2．5．1 日光通信
2．5．2 全天候光通信
2．6 亚历山大·格雷厄姆·贝尔的光电话

第3章 现代与日常无线光通信
3．1 基本原理
3．1．1 工作原理
3．1．2 光的传播
3．1．3 电磁学原理
3．1．4 数据交换模型
3．2 无线光通信
3．2．1 户外无线光通信
3．2．2 室内无线光通信
3．2．3 学术与技术生态系统

第4章 传播模型
4．1 引言
4．2 基带等效模型
4．2．1 无线电传输模型
4．2．2 自由空间光传输模型
4．2．3 信噪比
4．3 封闭环境中的漫射传播链路预算
4．3．1 符号间干扰
4．3．2 反射模型
4．3．3 建模

第5章 光在大气中的传输
5．1 概述
5．2 大气信道
5．2．1 大气的气体组成
5．2．2 气溶胶
5．3 光在大气中的传播
5．3．1 分子吸收
5．3．2 分子散射
5．3．3 气溶胶吸收
5．3．4 气溶胶散射
5．4 光大气传输模型
5．4．1 Kruse和Kim模型
5．4．2 Bataille模型
5．4．3 AINaboulsi模型
5．4．4 降雨衰减
5．4．5 降雪衰减
5．4．6 闪烁
5．5 实验装置
5．6 实验结果
5．6．1 实验结果与Kruse和Kim模型的对比（850nm）
5．6．2 与A1Naboulsi模型的对比
5．7 雾、霾和水汽
5．8 跑道可视范围（RVR）
5．8．1 能见度
5．8．2 测量仪器
5．9 自由空间光链路参数计算
5．10 小结
……

第6章 室内光链路预算
第7章 辐射损伤、安全、能量和相关法规
第8章 光器件与光电器件
第9章 数据处理
0章 数据传输
1章 设备和系统工程
2章 结论

附录
参考文献

《光信号的跃动：从基础原理到前沿应用》 引言 光，自古以来便是人类探索世界的媒介，其速度的极限、信息的承载能力，以及在信息时代的统治地位，早已为我们所熟知。而“无线光通信”，这一概念的提出，仿佛将光的速度与自由的传输方式巧妙结合，为信息传递开辟了全新的维度。它不仅仅是传统通信技术的自然延伸，更是一场基于物理原理的深刻变革，有望在日益增长的数据需求和对通信带宽的极致追求中，扮演举足轻重的角色。本书旨在系统性地梳理无线光通信的理论基石，深入剖析其核心技术，并展望其在未来社会中的多元应用前景，为相关领域的科研人员、工程师以及对前沿科技充满好奇的读者提供一份详尽的参考。 第一章：光的基本属性与通信原理 在深入探讨无线光通信之前，理解光的本质至关重要。本章将从光学的基础出发，介绍光作为一种电磁波的特性，包括其波长、频率、偏振等参数，以及这些参数如何影响光的传播和信息的编码。我们将回顾经典的光学理论，如惠更斯原理和麦克斯韦方程组，并在此基础上引申出光在信息传输中的作用。 光的本质：电磁波理论的视角 电磁波谱概览：可见光、红外线、紫外线等波段的特性及其在通信中的潜在优势。 光的波粒二象性：理解量子力学对光通信编码机制的影响。 光的偏振：不同偏振态的生成、检测与在信息复用中的应用。 信息如何“藏”于光中？ 调制技术基础：幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）在光信号中的类比与实现。 数字调制方式：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）等在光通信中的应用原理。 光信号的编码与解码：从比特流到光脉冲的转换，以及接收端如何准确还原原始信息。 光在空间中的传播 直线传播与衍射：理解光在自由空间中传播的基本规律。 衰减与损耗：大气散射、吸收、吸收损耗等对光信号强度的影响。 多径效应与瑞利衰落：在非理想环境中，光信号可能遇到的复杂传播现象。 第二章：无线光通信的关键技术解析 本章将聚焦无线光通信的核心技术，从光源、调制解调、接收端器件到系统设计，逐一进行深入探讨。我们将剖析不同技术方案的优缺点，以及它们如何共同构建起一个高效、可靠的无线光通信系统。 光源的选择与优化 激光器：不同类型激光器（如半导体激光器、光纤激光器）的特性、工作原理及其在无线光通信中的应用。 发光二极管（LED）：低成本、易控制的LED在特定应用场景下的优势。 光源的稳定性与功率控制：如何确保传输信号的稳定性和覆盖范围。 调制与解调技术 直接调制与外调制：两种主要调制方式的原理、优劣势及适用范围。 高速数字调制技术：PAM4、DMT等先进调制方式在提升数据速率中的作用。 相干检测技术：提升信号的灵敏度和抗干扰能力，实现更高阶的调制。 光检测器与接收端设计 光电二极管（PIN）与雪崩光电二极管（APD）：不同类型光电探测器的性能指标及其选择依据。 信号处理与噪声抑制：如何在接收端有效地提取微弱光信号，并抑制噪声干扰。 波束跟踪与对准技术：在移动场景下，如何保持发射端和接收端的精确对准。 光学元件与系统集成 透镜、反射镜与滤光片：优化光路设计，提高信号质量。 阵列化与空间复用：通过集成多个发射/接收单元，提升通信容量。 系统架构设计：从点对点传输到网络组建，不同系统架构的考量。 第三章：无线光通信面临的挑战与应对策略 尽管无线光通信拥有巨大的潜力，但在实际应用中仍面临诸多挑战。本章将深入分析这些挑战，并探讨相应的解决方案与技术突破方向。 环境因素的影响 大气衰减：雾、雨、雪、霾等天气条件对光信号传输的影响及其衰减模型。 大气湍流：引起光束闪烁、波前畸变，降低信号稳定性。 应对策略：自适应光学技术、信号分集技术、高功率发射、冗余链路设计。 视线（Line-of-Sight, LoS）的限制 遮挡问题：建筑物、植被等障碍物对光信号传输的影响。 移动性带来的挑战：用户移动、载具晃动等导致的瞬时遮挡。 应对策略：多跳中继、漫反射技术、混合通信（光+射频）方案。 安全与隐私问题 定向传输的固有优势：相比射频，无线光通信的信号不易被侧信道窃听。 潜在的安全隐患：激光功率过高对人眼的潜在危害，以及特定干扰方式。 安全措施：严格的激光功率控制，身份认证与加密机制。 集成与部署的复杂性 与现有基础设施的兼容性：如何将无线光通信技术融入现有的通信网络。 成本效益分析：大规模部署的经济性考量。 标准化与互操作性：推动行业标准的建立，实现不同厂商设备的互联互通。 第四章：无线光通信的多元化应用场景 无线光通信以其高带宽、低延迟、高安全性等特性，在众多领域展现出巨大的应用潜力，有望革新我们现有的通信模式。 室内与室外定位 高精度室内定位：利用可见光通信（VLC）信号，为智能家居、仓储管理、室内导航提供精确位置信息。 室外高精度导航：结合GPS与可见光路标，实现复杂城市环境下的精确定位。 物联网（IoT）的赋能 海量设备连接：为低功耗、低数据量的物联网设备提供高效的通信方式。 智能传感器网络：实现环境监测、工业自动化、智慧农业等领域的广泛应用。 数据中心与企业网络 数据中心内部互联：解决数据中心日益增长的带宽需求，实现服务器之间的高速互联。 企业无线接入：提供高速、安全的无线网络连接，满足移动办公需求。 移动通信与下一代网络 第五代及以上移动通信（5G/6G）的补充：为蜂窝网络提供高密度、大容量的回传和接入方案。 无人驾驶与车联网（V2X）：实现车辆之间的低延迟、高可靠性通信，提升交通安全。 无人机通信：为无人机集群提供稳定、高速的通信链路，拓展其应用范围。 特殊应用领域 水下通信：解决传统射频在水下通信的局限性，实现水下探测、通信。 太空通信：在卫星之间、地面站与卫星之间提供高速、稳定的通信。 军事与安全通信：提供保密性高、抗干扰能力强的通信解决方案。 第五章：未来展望与技术趋势 无线光通信技术仍在不断发展演进，其未来发展趋势充满了无限可能。本章将对未来的技术方向进行展望，并探讨可能的技术突破。 更高的数据速率与频谱效率 先进调制编码技术（FEC）的突破。 更高维度的信息编码（如空分复用）。 集成先进信号处理算法，最大限度挖掘信道容量。 智能化与软件定义 AI在信道预测、链路自适应、资源管理中的应用。 软件定义无线光通信（SD-WLC），实现灵活的网络配置与动态调度。 小型化、低成本化与普适化 集成光电子器件（PIC）的发展。 降低器件成本，实现大规模商业化部署。 与现有照明系统、显示设备等的融合，实现“万物皆可通信”。 安全性与可靠性的进一步提升 量子密钥分发（QKD）在无线光通信中的整合。 更鲁棒的信道编码与纠错机制。 跨域融合与新兴应用 与5G/6G、Wi-Fi等技术的深度融合，构建全场景无缝连接。 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）、元宇宙等新兴应用对无线光通信的需求。 结语 无线光通信，这项令人着迷的技术，正以前所未有的速度改变着我们对信息传递的认知。从理解光的本质，到掌握核心技术，再到应对挑战、拥抱应用，本书力求为读者构建起一个全面而深入的知识体系。我们相信，随着技术的不断成熟和创新，无线光通信将成为构建未来信息社会的重要基石，点亮数字世界的每一个角落，开启一个更加智能、互联、高效的时代。

评分☆☆☆☆☆

我对《无线光通信》这本书的兴趣，很大程度上源于它所蕴含的“黑科技”感。虽然我不是技术专家，但我能感受到，任何一项能够颠覆现有通信模式的技术，都必然有着深厚的理论基础和精巧的设计。《无线光通信》这个书名，让我联想到科幻小说中那些超光速通信或者全息投影的场景，当然，我知道现实中的无线光通信可能没那么夸张，但它一定代表着一种更高效、更灵活的通信方式。我猜测，这本书会涉及很多前沿的物理学和工程学知识，比如光波导、光调制器、光探测器等关键器件的工作原理。而且，它会如何处理在空气中传输光信号时遇到的各种难题，比如信号的衰减、干扰以及如何实现定向传输，这都是我非常想知道的。书中会不会介绍一些最新的研究进展，比如量子通信在无线光通信中的应用，或者如何利用人工智能优化无线光通信系统的性能？想到未来，也许我们家里的Wi-Fi信号，将来会是看不见的“光信号”，那将是多么的便利和神奇。

评分☆☆☆☆☆

《无线光通信》这本书，从书名上看就充满了科技感与未来感。我一直对通信技术的发展很感兴趣，尤其是那些能够摆脱物理线缆束缚的技术，总觉得它们代表着一种更自由、更高效的通信方式。虽然我还没有机会深入阅读这本书，但光是“无线光通信”这几个字，就足以勾起我无限的遐想。我猜想，这本书会详细介绍无线光通信的基本原理，比如光的调制、解调、耦合，以及如何在自由空间中实现稳定可靠的信号传输。也许还会涉及激光、LED等光源在通信中的应用，以及光纤通信与无线光通信的异同之处。我特别好奇的是，无线光通信是如何克服空气中的散射、吸收、湍流等不利因素的，书中会不会提供一些创新的解决方案，比如先进的编码技术、信号处理算法，或者特殊的传输链路设计。想象一下，在城市的高楼之间，或者在偏远地区，通过一束束光信号就能实现高速的数据传输，这该是多么激动人心的场景。这本书的作者阵容也很有意思，[法] Olivier Bouchet，还有韩仲祥、马，这种跨国合作，让我对书中内容的多样性和国际视野充满了期待。我希望能从中了解到最前沿的研究成果和技术趋势，也许还能窥见未来通信网络的一些雏形。

评分☆☆☆☆☆

最近听同事提起过一本叫做《无线光通信》的书，虽然我不是直接从事光通信领域的研究，但作为一名对科技发展有浓厚兴趣的读者，我还是被这个主题吸引了。它听起来就像是把科幻电影里的场景变成了现实。我设想，这本书会从基础的光学原理讲起，但又不会过于晦涩，而是会用一种比较易于理解的方式，讲解光如何被用来传输信息。我尤其好奇的是，无线光通信与我们熟悉的Wi-Fi、5G这些无线通信技术有什么本质的区别，又有什么联系？是不是可以理解为，Wi-Fi是用射频信号，而无线光通信是用“光信号”来传递数据？如果真是这样，那么它的传输速度会不会更快，安全性是不是更高？我还在想，书中会不会探讨无线光通信在未来城市、物联网、甚至是太空探索中的应用。比如，在未来的智能家居中，灯光不仅仅是照明，还能同时传输网络信号，这听起来就非常酷。或者，在无人驾驶汽车之间，用光信号进行超高速、低延迟的通信，提高行车安全。这本书的“通信技术系列”的标签，让我觉得它在通信技术发展的大背景下，有着重要的地位。

评分☆☆☆☆☆

《无线光通信》这本书，光从它所属的“高新科技译丛”和“通信技术系列”的定位来看，就注定是一本面向未来、具有前瞻性的著作。我对此深感兴趣，不仅仅是因为我对科技的好奇心，更是因为通信技术是现代社会运转的基石，任何一项新的通信技术，都可能带来颠覆性的变革。我猜想，这本书会深入探讨无线光通信的原理，它可能会涵盖从基础的光学知识，到复杂的系统设计和工程实现。我特别好奇的是，它将如何解释“无线”和“光通信”这两个看似矛盾的概念结合在一起，并且能够实现高效传输。书中会不会详细介绍各种无线光通信的实现方式，例如可见光通信（VLC）和自由空间光通信（FSO），以及它们各自的优势、劣势和应用场景？我还可以想象，书中会讨论如何解决光在空气中传输时遇到的各种挑战，比如天气、遮挡、安全性等问题，并且会提供相应的技术解决方案。对于普通读者而言，这本译丛性质的书，应该会在保证学术严谨性的同时，兼顾一定的可读性，让我能够从中了解这项新兴技术是如何发展的，以及它将如何影响我们的未来生活。

评分☆☆☆☆☆

作为一名通信行业的从业者，我对“高新科技译丛”这个系列一直很关注。这个系列的书籍往往代表着当前技术领域的最前沿，并且经过了严谨的翻译和审校，质量非常有保证。《无线光通信》作为其中的一本，肯定不会让我失望。我猜测这本书会从理论到实践，系统地阐述无线光通信的各个方面。比如，它可能会详细介绍不同类型的无线光通信系统，像是短距离的可见光通信（VLC），还是长距离的自由空间光通信（FSO）。对于VLC，我一直觉得它非常有潜力，可以利用现有的照明基础设施，实现高速数据传输，而且不受射频干扰的限制，这在一些特殊环境，比如医院、飞机上，应用前景非常广阔。而FSO，则能为需要快速部署、或者不适合铺设光纤的地区提供解决方案。书中会不会分析这些不同系统的优缺点，以及它们适用的场景？我尤其想知道，在实际应用中，如何保证无线光通信的安全性、可靠性和带宽。例如，如何应对视线遮挡、天气变化（如雾、雨、雪）对信号传输的影响？书中是否会提供一些实用的工程设计指南，或者案例分析？想到这里，我更加期待能早日翻开这本书，从中汲取知识的养分。