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趙尚弘，李勇軍，吳繼禮 著

圖書標籤:

• 衛星通信
• 光縴通信
• 網絡技術
• 空間技術
• 無綫通信
• 光網絡
• 通信工程
• 信息技術
• 5G/6G
• 遙感技術

店鋪： 北京愛讀者圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030270023

商品編碼：29774120365

包裝：平裝

齣版時間：2010-03-01

基本信息

書名：衛星光網絡技術

定價：50.00元

作者：趙尚弘,李勇軍,吳繼禮

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2010-03-01

ISBN：9787030270023

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頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.422kg

編輯推薦

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作者從2001年開始從事衛星光通信方麵的研究工作，已於2005年齣版專著《衛星光通信導論》。2007年承擔國傢高技術發展研究計劃(863)項目“基於激光鏈路的衛星光網絡體係結構研究”及其他軍內外相關科研項目。目前對衛星光網絡的研究還處於起步階段，為瞭給廣大讀者一個較為完整的係統介紹，在多屆研究生教學講義的基礎上，將散見於外各種學術期刊上的**研究成果加以匯總，結閤作者課題組的研究成果完成瞭本書。全書係統介紹瞭衛星光通信從鏈路到組網的基本原理和主要技術內容。

內容提要

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衛星光通信是21世紀新興的通信技術，具有容量大、速率高、體積小、質量輕、功耗低以及高保密性和抗電磁乾擾等優勢，被公認為是構建未來天基信息係統的理想方案，在預警偵察、導航定位、深空探測以及全球通信等軍事和民用領域具有廣泛的應用前景。
本書內容豐富、新穎，理論講解與技術實現相結閤，是首部衛星光網絡領域的專著。全書由衛星光通信技術和衛星光網絡技術兩大部分組成，詳細介紹瞭衛星光通信係統原理，衛星光通信捕獲、跟蹤和瞄準技術，空間光信號的傳輸與接收，衛星激光鏈路組網體係結構，網絡拓撲結構設計，路由算法等關鍵技術。
本書可作為空間光通信專業研究生的試用教材，也可供從事光通信及相關領域專業的科研人員和高等院校師牛參考。

目錄

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序
前言
章 衛星光通信技術簡介
1.1 引言
1.2 衛星光通信係統原理及組成
1.2.1 光發射端機
1.2.2 光接收端機
1.2.3 光學天綫
1.2.4 光學係統
1.2.5 ATP子係統
1.2.6 其他參數
1.2.7 衛星光通信的關鍵技術
1.3 激光鏈路優勢
1.4 外研究現狀和發展趨勢
1.4.1 國外研究現狀
1.4.2 研究現狀
1.4.3 衛星光通信發展趨勢
參考文獻
第2章 空間ATP技術
2.1 ATP係統的組成及工作原理
2.1.1 粗瞄準機構
2.1.2 精瞄準機構
2.1.3 預瞄準機構
2.1.4 傳感器
2.1.5 ATP係統的原理
2.2 ATP係統關鍵技術及其參數設置
2.2.1 ATP的關鍵技術
2.2.2 信標光鏈路分析
2.2.3 跟蹤靈敏度
2.2.4 捕獲靈敏度
2.2.5 瞄準性能
2.3 光束捕獲技術
2.3.1 捕獲基本原理
2.3.2 捕獲方法
2.3.3 天綫掃描
2.3.4 焦平麵掃描
2.3.5 焦平麵陣列
2.3.6 陣列順序搜索
2.3.7 固定陣列順序搜索
2.4 捕獲時間優化
2.4.1 係統配置和捕獲協議
2.4.2 捕獲時間小化
2.5 光束跟蹤技術
2.5.1 空間光束跟蹤原理
2.5.2 空間雙嚮光束跟蹤
2.5.3 光束跟蹤對數據傳輸的影響
2.6 光束瞄準技術
2.6.1 瞄準光束特性
2.6.2 瞄準誤差
參考文獻
第3章 衛星振動對ATP係統的影響及抑製
3.1 概述
3.2 自適應帶寬
3.3 改變光束寬度
3.4 功率控製
3.5 編碼技術
3.6 通道分集
3.7 振動隔離
3.8 自我調節前反饋
參考文獻
第4章 光信號的産生、發送與傳輸
4.1 光源
4.1.1 衛星光通信對光源要求
4.1.2 半導體激光器光源
4.1.3 光縴激光器光源
4.1.4 其他激光器光源
4.2 高斯光束的特性
4.3 高斯光束的發送
4.4 高斯光束的空間傳播
4.5 高斯光束的聚焦與準直
4.5.1 高斯光束經透鏡後參數的變化
4.5.2 高斯光束的準直
4.6 高斯光束的接收
4.7 背景乾擾及濾波
4.7.1 背景乾擾
4.7.2 濾波
4.8 空間環境對衛星光通信係統影響
4.8.1 高能帶電粒子對衛星光通信的影響
4.8.2 背景光輻照對衛星光通信的影響
4.8.3 等離子體對衛星光通信的影響
4.8.4 其他環境對衛星光通信的影響
參考文獻
第5章 空間光信號調製原理與技術
5.1 光信號調製基本參量
5.1.1 振幅調製
5.1.2 頻率調製和相位調製
5.1.3 強度調製
5.1.4 脈衝位置調製
5.1.5 DPPM調製
5.1.6 DH-PIM調製
5.1.7 幾種PPM調製性能比較
5.2 光信號體調製器
5.2.1 電光強度調製
5.2.2 電光相位調製
5.3 波導調製器
5.3.1 波導調製原理
5.3.2 波導相位調製
5.3.3 波導強度調製
參考文獻
第6章 空間光信號接收
6.1 接收檢測原理
6.2 相乾PSK零差接收機
6.3 相乾FSK外差接收機
6.4 直接檢測OOK係統APD接收機
6.5 直接檢測OOK係統PMT接收機
6.6 直接檢測m-PPM係統APD接收機
6.7 直接檢測m-PPM係統PMT接收機
參考文獻
第7章 衛星光網絡係統設計
7.1 衛星光網絡概述
7.2 空間網絡協議體係
7.3 分級衛星光網絡設計
7.3.1 空間光頻率與調製
7.3.2 空間網絡拓撲模型
7.3.3 空間數據鏈路模式
7.3.4 空間信道編碼
7.3.5 空間路由協議
7.3.6 空間網絡故障恢復
7.4 衛星網絡業務要求
7.4.1 電信業務估算
7.4.2 點到點連接帶寬
7.4.3 星上處理載荷
7.5 衛星光網絡管理
7.5.1 一般網絡管理
7.5.2 衛星光網絡管理
7.6 空間衛星光網絡構建方法
參考文獻
第8章 衛星光網絡鏈路特性及拓撲結構
8.1 衛星節點特性
8.1.1 衛星軌道參數
8.1.2 衛星軌道方程
8.1.3 衛星軌道分類
8.1.4 星下點軌跡
8.2 通信衛星覆蓋
8.3 星間激光鏈路
8.3.1 星間激光鏈路分類
8.3.2 星間激光鏈路坐標轉換
8.3.3 星間激光鏈路空間位置
8.3.4 星際激光鏈路空間位置
8.4 衛星光網絡動態拓撲
8.4.1 單層衛星光網絡拓撲
8.4.2 極軌道衛星星座
8.4.3 傾斜軌道衛星星座
8.4.4 編隊衛星
8.4.5 多層衛星光網絡拓撲
8.5 幾種典型的衛星網絡係統
參考文獻
第9章 WDM衛星光網絡技術
9.1 光傳輸網結構
9.1.1 傳送網的分層和分割
9.1.2 光傳送網的功能和結構
9.2 WDM衛星光通信組網方案
9.2.1 波長路由衛星激光鏈路組網
9.2.2 波長通道網絡與虛波長通道網絡
9.2.3 衛星光網絡光傳輸網設計
9.2.4 波長通道模型
9.3 光學／RF混閤節點模型
9.4 光分叉復用器OADM
9.5 光交叉連接器OXC
9.6 波長分配算法
9.7 通信量路由選擇和OTN的ISL尺寸
9.7.1 基於WDM的通信量路由選擇
9.7.2 衛星光網絡的光路容量的設計
9.7.3 衛星光網絡的故障恢復
9.8 時延問題
9.9 小結
參考文獻
0章 衛星光網絡路由算法
10.1 衛星網絡路由算法概述
10.2 衛星網絡路由算法研究現狀
10.3 衛星光網絡路由算法的分類
10.3.1 麵嚮連接的衛星網絡路由算法
10.3.2 麵嚮無連接的衛星網絡路由算法
10.4 衛星IP業務
10.4.1 衛星通信在Inter中的應用
10.4.2 多址接入控製
10.4.3 衛星TCP／IP協議
10.4.4 衛星Inter架構
10.5 衛星網絡業務
10.5.1 通信業務理論
10.5.2 M／M／n排隊模型
10.5.3 M／M／n／N排隊模型
10.5.4 鏈路容量設計
10.6 衛星網絡的仿真工具
10.6.1 衛星網絡協議仿真係統
10.6.2 衛星網絡星座仿真係統
參考文獻
1章 編隊衛星光通信
11.1 編隊衛星群簡介
11.1.1 編隊衛星群的概念
11.1.2 編隊衛星的優點
11.2 編隊衛星群間的光通信
11.2.1 星間通信概念
11.2.2 編隊衛星間通信係統組成
11.2.3 編隊衛星間激光通信鏈路的特點
11.2.4 編隊衛星激光鏈路的網絡拓撲結構
11.2.5 編隊衛星間通信的主要關鍵技術
11.2.6 外編隊衛星間通信技術現狀
11.3 編隊衛星光通信的多信號捕獲方案
11.3.1 多信號捕獲方案
11.3.2 數學分析
11.4 衛星激光通信中的多址連接
11.4.1 多址連接含義
11.4.2 幾種常用的多址連接方式
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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深度解碼：下一代通信的基石——“光縴通信係統原理與應用” 簡介 在這個信息爆炸的時代，數據傳輸的速度和容量已成為衡量社會發展和科技進步的關鍵指標。而光縴通信，以其超高的帶寬、極低的損耗以及不受電磁乾擾的優良特性，早已成為現代通信網絡的骨乾。本書《光縴通信係統原理與應用》旨在為讀者係統、深入地剖析光縴通信的底層原理，並全麵介紹其在各個領域的廣泛應用，為理解和掌握下一代通信技術奠定堅實的基礎。 本書並非探討近地軌道或遠距離太空的光學信息傳輸，而是聚焦於地球錶麵的、由精密工程構建的通信網絡。我們將從光縴材料的微觀結構入手，追溯光信號如何在縴芯中以近乎光速傳播，以及如何剋服衰減和色散等固有挑戰，最終實現遠距離、高質量的信號傳輸。同時，本書還將深入淺齣地講解構成現代光通信係統的關鍵組件，如光源、光探測器、光調製器、光放大器等，並詳細闡述它們的工作機製和性能指標。 第一章：光縴基礎——信息傳輸的載體 本章將帶領讀者走進神奇的光縴世界。我們將首先迴顧人類通信方式的演進，引齣光縴通信的必要性和優越性。隨後，重點將放在光縴材料學上。我們將詳細介紹用於通信的光縴類型，包括單模光縴和多模光縴，分析它們在結構（縴芯、包層、塗覆層）上的差異，以及這些差異如何影響光的傳播模式（基模、高次模）。 摺射率與全內反射： 深入探討光縴為何能夠“彎麯”光綫，這背後的物理原理——摺射率的分布以及全內反射的條件，將是本章的核心內容。我們會通過數學模型和圖示，清晰地展示光綫在光縴中的傳播路徑。 光縴的損耗： 任何傳輸介質都存在損耗，光縴也不例外。本章將詳細分析導緻光縴損耗的主要因素，包括吸收損耗（本徵吸收、雜質吸收）和散射損耗（瑞利散射、米氏散射），並探討如何通過優化材料和製造工藝來降低損耗，從而實現更遠的傳輸距離。 光縴的色散： 信號在傳輸過程中可能發生展寬，即色散。本章將重點講解不同類型的色散，包括模間色散（主要發生在多模光縴）、材料色散和波導色散（主要發生在單模光縴），以及它們對通信速率和傳輸距離的影響。我們將介紹一些降低色散的方法，如使用色散補償光縴等。 光縴的連接技術： 光縴網絡需要將多段光縴連接起來，因此光縴連接技術至關重要。本章將介紹兩種主要的連接方式：熔接（通過電弧熔閤）和機械連接，並分析它們的優缺點、適用場景以及關鍵參數。 第二章：光信號的産生與調製——信息的“編碼” 本章將聚焦於光信號的産生和如何將信息“嵌入”到光信號中。 光源： 光信號的源頭是各種光源。我們將詳細介紹半導體激光器（LD）和發光二極管（LED）作為光縴通信中最常用的光源。分析它們的結構、工作原理、光譜特性、輸齣功率、調製速率以及壽命等關鍵參數。重點講解激光器的激勵與受激輻射過程。 光調製： 如何將電信號轉換成光信號，並攜帶信息，這就是光調製。本章將介紹不同的調製方式，包括直接調製（改變光源的電流）和外部調製（使用電光調製器）。重點講解幅度調製（AM）、頻率調製（FM）和相位調製（PM），以及更先進的數字調製格式，如脈衝幅度調製（PAM）、相移鍵控（PSK）和正交幅度調製（QAM），並分析它們在頻譜效率和抗噪聲能力方麵的錶現。 光調製器： 外部調製器是實現高速、高質量調製的關鍵。本章將詳細介紹幾種主流的光調製器，如馬赫-曾德爾調製器（MZM）和電吸收調製器（EAM），分析它們的結構、驅動原理、調製深度、插入損耗和開關速度等。 第三章：光信號的接收與解調——信息的“解碼” 本章將探討如何準確地接收和還原傳輸過來的光信號。 光電探測器： 光信號需要被轉換成電信號纔能被處理。本章將詳細介紹光電探測器的種類，如PIN光電二極管和雪崩光電二極管（APD），分析它們的結構、工作原理、響應速度、量子效率、暗電流和噪聲等性能指標。 光解調： 接收到的光信號需要經過解調纔能恢復原始信息。本章將結閤不同的調製方式，詳細講解相應的解調技術，包括幅度解調、頻率解調、相位解調以及相乾解調等。 光接收機： 一個完整的光接收機通常包括光電探測器、低噪聲放大器、濾波器等組件。本章將分析光接收機的設計原理、噪聲來源以及如何優化設計以提高接收靈敏度。 第四章：光信號的傳輸與增強——剋服距離的限製 即使有低損耗的光縴，長距離傳輸依然麵臨挑戰。本章將介紹如何延長光信號的傳輸距離。 光放大器： 為瞭剋服光縴損耗，需要在傳輸過程中對光信號進行放大。本章將重點介紹摻鉺光縴放大器（EDFA），深入分析其工作原理、增益特性、噪聲係數以及在不同波長範圍的應用。還會簡要介紹其他類型的光放大器，如拉曼放大器。 再生中繼： 在極長距離的傳輸中，單純的光放大可能不足以完全補償信號的失真。本章將介紹光再生技術，它通過對光信號進行“重新整形”和“定時恢復”，實現信號的完整還原。 光網絡的拓撲結構： 介紹常見的點對點、點對多點、總綫型、環型和星型等光縴網絡拓撲結構，以及它們在組網靈活性、可擴展性和成本方麵的權衡。 第五章：光通信係統的應用——連接世界的脈搏 光縴通信已滲透到我們生活的方方麵麵。本章將從宏觀層麵展示光縴通信係統的廣泛應用。 電信網絡： 詳細介紹長途骨乾網、城域網和接入網（FTTx，如FTTH、FTTB）中的光縴通信應用，以及它們在支持語音、數據和視頻業務方麵的作用。 互聯網和數據中心： 探討光縴通信在支撐龐大的互聯網流量、連接數據中心以及實現雲計算和大數據處理中的關鍵作用。 有綫電視網絡： 分析光縴技術如何提升有綫電視的傳輸質量和帶寬，支持高清、超高清視頻傳輸。 工業控製和傳感： 介紹光縴在惡劣環境下的可靠通信能力，以及其在工業自動化、電力係統監測和分布式傳感等領域的應用。 未來發展趨勢： 展望下一代光通信技術，如相乾光通信、空分復用（SDM）、可見光通信（VLC）等，以及它們將為通信領域帶來的變革。 總結 《光縴通信係統原理與應用》將是一本理論與實踐相結閤的權威著作。本書力求以嚴謹的科學態度，清晰的邏輯思維，豐富的圖文示例，為讀者提供一個全麵、深入的光縴通信知識體係。無論您是通信工程專業的學生、科研人員，還是對現代通信技術充滿好奇的業餘愛好者，本書都將是您探索信息高速公路奧秘的絕佳嚮導，幫助您理解支撐現代社會高效運轉的通信“脈絡”。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容編排，可以說是將復雜的理論知識進行瞭精妙的“手術刀式”解構與重塑。我發現作者在處理像物理層調製、信道編碼這些核心模塊時，沒有采用堆砌公式和晦澀難懂的語言，而是巧妙地融入瞭大量的工程實例和實際運行中的案例分析。這種接地氣的敘述風格，極大地降低瞭讀者的理解門檻。例如，在討論光縴通信的損耗模型時，作者不僅詳細闡述瞭瑞利散射和吸收損耗的數學錶達式，還配上瞭不同工作波段下的實際衰減麯綫圖，這對於理解為什麼特定波長在長距離傳輸中具有優勢至關重要。更讓我印象深刻的是，作者對未來發展趨勢的預判和分析，展現瞭深厚的行業洞察力。他沒有停留在已有的技術標準上，而是大膽地探討瞭下一代光網絡可能需要解決的瓶頸問題，這使得閱讀體驗不再是簡單的知識復習，而更像是一次與行業頂尖專傢的思想碰撞。書中的圖錶製作精良，信息密度適中，完美地充當瞭文字的有力補充，真正做到瞭圖文並茂，互相印證。

評分☆☆☆☆☆

這本書的宏大視角和結構完整性，構建瞭一個完整的知識殿堂。它成功地將高速光傳輸係統與整個網絡架構緊密聯係起來，展現瞭技術與應用之間不可分割的關係。作者沒有將光網絡視為孤立的技術單元，而是將其置於整個信息基礎設施的背景下進行考察。例如，在討論城域網和骨乾網的架構差異時，作者非常清晰地區分瞭它們在波長規劃、故障恢復機製和業務承載能力上的不同需求，這對於係統集成工程師而言，提供瞭極具操作性的指導框架。我特彆喜歡其中關於“光電融閤”趨勢的章節，作者對未來網絡流量爆炸式增長的預測，以及由此催生的全光化、簡網化等變革方嚮的論述，極具啓發性。這種跳齣純技術細節，關注産業生態和未來走嚮的寫作手法，讓這本書的閱讀價值得到瞭質的提升。它不僅教授“如何做”，更引導讀者思考“為何要這樣做”以及“下一步該往哪裏去”。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對前沿技術抱有濃厚興趣的工程師，我最看重的是一本書能否提供足夠深入且具有前瞻性的技術細節。這本書在這方麵錶現得相當齣色。它不僅僅停留在原理層麵，而是深入到瞭器件級彆和係統架構的優化策略。比如，在介紹相乾檢測技術時，作者不僅講解瞭本振光注入的原理，還詳細剖析瞭數字信號處理（DSP）芯片在實現相位和頻率同步中的關鍵算法細節，包括但不限於最大似然估計和卡爾曼濾波在光通信係統中的具體應用場景和性能權衡。這種對實現細節的關注，對於想要從事底層研發工作的讀者來說，簡直是寶藏。另外，書中對新型光調製格式的討論也十分透徹，從傳統的DP-QPSK到高階的16QAM、64QAM，作者清晰地對比瞭它們在頻譜效率和抗噪能力上的取捨，並輔以詳盡的星座圖演變過程。閱讀這些章節，我能明顯感覺到作者不僅是理論的闡述者，更是實踐的參與者和創新者，其文字中蘊含著豐富的一綫經驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常引人注目，色彩搭配上運用瞭深邃的藍色和充滿活力的橙色，仿佛將人拉入瞭一個浩瀚的宇宙空間。書名本身就充滿瞭科幻色彩和技術深度，讓人對內容充滿瞭好奇。當我翻開第一頁時，就被作者嚴謹的邏輯和清晰的敘述方式所吸引。整本書的排版也很舒服，字體大小和行間距都經過瞭精心設計，長時間閱讀也不會感到視覺疲勞。作者在引言部分就明確指齣瞭當前信息傳輸領域麵臨的挑戰，並為讀者勾勒齣瞭一個宏偉的藍圖，讓我立刻感受到瞭這本書的價值所在。它不僅僅是一本教科書，更像是一次對未來通信技術的深度探索之旅。我尤其欣賞作者在專業術語解釋上的耐心，即使是對這個領域初涉足的讀者，也能通過生動的比喻和清晰的圖示快速掌握核心概念。這種深入淺齣的講解方式，讓原本枯燥的技術內容變得引人入勝。這本書的結構安排也很有章法，從基礎原理到前沿應用，層層遞進，保證瞭知識體係的完整性。

評分☆☆☆☆☆

從排版和裝幀的角度來看，這本書的製作水準無疑是頂級水準。紙張的質感細膩而厚實，保證瞭在反復翻閱和標記重點時不會輕易磨損。封麵和內文插圖的色彩還原度極高，特彆是一些復雜的原理示意圖和鏈路拓撲結構圖，綫條清晰，層次分明，即便是最復雜的交叉連接場景，也能一目瞭然。裝訂工藝也十分考究，書脊平整，無論是平攤在桌麵上還是手持閱讀，都非常舒適穩定。這體現瞭齣版社對專業技術書籍應有質量的尊重。在內容上，除瞭技術的前沿性，這本書在參考資料的引用上也做得極其嚴謹，附錄部分列齣的標準和經典論文，為希望進行更深層次學術研究的讀者提供瞭堅實的後盾。總的來說，這是一本兼具學術深度、工程實用性和優秀閱讀體驗的典範之作，無論是高校師生還是行業老兵，都能從中汲取到寶貴的養分。