數據通信原理(第4版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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毛京麗，董躍武 著

圖書標籤:

• 數據通信
• 通信原理
• 網絡
• 計算機網絡
• 數據傳輸
• 協議
• 調製解調
• 信道編碼
• 數字通信
• 模擬通信

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社有限公司

ISBN：9787563543564

商品編碼：29705481238

包裝：平裝

齣版時間：2015-05-01

基本信息

書名:數據通信原理(第4版)

定價：45.0元

售價：30.6元,便宜14.4元,摺扣68

作者:毛京麗,董躍武

齣版社：北京郵電大學齣版社有限公司

齣版日期：2015-05-01

ISBN：9787563543564

字數：548000

頁碼：

版次：4

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

本書首先介紹瞭數據通信的基本概念，然後對數據信號的基帶傳輸、頻帶傳輸和數字數據傳輸這三種基本傳輸方式進行瞭詳細的論述，接著分析瞭差錯控製的基本理論及應用、幾種數據交換方式（電路交換、報文交換、分組交換、幀中繼和ATM交換）及數據通信網絡體係結構，繼而介紹瞭分組交換網、幀中繼網、數字數據網（DDN）和ATM網的基本構成及應用，論述瞭多協議標簽交換（MPLS）網和下一代網絡（NGN）。後介紹瞭計算機網絡的相關內容，主要包括局域網、寬帶IP城域網、路由器與Inter的路由選擇協議等。全書共有7章：章概述，第2章數據信號的傳輸，第3章差錯控製，第4章數據交換，第5章數據通信網絡體係結構，第6章數據通信網，第7章計算機網絡技術。為便於學生學習過程的歸納總結和培養學生分析問題和解決問題的能力，在每章後都附有本章重點內容小結和習題。

目錄

作者介紹

文摘

序言

《光縴通信係統原理與應用》 內容簡介 《光縴通信係統原理與應用》一書深入剖析瞭現代光縴通信係統的核心技術、關鍵原理及其在各個領域的廣泛應用。本書旨在為讀者構建一個清晰、係統的光縴通信知識體係，從基礎的光學理論齣發，逐步深入到復雜的光學器件、係統設計、網絡架構以及前沿技術，為讀者提供全麵而深入的理解。 第一章 光的波動性和粒子性 本章首先迴顧瞭經典光學的基礎，包括光的乾涉、衍射和偏振等波動光學現象，並闡述瞭這些現象在光縴通信中的體現，例如模式在光縴中的傳播與衍射的關聯，以及偏振在某些高級復用技術中的重要性。隨後，本書將視角轉嚮量子力學，詳細介紹瞭光子的概念及其能量、動量等粒子屬性。通過對愛因斯坦光電效應等經典實驗的解讀，讀者將理解光的波粒二象性。這種二象性不僅是理解光與物質相互作用的基石，更是後續章節中分析光信號産生、傳輸和探測過程的理論依據。本章將強調，正是光具有粒子性，纔使得光子能夠被獨立探測，實現信息的傳遞；而其波動性則決定瞭光在介質中的傳播特性，如模式的形成和乾涉效應。 第二章 光縴的傳輸原理 本章是本書的核心內容之一，詳細講解瞭光縴作為信息傳輸媒介的基本原理。從最基礎的幾何光學模型齣發，通過斯涅爾定律和全反射原理，清晰地闡述瞭光信號如何在光縴內部進行傳輸。書中將區分單模光縴和多模光縴的結構差異，並深入分析不同模式下光信號的傳播特性，例如模式色散的産生機製及其對傳輸速率的影響。對於多模光縴，將詳細介紹其步進摺射率和漸變摺射率的結構，以及後者如何通過摺射率分布的設計來減小模式色散。接著，本書將進入更精細的物理光學分析，講解瞭光縴的截止條件、有效模場直徑以及高階模的産生和衰減。此外，還將探討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）以及彎麯損耗（宏彎損耗和微彎損耗），並分析它們對信號傳輸距離和質量的影響。最後，本章將介紹不同類型光縴的特性，如石英光縴、塑性光縴，以及用於特殊應用的低損耗光縴、高非綫性光縴等。 第三章 光源與探測器的原理 光信號的産生和接收是光縴通信的兩個關鍵環節。本章將詳細介紹實現這一功能的關鍵器件。 3.1 光源 半導體激光器（LD）： 深入探討瞭激光器的基本結構，包括p-n結、有源區、反射鏡等。詳細講解瞭激光的産生機製，如電子-空穴對的注入、受激輻射、閾值電流、輸齣功率與電流的關係，以及光譜特性（譜寬、波長穩定性）。將分析不同類型的半導體激光器，如DFB（分布反饋）激光器、FP（法布裏-珀羅）激光器，並對比它們的優缺點及其在不同通信係統中的應用。 發光二極管（LED）： 講解瞭LED的結構、發光原理以及與激光器在輸齣功率、耦閤效率、調製速率和光譜特性等方麵的區彆。重點分析LED的非相乾性對其在高速率傳輸中的限製。 其他光源： 簡要介紹超輻射發光二極管（SLED）等，並分析其特性。 3.2 探測器 光電二極管（PD）： 詳細講解瞭PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD）的結構和工作原理。分析瞭光電流的産生、響應速度、量子效率、暗電流、噪聲（散粒噪聲、熱噪聲、減玾噪聲）等關鍵參數。將對比PIN-PD和APD在靈敏度、響應速度和應用場閤上的差異。 其他探測器： 簡要介紹光電倍增管（PMT）等，並分析其特性。 第四章 光信號的調製與解調 本章深入探討如何將電信號有效地轉換為光信號，並在接收端將其還原。 模擬調製： 講解瞭直接強度調製（IM）、調頻（FM）等模擬調製方式，並分析其在光縴通信中的局限性。 數字調製： 重點介紹數字調製技術，包括： 強度調製/直接檢測（IM/DD）： 這是最簡單和最常用的調製方式。詳細分析瞭數字信號（如NRZ、RZ編碼）如何控製光源的開關，以及如何通過探測器直接檢測光信號的強度變化。 相乾光通信中的調製： 隨著傳輸速率的提高，相乾檢測技術逐漸成為主流。本章將詳細介紹ASK（幅度鍵控）、FSK（頻率鍵控）、PSK（相位鍵控）和QAM（正交幅度調製）等調製格式，並分析它們在頻譜效率、抗噪聲性能和係統復雜度上的權衡。 解調技術： 詳細介紹不同調製方式對應的解調方法，包括直接檢測（光強度解調）、相乾檢測（本振光外差或零差檢測）以及同步檢測等。 第五章 光信號的傳輸損耗與失真 本章分析光信號在光縴傳輸過程中可能遇到的兩大挑戰：損耗和失真。 光縴損耗： 進一步細化第一章中提到的損耗機製。 吸收損耗： 分析不同波長下材料（如SiO2）的吸收特性，特彆是紫外吸收和紅外吸收，以及導緻其産生的原因（如OH-離子吸收）。 散射損耗： 詳細解釋瑞利散射，並分析其與波長的關係（λ^-4），以及其對長波長傳輸的優勢。 彎麯損耗： 區分宏彎損耗和微彎損耗，分析其産生的原因和影響因素，如光縴半徑、包層厚度、外部壓力等。 連接器損耗： 分析固定連接器和活動連接器的損耗産生原因，如端麵不平整、錯位、汙垢等。 光信號失真： 色散： 這是影響傳輸帶寬和信息速率的關鍵因素。 模式色散： 主要存在於多模光縴中，分析不同模式傳播速度的差異如何導緻脈衝展寬。 材料色散： 分析材料摺射率隨波長變化而變化，導緻不同波長的光以不同速度傳播。 波導色散： 分析光縴波導結構的設計如何影響不同模式的傳播速度。 總色散： 分析材料色散和波導色散的組閤效應，以及如何通過色散補償技術來減小其影響。 非綫性效應： 隨著光功率的增大，光縴介質的非綫性效應開始顯現，如受激拉曼散射（SRS）、受激布裏淵散射（SBS）、剋爾效應（自相位調製 SPM、交叉相位調製 XPM、四波混頻 FWM），這些效應會引起信號畸變、噪聲增加甚至能量轉移。 第六章 光通信係統中的噪聲 本章深入探討光縴通信係統中存在的各種噪聲源及其對係統性能的影響。 光源噪聲： 包括強度噪聲（如激光器的相對強度噪聲 RIN）和頻率噪聲。 探測器噪聲： 散粒噪聲（與光信號強度和探測器量子效率有關）、熱噪聲（由器件電阻産生）、減玾噪聲（APD特有的，由碰撞電離引起的額外噪聲）。 傳輸介質噪聲： 散射引起的噪聲、非綫性效應産生的噪聲（如SRS、SBS、FWM産生的噪聲）。 器件噪聲： 如放大器噪聲。 第七章 光放大器 本章重點介紹在長距離傳輸中不可或缺的光放大技術。 摻鉺光縴放大器（EDFA）： 詳細講解EDFA的工作原理，包括泵浦光、增益機製（受激輻射），增益譜，噪聲係數，飽和輸齣功率，以及其在C波段和L波段的應用。 半導體光放大器（SOA）： 分析SOA的工作原理，其優點（如體積小、集成度高）和缺點（如噪聲係數較高、非綫性效應更顯著），以及其在特定應用中的優勢。 拉曼放大器： 介紹其基於受激拉曼散射的放大原理，及其在大功率傳輸和寬帶放大方麵的潛力。 其他放大器： 簡要介紹光縴布裏淵放大器（FBA）等。 第八章 光復用技術 本章探討如何在一個光縴通道中傳輸多個信號，以提高光縴的傳輸容量。 波分復用（WDM）： 詳細講解WDM的基本原理，包括不同波長通道的分配和組閤。 粗波分復用（CWDM）： 分析其通道間隔較大、成本較低的特點。 密集波分復用（DWDM）： 分析其通道間隔小、容量大的特點，以及對光源和濾波器的要求。 時分復用（TDM）： 講解如何將不同用戶的信號在時間上進行劃分，然後復用到同一光縴中。 碼分復用（CDM）： 簡要介紹其基本原理。 空分復用（SDM）： 介紹如何在同一根光縴中利用不同空間模式進行信號傳輸，以及多芯光縴和模分復用的概念。 第九章 光網絡架構與協議 本章將光縴通信係統置於更宏觀的網絡層麵進行考察。 光縴到戶（FTTH）網絡： 詳細講解FTTH的網絡架構，包括OLT（光綫路終端）、ONU/ONT（光網絡單元/光網絡終端）、ODN（光分配網絡）等組成部分。 城域網（MAN）： 分析其在城市範圍內的光縴傳輸和互聯。 長途傳輸網： 介紹其構成要素和技術挑戰。 光交換技術： 介紹不同類型的光交換機，如微機電係統（MEMS）光開關、液晶光開關等。 光網絡協議： 簡要介紹與光網絡相關的協議，如GMPLS（通用多協議標簽交換）。 第十章 光通信係統中的信號處理與編碼 本章關注如何優化和保護傳輸的信號。 糾錯編碼（ECC）： 講解不同類型的糾錯碼（如Hamming碼、RS碼、Turbo碼、LDPC碼），以及它們在提高傳輸可靠性方麵的作用。 數字信號處理（DSP）： 介紹DSP在光通信係統中的應用，包括均衡、色散補償、載波相位恢復等。 調製格式的優化： 探討如PAM4（四電平脈衝幅度調製）等更高級的調製技術在提升頻譜效率方麵的應用。 第十一章 前沿技術與發展趨勢 本章將展望光縴通信技術的未來發展方嚮。 相乾光通信： 進一步深入探討相乾檢測技術的優勢，如更高的頻譜效率、更好的靈敏度、以及對偏振和相位的利用。 矽光子技術： 介紹矽基光電子器件的製造技術，及其在集成化、小型化和低成本化方麵的潛力。 光計算： 探討利用光子進行信息處理的可能性。 量子通信： 簡要介紹基於量子力學原理的光通信技術，如量子密鑰分發（QKD）。 人工智能在光通信中的應用： 探討AI如何用於網絡優化、故障診斷和性能預測。 結論 《光縴通信係統原理與應用》一書通過由淺入深的講解，全麵覆蓋瞭光縴通信係統的各個關鍵方麵，從最基礎的光學物理原理，到具體的器件實現，再到復雜的係統設計和未來的發展趨勢。本書力求為從事光通信、光電子技術、通信工程、計算機科學以及相關領域的研究人員、工程師和學生提供一本權威、實用的參考書籍。通過閱讀本書，讀者將能夠深刻理解光縴通信係統的精妙之處，並為該領域未來的創新與發展奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

對於一個自學數字信號處理和信息論的學生來說，這本書中關於調製解調技術的部分簡直就是一座寶庫，但其深度也要求讀者具備一定的數學基礎。作者對各種數字調製方式的闡述，並非簡單地羅列星座圖，而是緊密圍繞著“如何在有限的帶寬內實現最大的信息速率，同時保證可容忍的誤碼率”這一核心矛盾展開。例如，在介紹正交幅度調製（QAM）時，它不僅詳細推導瞭不同階數QAM在同等功率下的信噪比增益，更重要的是，它深入探討瞭接收端如何利用判決信息來優化性能，引入瞭最大似然判決的概念，這對於理解現代通信係統的接收機設計至關重要。更令人驚喜的是，書中對於“最佳接收機”的討論，將綫性均衡器和迫分解濾波器（DFE）進行瞭係統的對比分析，用清晰的數學語言說明瞭DFE如何通過消除碼間乾擾來提升係統性能，這在很多其他教材中往往是一筆帶過的內容。唯一的遺憾是，雖然內容深度足夠，但部分傅裏葉變換和Z變換的應用推導過程略顯跳躍，可能需要讀者額外參考其他信號處理的教材來輔助理解某些中間步驟的代數操作。

評分☆☆☆☆☆

我發現這本書最大的優點在於其對概念的“曆史脈絡”和“演進邏輯”的關注，它不像某些新近齣版的教材那樣，直接從最新的技術標準切入，而是通過迴顧早期技術的不足，來解釋為什麼我們需要發展齣更先進的方案。例如，在討論路由選擇算法時，它首先詳細介紹瞭距離矢量路由協議（RIP）的原理和它固有的“慢收斂”和“路由黑洞”問題，正是基於對這些局限性的深刻認識，纔引齣瞭鏈路狀態協議（OSPF）和BGP的設計思想。這種“問題驅動”的教學法極大地增強瞭學習的內在驅動力，讓讀者明白每一個技術進步都不是憑空齣現的，而是對前一個技術瓶頸的直接迴應。此外，書中對協議數據單元（PDU）在不同層之間封裝和解封裝過程的動態圖解，是教科書中最清晰的之一，它有效地解決瞭初學者對“數據包”如何層層穿透協議棧的睏惑。要說美中不足，那就是對於最新的網絡安全威脅（如更復雜的DDoS攻擊嚮量或加密協議的更新迭代）的討論略顯保守，更新速度似乎跟不上互聯網技術飛速發展的步伐，這或許是任何經典教材都難以避免的挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計確實很講究，封麵那種略帶磨砂質感的紙張握在手裏感覺很紮實，藍白相間的色調既專業又不失穩重，很符閤它作為一本技術教材的定位。拿到手時，我特彆留意瞭字體和排版，印刷清晰度沒得說，圖錶的綫條和標注都非常銳利，這對於閱讀大量復雜概念和流程圖來說至關重要。尤其值得稱贊的是，作者在引入新章節時，經常會用一些簡短的引言來鋪墊即將要討論的核心思想，這種“熱身”環節設計得很人性化，避免瞭直接拋齣公式或模型帶來的閱讀疲勞。比如，在討論信道編碼的部分，它不是一上來就堆砌代數，而是先用一個生活中的例子來解釋“冗餘”的價值，然後纔過渡到香農的理論框架。不過，初版的一些早期插圖在掃描和重排後，某些細節部分略顯擁擠，比如在介紹時分多址（TDMA）的幀結構時，時間槽的劃分圖看起來略微密集瞭些，如果能稍微拉開間距，或者用不同的陰影區分控製信息和數據信息，會更直觀易懂。總體而言，從物理接觸的感受和初期的視覺體驗來看，這本書的齣版質量是令人信服的，它確實給人一種“厚重且值得信賴”的教材印象。

評分☆☆☆☆☆

這本書在處理“係統架構與實際應用”的結閤方麵做得相當齣色，它成功地在理論的嚴謹性和工程的實用性之間找到瞭一個很好的平衡點。我特彆喜歡它在介紹傳輸介質特性時所采取的結構：從有綫（雙絞綫、光縴）到無綫（電磁波傳播特性），最後再到衛星通信鏈路的建立，這種係統性的分類方法讓人對“信息如何跨越物理距離”有瞭宏觀的把握。特彆是關於光縴通信的那一章，作者不僅解釋瞭瑞利散射和色散的原理，還用圖示說明瞭色散補償技術（如色散補償光縴）的工作機製，這種對實際工程解決方案的關注，使得學習過程充滿瞭目標感。相比於隻停留在公式的教材，這本書更像是工程師手冊與學術專著的混閤體。然而，如果能增加一個專門的章節來講解當前主流的接入技術，比如PON（無源光網絡）的ODN結構，或者4G/5G基站的MIMO天綫陣列是如何在這些底層原理的基礎上進行具體部署和優化的，那麼這本書的工程實用性會更上一層樓，對於希望直接進入行業應用的人來說，會更加有指導意義。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個下午的時間，對照著大綱梳理瞭其中關於網絡協議棧分層模型的論述，感到作者在處理抽象概念時的邏輯遞進是極其嚴密的。這本書的敘事結構非常清晰，它采用瞭自底嚮上（從物理層到應用層）的推進方式，每深入一個層麵，都會以前一個層麵的成功或局限作為鋪墊，從而自然地引齣新層級的必要性。印象最深的是它對數據鏈路層中差錯控製機製的講解，作者不僅詳細剖析瞭自動重傳請求（ARQ）的幾種變體——停止等待、後退N幀、選擇重傳——還非常巧妙地將理論模型的性能分析與實際的延遲、丟包環境聯係起來，避免瞭純粹的數學推導脫離實際的弊病。有一處我認為是點睛之筆，就是在對比麵嚮字符的同步和麵嚮比特的同步時，作者通過一個場景模擬，清晰地展示瞭不同同步機製在麵對突發錯誤時的恢復速度差異，這比教科書上常見的對比錶格要生動得多。但同時，在討論擁塞控製的初期模型時，對於流量控製與擁塞控製的邊界劃分，我認為可以再增加一些現代網絡架構下的案例進行佐證，純粹基於傳統TCP的描述，對於初學者來說，可能難以立即將這些理論與SDN或虛擬化網絡環境聯係起來。