本書係統地介紹瞭光縴通信的各方麵知識。全書共14章,內容涵蓋光縴傳輸原理和傳輸特性,半導體光源和光檢測器的工作原理與工作特性,數字光縴通信係統和模擬光縴通信係統,光放大器的工作原理和性能,WDM係統原理與器件,光網絡與光交換,光縴通信係統的性能測量及管理。與前一版相比, 新增瞭高級光調製格式、100 Gbps和400 Gbps鏈路、光縴的非綫性效應、光子晶體光縴、高速通信中的前嚮糾錯、光載射頻(ROF)及光纜鋪設等新內容。
Gerd Keiser 國立颱灣科技大學電子工程係科學顧問委員會客座教授。他的教學科研興趣包括光子器件研發、光傳輸係統、光縴到駐地網絡、智能建築和智能傢庭網絡以及生物醫學光子學。此外,他還是光子通信聯盟的發起人和首席顧問。他曾在Honeywell,GTE和通用動力等公司任職,從事光網絡和數字交換技術的開發與應用。他在GTE的技術成就贏得瞭Leslie Award奬。他還擔任過美國東北大學、塔夫茨大學和波士頓大學的兼職教授。Keiser博士是IEEE會士、OSA和SPIE會員、Optical Fiber Technology 雜誌副主編、4本研究生教材的作者。
蒲濤,中國人民解放軍理工大學通信工程學院光電技術教研中心教授,研究方嚮:光縴通信,光縴傳感,光縴光柵,光碼分多址通信,微波光子學。
譯 者 序
由於Gerd Keiser 教授的Optical Fiber Communications一書的世界性影響, 2002年我們將本書的第三版翻譯成中文, 受到瞭國內同仁及相關專業學生的歡迎。轉瞬間, 十幾個年頭過去瞭, 光縴通信領域在這十多年間取得瞭許多新的進展, 而Gerd Keiser 教授也將本書的第五版奉獻給瞭讀者。為方便國內讀者學習, 我們又提供瞭新版的中譯本以饗讀者。
在作者所寫的前言中已詳細列齣瞭第四版和第五版新增加的內容。在諸多新內容中我們認為讀者需要關注如下熱點:
1.關於光子晶體光縴、 少模光縴和多芯光縴的結構及工作原理, 光子晶體光縴有可能為多種光子器件的設計帶來革命性的變革, 基於少模/多芯光縴的模分復用技術具有重要的潛在應用價值。
2.與超高速傳輸相聯係的內容, 例如QPSK調製、 相乾檢測、 前嚮糾錯、 突發模式接收等, 當前已實現的單波長100 Gbps及更高速率的相乾傳輸技術尤其引人關注。
3.非綫性效應及其影響, 近年來基於光縴的非綫性效應實現光信號處理是極為活躍的前沿研究課題。
4.光載射頻(ROF)技術及微波光子學, 這是一個光子學與微波毫米波技術相結閤的新興交叉領域, 極具活力。
5.IP over WDM、 光以太網、 光縴到駐地(FTTP)無源光網絡等技術與無綫接入技術相結閤, 將産生重大影響。
另外, 新增加的有關國際標準、 光纜鋪設等內容對於讀者, 尤其是從事係統設計和工程建設的工程技術人員也是極有幫助的。
本書第五版主要由蒲濤、 徐俊華、 蘇洋翻譯, 譯者所在教研室的研究生劉穎、 魏誌虎、 孫幗丹、 陳寅芳、 劉雙、 葉振新、 熊錦添、 孟楠、 陳大雷參與瞭部分章節的翻譯工作, 全書由李玉權審校。在此對於他們所付齣的辛勤勞動緻以衷心的感謝。
受譯者學識水平所限, 加之本書篇幅浩大, 多人參與翻譯工作, 譯文中齣現不妥乃至錯誤之處在所難免, 熱望讀者不吝賜教。
譯 者
2015.12於南京
前 言
本書的目標
自1983年本書第一版問世以來, 光縴通信曆經瞭令人神往的發展曆程。特彆值得一提的是,高錕(Charles Kuen Kao)以其超越時代的洞察力,發現可以使用玻璃縴維作為數據傳輸媒介, 其執著的後繼工作帶來瞭低損耗光縴的進一步發展, 這使得他榮獲2009年諾貝爾物理學奬。第一根超純光縴在高錕預言之後的第4年, 即1970年研製成功。這一突破導緻與光縴相關的係列技術的發展。最初人們僅關心傳輸鏈路技術, 隨後很快轉移到越來越復雜的網絡技術。許多新器件和通信技術加入光縴通信中。其中有的技術獲得極大成功, 也有的技術因為實現過於復雜而被淘汰, 還有的技術由於過於超前在經曆一段時間的鼕眠期後再次齣現。基於光縴技術的現代大容量電信網絡已成為社會不可分割的一部分。這些先進網絡的應用領域從簡單的網頁瀏覽到電子郵件交互再到健康診斷、 網格和雲計算及復雜的商業交換。由於網絡對於日常生活如此重要, 我們越來越期望通信服務能夠永遠在綫並功能閤理。要滿足這一近乎苛刻的需求, 需要對從器件發展到係統設計安裝和網絡運行維護的所有技術方麵進行仔細的工程化考量。
為瞭突齣上述技術的成就與現狀, 本書第五版力求展現基本原理, 以利於理解光縴技術並更廣泛地將其應用於現代通信網。本書的係列論述將帶領讀者係統地領略光縴鏈路中器件及其相互間影響的根本原理, 講述復雜光鏈路和網絡的架構與性能特徵, 瞭解網絡安裝與維護中需要的基本測量技術。通過理解、 掌握這些基本問題, 讀者不僅可以從事器件、 通信鏈路或者設備的設計, 還能夠預見未來網絡技術的發展方嚮。
本書的內容
為達到上述目標, 本書第1章給齣瞭光縴通信係統的概述。其內容包括采用光縴的原因和好處, 所使用的頻帶, 波分復用如何提高光縴的傳輸容量, 采用的標準和仿真工具。
第2章至第11章描述瞭光鏈路中主要元器件的性能特徵。這些元器件包括光縴、 光源、 光檢測器、 無源光器件、 光放大器, 以及用於多波長網絡中的有源光電器件。光縴是光鏈路中最為重要的器件。第2章和第3章給齣瞭各類光縴的物理結構、 所用材料、 損耗特性、 光傳播機理以及信號畸變特性。第3章還介紹瞭光縴製造方法和幾種常用光纜。這兩章的新增內容包括有關光子晶體光縴的討論, 以及它對模式效應和脈衝展寬性能的改善。
第4章論述瞭光通信中所用光源的結構、 發光原理和使用特性。此外還論述瞭直接調製和外調製技術、 溫度效應、 器件壽命和綫路編碼方法。在第5章中描述瞭如何有效地將光源發射光束耦閤進光縴, 以及如何將兩段光縴以功率損耗最小的方式連接起來。
光接收機的任務是檢測到達光信號並將其轉換為可被後繼電接收機處理的電信號。第6章內容包括光檢測器的結構與響應特性。第7章描述瞭光接收機的原理和功能。這一章中的新內容包括光接收機的簡化數學描述、 信號檢測的統計概念、 眼圖測量方法, 以及用於無源光網絡中的突發模式接收機簡介。
第8章和第9章分彆介紹瞭數字和模擬鏈路的設計方法。第8章包括鏈路功率預算和帶寬限製的討論。新內容包括功率代價、 基本相乾檢測方案和數字信號差錯控製方法。第9章增加瞭在光縴中傳輸微波射頻模擬信號的概念。射頻光傳輸技術的一個擴展應用是室外和大樓內移動終端的寬帶光載射頻(ROF)網絡。
第10章論述瞭波分復用(WDM)的原理, 介紹瞭普通WDM鏈路的功能, 討論瞭不同WDM方案的國際標準。本章的新內容包括有源和無源WDM器件的描述和應用舉例, 例如光縴布拉格光柵、 薄膜濾波器、 陣列波導光柵、 衍射光柵和可調光衰減器等。
第11章描述瞭實現光放大的不同方法。其中有半導體光放大器、 摻雜光縴放大器和新型的拉曼放大器。除瞭傳統摻餌光縴放大器(EDFA)的論述, 還有用於S波段的摻銩光縴放大器(TDFA)和用於L波段的增益移位EDFA的新結構。
第12章至第14章展示瞭如何將各個元器件組閤構成鏈路和網絡, 給齣瞭評估光器件和鏈路性能的測量方法。第12章的新內容包括光縴中非綫性過程的來源與影響。許多非綫性效應會導緻係統性能劣化, 必須予以控製, 另外一些(如受激拉曼散射效應)則可以加以利用。
第13章擴展瞭有關長途、 城域、 局域和接入光網絡的內容。重點增加瞭當前已實現的單波長100 Gbps、 不遠的未來能夠達到400 Gbps和1 Tbps傳輸的相乾鏈路技術。還增加瞭光分插復用器和光交叉連接的概念, 波長路由, 光分組交換, 光突發交換, 無源光網絡, IP over WDM, 光以太網, 以及減小高速網絡傳輸損傷的技術等。
最後一章(第14章)討論瞭性能監測。論題包括國際認可的測量標準, 光縴鏈路的基本測試儀錶, 光縴的建模方法, 通過眼圖測量評估鏈路性能。特彆要強調的是對WDM鏈路的評估。這一章的新內容包括眼圖模版、 壓力眼圖測試、 誤碼率眼圖輪廓等概念; 另一個新內容是光性能監測, 這已成為光通信網絡(特彆是與誤碼監測、 網絡運行維護和故障管理相關的光通信網絡)的基本功能。
本版新增內容
本書第四版和第五版新增內容如下:
● 光縴通信的頻譜劃分;
● 描述瞭光子晶體光縴, 一種通過內部微結構增加控製縴維中光的又一個維度的光縴;
● 迴顧瞭光縴光纜在包括室內管綫到海底鏈路等各種環境中的鋪設方法;
● 描述瞭用於與光波相互作用, 以便控製、 管理光信號的特種光縴;
● 討論瞭以各種國際標準, 規範不同類彆的光縴的參數, 從而保證工業領域的兼容性;
● 舉例說明瞭商用收發器組件的特性與封裝;
● 舉例說明瞭商用光縴連接器的特性與封裝;
● 討論瞭用於無源光網絡的突發模式光接收機的特性;
● 擴充瞭傳輸鏈路的功率代價;
● 擴充瞭工作於100 Gbps或更高速率的單模光縴鏈路;
● 新增瞭相乾檢測, 相對於直接檢測方式, 相乾檢測可以提高譜純度、 提高抗色散性能;
● 新增瞭用於超過100 Gbps速率傳輸鏈路的數字四相移鍵控(DQPSK)方法;
● 新增瞭數字差錯檢測和糾錯方法, 包括采用多項式編碼與前嚮糾錯(FEC)技術;
● 新增瞭用於無綫接入網、 室內環境無綫服務、 傢庭個域網絡連接的光載射頻技術;
● 擴充瞭用於波分復用的光子器件內容;
● 新增瞭拉曼光放大器技術, 擴展瞭摻餌光縴放大器技術;
● 新增瞭一章(第12章), 講述光縴中的非綫性效應的影響;
● 大大擴展瞭光網絡的內容, 包括高速光鏈路, 光分插復用器, 光交換, WDM網絡舉例, IP over WDM, 光以太網, 用於光縴到駐地(FTTP)的無源光網絡應用;
● 修改瞭性能測試與監測的相關內容, 包括眼圖測試, 光性能監測(OPM)功能, 性能測試功能, 以及包括誤碼率(BER)、 光信噪比(OSNR)、 Q值、 光調製幅度(OMA)和定時抖動在內的性能測試。
本書的使用
本書第五版提供瞭有關光縴通信技術的理論和應用的基本材料, 可用於高年級或研究生課程。本書還可用作工作參考書, 為從事光縴通信係統相關器件、 傳輸設備、 測試儀錶設計開發和光纜工廠的應用工程師服務。學習本書, 應具有高年級工科學生的理論基礎, 包括電磁場理論、 微積分與微分方程、 光學基礎。本書的正文部分也對光學概念、 電磁理論和半導體物理學基礎等幾方麵的主要基礎知識進行瞭簡明的迴顧。許多涉及進一步知識的章節(如麥剋斯韋方程組在圓柱介質波導中的應用)用星號標注, 可以跳過而不失連續性。為瞭幫助讀者學習和設計實踐, 本書提供瞭160個例題和79個訓練題, 並收集瞭267道習題, 幫助檢測讀者對本書所覆蓋和延伸內容的理解。授課教師可通過郵箱te_service@phei.com.cn獲得這些習題的解答。
每章的末尾都提供瞭大量的參考文獻作為深入學習所涉及專題的起點。由於光縴通信將多個科學和工程學科領域的研究與開發力量匯聚在一起, 各章所涉內
印刷好,內容不錯,挺新的,不錯的參考書
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評分沒有封書薄膜,隻有京東袋子包裹,但是看書質量還行。有少許摺痕。
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