光纤通信(第2版)(普通高等教育“十一五”规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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乔桂红，李丽勇，吴凤修，陈一品 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115207524

商品编码：29730943480

包装：平装

出版时间：2009-08-01

基本信息

书名：光纤通信(第2版)(普通高等教育“十一五”规划教材)

定价：32.00元

作者：乔桂红,李丽勇,吴凤修,陈一品

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2009-08-01

ISBN：9787115207524

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.522kg

编辑推荐

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内容提要

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本书对光纤通信做了全面、系统的介绍。内容包括光纤通信系统的组成、光纤和光缆、有源光器件和无源光器件、光端机、SDH传送网、WDM技术、光纤通信系统设计及光纤通信涉及的新技术（MSTP技术、ASON技术，光接入技术、全光网等），后介绍了光纤通信实训方面的知识。
　　本书紧扣行业标准和规范，具有较强的实用性，既可作为高职高专院校通信、电子信息类相关专业的教材，也可作为光纤通信技术人员的培训用书，并可作为技能鉴定的参考用书。

目录

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章　光纤通信概述　
　1.1　光纤通信的发展史　
　1.2　我国光纤通信现状　
　1.3　光纤通信的光波波谱　
　1.4　光纤通信系统的组成　
　1.5　光纤通信系统的特点及应用　
　　1.5.1　光纤通信的特点　
　　1.5.2　光纤通信的应用　
　1.6　光纤通信的发展趋势　
　小结　
　思考题与练习题　
第2章　光纤和光缆　
　2.1　光纤的结构和分类　
　　2.1.1　光纤的结构　
　　2.1.2　光纤的分类　
　2.2　光纤的导光原理　
　2.3　光纤特性　
　　2.3.1　光纤的几何特性　
　　2.3.2　光纤的传输特性　
　　2.3.3　光纤的机械特性　
　　2.3.4　光纤的温度特性　
　2.4　光缆的结构和种类　
　　2.4.1　光缆的结构　
　　2.4.2　光缆的种类　
　　2.4.3　光缆的型号和规格　
　　2.4.4　光缆端别与纤序的识别　
　2.5　光纤的熔接　
　　2.5.1　光纤熔接机的分类　
　　2.5.2　光纤熔接机的工作原理　
　　2.5.3　光纤熔接的工作步骤　
　　2.5.4　熔接质量评判　
　　2.5.5　光纤接续时常见故障的处理　
　　2.5.6　熔接机的保养及注意事项　
　小结　
　思考题与练习题　
第3章　通信用光器件　
　3.1　光源　
　　3.1.1　激光器的工作原理　
　　3.1.2　半导体激光器　
　　3.1.3　分布反馈半导体激光器　
　　3.1.4　量子阱半导体激光器　
　　3.1.5　发光二极管　
　　3.1.6　半导体光源的应用　
　3.2　光电检测器　
　　3.2.1　光电检测器的工作原理　
　　3.2.2　PIN光电二极管　
　　3.2.3　雪崩光电二极管　
　　3.2.4　光电检测器的特性　
　3.3　无源光器件　
　　3.3.1　光纤连接器　
　　3.3.2　光衰减器　
　　3.3.3　光耦合器　
　　3.3.4　光隔离器与光环行器　
　　3.3.5　光开关　
　　3.3.6　光波长转换器　
　　3.3.7　光波分复用器　
　　3.3.8　光滤波器　
　　3.3.9　光纤光栅　
　3.4　光放大器　
　　3.4.1　光放大器概念与分类　
　　3.4.2　EDFA的基本结构与工作原理　
　　3.4.3　EDFA的工作特性　
　　3.4.4　EDFA的应用　
　小结　
　思考题与练习题　
第4章　光端机　
　4.1　光发送机　
　　4.1.1　光发送机的基本组成　
　　4.1.2　光源的调制　
　　4.1.3　自动功率控制和温度控制　
　　4.1.4　光发送机的主要指标　
　4.2　光接收机　
　　4.2.1　光接收机的基本组成　
　　4.2.2　光接收机的噪声特性　
　　4.2.3　光接收机的主要指标　
　4.3　光中继器　
　4.4　光线路编码　
　小结　
　思考题与练习题　
第5章　SDH技术　
　5.1　SDH的产生和基本概念　
　5.2　SDH的速率与帧结构　
　5.3　映射原理与同步复用　
　　5.3.1　基本复用映射结构　
　　5.3.2　基本复用映射步骤　
　　5.3.3　映射方法　
　　5.3.4　复用方法　
　　5.3.5　指针　
　5.4　SDH开销　
　　5.4.1　段开销　
　　5.4.2　通道开销　
　5.5　SDH网元　
　5.6　SDH传送网　
　　5.6.1　SDH传送网的分层与分割　
　　5.6.2　SDH传送网的物理拓扑　
　　5.6.3　我国SDH网络结构　
　5.7　SDH自愈网　
　　5.7.1　自愈网的概念　
　　5.7.2　线路保护倒换　
　　5.7.3　ADM自愈环保护　
　　5.7.4　DXC网形网保护　
　　5.7.5　各种自愈保护比较　
　5.8　SDH网同步　
　　5.8.1　网同步的工作方式　
　　5.8.2　SDH网同步结构和同步方式　
　　5.8.3　SDH网元的定时　
　5.9　SDH网络传输性能　
　　5.9.1　误码性能　
　　5.9.2　抖动性能　
　　5.9.3　漂移性能　
　5.10　SDH网络管理　
　　5.10.1　SDH网管的基本概念　
　　5.10.2　SDH网管接口　
　　5.10.3　SDH网管功能　
　小结　
　思考题与练习题　
第6章　WDM系统　
第7章　光纤通信系统设计　
第8章　光纤通信新技术　
第9章　光纤通信实训　
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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通信传输的未来：探索光纤通信的奥秘 在信息爆炸的时代，我们对数据传输速度和容量的需求呈指数级增长。从高清视频流到物联网设备的海量数据，再到云计算的强大支撑，这一切都离不开高效、可靠的通信技术。在这场技术革命的浪潮中，光纤通信以其卓越的性能，正以前所未有的力量重塑着我们的数字世界。本书将带领您深入探索光纤通信的迷人世界，揭示其背后的科学原理、关键技术以及在各个领域的广泛应用，为您勾勒出通信传输的未来蓝图。 第一篇：光纤通信的基础理论 光纤通信并非凭空出现，它建立在深厚的物理学和工程学基础之上。本篇将为您构建坚实的理论基石，理解光纤通信的运作机制。 光与物质的互动： 我们将从最基础的光学原理出发，探讨光的本质、传播特性，以及它与不同介质的相互作用。理解光在真空、空气、玻璃等介质中的速度差异，为后续理解光在光纤中的传输奠定基础。我们将深入研究光的折射、反射、干涉和衍射等现象，这些都是光纤通信设计和优化的关键。 光的产生与探测： 光源是光纤通信系统的“心脏”。本节将详细介绍半导体发光器件，如激光器（LED）和发光二极管（LED）。我们将探讨它们的结构、工作原理、光谱特性、输出功率等参数，并分析不同光源在不同通信场景下的适用性。例如，为什么激光器在高带宽、长距离传输中占据主导地位，而LED则在短距离、低成本应用中发挥重要作用。同时，我们还将介绍光探测器，如光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD），它们是接收光信号的关键组件。我们将剖析其工作原理、响应速度、量子效率和噪声特性，理解它们如何将微弱的光信号转化为电信号。 光纤的物理特性与传输机理： 光纤是信息传输的“高速公路”。本节将深入剖析光纤的结构，主要包括纤芯、包层和涂覆层。我们将讲解纤芯和包层为何具有不同的折射率，以及这种差异如何通过全反射原理将光信号限制在纤芯中进行传输。我们将详细介绍单模光纤和多模光纤的区别，包括它们的核心直径、数值孔径、模式特性，以及各自在传输距离、带宽和成本上的权衡。此外，我们还将探讨光在光纤中传播时遇到的损耗，包括吸收损耗、散射损耗（瑞利散射）和弯曲损耗，以及这些损耗对信号传输能力的影响。 光信号的调制与解调： 如何将信息“编码”到光信号中，又如何将其“解码”出来？本节将为您详细解读光信号的调制技术。我们将介绍幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）的基本原理，以及它们在光纤通信中的具体实现方式。更重要的是，我们将深入探讨现代高速光纤通信中广泛使用的相干检测技术，包括其原理、优势以及对系统性能的提升。我们将阐述如何利用光信号的相位信息来承载更丰富的数据，以及相干接收端如何精确恢复这些信息。 光纤通信系统的基本组成： 一个完整的光纤通信系统需要哪些关键部件？本篇将为您描绘系统的全景图。我们将介绍系统的端到端架构，包括光源、调制器、光纤传输链路、光纤连接器、光复用器/解复用器、光放大器以及光探测器、解调器等。我们将分析每个组件的功能和相互配合，理解信息如何在整个系统中流动和处理。 第二篇：光纤通信的关键技术与发展 随着技术的发展，光纤通信的性能也在不断突破极限。本篇将聚焦于那些推动光纤通信不断前进的关键技术。 光放大技术： 为什么我们能够实现超长距离的无中继传输？答案在于光放大技术。本节将重点介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的原理和结构。我们将解析EDFA如何利用稀土元素铒离子的能级跃迁来放大光信号，其关键性能参数如增益、噪声系数、带宽等，以及它在光纤通信系统中的重要性。我们还会简要提及其他类型的光放大器，例如拉曼放大器，以展现光放大技术的多元化发展。 波分复用（WDM）技术： 如何在同一根光纤中传输更多的数据？波分复用技术提供了答案。本节将详细阐述WDM的基本原理，即利用不同波长的光信号承载不同的信息流，并在同一根光纤中并行传输。我们将介绍密集波分复用（DWDM）和稀疏波分复用（SWDM）的区别，以及它们各自的应用场景。我们将深入探讨波分复用系统中使用的关键器件，如波长选择开关（WSS）和光分插复用器（OADM），以及它们在实现灵活网络配置中的作用。 光纤接入网技术： 光纤通信的触角已经延伸到我们生活的方方面面，特别是家庭和企业。本节将聚焦于光纤接入网（FTTH/FTTB/FTTC）技术。我们将介绍不同接入方式的特点，如FTTH（光纤到户）、FTTB（光纤到楼）和FTTC（光纤到路边），以及它们在性能、成本和部署上的权衡。我们将详细讲解无源光网络（PON）技术，包括其P2MP（点到多点）的架构、分光器的工作原理、上下行传输方式以及GPON、EPON等主流PON标准。 光电混合传输与未来展望： 随着通信需求的不断演进，光电混合传输正成为新的发展方向。本节将探讨如何在光信号传输的同时，引入电信号的优势，以提高系统的灵活性和效率。我们将讨论电信号在网络中的作用，例如在信号处理、网络管理和流量调度等方面。同时，我们将展望未来光纤通信的发展趋势，包括更高传输速率（如Tb/s级别）、更低的功耗、更智能的网络以及与人工智能、机器学习等技术的融合。 第三篇：光纤通信的应用领域 光纤通信的卓越性能使其在各个领域都扮演着至关重要的角色，并深刻地改变着我们的生活和社会。 电信与互联网骨干网： 光纤通信是支撑现代电信网络和互联网运行的基石。本节将深入分析光纤通信在长途骨干网、城域网和本地接入网中的应用。我们将探讨其如何实现跨洋通信、洲际连接，以及如何构建高速、大容量的互联网基础设施，为全球用户提供流畅的网络体验。 数据中心与云计算： 飞速增长的数据量对数据中心的通信能力提出了严峻挑战。本节将阐述光纤通信在数据中心内部连接、服务器互联以及数据中心之间的互联（DCI）中的关键作用。我们将讨论其如何满足数据中心对带宽、低延迟和高可靠性的需求，并支撑起蓬勃发展的云计算服务。 广播电视与多媒体： 高清电视、4K/8K视频、VR/AR等沉浸式体验的普及，都离不开强大的传输能力。本节将分析光纤通信在广播电视系统中的应用，包括节目信号的传输、高清视频的编码和分发，以及如何实现低延迟、高保真的多媒体内容传输。 工业自动化与智能制造： 工业4.0时代，机器之间的互联互通至关重要。本节将探讨光纤通信在工业自动化、机器人控制、传感器网络和生产线监控中的应用。我们将分析其如何提供高可靠性、抗干扰的通信环境，支持实时数据采集和控制，从而提升生产效率和产品质量。 军事通信与安全： 在军事领域，通信的安全性、可靠性和速度是生命线。本节将介绍光纤通信在军事通信系统中的应用，包括战场通信、指挥控制系统、雷达和侦察设备的数据传输，以及其在信息安全方面的优势。 其他新兴应用： 除了上述领域，光纤通信还在医疗健康（如远程手术）、科学研究（如粒子加速器）、智能交通系统等新兴领域展现出巨大的潜力。本节将对这些新兴应用进行简要介绍，展示光纤通信的无限可能。 通过对光纤通信原理、关键技术和广泛应用的深入探讨，本书旨在为您提供一个全面而深入的视角，理解这项颠覆性技术如何塑造我们今天的通信格局，并预见其在未来通信发展中的关键作用。无论您是通信领域的学生、研究人员，还是对现代通信技术充满好奇的读者，本书都将为您打开一扇通往信息传输新世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

我发现这本书在数学推导的严谨性上做得极其出色，这是很多同类教材所欠缺的。对于光纤中的模式耦合、色散补偿等关键技术，作者没有采取“此处略去”的态度，而是细致入微地给出了推导过程，并且清晰地标注了每一步的物理意义。例如，在讨论光纤中的非线性克尔效应时，书中详细解析了薛定谔方程的推导，并对比了不同近似方法的适用范围和局限性，这种深度对于想深入研究光通信机理的人来说简直是无价之宝。虽然初读时会觉得有些烧脑，需要放慢速度，甚至要准备草稿纸辅助演算，但一旦攻克下来，那种豁然开朗的感觉是看其他泛泛而谈的书籍无法比拟的。这本书的价值在于它教会的不是“是什么”，而是“为什么是这样”，这种探究到底的精神是科研工作者最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是太棒了，从头到尾读下来，感觉自己对整个光通信领域都有了一个全新的认识。作者在讲解那些复杂的理论概念时，总是能用非常生动形象的比喻来帮助我们理解，比如他把光纤比作是信息高速公路上的“光轨”，而各种调制解调技术就像是路上的各种“交通规则”和“信号灯”，让人一下子就抓住了重点。我特别喜欢它对光纤的物理特性和传输损耗的深入剖析，那些图表和公式的推导过程清晰明了，即便是初学者也能循着作者的思路一步步深入。尤其是关于非线性效应的那一章，处理得相当到位，没有那种为了堆砌公式而堆砌公式的感觉，而是紧密结合实际应用场景来讲解，读完后感觉对未来光网络的设计和优化方向有了更清晰的把握。这本书的深度和广度都拿捏得恰到好处，既有扎实的理论基础，又不乏前沿技术的探讨，绝对是理工科学生和工程技术人员案头必备的宝典，每次翻开都能有新的收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图例设计方面也体现出了极高的专业水准。很多复杂的概念，比如偏振模色散（PMD）的随机性或者光放大器的噪声模型，如果仅仅依靠文字描述，很容易让人产生混淆。然而，这本书中的示意图和仿真结果图都制作得非常清晰、信息密度高，而且标注精确，很大程度上降低了理解的难度。我尤其欣赏它在每章末尾设置的“思考题”部分，这些问题往往不是课本知识的简单复述，而是引导读者去思考当前技术瓶颈和未来可能的研究方向，这对于指导我的后续学习和项目方向非常有帮助。总的来说，这是一本少有的、能够兼顾学术严谨性和工程实用性的教材，它不仅仅是一本工具书，更像是一位循循善诱的良师益友，伴随我从入门走向深入探索。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书的时候，我有点担心内容会过于陈旧，毕竟光通信技术发展得太快了。但事实证明我的担忧是多余的。这本书在保留了光通信核心原理的扎实性的同时，对新兴技术如相干检测、空分复用（SDM）等都有相当详尽的介绍和分析，这让我感到非常惊喜。比如在讲解相干光通信系统时，作者不仅仅停留在理论框图层面，还深入探讨了本振光选择、载波恢复算法的实现复杂度等实际工程中必须要考虑的问题，这一点非常实用。阅读过程中，我常常需要对照着书后面的习题来巩固理解，那些习题设计得非常巧妙，很多题目不是简单的套公式，而是需要综合运用不同章节的知识点才能解决，极大地锻炼了我的分析和解决问题的能力。这本书的结构逻辑简直是艺术品，章节之间的衔接过渡自然流畅，仿佛在跟随一位经验丰富的导师进行一对一的辅导，让人爱不释手。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种更偏向于系统集成和网络架构的工程师来说，这本书的价值主要体现在它对整个光网络层次结构的宏观把握上。它不仅仅关注光纤本身，更用相当的篇幅讨论了OTN、WDM等系统层面的技术，以及它们如何协同工作以满足现代数据中心和骨干网的需求。作者在描述光网络架构演进时，采用了时间轴和功能模块并行的叙事方式，使得我们能够清晰地看到技术迭代的驱动力——主要是数据量的爆炸式增长和对时延的极致追求。书中对当前行业热点如低功耗、高集成度光模块的挑战也有所涉及，虽然可能不是最新进展，但为理解这些挑战背后的物理限制提供了坚实的理论基础。这本书让我明白，光通信绝不仅仅是光在玻璃里的传输，而是一个高度复杂的、涉及电子、光学、算法的系统工程，极大地拓宽了我的技术视野。