光縴通信(高等院校信息與通信工程係列教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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董天臨 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 通信工程
• 信息技術
• 高等教育
• 教材
• 光縴技術
• 網絡工程
• 信號處理
• 通信原理
• 電子工程

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齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302276869

商品編碼：29658059402

包裝：平裝

齣版時間：2012-05-01

基本信息

書名：光縴通信(高等院校信息與通信工程係列教材)

定價：29.00元

作者：董天臨

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2012-05-01

ISBN：9787302276869

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.581kg

編輯推薦

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內容提要

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　　隨著光縴通信技術的不斷發展和日趨成熟，光縴通信的有關內容日益增加。《光縴通信》對外涉及光縴通信的大量資料進行瞭提煉，突齣光縴通信的物理原理與技術基礎，介紹瞭光縴通信的基本元器件和設備以及光縴鏈路和基於TCP／IP的信息體製的光縴網。本書內容較精簡，有利於以較少學時取得較好的教學效果，可作為電子信息工程和通信工程及其他有關專業的本科生教材，也可供光縴通信方麵的研究生、工程技術人員、科研人員和管理人員參考。

目錄

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章　緒論
　1．1對光縴通信認識的曆程
　1．1．1現代光縴通信的發展
　1．1．2我國光縴通信的發展
　1．2光縴通信的係統組成及其優勢
　1．3光縴及其製造工藝簡介
　1．4內容簡介
　習題
第2章　物理原理與技術基礎
　2．1光波導
　2．1．1平麵介質光波導
　2．1．2光縴的模式
　2．2載波、調製和多路復用
　2．2．1載波傳播
　2．2．2信號和調製
　2．2．3多路復用
　2．3光波導中模式的相互作用
　2．3．1介質微擾與模耦閤
　2．3．2周期微擾
　2．3．3同嚮耦閤與反嚮耦閤
　2．3．4分布反射與分布反饋
　2．4光脈衝在光縴中的傳播
　2．4．1基本傳播方程
　2．4．2色散和脈衝展寬
　2．4．3光縴孤子
　2．5光縴的非綫性效應
　2．5．1光縴非綫性效應的産生
　2．5．2非綫性摺射率
　2．5．3四波混頻
　2．5．4受激拉曼散射
　2．5．5受激布裏淵散射
　2．6光檢測、光放大和光
　2．6．1自發輻射、受激吸收和受激輻射
　2．6．2p-n結及其光電特性
　2．6．3光自激振蕩
　2．7幾種導波光學器件的基本原理
　2．7．1定嚮耦閤器
　2．7．2mach—zehnder(m—z)乾涉儀
　2．7．3聲光器件
　習題
第3章　基本元器件和設備
　3．1光縴
　3．1．1石英光縴
　3．1．2新型光縴
　3．1．3光縴的損耗
　3．1．4光縴的色散特性
　3．2光路元件
　3．2．1光縴活動連接器
　3．2．2光衰減器
　3．2．3光隔離器
　3．3網絡元器件和設備
　3．3．1下層元件
　3．3．2網絡功能
　3．3．3網絡節點設備
　3．4光收發器
　3．4．1半導體光源
　3．4．2光檢測器
　3．4．3光調製器
　3．5光放大器
　3．5．1半導體光放大器
　3．5．2摻鉺光縴放大器
　3．5．3光縴拉曼放大器
　3．5．4其他光放大器
　3．5．5光放大器的性能比較
　習題
第4章　光縴鏈路
　4．1光發送和光接收
　4．1．1光發送
　4．1．2數字光接收
　4．2光縴鏈路設計
　4．2．1設計步驟
　4．2．2功率估算
　4．2．3帶寬估算
　4．2．4鏈路功率代價
　4．3波分復用鏈路
　4．3．1光放大器的應用
　4．3．2信號、噪聲和串擾
　4．3．3設計要點
　4．4色散控製
　4．4．1色散補償
　4．4．2色散管理
　4．4．3偏振模色散的影響和補償
　習題
第5章　光縴網
　5．1光縴以太網
　5．1．1光縴局域網的發展和標準體係
　5．1．2以太網的係統結構
　5．1．3器件損耗限製的估算
　5．1．4韆兆以太網
　5．2ip over wdm光縴網
　5．2．1ip over dwdm結構
　5．2．2主要技術問題
　5．3波長路由光網絡
　5．3．1基本概念
　5．3．2路由與波長分配
　5．3．3邏輯路由網絡的rwa問題
　習題
第6章　新技術進展
　6．1高速鏈路
　6．1．1wdm
　6．1．2wdm／otdm混閤傳輸
　6．1．3光子集成(pic)和光電子集成(oeic)
　6．2光縴網節點
　6．3智能聯網
　6．4光節點技術
　6．4．1光子交換
　6．4．2新型元器件
　6．5幾種發展中的新技術
　6．5．1相乾光通信
　6．5．2光孤子通信
　6．5．3光量子通信
　6．5．4光子學與光信號處理
　習題
　部分習題答案
參考文獻
　　

作者介紹

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文摘

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序言

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《光縴通信》 課程背景與重要性 在信息爆炸的時代，通信技術的飛速發展是社會進步的重要驅動力。而光縴通信，作為現代通信的基石，以其高帶寬、低損耗、抗乾擾能力強等卓越特性，徹底改變瞭信息傳輸的格局。從互聯網的骨乾網到傢庭寬帶，再到5G、6G網絡的部署，光縴通信無處不在，支撐著我們日益增長的信息需求。因此，深入理解光縴通信的原理、技術與應用，對於培養閤格的信息與通信工程人纔至關重要。 本書內容概述 本書力求全麵、係統地介紹光縴通信的基本理論、關鍵技術、係統組成及其發展趨勢。我們不僅關注理論的深度，更注重與實際工程應用的緊密結閤，旨在幫助讀者建立起紮實的專業知識體係，並具備解決實際問題的能力。 第一部分：光縴通信基礎理論 本部分將從最基礎的物理原理齣發，為讀者構建光縴通信的知識框架。 光的基本性質與光學基礎： 在深入講解光縴通信之前，有必要迴顧和梳理一些基礎的光學概念。我們將介紹光的電磁波理論，包括光的頻率、波長、相位等基本參數，以及光的傳播方式，如反射、摺射、衍射和乾涉。這些基本概念是理解光在光縴中傳輸行為的關鍵。我們將重點闡述全反射原理，這是光縴作為光波導的核心物理機製。通過詳細的公式推導和圖示講解，讀者將深刻理解全反射的條件以及其在光縴傳光中的作用。 光縴的結構與傳光機理： 光縴作為光信號傳輸的媒介，其結構和材料特性直接影響著通信係統的性能。我們將詳細介紹不同類型光縴的結構，包括縴芯、包層和塗覆層。重點分析單模光縴和多模光縴的結構差異及其對傳輸特性的影響。深入探討光在光縴中的傳播模式，包括基模和高次模，以及模式的形成和演化。我們將通過數學模型和仿真方法，分析不同模式的傳播速度和損耗，揭示模式色散的産生機理。 光縴的損耗與色散： 任何傳輸媒介都不可避免地存在損耗，光縴也不例外。本書將詳細分析光縴中的各種損耗機製，包括吸收損耗、散射損耗（瑞利散射、米氏散射）和彎麯損耗。我們將定量分析各種損耗的來源和影響因素，並介紹如何通過選擇閤適的光縴類型和優化製造工藝來減小損耗。色散是限製光縴通信係統傳輸速率和距離的關鍵因素。我們將全麵介紹光縴中的主要色散類型，包括材料色散、波導色散和偏振模色散。通過詳細的理論推導和實例分析，讀者將掌握各種色散的計算方法和抑製技術，例如通過設計特殊構造的光縴（如色散位移光縴、零色散位移光縴）或使用色散補償技術來提高傳輸性能。 第二部分：光縴通信係統的關鍵器件 光縴通信係統是一個復雜的集成係統，由一係列高性能的光電器件組成。本部分將重點介紹這些核心器件的工作原理、性能指標和應用。 光源： 光源是光縴通信係統的“心髒”，負責産生光信號。我們將詳細介紹兩種主要的光源類型：激光器和發光二極管（LED）。重點分析半導體激光器（如DFB激光器、FP激光器）的工作原理、輸齣特性（如波長、功率、譜寬）及其在不同應用場景下的選擇依據。同時，也將介紹LED作為光源的特點和局限性。 光探測器： 光探測器負責將接收到的光信號轉換成電信號，是係統的“耳朵”。我們將深入講解PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）的工作原理、響應速度、靈敏度、量子效率等關鍵參數。通過對比分析PIN管和APD的優缺點，幫助讀者理解它們在不同速率和傳輸距離係統中的應用。 光調製器： 光調製器將電信號編碼到光信號上，實現信息的傳輸。我們將介紹外調製和內調製的概念，並重點講解幾種主流的光調製技術，如強度調製（AM）、相位調製（PM）和頻率調製（FM）。詳細分析電光調製器（如馬赫-曾德爾調製器）和聲光調製器的工作原理、插入損耗、消光比等關鍵性能指標。 光放大器： 為瞭補償光信號在傳輸過程中的損耗，光放大器是必不可少的。我們將重點介紹摻鉺光縴放大器（EDFA）的工作原理、增益、噪聲係數、飽和輸齣功率等關鍵性能。同時，也將簡要介紹其他類型的光放大器，如半導體光放大器（SOA）和拉曼放大器，並分析它們的特點和適用範圍。 光開關與光復用/解復用器： 在復雜的光縴網絡中，光開關用於實現光路的切換，而光復用/解復用器則用於在同一根光縴上傳輸多個信號。我們將介紹不同類型光開關的原理，如熱光開關、電光開關、微機電係統（MEMS）開關，並分析其響應時間、插入損耗和串擾等性能。同時，詳細講解波分復用（WDM）技術，包括密集波分復用（DWDM）和粗波分復用（CWDM），以及相應的復用器和解復用器的結構與工作原理。 第三部分：光縴通信係統設計與應用 本部分將從係統層麵齣發，討論光縴通信係統的組成、設計原則以及在不同領域的實際應用。 光縴通信係統的組成與架構： 我們將描繪一個典型的光縴通信係統框圖，詳細介紹其各個組成部分，包括發送端、傳輸綫路、接收端以及網絡管理係統。我們會深入分析不同係統架構，如點對點係統、環形網絡、星形網絡以及更復雜的骨乾網和接入網結構。 數字傳輸係統： 現代光縴通信主要采用數字傳輸方式。我們將詳細介紹數字信號的編碼、解碼、信道編碼、糾錯編碼等技術，以及它們在提高傳輸可靠性方麵的重要作用。我們將深入分析碼型變換（如NRZ、RZ）、比特定時恢復、時鍾同步等關鍵技術。 傳輸性能指標與係統設計： 係統的性能由多種指標共同決定，如誤碼率（BER）、信噪比（SNR）、傳輸距離、傳輸速率等。我們將詳細介紹這些指標的定義、計算方法以及它們之間的相互關係。在此基礎上，我們將討論光縴通信係統的設計流程，包括鏈路預算的計算、器件的選擇、係統的優化等，旨在指導讀者如何設計齣滿足特定性能要求的光縴通信係統。 波分復用（WDM）係統： WDM技術是提高光縴傳輸容量的最有效手段之一。我們將詳細介紹DWDM和CWDM的原理、係統構成、關鍵器件（如可調諧激光器、光柵、濾波器）及其在長距離傳輸和城域網中的應用。我們將分析WDM係統的設計挑戰，如通道間隔、功率平衡、色散補償等。 光縴接入網（FTTx）： 隨著寬帶需求的激增，光縴接入網（FTTx）得到瞭廣泛應用。我們將重點介紹光縴到戶（FTTH）、光縴到辦公室（FTTO）、光縴到節點（FTTN）等不同類型的FTTx方案。分析其係統架構、主要技術（如GPON、EPON）及其在提升用戶寬帶體驗中的作用。 光網絡技術與發展趨勢： 光縴通信技術仍在不斷發展，以滿足日益增長的網絡需求。我們將介紹下一代光網絡的一些關鍵技術，如相乾光通信、多維復用（如空分復用、偏振復用）、光網絡切片、智能光網絡等。展望光縴通信在未來5G/6G通信、數據中心互聯、物聯網等領域的應用前景。 學習目標與方法 通過學習本書，讀者將能夠： 掌握光縴通信的基本原理和關鍵技術。 理解光縴通信係統的組成、工作方式和設計方法。 熟悉光縴通信的主要器件及其性能特點。 瞭解光縴通信在不同領域的應用。 為進一步學習更高級的光通信理論和技術打下堅實的基礎。 本書在編寫過程中，注重理論與實踐相結閤，融入瞭大量圖錶、公式推導和工程實例，旨在幫助讀者更好地理解和掌握光縴通信的知識。建議讀者在學習過程中，積極思考，勤於實踐，結閤相關的實驗課程或項目，將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。 緻謝 本書的完成離不開眾多同行的支持與幫助，在此錶示衷心的感謝。 參考文獻 （此處將列齣本書引用的相關文獻）

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排邏輯性實在不敢恭維，讓人感覺像是一係列零散知識點的堆砌，缺乏一個貫穿始終的主綫索來串聯各個概念。比如，它在前三章花瞭大量篇幅講解光縴的幾何光學模型，這部分內容顯得有些陳舊，對於現代的場理論分析幫助不大。接著，突然跳到EDFA（摻鉺光縴放大器）的能級結構分析，這個跨度太大瞭，中間缺少瞭對半導體激光器和光電探測器特性的過渡介紹。我閱讀時總需要頻繁地在不同章節間來迴翻閱，試圖自己拼湊齣一個完整的知識體係。一本優秀的教材應該像一位優秀的導師，引導學生一步步深入，讓知識點之間産生自然的邏輯關聯。但這本教材更像是一本厚厚的參考手冊，信息量巨大，但結構鬆散，對於課堂教學而言，教師需要花費大量精力去重構其知識框架，這對效率是一個極大的損耗。

評分☆☆☆☆☆

閱讀體驗上，這本書的語言風格極其乾燥和刻闆，缺乏任何能激發學習熱情的元素。作者的敘述方式非常學術化，幾乎沒有使用任何類比、比喻或者生動的例子來幫助理解那些反直覺的光學現象。例如，講解偏振模色散（PMD）時，如果能結閤一些現實中光縴的不完美性，或者用一個日常生活中可見的例子來比擬光脈衝在雙摺射介質中的分離，讀起來或許會輕鬆不少。但這本書裏，一切都是冰冷的數據、參數和嚴格的數學定義。這使得學習過程變成瞭一種煎熬，我常常需要靠外部的科普視頻或者更通俗的讀物來“軟化”這些硬核的理論。對於一個需要花費大量時間精力的專業教材來說，它本應承擔起點燃學生興趣的責任，而不是僅僅扮演一個信息的倉庫角色。這種缺乏“人情味”的寫作方式，極大地降低瞭自我學習的動力。

評分☆☆☆☆☆

從一個研究生的角度來看，這本書在介紹前沿技術和新興領域時顯得尤為保守和滯後。當我們談論光縴通信的未來時，必然會涉及到空分復用（SDM）、高階調製格式（如PAM-4、DP-16QAM）以及相乾檢測技術的最新進展。然而，這本書中對這些內容的討論極其簡略，甚至很多術語的解釋都停留在幾年前的標準上。例如，關於相乾接收機中的數字信號處理（DSP）部分，僅僅停留在理論概念層麵，完全沒有觸及到實際係統中如何利用FPGA或ASIC實現均衡、色散補償和載波恢復的算法細節，這對於希望從事係統設計或光網絡優化的學生來說，價值有限。它更像是一部為上世紀末的10Gbps/40Gbps係統設計的教材，對於當前主導市場的100G、400G乃至更高的速率係統，參考性大打摺扣。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，這本書的內容深度是毋庸置疑的，它幾乎覆蓋瞭光縴通信領域所有核心的理論基礎，從麥剋斯韋方程組在光縴中的應用，到各種傳輸損耗機製的詳細建模，再到光縴放大器和濾波器的原理，都做瞭詳盡的闡述。然而，這種“詳盡”有時候反而成瞭負擔。作者似乎陷入瞭對數學公式的迷戀，每一頁上都密密麻麻地布滿瞭公式，每一步推導都恨不得寫得清清楚楚，這對於初學者來說，可能會産生強烈的畏難情緒。舉個例子，在討論瑞利散射時，作者用瞭好幾頁的篇幅來推導一個在實際應用中可能隻需要記住結論的公式，這占用瞭本應用於理解散射物理本質的時間。我更希望看到的是，在給齣現有公式後，能夠有更多的實際工程案例或者仿真結果來佐證這些理論，讓理論和實踐之間搭起一座堅實的橋梁，而不是將讀者直接扔進純粹的數學海洋裏自生自滅。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版簡直是一場災難，我花瞭整整一個下午試圖弄明白作者到底想錶達什麼。字體大小忽大忽小，公式的上下標經常擠在一起，看得人眼睛發花。尤其是那些復雜的數學推導部分，如果不是我本身對這個領域有較深的基礎，我真想直接把書扔到一邊。更要命的是，插圖的清晰度簡直是上世紀90年代的水平，很多關鍵的結構圖和波導示意圖模糊不清，我不得不去網上搜索其他的參考資料來輔助理解。比如，在介紹非綫性效應那一章，光脈衝的展寬和啁啾現象，本來就抽象，配上這麼一張幾乎無法辨認的圖，簡直是雪上加霜。這絕不是一本麵嚮“高等院校”學生的教材應該有的質量，感覺像是匆忙趕工齣來的草稿被直接印刷瞭。我嚴重懷疑齣版社在發行之前有沒有經過任何形式的審校，這種對讀者體驗的漠視，實在讓人氣憤。一本好的教材，首先得讓人願意讀下去，而這本，僅僅是物理上的存在就構成瞭一種挑戰。