通信原理與應用：係統案例部分 光通信 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孫強，陳雪，陳根祥，李唐軍 著，曹誌剛 編

圖書標籤:

• 通信原理
• 光通信
• 係統案例
• 高等教育
• 工程技術
• 通信工程
• 光縴通信
• 信號處理
• 現代通信
• 教材

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040421644

版次：1

商品編碼：11758692

包裝：平裝

叢書名： 教育部高等學校電子信息科學與工程類專業教學指導分委員會規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-08-01

用紙：膠版紙

頁數：162

正文語種：中文

編輯推薦

　　《通信原理與應用》係列教材由教育部高等學校電子信息科學與工程類專業教學指導分委員會規劃，清華大學曹誌剛教授擔任主編，在係統、深入的調研和教學研究實踐基礎上精心打造。
　　全國十餘所高校及知名企業的專傢和學者通力閤作，匯聚瞭通信原理課程教育工作者的教學和科研的豐碩成果。
　　教材理論嚴謹，內容先進，係統性強，教學適用性好，工程特色鮮明，充分體現瞭理論知識與工程應用相統一、案例教學與知識傳授相結閤的教育理念。

內容簡介

　　《通信原理與應用：係統案例部分 光通信》是《通信原理與應用——係統案例部分》的光通信分冊。
　　《通信原理與應用：係統案例部分 光通信》是在教育部高等學校電子信息科學與工程類專業教學指導分委員會領導下組織編寫的係列教材，《通信原理與應用：係統案例部分 光通信》分為基礎理論部分和係統案例部分，將理論部分和係統案例部分作為一個整體編寫，旨在理論聯係實際，學以緻用。
　　係統案例部分按應用類彆分為七個分冊：移動通信、光通信、衛星通信、寬帶接入、短距離無綫通信、廣播與多媒體通信、其他無綫通信。
　　《通信原理與應用：係統案例部分 光通信》是其中的光通信分冊，共收納6個案例：光縴傳輸、數字復接體係、波分復用技術、多載波射頻光通信係統、自由空間光通信、無源光縴接入網。
　　配套齣版的基礎理論部分內容包括：緒論、隨機過程基礎、模擬調製、數字信號基帶傳輸、數字調製、模擬信號數字化、差錯控製編碼、復用與多址技術、無綫通信傳輸新技術。
　　《通信原理與應用：係統案例部分 光通信》可用作電子信息類專業及其他相關專業的本科生和研究生教材，也可供從事研究開發的工程技術人員參考和藉鑒。教學中可以將係統案例與理論部分配閤使用。

作者簡介

　　曹誌剛，清華大學電子工程係教授、博導。1962年畢業於清華大學無綫電係，獲優秀畢業生金質奬章，隨即留校任教。任教以來一直從事通信和語音信號處理等領域的研究和教學工作。1984年—1986年在美國斯坦福大學訪問，1997年為香港科技大學訪問教授。現任中國通信學會會士，衛星通信專業委員會副主任，IEEE終身高級會員，IEICE會員，電子學報副主編，China Communications、宇航學報等期刊編委。
　　先後承擔瞭數十項科研項目。獲國傢科技進步二等奬、軍隊科技進步一等奬和三等奬、電子工業部科技進步一等奬、教育部科技進步一等奬、山東省自然科學二等奬、北京市科技進步二等奬等十餘項科技奬勵，並獲政府特殊津貼。
　　已發錶論文500餘篇，獲2009年IEEE 馬可尼論文奬和多項國際會議優秀論文奬。獲專利20餘項。已齣版著譯5本，其中《現代通信原理》一書獲1996年全國電子類優秀教材一等奬。指導的兩名博士生分獲2003年和2005年全國百篇優秀博士論文奬和提名奬。個人傳記已收錄於中國科學技術協會2011年編撰齣版的《中國科學技術專傢傳略》中。

目錄

案例八 光縴傳輸
8.1 光縴傳輸概述
8.2 光縴光纜
8.2.1 光縴光纜的優點
8.2.2 光縴結構和種類
8.2.3 光縴傳輸基本知識
8.2.4 光縴的基本特性
8.2.5 光纜結構和種類
8.3 光源
8.3.1 激光原理的基礎知識
8.3.2 半導體激光器
8.3.3 半導體發光二極管
8.4 光檢測器
8.4.1 光電檢測器工作原理
8.4.2 PIN光電二極管
8.4.3 雪崩光電二極管
8.5 數字光縴傳輸係統
8.5.1 光發送端機
8.5.2 光接收端機
8.6 光縴傳輸典型應用實例
8.6.1 光縴至9傢（FTTH）
8.6.2 光縴混閤光縴／同軸電纜（HFc）網絡
參考文獻

案例九 數字復接體係
9.1 數字光縴傳輸係統
9.1.1 數字光縴傳輸係統概述
9.1.2 數字復接與PDH速率等級
9.1.3 碼速調整
9.2 同步數字體係（sDH）
9.2.1 SDH／SONEI、技術的産生
9.2.2 SDH速率等級和技術特點
9.3 數字通信係統的性能指標
9.3.1 誤碼
9.3.2 抖動與漂移
9.3.3 可用性
參考文獻

案例十 波分復用技術
10.1 波分復用技術概述
10.1.1 空分復用（SDM）
10.1.2 時分復用（TDM）
10.2 波分復用（wDM）係統原理
10.3 工作方式
10.3.1 雙縴雙嚮傳輸
10.3.2 單縴雙嚮傳輸
10.3.3 光信號分齣和插入
10.4 wDM的主要特點
10.5 技術規範
10.5.1 集成式係統
10.5.2 開放式係統
10.5.3 光接口分類
10.5.4 光接口參數
10.5.5 光監控通路（（）SC）要求
10.6 光縴放大器
10.6.1 摻鉺光縴放大器（EDFA）
10.6.2 光縴拉曼放大器
10.7 波分復用器件
10.7.1 光柵型波分復用器
10.7.2 介質膜濾波器型波分復用器
10.7.3 陣列波導光柵（AWG）型波分復用器
10.8 光分插復用器
10.8.1 非重構型OADM的結構
10.8.2 可重構型0ADM的結構
10.9 wDM保護技術
lO.10 wDM典型應用實例
參考文獻

案例十一 多載波射頻光通信係統
11.1 多載波射頻光通信係統概述
11.2 係統組成與調製形式
11.3 係統載噪比（cNR）
11.4 多載波射頻光通信係統
11.4.1 係統組成
11.4.2 諧波失真和交調失真
11.5 光正交頻分復用（0—0FDM）係統
11.5.1 光正交頻分復用（0—0FDM）係統概述
11.5.2 OFDM原理
11.5.3 OFDM的離散傅裏葉變換實現
11.5.4 光域的綫性與非綫性映射
11.5.5 直接檢測光0FDM係統
11.5.6 相乾檢測光0FDM係統
11.5.7 峰值平均功率比
11.5.8 頻偏與相位噪聲
11.6 典型案例
11.6.1 cATV係統
11.6.2 超大容量OFDM光縴傳輸係統
參考文獻

案例十二 自由空間光通信
12.1 自由空間光通信概述
12.2 光發送設備
12.3 光接收設備
12.4 空間光學信道
12.4.1 自由空間光學信道
12.4.2 大氣光學信道
12.5 背景輻射
12.6 對準、捕獲和跟蹤
12.6.1 光學對準
12.6.2 光束捕獲
12.6.3 光束跟蹤
12.7 典型案例
參考文獻

案例十三 無源光縴接入網
13.1 在光接入網中為什麼采用PON
13.2 PON的概念和分類
13.3 無源光接入網絡中的關鍵技術
13.3.1 光分配網絡（13DN）
13.3.2 光網絡單元（0Nu）和光綫路終端（0LT）中的光收發器
13.3.3 光縴
13.3.4 前嚮糾錯（FEC）
13.3.5 EPON交互通信
13.4 EPON應用實例
參考文獻

係統案例部分總目錄

《通信原理與應用：通信網絡基礎與現代技術》 概述 在信息爆炸的時代，通信技術如同無形的血脈，貫穿於我們生活的方方麵麵，連接著世界，驅動著進步。從最初的電報到如今高速的5G網絡，通信技術的每一次飛躍都深刻地改變著人類社會的形態。本書《通信原理與應用：通信網絡基礎與現代技術》旨在為讀者係統地介紹通信的基石——通信原理，並在此基礎上，深入探討現代通信網絡的核心技術及其廣泛的應用。本書將以嚴謹的科學態度，清晰的邏輯結構，生動的案例分析，引領讀者穿越通信技術的曆史長河，理解其演進的內在規律，並展望其未來的發展趨勢。 本書內容涵蓋瞭通信係統的基本組成、信號的錶示與處理、信息傳輸的理論極限、現代通信網絡架構、關鍵的網絡技術以及通信技術在各個領域的創新應用。我們力求在理論深度與實踐廣度之間取得平衡，使本書既能滿足高等院校相關專業學生對理論知識的係統學習需求，也能為通信行業從業者提供前沿技術視野和解決實際問題的思路。 第一部分：通信原理基礎 本部分將為讀者打下堅實的通信理論基礎。我們將從最基本的概念講起，層層遞進，深入剖析通信係統的核心要素。 第一章：通信係統的基本模型與分類 通信係統的基本模型： 介紹通信係統的通用模型，包括信源、信宿、發送設備、接收設備、信道以及噪聲等關鍵組成部分。理解各部分的功能與相互作用是掌握通信原理的第一步。我們將通過生活中的通信場景（如打電話、收聽廣播）來形象地解釋這些概念。 通信係統的分類： 根據不同的標準，對通信係統進行分類，如模擬通信與數字通信、有綫通信與無綫通信、單工、半雙工與全雙工通信等。每種分類方式都代錶瞭通信技術發展的不同側重點和應用場景。我們將詳細闡述各種分類的特點及其代錶性的技術。 信息論基礎： 引入信息熵的概念，解釋信息的度量單位（比特），以及信源編碼的基本思想——如何高效地錶示信息。我們將探討香農信息論的基本定理，理解信道容量的意義，為後續討論信息傳輸的極限奠定理論基礎。 第二章：信號與頻譜分析 信號的錶示： 介紹連續信號和離散信號、周期信號和非周期信號、能量信號和功率信號等不同類型的信號。理解信號的數學錶示是進行信號分析和處理的基礎。 傅裏葉分析： 深入講解傅裏葉級數和傅裏葉變換，這是分析信號頻譜的關鍵工具。理解信號的頻譜特性對於設計調製解調技術、濾波器以及分析信道傳輸特性至關重要。我們將通過圖示和實例，清晰地展示信號的頻譜分解過程。 濾波器理論： 介紹理想濾波器和實際濾波器的概念，以及不同類型的濾波器（低通、高通、帶通、帶阻）的功能。理解濾波器在信號去噪、信號分離以及抑製乾擾中的作用。 第三章：調製與解調技術 模擬調製： 詳細介紹調幅（AM）、調頻（FM）、調相（PM）等模擬調製方式的原理、頻譜特性及其優缺點。我們將分析它們在廣播、電視等傳統通信係統中的應用。 數字調製： 深入探討數字調製技術，包括基帶傳輸（如脈衝幅度調製PAM、脈衝編碼調製PCM）和帶通傳輸（如振幅鍵控ASK、頻率鍵控FSK、相移鍵控PSK、正交振幅調製QAM）。我們將分析這些調製方式的原理、星座圖、誤碼率性能，並探討其在現代通信中的重要性。 解調技術： 介紹相乾解調和非相乾解調的概念，以及各種調製方式對應的解調器工作原理。理解如何從接收到的信號中準確地恢復原始信息。 第四章：信道傳輸與噪聲 信道模型： 介紹不同類型的通信信道，如加性高斯白噪聲（AWGN）信道、衰落信道、頻率選擇性衰落信道等。理解不同信道的特性是設計魯棒通信係統的關鍵。 噪聲的影響： 分析各種噪聲（熱噪聲、散粒噪聲、乾擾噪聲等）對通信信號的影響，以及如何評估噪聲對係統性能的影響（如信噪比SNR、誤碼率BER）。 抗衰落技術： 探討在無綫通信等易受衰落影響的環境中，如何采用分集技術（頻率分集、空間分集、時間分集）、均衡技術等來提高通信的可靠性。 第五章：數字通信係統與編碼 基帶傳輸與帶通傳輸： 區分基帶傳輸和帶通傳輸，分析它們各自的特點和應用場景。 抽樣定理（奈奎斯特定理）： 解釋奈奎斯特定理，理解模擬信號數字化過程中抽樣的基本要求。 量化與編碼： 介紹量化（均勻量化、非均勻量化）和數字編碼（如PCM）的概念，理解其如何將連續信號轉換為數字信號。 信源編碼（數據壓縮）： 講解霍夫曼編碼、算術編碼等信源編碼技術，旨在減小原始數據的信息冗餘，實現數據壓縮，提高傳輸效率。 信道編碼（糾錯編碼）： 深入研究糾錯編碼的原理，包括綫性分組碼（如海明碼）、捲積碼、Turbo碼、LDPC碼等。理解這些編碼如何增加信息冗餘，從而在接收端檢測和糾正傳輸過程中産生的錯誤，提高通信的可靠性。我們將分析這些編碼的編碼過程、譯碼過程以及它們在不同應用中的性能優勢。 同步技術： 介紹位同步、幀同步等同步技術的重要性，以及實現同步的常用方法。 第二部分：現代通信網絡與技術 本部分將基於通信原理，深入探討現代通信網絡的構成、關鍵技術以及前沿發展。 第六章：通信網絡基礎架構 網絡拓撲結構： 介紹各種網絡拓撲結構（總綫型、星型、環型、網狀型）的特點、優缺點及其適用場景。 網絡協議棧： 講解OSI七層模型和TCP/IP四層模型，詳細闡述各層的功能、協議以及它們如何協同工作以實現端到端的通信。重點介紹IP協議、TCP協議和UDP協議。 交換技術： 介紹電路交換、報文交換和分組交換（包括幀中繼、ATM）的基本原理和發展演變。理解不同交換方式在效率、時延和資源利用方麵的差異。 路由技術： 講解路由器的功能、路由錶的工作原理，以及靜態路由和動態路由（如RIP, OSPF, BGP）的常用路由選擇算法。 第七章：無綫通信技術 蜂窩移動通信： 詳細介紹蜂窩移動通信的原理，包括基站、小區劃分、頻率復用、切換（Handover）等概念。 移動通信係統演進： 迴顧並分析1G、2G（GSM）、3G（WCDMA, CDMA2000）、4G（LTE）和5G（NR）等代際移動通信技術的關鍵技術突破、性能提升和應用場景拓展。我們將重點講解5G的核心技術，如大規模MIMO、波束賦形、網絡切片、邊緣計算等。 無綫局域網（WLAN）： 介紹Wi-Fi標準（802.11係列）的發展，包括其工作原理、安全性以及在傢庭、辦公、公共場所的應用。 藍牙與近場通信（NFC）： 講解藍牙和NFC技術的工作原理、應用範圍，以及它們在物聯網、移動支付等領域的角色。 第八章：現代通信網絡核心技術 光縴通信： 介紹光縴通信的原理，包括光信號的産生（激光器）、傳輸（光縴）、接收（光電探測器）。講解光縴的類型（單模、多模）及其特性。介紹光縴通信係統中的關鍵技術，如波分復用（WDM）、光放大器（EDFA）、光開關等，以及它們如何實現超大容量的數據傳輸。 衛星通信： 講解衛星通信係統的基本組成、軌道類型（低地球軌道LEO、中地球軌道MEO、地球同步軌道GEO）及其對通信性能的影響。介紹衛星通信的應用，如全球通信、廣播、導航等。 下一代網絡（NGN）與軟件定義網絡（SDN）： 探討NGN的概念及其對傳統電信網絡的顛覆。介紹SDN的原理，即控製平麵與數據平麵分離，以及它如何實現網絡的靈活性、可編程性和高效管理。 網絡安全： 闡述通信網絡麵臨的安全威脅（如竊聽、欺騙、拒絕服務攻擊），以及采用的加密技術、身份認證、防火牆、入侵檢測等安全措施。 第九章：通信技術在各領域的應用 物聯網（IoT）： 介紹物聯網的概念，以及低功耗廣域網（LPWAN，如LoRa, NB-IoT）、短距離無綫技術（如Zigbee）在智能傢居、智慧城市、工業自動化等領域的應用。 大數據與人工智能在通信中的應用： 探討如何利用大數據分析優化網絡性能、預測故障、提升用戶體驗。介紹人工智能（AI）在智能調度、流量預測、自動網絡管理等方麵的應用。 通信技術與新興應用： 討論通信技術在虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、自動駕駛、遠程醫療等前沿領域的賦能作用。 結論與展望 本書的最後，我們將對通信技術的發展曆程進行迴顧，並對未來的發展趨勢進行展望。我們將探討6G通信的潛在技術方嚮，如太赫茲通信、量子通信、天地一體化通信等，以及通信技術將如何進一步改變我們的生活、工作和社會形態。 本書特色 理論與實踐結閤： 既有深入的理論闡述，又有貼閤實際的案例分析。 係統性與前沿性並重： 涵蓋通信基礎知識，也關注最新技術發展。 圖文並茂，易於理解： 配備豐富的圖錶和示意圖，幫助讀者直觀理解抽象概念。 語言嚴謹，邏輯清晰： 采用規範的學術語言，層層遞進，使內容結構閤理。 希望《通信原理與應用：通信網絡基礎與現代技術》能成為您學習和探索通信世界的重要夥伴，助您理解信息時代的脈搏，洞察技術變革的未來。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《通信原理與應用：係統案例部分 光通信》時，我的初衷是希望能夠快速瞭解光通信技術在實際係統中的應用落地情況，畢竟理論知識固然重要，但缺乏實際案例的支撐，往往會讓人覺得空泛。然而，在閱讀過程中，我驚喜地發現，本書在係統案例的呈現上，並未簡單地羅列技術參數，而是深入淺齣地剖析瞭各個環節的設計思路和工程挑戰。例如，書中對長距離光通信係統的鏈路設計進行瞭細緻的講解，包括如何選擇閤適的放大器來補償信號衰減，如何進行色散管理以確保信號的完整性，以及如何構建冗餘備份機製來提高係統的可靠性。這些內容對於我這種希望將理論知識轉化為實際項目經驗的人來說，無疑是極其寶貴的。我還注意到，作者在講解案例時，會引入一些典型的應用場景，比如海底光纜係統、城域網建設等，並詳細說明瞭在這些場景下，光通信技術是如何被整閤和優化的。這種結閤實際工程問題的分析方法，讓我對光通信的應用有瞭更深刻的理解，也激發瞭我對未來光通信技術發展的更多思考。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的期待，主要集中在它能否為我提供一個關於光通信係統架構的全局視角。作為一個對通信技術發展趨勢感興趣的旁觀者，我總覺得需要一本能夠將零散的技術點串聯起來的書籍。這本書的“係統案例”部分，恰好滿足瞭我這方麵的需求。它並沒有簡單地堆砌各種先進的光通信技術，而是通過幾個具有代錶性的係統案例，來展現這些技術的協同作用。我特彆欣賞書中對於不同通信場景下係統設計權衡的探討，比如在追求高帶寬時，如何平衡成本和功耗；在考慮覆蓋範圍時，如何優化鏈路預算。這些分析讓我意識到，光通信係統的設計遠非簡單的技術堆疊，而是包含瞭大量的工程決策和取捨。而且，書中還對一些新興的光通信技術，例如相乾光通信和多徑復用技術，在具體係統中的應用進行瞭介紹，這讓我對光通信的未來發展方嚮有瞭更清晰的認識。總而言之，這本書為我提供瞭一個很好的“路綫圖”，讓我能夠理解光通信係統是如何從理論走嚮現實的。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我抱持著一種相當功利的心態來閱讀這本書的“係統案例部分”。我之前接觸過一些通信類的基礎書籍，但對於光通信的具體應用和發展前景，仍然感到比較模糊。我期望這本書能給我一些“乾貨”，讓我能夠更清晰地認識到光通信技術在當前以及未來社會中的重要性，以及它所扮演的角色。讀完之後，我必須說，這本書在“案例”這個層麵的呈現，的確超齣我的預期。它沒有停留在對某個單一設備或者技術進行介紹，而是著眼於構建一個完整的通信係統。例如，書中對下一代互聯網接入技術的光縴到戶（FTTH）進行瞭詳細的分析，不僅闡述瞭其技術優勢，還探討瞭其在部署過程中可能遇到的挑戰，比如用戶端的設備安裝、網絡維護等。此外，書中還穿插瞭一些關於數據中心內部光互連的案例，這讓我對高性能計算和海量數據傳輸背後的技術支撐有瞭更直觀的感受。這些案例的引入，極大地增強瞭本書的實踐指導意義，讓我能夠更好地將書本知識與實際應用場景聯係起來。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計相當樸實，封麵上“通信原理與應用：係統案例部分 光通信”這幾個字，乍一看還以為是某種技術手冊。我當初選擇它，純粹是因為我對光通信這個領域充滿好奇，想瞭解它到底是怎麼工作的，以及在現實生活中有哪些應用。拿到書之後，我迫不及待地翻開，一開始就被裏麵大量的公式和圖錶弄得有點暈頭轉嚮。我不是科班齣身，對通信理論的瞭解僅限於一些基礎概念，所以讀起來確實有些吃力。不過，當我耐下心來，一點點啃下去的時候，我發現作者在講解一些核心原理時，還是用瞭不少心。比如，關於光信號的産生、傳輸和接收的過程，作者通過詳細的圖示和相對易懂的語言，勾勒齣瞭一個比較清晰的流程。我尤其對書中關於“光縴通信”的部分印象深刻，它不僅介紹瞭光縴的物理特性，還詳細闡述瞭不同類型光縴的優缺點，以及它們在不同通信場景下的適用性。雖然很多細節我還無法完全理解，但至少我對光通信的整體脈絡有瞭一個初步的認識，知道它不僅僅是發光和收光那麼簡單，背後涉及瞭相當復雜的物理學和工程學知識。這本書更像是一扇窗戶，讓我得以窺見光通信這個龐大而精妙的世界。

評分☆☆☆☆☆

當初拿起這本《通信原理與應用：係統案例部分 光通信》，主要是想瞭解光信號在實際應用中的一些“非理論”層麵的東西，比如它在各種通信設備和網絡中的具體實現方式，以及在使用過程中可能會遇到哪些工程上的問題。我並非通信專業的學生，對其中的數學推導和物理原理的理解能力有限，所以更看重書中的“應用”和“案例”部分。這本書確實在這方麵給瞭我不少啓發。它在介紹一些基本的光學原理之後，並沒有止步於理論層麵，而是立刻轉嚮瞭實際的應用場景。例如，書中詳細介紹瞭光收發模塊的設計，包括其內部結構、工作原理以及一些關鍵的性能指標，這對於我理解光模塊在不同設備中的作用非常有幫助。此外，書中還涉及瞭光網絡的設計和管理，例如如何構建光交換網絡，以及如何進行網絡故障的診斷和排除，這些內容都具有很強的實踐指導意義。盡管有些技術細節我可能無法完全掌握，但這本書成功地將抽象的光通信理論與具體的工程實踐聯係瞭起來，讓我對這項技術有瞭更立體、更直觀的認識。