光纤通信原理(第2版)(21世纪高等学校规划教材 电子信息) 9787302263319 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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袁国良著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302263319

商品编码：29503212460

包装：平装

出版时间：2012-05-01

基本信息

书名：光纤通信原理(第2版)(21世纪高等学校规划教材 电子信息)

定价：29.50元

作者：袁国良著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-05-01

ISBN：9787302263319

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.640kg

编辑推荐

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本书力求从基础知识出发，循序渐进、由浅入深，对光纤通信原理进行全面的介绍。

注重可读性和实用性，提供PPt课件，习题解答。

本书可以满足对高等学校信息与通信工程专业本科生和研究生的教学需要，也可供相关专业的学生学习，同时可供从事该领域工作的广大科研与工程技术人员参考。

内容提要

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　　《21世纪高等学校规划教材·电子信息：光纤通信原理（第2版）》主要介绍光纤通信的原理及其发展；光纤通信的物理学基础；光纤的传输理论和特性；光源和光电检测器的结构与工作原理；光发射机和光接收机，光缆和光纤通信器件；光纤通信系统的构成、性能和设计；系统性能的提高，包括光放大和色散补偿技术、光波分复用技术、相干光通信、光孤子通信等；光纤通信的基本实验。
　　本书力求从基础知识出发，深入浅出、循序渐进，以方便读者阅读。本书可以作为高等学校本科生和研究生的教材，也可以作为从事光纤通信的科研人员、工程技术人员和其他相关人员的参考书。

目录

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章 光纤通信概述
1.1 什么是光纤通信
1.2 光纤通信的发展历史
1.3 光纤通信的优点及其应用
1.4 光纤通信系统的组成
1.5 光纤通信的发展趋势
小结
习题

第2章 光的性质
2.1 光的反射、折射和全反射
2.2 光的电磁理论
2.3 光的干涉和衍射
2.4 光的偏振
2.5 光的吸收、色散和散射
2.6 光的量子性
2.7 激光
小结
习题

第3章 光纤
3.1 光纤概述
3.2 多模光纤的射线光学理论分析
3.3 阶跃型光纤的波动光学理论
3.4 阶跃型光纤标量模的可导与截止
3.5 光纤的损耗特性
3.6 光纤的色散特性
3.7 光纤的非线性效应
3.8 单模光纤
小结
习题

第4章 光源和光电检测器
4.1 半导体的能带理论
4.2 PN结的能带结构
4.3 光源的异质结结构
4.4 发光二极管
4.5 半导体激光器
4.6 LD的工作特性
4.7 光电检测器
4.8 PIN和APD的工作原理
4.9 光电检测器的工作特性
小结
习题

第5章 光端机
5.1 光源与光纤的耦合
5.2 光调制
5.3 光发射机
5.4 光接收机
5.5 光接收机的噪声分析
5.6 光接收机的误码率和接收灵敏度
5.7 光中继器
小结
习题

第6章 光缆和光纤通信器件
6.1 光纤的温度特性和机械特性
6.2 光缆的种类、材料及其结构
6.3 光纤通信器件及其性能参数
6.4 光纤的连接和光纤连接器
6.5 光纤分路与耦合器
6.6 光衰减器和光隔离器
6.7 光开关
小结
习题

第7章 光纤通信系统
7.1 数字光纤通信系统
7.2 同步数字体系
7.3 光纤通信的线路码型
7.4 光纤损耗和色散对系统的限制
7.5 光纤通信的性能指标
7.6 光纤通信系统设计
7.7 光纤通信工程概述
小结
习题

第8章 系统性能的提高
8.1 光放大器及其工作性能
8.2 掺铒光纤放大器
8.3 光纤喇曼放大器
8.4 色散补偿技术
8.5 多信道复用技术
8.6 光波分复用原理
8.7 光波分复用技术
8.8 光波分复用器
8.9 WDM设计中考虑的重要问题
8.10 相干光纤通信和光孤子通信
小结
习题

第9章 光网络
9.1 SDH光同步数字传送网
9.2 WDM光传送网
9.3 智能光网络
9.4 城域光网络
9.5 光纤接入网
小结
习题

0章 光纤通信实验
10.1 光纤认识实验
10.2 光纤通信基础实验
10.3 光纤衰减系数测量
10.4 多模光纤带宽的测量
10.5 光纤无源器件特性
10.6 光发送实验
10.7 光接收实验
10.8 光波分复用实验
10.9 光纤通信仿真实验
小结
附录A SDH系统光接口标准
附录B 光纤通信常用英文缩写
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代通信系统导论》 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代通信系统基础知识框架。从信息的本质属性出发，逐步引申至信息传输的理论极限，再到各类通信系统的实现原理与关键技术，本书力求以清晰的逻辑、严谨的论述和丰富的实例，帮助读者构建对现代通信世界整体的认知。本书适合通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术等相关专业的本科生、研究生，以及对通信技术有浓厚兴趣的工程师和科研人员阅读。 第一部分：信息与通信的基本原理 在信息爆炸的时代，理解信息的本质和通信的意义是学习现代通信系统的基石。本部分将从信息论的视角出发，探讨信息的度量方式，如比特（bit）和香农熵（Shannon Entropy），理解信息量与不确定性之间的关系。我们将深入剖析信源编码（Source Coding）的基本思想，介绍如何有效地压缩数据，减少冗余，从而实现信息的高效存储和传输。这包括对无损编码（如霍夫曼编码、算术编码）和有损编码（如JPEG、MP3）的原理进行阐述，理解其在实际应用中的取舍与优势。 在此基础上，本书将转向通信的物理层面，介绍信号的产生、传输和接收过程。我们将区分模拟信号与数字信号的特性，并重点探讨数字信号在现代通信中的核心地位。信号的频谱特性、带宽的概念及其与信息传输速率的关系将得到详细讲解。傅里叶变换（Fourier Transform）作为分析信号频谱的强大工具，将贯穿整个讨论，帮助读者理解信号的频率成分如何影响其传输性能。 信息传输并非总是一帆风顺，噪声和干扰是影响通信质量的常见因素。本部分将深入探讨噪声的种类（如热噪声、散粒噪声、外部干扰）及其对信号的影响。在此背景下，信道编码（Channel Coding）的重要性得以凸显。我们将介绍纠错码（Error-Correcting Codes）的基本原理，例如线性分组码（Linear Block Codes）和卷积码（Convolutional Codes）等，理解它们如何通过增加冗余来检测和纠正传输过程中产生的错误，从而提高通信系统的可靠性。维特比算法（Viterbi Algorithm）等解码技术也将作为重要的辅助内容进行介绍。 第二部分：通信系统的关键组成与实现技术 理解了信息与通信的基本原理后，本部分将深入探讨构成现代通信系统的各个关键模块及其核心技术。 调制与解调（Modulation and Demodulation）： 信号的频率通常远高于信息信号的频率，因此需要通过调制技术将信息信号“加载”到高频载波上进行传输。本书将详细介绍各类调制技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等模拟调制方式，以及幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）、正交幅度调制（QAM）等数字调制方式。我们将分析不同调制方式的优缺点，包括频谱效率、抗噪声能力、实现复杂度等，并讨论其在不同通信场景下的应用。解调过程作为调制的逆过程，也将得到同步的阐述，理解如何从接收到的带载信号中恢复原始信息。 多路复用技术（Multiplexing）： 为了更有效地利用有限的通信信道资源，多路复用技术应运而生。本书将介绍几种主要的复用技术：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、码分多路复用（CDM）以及波分多路复用（WDM）。每种技术都将通过其工作原理、优缺点以及典型的应用场景进行详细的分析，例如FDM在传统的广播和电话系统中，TDM在数字通信网络中，CDM在CDMA通信系统中，WDM在光纤通信系统中。 信道模型与传输介质： 不同的通信系统依赖于不同的传输介质，而这些介质会对信号的传输特性产生显著影响。本书将探讨各种典型的信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）等。我们将分析信号在这些信道中的传播特性，包括衰减、失真、多径效应等。同时，本书还将简要介绍各种物理传输介质的特点，如无线电波、微波、红外线、电缆（同轴电缆、双绞线）以及光纤的传输特性，为后续章节深入探讨具体通信系统打下基础。 数字信号处理（Digital Signal Processing）： 在现代数字通信系统中，DSP技术扮演着至关重要的角色。本书将介绍数字信号处理的基本概念，包括采样（Sampling）、量化（Quantization）和编码（Encoding），以及它们在将模拟信号转换为数字信号过程中的作用。滤波器（Filters）的设计与应用，例如低通、高通、带通滤波器，用于信号的整形和噪声抑制，也将得到详细的介绍。快速傅里叶变换（FFT）等高效算法在信号分析和处理中的应用也将被提及。 第三部分：现代通信系统的发展趋势与应用 本部分将目光投向当今和未来的通信技术，介绍几种典型而重要的现代通信系统，并展望其发展趋势。 移动通信系统： 从第一代模拟移动通信（1G）到当前的第五代（5G）乃至未来的第六代（6G）技术，移动通信经历了巨大的变革。本书将重点介绍数字蜂窝移动通信的基本原理，包括小区（cell）划分、频率复用、切换（handoff）等概念。我们将深入剖析2G、3G、4G和5G技术的主要特征和演进路径，理解它们在数据传输速率、时延、连接密度、移动性等方面的提升。特别是5G技术，将重点关注其在增强移动宽带（eMBB）、海量机器类通信（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）方面的关键技术和应用场景。 无线局域网（Wireless Local Area Networks - WLAN）： 以Wi-Fi为代表的无线局域网已经成为现代生活不可或缺的一部分。本书将介绍Wi-Fi技术的标准（如802.11系列），理解其在物理层和MAC层的工作原理，以及不同代际Wi-Fi（如Wi-Fi 5, Wi-Fi 6/6E）在性能上的提升。同时，也将简要介绍蓝牙（Bluetooth）等其他短距离无线通信技术。 卫星通信系统： 卫星通信以其覆盖范围广、不受地理限制的优势，在通信领域占据重要地位。本书将介绍不同轨道高度的卫星（低地球轨道LEO、中地球轨道MEO、地球同步轨道GEO）的特点及其在通信中的应用。我们将探讨卫星通信的基本链路模型，以及其在广播、数据传输、导航等领域的应用。 网络通信基础： 现代通信系统最终需要构建在强大的网络基础之上。本书将简要介绍互联网（Internet）的基本概念，包括TCP/IP协议栈（特别是IP地址、域名系统DNS、TCP和UDP协议），以及路由器、交换机等网络设备的作用。虽然本书并非网络通信的专著，但对这些基础知识的理解，有助于读者更好地把握整体通信系统的运作。 新兴通信技术与展望： 随着科技的不断进步，通信领域涌现出众多前沿技术。本书将对一些新兴技术进行介绍和展望，例如： 物联网（Internet of Things - IoT）通信： 探讨低功耗广域网（LPWAN）技术（如LoRa, NB-IoT）及其在物联网设备连接中的作用。 人工智能（AI）在通信中的应用： 讨论AI如何在信道估计、信号检测、网络优化等方面发挥作用。 下一代无线通信技术（如6G）： 展望6G可能带来的革命性变化，例如更高的频率、更广的带宽、更智能的网络以及与AI的深度融合。 量子通信： 简要介绍量子通信的基本原理及其在安全通信方面的潜力。 总结： 《现代通信系统导论》旨在为读者勾勒出一幅清晰而全面的现代通信技术图景。本书从最基础的信息论概念出发，逐步深入到通信系统的核心技术，并最终触及前沿的发展动态。通过理论讲解、实例分析和技术演进的梳理，本书致力于帮助读者建立起扎实的理论基础，培养解决实际问题的能力，并激发对未来通信技术创新与发展的兴趣。本书内容详实，结构清晰，语言精炼，力求成为一本既有学术深度又不失可读性的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，这本书给我的感觉是扎实、全面且与时俱进。作为一本第二版教材，它显然经历了几轮的打磨和修正。我特别喜欢书中在每章末尾设置的“思考题”和“拓展阅读推荐”。思考题往往不是简单的公式套用，而是需要你综合运用本章和前几章知识进行分析的小型案例，这极大地锻炼了我的分析能力。而拓展阅读推荐则像是为我打开了通往更前沿研究领域的大门，它指引我下一步应该去关注哪些最新的研究论文和技术方向。例如，它推荐了关于空分复用（SDM）的一些早期综述，这让我提前接触到了未来光通信可能的发展方向。这本书的价值在于，它不仅帮你掌握了过去和现在（经典理论和成熟技术），还为你指明了未来（前沿研究的入口）。对于任何想在光通信领域深耕的人来说，这本书绝对是一笔值得的投入，它为你打下的基础，足以支撑你后续的学习和研究工作，是那种可以从本科用到研究生，甚至在工作多年后依然可以随时翻阅的“常青树”。

评分☆☆☆☆☆

要说实用性，这本书也绝对是杠杠的。我身边的很多同事，无论他们是做网络集成还是光器件研发的，手里都常备着这本教材。它最大的价值在于，它对关键器件的工作原理的剖析非常到位。比如，在讨论半导体激光器时，书中对分布式反馈（DFB）激光器的耦合系数、有效腔长等参数是如何影响其线宽和边模抑制比的，分析得极为细致。这对于我们进行器件选型和故障排查时，提供了非常直接的指导。很多教材只是泛泛而谈地说“激光器需要窄线宽”，而这本书则深入到了“为什么需要窄线宽，以及如何通过结构设计来实现它”。再比如，涉及到光电探测器时，它清晰地对比了PIN管和雪崩光电二极管（APD）在噪声特性和响应速度上的权衡，这直接影响到我们设计接收端时是选择高增益还是低噪声。这本书的讲解深入到这种“工程权衡”的层面，使得我们读完后，不仅仅是“知道”了原理，更是“懂得”了如何在实际的成本、性能和复杂度之间做取舍。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书的排版和资料的组织方式，简直是为自学者量身定做的。我之前尝试过其他几本类似的教材，往往是前半部分理论推导堆砌，后半部分直接跳到系统设计，中间的过渡衔接得非常生硬，让人读完后感觉像是在知识的悬崖边上徘徊。但《光纤通信原理(第2版)》的编排非常平滑，它循序渐进地从光波导的基本特性讲起，逐步引入到光源、探测器的选择标准，最后才落脚到整个光纤通信系统的性能指标上。我尤其欣赏它在讲解色散补偿那一节的处理方式。它没有直接给出复杂的补偿公式，而是先用一个非常形象的比喻，解释了“脉冲展宽”的物理图像，然后才引入了啁啾和负色散光纤的概念。这种“先理解后计算”的教学方法，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。对于我这种需要用这本书来快速搭建知识框架的工程师来说，这本书的结构完整性，是它最大的优点之一，它让我对光通信的整体架构有了一个立体而完整的认知，避免了“只见树木不见森林”的尴尬局面。

评分☆☆☆☆☆

让我印象深刻的是，这本教材在处理一些相对“冷门”但至关重要的理论点时，依然保持了足够的关注度。例如，在讲解非线性光学效应，特别是受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS）时，很多教材往往只用一页纸带过，认为这是高级内容。然而，这本书用了一个专门的章节，详细分析了这些效应在密集波分复用（DWDM）系统中是如何限制信道数量和传输距离的。它不仅给出了SBS的阈值功率公式，还结合实际的光纤放大器设计，讨论了如何通过控制泵浦功率和光纤长度来抑制这些非线性噪声的积累。这种对系统瓶颈的深入挖掘，让我的视野不再局限于单通道的传输，而是开始关注多用户、大容量背景下的真实挑战。这本书对“系统级”问题的关注，体现了其作为规划教材应有的前瞻性和全面性，它成功地将理论深度和系统广度进行了完美的融合。

评分☆☆☆☆☆

这本《光纤通信原理(第2版)》真是本宝典！我作为一个初入光通信领域的研究生，对这门学科的认识还停留在比较表面的阶段。一开始拿到书的时候，坦白说，我对它的厚度和专业性还有点忐忑。但是翻开第一章，我就被作者清晰的逻辑和详尽的讲解吸引住了。特别是对于光纤的模式理论和损耗机制的阐述，简直是庖丁解牛，把原本抽象难懂的物理概念通过图示和数学推导讲解得透彻无比。我记得当时为了弄明白不同工作波长下光纤的瑞利散射和弯曲损耗的区别，我反复看了好几遍书中的对应章节，书中不仅给出了理论模型，还结合实际工程中的一些经验数据进行对比分析，这对于我理解“为什么设计系统时要选择1550nm波段”这种实践问题至关重要。它不是那种只罗列公式的书，而是真正教你如何“思考”光纤通信问题的教材。更让我惊喜的是，第二版在保持原有深度的基础上，似乎对最新的超低损耗光纤技术和非线性效应的初步介绍也有所涉及，这使得这本书的生命力又延长了不少。对我来说，它已经不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的导师，随时在我遇到技术瓶颈时，提供坚实的理论后盾。