现代光纤通信技术（第二版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韩一石，强则煊，许国良，许鸥，谭艺枝 著

图书标签:

• 光纤通信
• 光纤技术
• 通信工程
• 现代通信
• 光通信系统
• 信息技术
• 通信原理
• 光电子技术
• 网络工程
• 通信技术

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030352095

版次：2

商品编码：11690701

包装：平装

丛书名： 普通高等教育“十二五”规划教材 ，

开本：16开

出版时间：2015-02-01

用纸：胶版纸

页数：259

字数：381000

正文语种：中文

内容简介

　　《现代光纤通信技术（第二版）》从基本知识出发，循序渐进地对光纤通信系统的基本原理、基本技术和系统设计方法予以较全面、系统的介绍，同时兼顾了现代光纤通信的主流应用技术和发展方向，力求使读者从整体上了解光纤通信基本理论和技术应用情况。全书以概念、系统和技术应用为重点，尽量少用繁杂的数学推导，同时考虑到大学生毕业后参加工作或进入研究生和科研阶段时的实际动手能力的需求，《现代光纤通信技术（第二版）》力求将基本理论与实践环节紧密结合，在大部分章节都安排了相应器件、设备、系统的测试内容。
　　《现代光纤通信技术（第二版）》可作为通信专业、光电子、光学专业以及相关专业的本科生教材或研究生的教学辅导书，也可供从事光通信专业工作的科研和技术人员参考。

内页插图

目录

第1章 概述
1.1 光纤通信的概念
1.1.1 什么是光纤通信
1.1.2 光纤通信系统的组成
1.2 光纤通信的发展历史
1.2.1 光纤通信的里程碑
1.2.2 爆炸性发展
1.3 现代光纤通信技术
1.3.1 光纤通信技术特点
1.3.2 现代光纤通信技术角色
习题与思考题

第2章 光纤
2.1 光纤概述
2.1.1 光纤的构造
2.1.2 光纤的分类
2.2 光纤的传输原理
2.2.1 光线理论
2.2.2 波动理论
2.3 光纤的传输特性
2.3.1 带宽和色散
2.3.2 光纤的损耗
2.3.3 光纤的非线性效应
2.4 几种常用于光纤通信系统的光纤
2.4.1 G.6 52光纤
2.4.2 G.6 53光纤
2.4.3 G.6 55光纤
习题与思考题

第3章 光发送机和光接收机
3.1 激光产生的物理基础
3.1.1 能级的跃迁
3.1.2 激光器的一般工作原理
3.2 半导体激光器和发光电二极管
3.2.1 半导体激光器的发光机理
3.2.2 半导体激光器的工作特性
3.2.3 半导体发光电二极管的发光机理
3.2.4 半导体发光电二极管的工作特性
3.3 几种特殊结构的半导体激光器
3.3.1 分布反馈(DFB)激光器
3.3.2 分布布拉格反射(DBR)激光器
3.3.3 垂直腔面发射激光器(VCSEL)
3.4 光源的调制
3.4.1 光源的直接调制
3.4.2 光源的间接调制
3.5 光发送机
3.5.1 光发送机的结构组成
3.5.2 光发送机的主要技术指标
3.6 光检测器件
3.6.1 光纤通信对光检测器件的要求
3.6.2 PIN光电二极管的工作机理
3.6.3 PIN光电二极管的特性参数及特点
3.6.4 APD光电二极管的工作机理
3.6.5 APD光电二极管的特性参数及特点
3.7 光接收机
3.7.1 光接收机的结构组成
3.7.2 前置放大器
3.7.3 光接收机的主要技术指标
习题与思考题

第4章 光放大器与光纤激光器
4.1 光放大器基本概述
4.1.1 增益频谱和带宽
4.1.2 增益饱和度
4.1.3 放大器噪声
4.2 掺铒光纤放大器
4.2.1 泵浦需求
4.2.2 增益频谱
4.2.3 基本原理和基本特性
4.2.4 多通道放大
4.2.5 分布式放大器
4.3 光纤拉曼放大器

第5章 光器件
第6章 SDH传输技术及网络
第7章 光纤通信复用技术
第8章 光纤通信系统性能与设计
第9章 光纤通信新技术
附录光纤通信常用英文缩写及中英文对照
主要参考文献

前言/序言

信号的纤影：跨越时空的通信脉络 在人类文明的漫漫长河中，信息的传递一直是推动社会进步的核心动力。从烽火狼烟到书信飞鸽，再到电报电话，每一次通信技术的飞跃都深刻地改变着世界的面貌。而在信息爆炸的时代，一种更为高效、稳定、广阔的通信方式正在以前所未有的速度渗透进我们生活的每一个角落——它就是光纤通信。 想象一下，微小的光信号，如同穿越时空的信使，在纤细透明的介质中以惊人的速度奔跑，承载着海量的数据，连接着世界的每一个角落。这种曾经只存在于科幻小说中的场景，如今已成为现实，而支撑起这一切的，正是那些在实验室中反复雕琢、在工程实践中不断优化的现代通信技术。 “信号的纤影”——这本书，旨在揭示这光信号背后蕴含的精妙原理与宏大图景。它并非仅仅罗列冰冷的公式和晦涩的概念，而是试图带领读者一同踏上一次探索之旅，去感受光是如何被驯服，又是如何成为信息传递的强大载体。 穿越介质的魔法：光的旅程 光纤通信的核心，在于利用玻璃纤维或塑料纤维作为信息传输的通道。书的开篇，我们将深入探究光纤的诞生与演进。从最初的玻璃棒，到如今拥有极其精确折射率分布的先进光纤，每一个微小的进步都凝聚着材料科学与精密制造的智慧。我们将详细阐述不同类型光纤的结构特点，例如多模光纤与单模光纤的差异，它们各自适合的应用场景，以及支撑其传输能力的关键——全内反射原理。这不仅仅是物理学上的一个概念，更是光信号在纤芯中“跳舞”的根本原因，确保信号在长距离传输中不至于“逃逸”。 更进一步，我们会剖析光纤内部的光传播机制。不仅仅是简单的反射，还有光在光纤中可能遇到的各种损耗，如吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗等。理解这些损耗的产生机制，是设计高效通信系统的基础。我们将详细介绍各种损耗的物理成因，以及通过优化光纤材料、结构和制造工艺来最小化这些损耗的先进技术。读者将了解到，一根细细的光纤，其内部蕴含着对光波传播特性最极致的掌控。 光的编码与解码：信息在光子间穿梭 信息如何被“装载”到光信号上？这便是光调制技术的奥秘所在。本书将系统地介绍各种主流的光调制技术，从简单的强度调制，到更为复杂相位调制、频率调制，乃至近年来越来越重要的多进制幅度相位调制（QAM）等。我们将详细解析不同调制方式的原理，它们对频谱效率、抗噪声能力以及设备复杂度的影响。读者将了解到，通过巧妙地改变光的强度、相位或频率，我们可以在同一条光纤上承载比以往任何时候都多得多的信息。 当然，光信号在传输过程中并非完美无瑕，它会受到噪声的干扰，信号本身也可能发生畸变。因此，信号的接收与解调同样至关重要。本书将深入探讨各种光电探测器的原理与性能，以及如何从中提取微弱的光信号。更重要的是，我们将聚焦于先进的信号处理技术，例如数字信号处理（DSP）在现代光纤通信中的核心作用。通过DSP，我们可以实时地补偿光纤的非线性效应、色散效应，以及对噪声进行有效的抑制，从而实现对信号的精确还原。读者将看到，曾经在模拟时代难以逾越的障碍，在数字信号处理的帮助下，变得迎刃而解。 构建庞大的网络：光纤通信的体系 光纤通信并非孤立的技术，它是一个庞大而精密的系统工程。本书将带领读者从微观的光信号层面，跳跃到宏观的网络架构层面。我们将系统性地介绍光通信网络的基本构成，包括光源、光调制器、光纤、光放大器、光解调器、光检测器等关键组件。 其中，光源是光信号的源头，我们将介绍激光器、发光二极管等不同类型光源的原理，以及它们在光纤通信中的应用。光放大器则如同网络中的“加油站”，弥补信号在传输过程中的损耗，我们将详细解析光纤放大器（EDFA）、半导体光放大器（SOA）等关键技术，以及它们的性能指标和应用优势。光网络设备，如光交换机、光复用器/解复用器（WDM/DWDM）等，则构成了网络的骨骼。我们将深入剖析这些设备如何实现多路信号在同一根光纤上的传输，极大地提升了网络的容量。 特别地，我们将重点关注波分复用（WDM）技术。这项技术如同在一条高速公路上划分出多条车道，允许不同波长的光信号并行传输，从而成倍地提升了光纤的传输容量。读者将了解到，从粗波分复用（CWDM）到密集波分复用（DWDM），技术的演进如何将光纤的潜力发挥到极致。 挑战与未来：不断进化的通信疆域 光纤通信技术的发展并非一成不变，它一直在迎接新的挑战，并不断突破技术瓶颈。本书将探讨当前光纤通信领域面临的关键挑战，例如传输速率的极限、能量效率的提升，以及网络安全等问题。 我们将深入分析非线性效应对高密度、高速率光信号传输的影响，以及如何通过先进的算法和设备来克服这些挑战。同时，我们也关注新材料、新器件的研发，例如超低损耗光纤、新型调制器、高性能光探测器等，它们将为下一代光通信奠定基础。 此外，本书还将展望光纤通信的未来发展方向。从相干光通信到空分复用（SDM），从量子通信的初步探索，到人工智能在光网络管理中的应用，我们将带领读者窥探未来通信世界的无限可能。读者将了解到，光纤通信不仅仅是当前互联网的基石，更是未来万物互联、智能社会发展的关键驱动力。 “信号的纤影”是一部关于现代通信的史诗，它书写着人类利用光的力量，跨越空间，连接世界的壮丽篇章。无论您是通信领域的专业人士，还是对前沿科技充满好奇的探索者，都能在这本书中找到属于您的那束“光”。它将激发您对这个精彩纷呈的世界的更深层次的理解，并带领您一同感受科技进步带来的无限魅力。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光通信的未来发展充满好奇，特别是那些能够颠覆现有格局的前沿技术。《现代光纤通信技术（第二版）》这本书在展望未来方面做得非常出色。书中对下一代光网络架构的设想，如软件定义网络（SDN）在光网络中的应用，以及光计算和光存储等新兴领域的前沿探索，都让我耳目一新。我特别喜欢书中关于量子通信和光量子计算的章节，虽然这些技术还处于早期阶段，但书中对它们的基本原理、潜在应用以及面临的挑战的介绍，为我打开了一个全新的视野。作者还探讨了光通信与人工智能（AI）的结合，例如如何利用AI来优化光网络路由、预测网络故障，以及提升数据传输效率。书中对柔性光网络、按需光网络等概念的介绍，也让我对未来网络的可配置性和智能化有了更深刻的理解。这本书不仅仅是一本技术手册，更是一份对光通信未来发展趋势的深刻洞察，它激发了我对未知领域探索的渴望，也让我看到了光通信无限的可能性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚入行的光通信技术新人，我之前一直觉得这个领域非常神秘和复杂，各种专业术语让我望而却步。但《现代光纤通信技术（第二版）》的出现，彻底改变了我的看法。作者用非常平实的语言，循序渐进地讲解了光纤通信的基本原理。从光是如何产生、如何传输、如何接收，每一个环节都讲得明明白白。我尤其喜欢书中用大量图示来辅助理解，那些清晰的电路图和系统框图，让我不再头晕目眩。特别是关于光纤的类型和特性，书中详细对比了单模光纤、多模光纤的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性，这让我对光纤的选择有了更直观的认识。书中的例子也很有代表性，比如介绍光放大器时，详细分析了EDFA的工作原理，以及掺铒光纤的能级结构，让我不再仅仅是记住一个名称，而是真正理解了它为什么能放大光信号。这本书给了我扎实的基础，让我能够自信地去探索更深入的技术细节，也让我对未来的职业发展充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电信运营商一线工作多年的工程师，我一直在寻找能够快速理解和掌握最新的光通信网络部署和维护技巧的书籍。《现代光纤通信技术（第二版）》恰好满足了我的需求。书中关于接入网、城域网和长途骨干网的架构和技术演进的描述，让我对整个通信网络的构成有了更宏观的认识。我特别欣赏书中对WDM（波分复用）技术的讲解，特别是DWDM（密集波分复用）是如何实现更高的数据传输容量的，以及不同类型的复用器和解复用器的设计原理。在介绍光网络设备时，书中也提供了非常实用的信息，例如关于光传输系统（OTS）、光网络单元（ONU）以及各种光模块（如SFP、QSFP）的规格和选型建议。对我来说，最有价值的部分是关于网络监控和故障诊断的内容，书中详细讲解了如何利用OTDR（光时域反射计）、光谱分析仪等仪器来定位光纤链路的故障，以及如何通过网管系统来优化网络性能。这本书的实用性很强，让我能够更好地解决实际工作中遇到的问题，提高网络运行的稳定性和效率。

评分☆☆☆☆☆

我一直对光通信的物理层面有着浓厚的兴趣，而《现代光纤通信技术（第二版）》在这方面提供了极为深刻的见解。书中对光在光纤中的传播机制，特别是模式理论和色散效应的论述，是我读过的最详尽的。作者不仅解释了瑞利散射、模间色散、色散位移光纤等概念，还深入探讨了如何通过先进的光纤设计来克服这些限制。对我而言，最令人兴奋的是关于非线性效应的章节，如受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）以及克尔效应等。书中详细阐述了这些效应的产生机理、对信号传输的影响，以及在高速率传输系统中必须考虑的补偿技术。例如，在介绍相干光通信时，书中详细阐述了本地振荡器（LO）的相位噪声、频率漂移对接收灵敏度的影响，以及如何通过数字信号处理来补偿这些误差。我特别喜欢书中对光子集成电路（PIC）的介绍，它展示了如何将多种光学功能集成到单一芯片上，这对于降低成本、减小体积、提高性能具有革命性的意义。这本书让我对光信号传输的物理本质有了更透彻的理解，也为我今后的理论研究提供了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界，虽然我是一名在光通信领域摸爬滚打多年的老兵，但每次翻开《现代光纤通信技术（第二版）》，总能发现一些新的视角和深化理解的点。书中对高速传输技术的发展历程梳理得非常清晰，从早期的NRZ到PAM4，再到未来可能出现的更高阶调制方式，每一个演进都伴随着对噪声、色散、非线性效应等挑战的深入探讨和创新性解决方案。我特别欣赏它在介绍相干光通信部分时，不仅仅罗列了各种复杂的算法，而是花了大量篇幅去解释这些算法背后的物理原理和工程实现难点。例如，在介绍数字信号处理（DSP）模块时，作者细致地讲解了如何利用FFT、CIC滤波器等技术来补偿信道损伤，以及如何在实际系统中权衡计算复杂度和性能提升。这对于我这种需要经常面对实际系统设计和调试的工程师来说，无疑是宝贵的财富。而且，书中还对当前光器件的最新进展，如硅光子技术、相变材料等，进行了前瞻性的介绍，这让我对未来的技术趋势有了更清晰的认识。总而言之，这本书就像一位经验丰富的老友，在娓娓道来光通信的演进之路，总能激发我更深入的思考和对技术的热情。