店鋪： 科學齣版社旗艦店
齣版社： 科學齣版社
ISBN：9787030570154
商品編碼：29228187151
包裝：平裝
開本：16
齣版時間：2018-05-01
頁數：182
字數：277000
具體描述
商品參數
| 光調製與再生技術 | ||
| 曾用價 | 68.00 | |
| 齣版社 | 科學齣版社 | |
| 版次 | 1 | |
| 齣版時間 | 2018年05月 | |
| 開本 | 16 | |
| 作者 | 武保劍,文峰 | |
| 裝幀 | 平裝 | |
| 頁數 | 182 | |
| 字數 | 277000 | |
| ISBN編碼 | 9787030570154 | |
內容介紹
新型光調製與全光再生將成為未來光縴通信網絡的兩大核心支撐技術，主要涉及通信原理、物理光學、光學非綫性等專業知識。全書共分7章，第1章簡述光縴通信的發展曆程和未來趨勢；第2～4章為光調製部分，以光信號收發技術為基礎，從數字調製和模擬調製兩個角度梳理信息傳輸所采用的光調製格式和復用方式，闡述光調製與解調的基本規律、具體實現方法和相關器件結構原理；第5～7章為全光再生部分，從方案優化、器件創新等角度探討單波長、多波長以及高階調製信號的再生技術。
目錄
目錄
第1章 緒論 1
1.1 光縴通信的發展 1
1.1.1 四個發展階段 1
1.1.2 未來發展趨勢 3
1.2 光調製與接收 5
1.3 信號再生技術 6
1.3.1 光縴非綫性效應 7
1.3.2 全光再生實現 8
1.4 本書內容安排 8
參考文獻 9
第2章 光信號收發技術 11
2.1 光縴通信係統 11
2.2 光發送機 13
2.2.1 半導體光源 13
2.2.2 光發送機組成 16
2.2.3 直接調製特性 17
2.2.4 自動控製電路 19
2.3 間接光調製器 21
2.3.1 電光調製器 21
2.3.2 電吸收調製器 27
2.3.3 聲光調製器 28
2.3.4 磁光調製器 29
2.4 光接收機 30
2.4.1 光電檢測器 30
2.4.2 光接收機組成 33
2.4.3 信噪比特性 35
2.4.4 相乾光接收機 36
2.5 光通信係統性能參數 38
2.5.1 信號的光譜特性 38
2.5.2 傳輸信號的眼圖 41
2.5.3 數字傳輸性能參數 43
2.5.4 性能參數的關係 45
參考文獻 48
第3章 光場的數字調製 49
3.1 信號分析基礎 49
3.1.1 確定信號的功率譜密度 49
3.1.2 常用的傅裏葉變換關係 50
3.1.3 隨機信號的數值特徵 52
3.2 數字基帶信號的特性 54
3.2.1 二進製綫路碼型 54
3.2.2 數字基帶信號的功率譜 55
3.2.3 奈奎斯特濾波器和匹配濾波器 58
3.2.4 數字基帶信號的誤碼率 61
3.3 光場信號的帶通特性 62
3.3.1 帶通信號係統的頻譜 62
3.3.2 光場調製的復包絡錶示 64
3.3.3 光場的外差解調過程 65
3.4 二進製光場調製與解調 69
3.4.1 NRZ-OOK信號 69
3.4.2 BPSK/DPSK信號 72
3.4.3 FSK/MSK信號 75
3.4.4 SC-RZ信號 78
3.5 多進製光場調製與解調 80
3.5.1 QAM信號 80
3.5.2 QPSK/DQPSK信號 81
3.5.3 多進製帶通信號的傳輸帶寬 84
3.5.4 多進製頻帶傳輸係統的誤碼性能 85
參考文獻 87
第4章 光場的模擬調製 88
4.1 模擬光調製的分類 88
4.2 模擬基帶直接光強調製 89
4.3 光場的射頻調製 90
4.4 光載無綫（ROF）技術 93
4.4.1 ROF的興起 93
4.4.2 ROF係統與關鍵技術 94
4.4.3 ROF係統性能參數 96
4.5 光正交頻分復用 100
4.5.1 正交頻分復用原理 100
4.5.2 相乾檢測光OFDM係統 103
4.5.3 直接檢測光OFDM係統 106
參考文獻 107
第5章 單波長信號的全光再生 109
5.1 全光再生係統結構 109
5.2 基於FOPO的全光時鍾提取 110
5.2.1 FOPO結構及原理 111
5.2.2 穩定性因素分析 112
5.2.3 閑頻反饋控製技術 115
5.3 基於FWM的非綫性光判決門 119
5.3.1 光縴FWM效應 119
5.3.2 FWM再生方案對比 121
5.3.3 再生性能分析 122
5.4 磁控全光再生技術 127
5.4.1 磁光非綫性理論模型 127
5.4.2 全光縴磁光薩格納剋乾涉儀 131
5.4.3 磁控3R再生器結構 133
5.4.4 磁場對再生性能的影響 136
參考文獻 137
第6章 多波長全光再生技術 139
6.1 多波長再生係統結構 139
6.2 串擾分類及其抑製技術 140
6.2.1 串擾分類 140
6.2.2 串擾抑製方案 141
6.3 基於時鍾泵浦FWM效應的多波長再生 144
6.3.1 再生係統結構 144
6.3.2 再定時性能分析 145
6.4 基於數據泵浦FWM效應的多波長再生 149
6.4.1 實驗結構與原理 150
6.4.2 再生性能與討論 151
6.5 再生波長數量的提升 155
6.5.1 占空比優化 155
6.5.2 色散管理 157
參考文獻 159
第7章 高階調製信號的全光再生 160
7.1 基於NOLM的多電平幅度再生 160
7.1.1 NOLM再生原理 160
7.1.2 工作點的確定 162
7.1.3 幅度再生性能分析 164
7.2 基於PSA的多電平相位再生 168
7.2.1 PSA再生原理 168
7.2.2 相位再生性能分析 169
7.3 幅度和相位信息的同時再生 171
7.3.1 具有相位保持功能的多電平幅度再生 171
7.3.2 相位和幅度的同時再生 173
7.4 多波長高階調製信號再生技術 175
7.4.1 偏振輔助PSA方案 175
7.4.2 多波長再生性能分析 175
7.5 集成光學器件中的全光再生 177
7.5.1 基於MRR的時鍾提取 178
7.5.2 基於矽綫波導的相敏再生 179
參考文獻 181
在綫試讀
第1章 緒論
光縴通信經過近半個世紀的發展，單波長上傳遞的信息速率已由*初的數十Mb/s提升到100Gb/s，甚至更高[1，2]。網絡應用也從基本的語言服務擴展到在綫高清視頻、4K互動遊戲等方麵。光縴通信的發展離不開核心器件與技術的進步，本章首先迴顧光縴通信的發展曆程，並展望其未來發展趨勢；然後簡要介紹光縴通信係統的核心收發組件，不同調製格式對光收發機的具體要求，以及全光再生技術在光交換與中繼係統中的作用，科爾非綫性效應的物理本質與現象，及其在全光再生過程中的應用；*後對本書各章節的主要內容加以說明。
1.1 光縴通信的發展
信息傳遞是人類社會的基本需求。自進入21世紀的信息時代以來，信息傳遞的重要性更是不言而喻。目前熱門的5G、人工智能、物聯網、機器學習等熱點問題都伴隨著通信及其相關技術的發展，成為人們日常生活不可或缺的一部分。信息傳遞的核心是信息的采集、傳輸與接收，如何高效、無誤地將信息從發齣者傳送到接收者，吸引瞭大量科研工作人員不斷地創新與探索。從古代的烽火到近代的電報，都在不同曆史進程中扮演瞭重要的角色。伴隨著人類對電磁波的深入研究，1940年正式建立瞭第*條同軸電纜通信係統，其所能傳遞的信息內容與速度都是過去任何技術無法比擬的。然而隨著傳輸距離的不斷增加，電信號快速衰減直至無法使用，因此需要大量的中繼器應用於該通信係統之中，這無疑增加瞭係統的復雜程度和信息傳遞成本。如何更加有效、低成本地傳遞電磁波信號，成為科研工作者的共同課題。1966年高錕博士提齣低損耗光縴概念[1]，成為解決上述問題的關鍵。正因為這一概念對光縴通信的開創性貢獻，2009年高錕博士獲得瞭諾貝爾物理學奬[2]。隨後的數年間，激光器、探測器等核心器件相繼問世，光縴通信正式進入高速發展時期。光縴通信的發展離不開核心器件的推動[3]，下麵介紹不同時期的光縴通信技術特徵與相關核心器件，並進一步探討未來通信網絡的發展趨勢。
1.1.1 四個發展階段
圖1.1簡要描繪瞭一個現代光縴通信係統的組成。由於目前傳遞的信息仍然是電信號，因此首先需要對電信號進行復用並調製到光載波上；隨後，光信號耦閤進入光縴後進行長距離傳輸，並根據需要進行交換與中繼；在接收端，利用光接收機重新將光信號轉換為電信號，從而完成信息的傳遞任務。
圖1.1 光縴通信係統示意圖
目前光縴通信係統經曆瞭四個發展時期，並在高階調製信號、超低損耗光縴的推動下嚮單波長傳輸速率400Gb/s甚至是1Tb/s方嚮進發。
第*階段為多模光縴通信係統。從1966年到1980年，光縴通信技術由基礎研究領域嚮商業應用邁齣成功的一步。在此期間，使用砷化鎵（GaAs）材料的半導體激光器被發明齣來，同時康寜公司也拉製齣高品質的低衰減光縴，其損耗係數已經低於高錕博士所提齣的光縴損耗關卡：20dB/km。1976年，第*條速率為44.7Mbit/s的光縴通信係統在美國亞特蘭大的地下管道中誕生。經過5年的發展，第*個商用係統於1980年問世，它采用800nm波長的光載波，通過多模光縴提供45Mb/s的信息傳遞速率，每10km需要一個中繼器來增強信號。由於多模光縴的模間色散大、傳輸損耗高，第*代光縴通信係統的傳輸性能被限製。
第二階段為1300nm單模光縴通信係統。20世紀80年代早期，為剋服第*代通信係統中多模光縴引入的色散和損耗問題，1981年成功研製齣單模光縴。而波長為1300nm的銦鎵砷磷激光器（InGaAsP）則提供瞭有效光源，它位於單模光縴的低損耗傳輸窗口。這使得商用光縴通信係統的傳輸速率高達1.7Gb/s，比第*代的速率快瞭近40倍。此時單模光縴的損耗已降至約0.5dB/km，中繼距離大幅提升至50km。
第三階段為1550nm單模光縴通信係統。20世紀80年代末到90年代初，光縴通信係統采用波長為1550nm的激光器作為光源，該工作波長位於單模光縴傳輸損耗*低的通信窗口，損耗特性已降至0.2dB/km。此後的光縴通信係統也一直沿用該工作波長窗口。與此同時，隨著傳輸速率的進一步提高，高速光信號受到光縴色散的影響開始突顯，信號光脈衝的寬度隨著傳輸距離的增加而逐漸變寬，會導緻碼間串擾問題。於是，科研人員又設計齣色散移位光縴，使得1550nm處的色散幾乎為零。第三代光縴通信係統速率達到2.5Gb/s，而中繼距離進一步增加到100km。
第四階段為波分復用光縴通信係統。20世紀90年代以後，如何進一步提高係統速率成為研究熱點。繼續沿用之前的設計思路，采用更窄的脈衝雖然可以有效提高係統速率，但該方法對調製器和探測器的帶寬提齣瞭更高的要求，並需要使用昂貴的電信號處理器件。波分復用（WDM）技術提供瞭另外一種解決方案，它通過使用不同的光載波並行傳遞數據，達到提升係統速率的目的。復用後的信息在時域上互相交疊，而在頻域上是相互獨立的，利用解復用器件可以容易地提取齣原始的單路信號。摻鉺光縴放大器（EDFA）的研製進一步推動瞭基於WDM技術的第四代光縴通信係統的發展。EDFA器件可以同時對多個波長的信號在光域進行全光放大，極大地減少瞭係統中電中繼器的應用數量。聯閤使用WDM和EDFA技術，2001年商用通信係統的傳輸容量已可達256×40Gb/s=10Tb/s，而中繼距離也提高到160km。
從上述光縴通信係統的四個發展階段來看，通信容量的提升離不開核心光器件與技術的發展。通信光縴從多模轉嚮單模、通信波長由800nm推進到1550nm，再到WDM與EDFA等技術的廣泛應用，都極大地推動瞭商用光縴通信網絡的升級換代。下一代光縴通信網絡如何發展成為該領域科研人員共同關注的問題之一。從2000年開始，人們不斷提齣多種方案，如光孤子通信技術等，來進一步升級現有光縴通信係統。利用光縴的非綫性效應與色散之間的平衡關係，可實現光孤子的傳輸，光孤子經過長距離光縴傳輸後仍然能夠保持其波形不變。孤子方案的局限性主要體現在功率和色散的精確控製方麵，多波長孤子傳輸過程中，不同信道之間的相互作用會劣化係統性能。從通信係統容量的發展趨勢來看，光孤子通信係統較低的頻譜效率也是一個很大的不足。到2010年前後，全球各大通信網絡運營商開始將單波長10G/40G的骨乾通信網絡升級到100G，信號調製格式則采用正交相移鍵控（QPSK）等高階調製格式，標誌著相乾光通信技術正式進入大規模商業化應用時代。
1.1.2 未來發展趨勢
互聯網的高速發展，推動瞭一係列基於網絡應用的新型産業的興起。在市場需求的拉動下，新一代網絡技術的研發從高校、研究所等傳統科研單位，擴展到通信設備、網絡運營商的研發部門，後者藉助於自身的資金和設備優勢，越發錶現齣更強的創新能力。下麵從低損耗新型光縴，高頻譜效率的信號調製格式，以及全光再生技術三個方麵探討新一代網絡的發展趨勢。
1.低損耗新型光縴
降低光縴損耗可以從兩個方麵來努力，一方麵是消除目前通信波段附近OH離子引起的“水吸收峰”，使光縴通信工作窗口擴展到1280～1625nm的全波段範圍，該類光縴又稱為“零水峰光縴”（G.652.C/D光縴）；另一方麵，設計超低損耗和大模場直徑的光縴，能夠使目前通信波段的傳輸損耗降低至0.16dB/km以下，在100km的跨段上可比現有標準單模光縴（損耗0.2dB/km以上）節省4dB的功率預算，這有助於大幅提升係統的光信噪比（OSNR）和傳輸距離。長飛公司於2017年在美國OFC會議上公布的G.654.E光縴的宏觀彎麯損耗測量結果如圖1.2所示[4]。實測結果顯示，使用此類光縴可以使100G商用光縴網絡的傳輸距離提高70%～100%，這將為未來400G和1T光縴通信網絡提供有力支撐。
2.高頻譜效率的信號調製格式
伴隨著相乾光通信技術的商業化應用，頻譜效率成為衡量光縴通信網絡性能的重要指標之一。頻譜效率定義為淨比特率除以通信信道的帶寬。因此，在相同符號速率的情況下，采用更高階的調製格式意味著更高的頻譜效率。高頻譜效率調製格式的應用，還使得係統的互信息接近加性高斯白噪聲信道（AWGN）的容量極限。圖1.3給齣瞭正交幅度調製（QAM）信號的互信息結果。從目前的技術發展來看，400G骨乾網絡將采用QAM16調製格式，而當係統速率推進到1T時，更高階調製格式的信號成為必然的選擇。在逼近香農極限的傳輸係統中，網絡性能除瞭考慮上述係統速率之外，還要考慮無中繼傳輸距離、係統OSNR、信號處理算法等一係列因素。這些因素之間並不是獨立存在的，而是具有相關性。例如，OSNR會限製信號的無中繼傳輸距離，而信號處理算法的優劣在一定程度上也將影響中繼距離的長短。采用G.654.E等新型光縴，可以有效提高中繼距離，而下麵介紹的全光再生技術可從另外一種角度擴展係統的傳輸能力。
圖1.2 G.654.E光縴的損耗特性
圖1.3 不同QAM信號的信道容量
3.全光再生技術
在目前的商用光縴通信係統中，諸多信息處理器件仍采用電信號處理方式，該方式不僅存在帶寬瓶頸問題，而且在多波長通信係統中需要對每個信道進行獨立處理，又離不開信道復用與解復用過程，增加瞭係統復雜程度。另外，利用具有全光放大功能的EDFA可有效延長信號傳輸距離，但這類器件僅能完成功率補償，同時又會引入放大自發輻射（ASE）噪聲。全光整形再生技術則可以直接在光域實現噪聲壓縮，延長傳輸距離[5]；進一步地，還可以利用串擾抑製技術，實現波分復用信號的多路同時再生[6]。研究錶明，在通信信道內考慮全光再生器這種非綫性轉換器件，可獲得比綫性噪聲信道更高的係統傳輸容量，稱為非綫性香農極限[7]。圖1.4分彆給齣瞭矩形和星形QAM信號通過級聯再生器獲得的互信息量提升效果[8]。對應某一類型的信號，再生器無法突破其互信息的*值，但能夠在低信噪比環境下（正是通信過程所處的信道環境）提高其係統容量。另外，通過增加傳輸信道中的再生器數量R，可進一步獲得係統容量增益。當輸入信噪比為10dB時，可獲得的係統容量增益如圖1.4（a）中箭頭所示。研究還錶明，係統所需的再生器數量與信噪比有關，因此需根據實際的通信網絡情況，規劃再生器級聯分布，以獲得*佳係統傳輸效果。總之，使用全光再生器可以有效提升係統傳輸容量。
圖1.4 非綫性香農極限
1.2 光調製與接收
光發射機和光接收機是光縴通信係統的核心組件，如圖1.5所示。光發射機主要用於將電信號轉換為光信號，並注入光縴中進行傳輸，一般由光源、調製器、信道耦閤器組成。光接收機的作用是將光縴輸齣的光信號轉換為電信號，主要包括信道耦閤器、光電探測器以及信號處理單元。根據調製信號的性質不同，其各個單元的具體構成器件差異較大[9]。下麵結閤高階調製信號，從直接檢測和相乾檢測兩個方麵簡述光收發係統的組成部件及其主要功能。第2章將詳細介紹光信號的收發技術，具體介紹光縴通信係統的組成以及評價係統性能的主要參數。
圖1.5 光收發係統
傳統商用光縴通信係統采用二進製開關鍵控（OOK）信號格式，光發射部分使用強度調製，電信號通過射頻功率放大後驅動調製器，以獲得相應的光信號（有時可采用直調激光器取代外調製方案，進一步降低復雜度）；信號的接收主要采用直接檢測方案。近幾年來，為滿足短距離或城域的高帶寬通信需求，基於脈衝幅度調製（PAM）信號的光縴通信係統成為研究的熱點，目前已成功利用直調激光器實現PAM信號的係統傳輸[10]。在PAM方案中，需要采用碼型變換單元將二進製信號映射為多進製信號，而射頻放大部分則需要綫性放大器，以避免劣化PAM信號的綫性度。在相應的接收部分，需要采用功率放大器穩定多電平幅度調製信號的平均光功率，該放大器並不提供瞬時的功率控製，僅用於維持注入探測器的平均光功率水平。圖1.6列舉瞭PAM8信號的眼圖結果。
相乾通信作為新一代光縴通信係統的主流技術，利用高頻譜效率的調製格式，可以在有限的帶寬範圍內傳輸更高速的信號，圖1.6給齣瞭QAM256信號的星座圖。發射端需要采用I/Q調製係統，包括窄綫寬激光器、I/Q調製器、碼型變換器以及綫性射頻放大器。在電信號一側，同樣需要使用碼型變換器將二進製信號映射為多電平PAM信號，並利用綫性放大器驅動I/Q調製器，以獲得所需的光QAM信號。此外，隨著調製階數的不斷提升，激光器綫寬的影響越發明顯，為減少激光器綫寬對調製後輸齣信號的影響，需要采用窄綫寬激光器。在接收端使用相乾探測器，並需要注入本振光與接收到的信號光進行混頻處理，探測後的電信號經過解調和補償算法*終獲得基帶信號。第3章和第4章將詳細介紹數字和模擬信號的光場調製和解調實現方案。
圖1.6 PAM8眼圖與QAM256星座圖
1.3 信號再生技術
經過光縴長距離傳輸的光信號質量會受到光縴非綫性效應和EDFA的ASE噪聲等影
時空印記：影像的永恒與流變 一、序章：光影的呼喚與文明的足跡 從古老的洞穴壁畫，到今日數字屏幕上瞬息萬變的圖像，人類對“看見”的追求從未停止。光，作為最古老、最普遍的媒介，承載瞭我們記錄、傳播與交流的渴望。它穿透黑暗，描繪世界，凝固瞬間，傳遞情感。而“影像”，便是這光影交織的藝術與科學的結晶，它不僅是物質世界的真實反映，更是思想、情感與文化的載體。 《時空印記：影像的永恒與流變》並非一本探討光信號調製與數字再生技術的教科書，而是將目光投嚮更廣闊的維度：人類如何利用光影創造“影像”，這些影像又如何跨越時空，在文明的長河中留下深刻的印記。本書將帶領讀者穿越曆史的長廊，探索影像的起源、發展，以及它在不同時代、不同文化中所扮演的角色，並深入剖析其背後蘊含的科學原理、藝術錶現手法以及哲學思考。 二、第一篇：初見的光芒——影像的黎明與雛形 本篇將追溯人類最早的影像探索。從史前時代的石刻、壁畫，到古埃及的象形文字，再到古希臘對光學現象的初步認識，我們將看到，人類最初對“記錄”的渴望，是樸素而直觀的。 洞穴中的凝視： 探索早期人類如何藉助自然光綫，在洞穴壁上繪製齣對世界的觀察與想象。這些圖像，是人類最早的“快照”，記錄瞭他們的生活、信仰與對自然的敬畏。我們將分析這些圖像的構圖、綫條，以及它們可能蘊含的原始敘事。 文字的凝固： 探討象形文字、圖畫文字等早期文字形式，它們如何將短暫的語音轉化為視覺符號，實現信息的相對永恒。我們將審視這些符號的演變，以及它們如何奠定視覺化錶達的基礎。 透鏡的奧秘： 迴溯古希臘時期，例如歐幾裏得對光綫直綫傳播的研究，以及煉金術士偶然發現的凸透鏡效應。這些早期的光學探索，雖然並非直接為瞭創造影像，卻為後來的攝影術埋下瞭伏筆。我們將解讀這些科學發現的局限性，以及它們在當時引發的思辨。 暗箱的魅影： 詳細介紹相機暗箱（Camera Obscura）的發明與應用。這一簡單的光學裝置，能夠將外部景物成像於內部的屏幕上，是攝影術的直接先驅。我們將解析暗箱的工作原理，探討它在繪畫、天文學等領域的應用，以及藝術傢如何利用它來輔助創作。暗箱的齣現，標誌著人類第一次能夠相對準確地“捕捉”現實世界的影像，而非僅僅依靠記憶與想象。 三、第二篇：凝固的瞬間——攝影術的誕生與變革 本篇將聚焦攝影術的齣現，這一革命性的發明如何徹底改變瞭我們記錄與觀看世界的方式。 從化學到光影： 深入剖析早期攝影技術的關鍵發展，如尼埃普斯（Nicéphore Niépce）的“日光蝕刻法”、達蓋爾（Louis Daguerre）的銀版攝影法以及塔爾博特（William Henry Fox Talbot）的紙基負片工藝。我們將詳細介紹這些方法的化學原理、工藝流程、成像特點以及各自的優缺點，展現科學傢與發明傢們如何剋服重重睏難，最終實現瞭影像的“固定”。 影像的解放： 探討攝影術如何將藝術創作從純粹的手工技藝中解放齣來，使其更加關注現實的捕捉與情感的錶達。攝影的齣現，不僅讓普通人有機會“擁有”自己的肖像，也極大地拓展瞭新聞報道、科學記錄、地理勘探等領域的可能性。 風格的流轉： 審視早期攝影的藝術風格，從強調細節與紀實性的銀版照片，到更具藝術錶現力的負片作品。我們將分析不同攝影流派的特點，以及它們如何受到當時社會文化思潮的影響。 影像的普及： 追蹤攝影術從奢侈品到大眾消費品的發展曆程。從笨重的相機、漫長的曝光時間，到便攜式照相機的齣現，以及膠捲技術的進步，都極大地降低瞭攝影的門檻，讓更多人能夠參與到影像的創作與傳播中。 四、第三篇：流動的光河——電影與動態影像的時代 本篇將轉嚮動態影像的誕生與發展，電影如何以其獨特的敘事方式，成為20世紀最重要的藝術形式之一。 運動的幻覺： 探討早期對運動影像的探索，例如馮·盧默（Eadweard Muybridge）的連續攝影，以及“活動照相機”（Zoopraxiscope）、“電影放映機”（Cinematograph）等早期放映裝置的發明。我們將揭示這些技術如何通過快速播放一係列靜態圖像，製造齣運動的視覺錯覺，讓“生命”在屏幕上得以延續。 敘事的力量： 分析電影敘事語言的形成與發展。從早期的短片、紀錄片，到梅裏愛（Georges Méliès）的奇幻電影，再到格裏菲斯（D.W. Griffith）等人的濛太奇手法，我們將看到電影如何通過鏡頭語言、剪輯技巧、錶演等元素，構建齣引人入勝的故事。 色彩與聲音的交響： 追溯彩色電影與有聲電影的發展曆程。從早期的手繪上色，到三原色法，再到寬銀幕、立體聲等技術的齣現，這些進步如何極大地提升瞭電影的錶現力與沉浸感。 影像的社會影響： 探討電影作為一種大眾媒介，在社會、政治、文化等方麵的巨大影響。電影如何塑造公眾觀念，如何反映時代精神，如何成為情感的共鳴場。 五、第四篇：數字的洪流——影像的再造與無限可能 本篇將深入探討數字技術對影像領域的顛覆性影響，以及由此帶來的新的創作範式與傳播方式。 像素的舞蹈： 解析數字影像的基礎原理，包括像素、分辨率、色彩深度等概念。我們將瞭解數字圖像如何從模擬信號轉化為二進製數據，以及這種轉化帶來的精確性與可編輯性。 虛擬與現實的邊界： 探索計算機圖形學、三維建模、特效製作等技術，以及它們如何模糊虛擬與現實的界限。我們將看到計算機如何成為強大的影像生成工具，為電影、遊戲、虛擬現實等領域帶來前所未有的創作空間。 非綫性編輯的自由： 介紹數字非綫性編輯（NLE）技術，以及它如何徹底改變瞭影像的後期製作流程。我們將探討剪輯師如何能夠更自由地進行素材的組織、組閤與修改，從而實現更具創造力的影像錶達。 網絡的延伸： 分析互聯網、社交媒體等平颱如何極大地改變瞭影像的傳播與消費方式。從人人皆可成為影像創作者，到碎片化、即時性的觀看習慣，數字網絡構建瞭一個全新的影像生態係統。 算法的“眼睛”： 探討人工智能（AI）在影像生成、識彆、分析等領域的應用。我們將審視AI如何輔助甚至獨立完成影像創作，以及其可能帶來的倫理與社會挑戰。 六、第五篇：影像的未來——感知、交互與超越 本篇將展望影像技術的未來發展趨勢，以及影像在人類社會中的角色演變。 沉浸式體驗的進化： 探討虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、混閤現實（MR）等技術如何進一步深化影像的沉浸感與交互性。我們將思考，當影像不再僅僅是觀看，而是成為一種“身臨其境”的體驗時，它將如何改變我們的生活與認知。 生物與影像的融閤： 展望腦機接口、生物傳感器等技術與影像的結閤，以及它們可能為人類帶來的新型感知與交流方式。 影像的倫理與哲學： 深入討論影像在信息時代所麵臨的挑戰，如深度僞造（Deepfake）、信息繭房、隱私泄露等問題。我們將反思影像的真實性、傳播的責任以及技術發展對人類主體性的影響。 永恒的流動： 最終，我們將迴歸影像的本質——它是光影的記錄，是人類情感與思想的投射，是跨越時空的橋梁。無論技術如何發展，影像的“印記”將繼續陪伴人類，不斷演進，塑造我們的感知，也記錄下我們不斷前行的文明足跡。 《時空印記：影像的永恒與流變》希望通過這樣一場跨越時空的影像之旅，激發讀者對光影世界的深刻理解與無限遐想。它不是關於如何“製作”影像的技術指南，而是關於影像“如何存在”以及“如何影響我們”的哲學與曆史的探索。
用戶評價
評分
我是一個對科技發展充滿好奇心的普通讀者，雖然我不是專業的通信工程師，但對於現代社會高速便捷的信息傳輸能力感到由衷的贊嘆。這本書，我是在一個偶然的機會下接觸到的。我一直很好奇，我們通過光縴傳迴來的信息，是如何做到如此快速、準確的？讀瞭這本書後，我纔算是真正窺見瞭其中的奧秘。書中對於“光調製”的講解，讓我明白，原來我們把信息“編碼”到光信號裏，是有這麼多種巧妙的方式，就像給信息穿上瞭不同的“外衣”，讓它能更好地在光縴裏“旅行”。而“再生”的概念，更是讓我驚嘆。我理解成，當信息在漫長的光縴旅程中受到“風吹雨打”，變得模糊不清時，這本書就告訴我們，如何像“整容”一樣，把它們重新變得清晰，恢復到最佳狀態。作者在講解時，非常善於用類比和形象的比喻，讓我這個非專業人士也能理解一些相對復雜的物理概念，比如對光縴損耗的描述，就像水在管道裏流動會遇到阻力一樣。這本書讓我對光通信不再感到神秘，而是充滿瞭敬畏和好奇，也更加理解瞭科技進步為我們生活帶來的便利。
評分我是一名剛剛畢業不久的博士生，正在攻讀光學工程專業。在我的研究方嚮中，光通信是不可或缺的一部分，而“光調製與再生技術”正是其中的關鍵環節。這本書，我可以說是在導師的推薦下纔開始深入閱讀的。它的理論深度和前沿性，讓我印象深刻。作者在講解相乾光通信中的調製技術時，深入剖析瞭各種調製格式的功率譜密度、星座圖以及它們在信道中的錶現。尤其是對DSP（數字信號處理）在相乾接收端的應用，進行瞭非常詳盡的論述，包括如何利用算法來補償色散、相位噪聲和偏振模式色散。這對我理解相乾光通信的性能極限以及未來的發展方嚮，提供瞭非常重要的理論基礎。更讓我覺得難能可貴的是，書中對於光信號再生部分，並沒有僅僅停留在理論層麵，而是介紹瞭一些實際工程中的關鍵技術，例如電子色散補償器、相乾接收機設計以及一些前沿的光域再生方案。這本書的嚴謹性和前瞻性，讓我感覺它不僅是學術研究的寶貴參考，也能為未來的光通信係統設計提供重要的啓示。
評分我是一名在通信行業摸爬滾打瞭多年的工程師，對於“光調製與再生技術”這個話題，可以說是司空見慣，但真正要深入研究，並且形成體係的著作卻不多。這本書的齣現，恰好填補瞭這一塊的空白。我尤其欣賞作者在理論深度上的追求，他並沒有停留在基礎概念的闡述，而是對各種先進的調製格式，比如QAM、PSK在光通信中的應用，進行瞭詳細的分析。每一個調製格式的優劣勢，在不同場景下的適用性，以及其背後的數學模型，都被清晰地呈現齣來。更讓我感到驚喜的是，書中對於“再生”部分的處理，它並沒有局限於傳統的電域再生，而是積極地介紹瞭光域再生的一些前沿技術，比如光開關、光邏輯門等在信號再生中的應用潛力。這對於我們這些實際操作的工程師來說，無疑是寶貴的知識財富。書中的案例分析也相當紮實，引用的參考文獻也都是業內比較權威的，這大大增加瞭內容的可靠性。讀這本書，就像是在參加一場高質量的學術研討會，每一個章節都能引發我深入的思考，並與我自己的實際工作産生強烈的共鳴。
評分說實話，我買這本書的時候，主要被它的名字吸引瞭，因為我最近在做一個和光信號處理相關的項目，一直想找一本能係統性講解相關技術的書。拿到書後，我最先翻閱的是關於“調製”的部分。讓我意外的是，它不僅僅是簡單羅列各種調製方式，而是從信息論的角度，講解瞭為什麼我們需要調製，以及不同的調製方式如何影響信號的帶寬效率和抗噪聲能力。作者對於相乾光通信的講解尤為精彩，他對偏振復用、幅度調製以及它們組閤的復雜性，都做瞭非常細緻的分解，讓我對高階調製格式的理解有瞭質的飛躍。而“再生”部分，更是讓我茅塞頓開。書中對各種眼圖分析、誤碼率測量方法，以及如何通過數字信號處理來補償色散、非綫性效應等進行瞭詳細的闡述。這對於我項目中的信號優化工作，提供瞭非常直接的指導。這本書的內容深度和廣度都超齣瞭我的預期，它不僅僅是一本教科書，更是一本能夠指導實際工作的參考手冊，為我的項目提供瞭堅實的技術支撐。
評分這本書，我剛拿到手，封麵設計就很是吸引人，有一種沉靜而專業的科技感。我一直對信息傳輸的效率和質量問題很感興趣，尤其是在高速通信日益普及的今天。讀完一部分後，我感覺這本書的深度遠超我的想象。它不僅僅是在描述“光調製與再生技術”這幾個字麵上的東西，而是深入到瞭光信號在傳輸過程中遇到的各種挑戰，以及如何用巧妙的工程手段來剋服這些挑戰。作者在講解時，並沒有直接跳到復雜的公式和理論，而是先從宏觀的角度，比如物理層麵的光波特性，光縴的損耗機製，以及噪聲的來源，一點點鋪展開來。這讓我這種不是通信專業齣身，但對相關領域有濃厚興趣的讀者，也能逐步跟上思路。尤其讓我印象深刻的是，書中關於“再生”的章節，它不僅僅是簡單地放大信號，而是講解瞭如何通過精確的時鍾恢復和數據判決，來“重塑”受損的光信號，恢復其原始的清晰度。這種對細節的打磨，以及對理論背後物理原理的深入剖析，讓我受益匪淺。我感覺這本書為我打開瞭一個全新的視角，讓我對我們日常使用的光縴通信有瞭更深層次的理解，也對未來光網絡的發展有瞭更多的期待。
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