光纤通信原理(第2版)(21世纪高等学校规划教材 电子信息) 袁国良著 978730226 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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袁国良著 著

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302263319

商品编码：29300751997

包装：平装

出版时间：2012-05-01

基本信息

书名：光纤通信原理(第2版)(21世纪高等学校规划教材 电子信息)

定价：29.50元

作者：袁国良著

出版社：清华大学出版社

出版日期：2012-05-01

ISBN：9787302263319

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.640kg

编辑推荐

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本书力求从基础知识出发，循序渐进、由浅入深，对光纤通信原理进行全面的介绍。

注重可读性和实用性，提供PPt课件，习题解答。

本书可以满足对高等学校信息与通信工程专业本科生和研究生的教学需要，也可供相关专业的学生学习，同时可供从事该领域工作的广大科研与工程技术人员参考。

内容提要

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　　《21世纪高等学校规划教材·电子信息：光纤通信原理（第2版）》主要介绍光纤通信的原理及其发展；光纤通信的物理学基础；光纤的传输理论和特性；光源和光电检测器的结构与工作原理；光发射机和光接收机，光缆和光纤通信器件；光纤通信系统的构成、性能和设计；系统性能的提高，包括光放大和色散补偿技术、光波分复用技术、相干光通信、光孤子通信等；光纤通信的基本实验。
　　本书力求从基础知识出发，深入浅出、循序渐进，以方便读者阅读。本书可以作为高等学校本科生和研究生的教材，也可以作为从事光纤通信的科研人员、工程技术人员和其他相关人员的参考书。

目录

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章 光纤通信概述
1.1 什么是光纤通信
1.2 光纤通信的发展历史
1.3 光纤通信的优点及其应用
1.4 光纤通信系统的组成
1.5 光纤通信的发展趋势
小结
习题

第2章 光的性质
2.1 光的反射、折射和全反射
2.2 光的电磁理论
2.3 光的干涉和衍射
2.4 光的偏振
2.5 光的吸收、色散和散射
2.6 光的量子性
2.7 激光
小结
习题

第3章 光纤
3.1 光纤概述
3.2 多模光纤的射线光学理论分析
3.3 阶跃型光纤的波动光学理论
3.4 阶跃型光纤标量模的可导与截止
3.5 光纤的损耗特性
3.6 光纤的色散特性
3.7 光纤的非线性效应
3.8 单模光纤
小结
习题

第4章 光源和光电检测器
4.1 半导体的能带理论
4.2 PN结的能带结构
4.3 光源的异质结结构
4.4 发光二极管
4.5 半导体激光器
4.6 LD的工作特性
4.7 光电检测器
4.8 PIN和APD的工作原理
4.9 光电检测器的工作特性
小结
习题

第5章 光端机
5.1 光源与光纤的耦合
5.2 光调制
5.3 光发射机
5.4 光接收机
5.5 光接收机的噪声分析
5.6 光接收机的误码率和接收灵敏度
5.7 光中继器
小结
习题

第6章 光缆和光纤通信器件
6.1 光纤的温度特性和机械特性
6.2 光缆的种类、材料及其结构
6.3 光纤通信器件及其性能参数
6.4 光纤的连接和光纤连接器
6.5 光纤分路与耦合器
6.6 光衰减器和光隔离器
6.7 光开关
小结
习题

第7章 光纤通信系统
7.1 数字光纤通信系统
7.2 同步数字体系
7.3 光纤通信的线路码型
7.4 光纤损耗和色散对系统的限制
7.5 光纤通信的性能指标
7.6 光纤通信系统设计
7.7 光纤通信工程概述
小结
习题

第8章 系统性能的提高
8.1 光放大器及其工作性能
8.2 掺铒光纤放大器
8.3 光纤喇曼放大器
8.4 色散补偿技术
8.5 多信道复用技术
8.6 光波分复用原理
8.7 光波分复用技术
8.8 光波分复用器
8.9 WDM设计中考虑的重要问题
8.10 相干光纤通信和光孤子通信
小结
习题

第9章 光网络
9.1 SDH光同步数字传送网
9.2 WDM光传送网
9.3 智能光网络
9.4 城域光网络
9.5 光纤接入网
小结
习题

0章 光纤通信实验
10.1 光纤认识实验
10.2 光纤通信基础实验
10.3 光纤衰减系数测量
10.4 多模光纤带宽的测量
10.5 光纤无源器件特性
10.6 光发送实验
10.7 光接收实验
10.8 光波分复用实验
10.9 光纤通信仿真实验
小结
附录A SDH系统光接口标准
附录B 光纤通信常用英文缩写
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代通信系统导论》 内容简介 在信息爆炸的时代，通信技术的发展日新月异，深刻地改变着人类社会的沟通方式、生活模式乃至经济格局。本书旨在为读者构建一个现代通信系统的宏观认知框架，从基础原理到前沿技术，深入浅出地剖析通信世界的奥秘。我们希望通过本书，读者不仅能够理解当前通信系统的运作机制，更能洞察其未来的发展趋势，为进一步的专业学习和实践打下坚实的基础。 第一部分：通信系统的基石 本部分着重于通信系统最核心、最普遍的概念和技术。 信号与系统: 任何通信过程都离不开信号的传递。本书首先会深入探讨不同类型的信号，包括连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、确定信号与随机信号等。我们将详细介绍信号在时域和频域的表示方法，以及傅里叶变换、拉普拉斯变换等数学工具在信号分析中的重要作用。随后，我们将引入“系统”的概念，阐述线性时不变（LTI）系统的基本性质，如叠加性、时移不变性，并通过卷积运算来描述系统对输入信号的响应。理解信号的性质和系统的行为，是掌握一切通信原理的前提。 信息论基础: 信息是通信的本质。本部分将介绍信息论的奠基性概念，包括信息量、熵、互信息等。我们将解释信源编码的目标——如何高效地压缩信息，并介绍熵编码（如霍夫曼编码、算术编码）的基本原理和应用，以期在不丢失信息或有限度丢失信息的情况下，实现数据传输的比特率最小化。 信道传输: 信号在传输过程中会受到各种干扰和衰减，这些统称为噪声。本部分将详细分析通信信道中的常见噪声类型，如加性高斯白噪声（AWGN）、衰落、失真等，并阐述它们对信号质量的影响。我们将引入信噪比（SNR）这一关键指标，解释其在衡量通信质量中的作用，并介绍如何通过功率控制、编码等手段来对抗噪声，提高传输的可靠性。 调制与解调: 为了使信息信号能够适应不同的传输媒介，我们需要对其进行调制。本部分将系统地介绍各种调制技术，包括幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等模拟调制方法，以及幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）等数字调制方法。我们将深入分析不同调制方式的优缺点、频谱效率和抗噪声性能，并介绍相应的解调原理，以恢复原始信息。 第二部分：数字通信的演进 随着数字技术的飞速发展，数字通信已成为现代通信的主流。本部分将聚焦于数字通信的关键技术。 数字基带传输: 在数字信号传输的早期阶段，信号在传输前并未被转换为高频信号，而是直接在基带上传输。本部分将介绍数字基带传输的各种线路编码技术，如单极性、双极性、曼彻斯特编码等，分析它们的波形特性、频谱特性以及直流分量问题。同时，我们将探讨基带传输中的码间串扰（ISI）现象，以及如何通过均衡技术来克服这一问题。 信道编码与纠错: 为了提高数字通信的可靠性，抵御信道噪声和干扰，信道编码技术应运而生。本部分将详细介绍不同类型的信道编码，包括块码（如循环冗余校验码CRC、汉明码、里德-所罗门码）和卷积码。我们将阐述它们如何通过引入冗余信息来检测和纠正错误，并介绍译码的基本算法（如硬判决、软判决、维特比算法）。 多路复用技术: 为了在有限的通信资源上同时传输更多信息，多路复用技术至关重要。本部分将深入探讨三种主要的多路复用方式：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和码分多路复用（CDM）。我们将分析每种技术的原理、实现方式以及各自的优缺点，并介绍在实际通信系统中它们的应用场景。 数字信号处理: 数字信号处理（DSP）是现代通信系统不可或缺的组成部分。本部分将介绍DSP在通信中的关键应用，包括数字滤波（如FIR、IIR滤波器）、采样与量化（包括奈奎斯特定理）、以及数字信号的重构和恢复。我们将强调DSP在提高信号质量、降低系统复杂度方面的作用。 第三部分：现代通信系统的关键技术与应用 本部分将深入探讨当前通信系统中的热点技术，以及它们在不同领域的应用。 移动通信系统: 随着智能手机的普及，移动通信已成为人们日常生活中最主要的通信方式。本部分将追溯移动通信的发展历程，从第一代模拟移动通信到如今的第五代（5G）和未来的第六代（6G）技术。我们将详细介绍蜂窝网络的基本原理，包括小区划分、频率复用、切换等。对于现代移动通信，我们将重点阐述OFDM（正交频分复用）、MIMO（多输入多输出）等关键技术，分析它们如何在提高频谱效率、系统容量和连接可靠性方面发挥作用，并展望5G/6G带来的新机遇，如增强移动宽带（eMBB）、海量物联网（mMTC）和超可靠低时延通信（uRLLC）。 卫星通信: 卫星通信以其覆盖范围广、不受地面基础设施限制的特点，在远程通信、广播、导航等领域发挥着重要作用。本部分将介绍不同轨道高度的通信卫星（如同步轨道、中圆轨道、低地球轨道）的特点及其对通信系统的影响。我们将探讨卫星通信的链路设计，包括上行链路和下行链路的功率预算、天线增益、噪声温度等关键参数的计算。 光纤通信基础: 光纤通信以其巨大的传输容量、低损耗和抗干扰能力，成为现代长距离通信和宽带接入的核心技术。本部分将介绍光纤的结构与原理，包括全反射的物理机制、单模光纤与多模光纤的区别。我们将探讨光信号的产生（光源）、传输（光放大器）和接收（光电探测器），以及光纤通信系统中关键的损伤机制，如色散和非线性效应，并介绍相应的补偿技术。 现代编码调制方案（以OFDM和QAM为例）: 在现代高速通信系统中，OFDM技术因其强大的抗多径能力和频谱利用率而得到了广泛应用，尤其是在Wi-Fi、LTE和5G等系统中。本部分将详细阐述OFDM的原理，包括子载波划分、IFFT/FFT变换、以及循环前缀（CP）的作用。同时，我们将深入探讨先进的数字调制技术，如高阶QAM（如64QAM, 256QAM），以及它们如何通过增加每个符号携带的信息量来提高数据传输速率，并分析在实际系统中它们与OFDM的结合应用。 网络通信与协议: 通信系统最终服务于信息的交换和共享，这离不开通信网络的构建和协议的支撑。本部分将介绍计算机网络的基本模型，如OSI参考模型和TCP/IP协议栈。我们将重点讲解IP地址、子网掩码、路由选择等网络层的功能，以及TCP和UDP等传输层协议的工作机制，分析它们在不同应用场景下的适用性。 第四部分：通信技术的未来展望 通信技术的演进永无止境。本部分将展望未来通信的发展趋势。 人工智能与通信: 人工智能（AI）正在深刻地改变着通信系统的设计、优化和管理。本部分将探讨AI在通信中的应用，例如在信道估计、信号检测、资源调度、故障预测和网络安全等方面的潜力。我们将分析机器学习和深度学习如何赋能通信系统，使其更加智能化、自适应和高效。 物联网（IoT）与下一代通信: 物联网的兴起对通信系统提出了新的挑战和机遇。本部分将讨论支撑海量物联网设备连接和数据传输的通信技术，包括低功耗广域网（LPWAN）技术（如LoRa, NB-IoT）以及未来5G/6G网络在支持物联网方面的能力。 无线通信的边界拓展: 随着频谱资源的日益饱和，研究人员正积极探索新的无线通信频段和技术。本部分将介绍太赫兹通信、可见光通信等前沿技术，分析其潜在的应用场景和技术挑战。 本书内容丰富，覆盖面广，力求全面展现现代通信系统的技术全貌。我们希望通过对这些基础原理、核心技术和前沿应用的深入探讨，能够激发读者对通信科学的兴趣，并为他们在未来的学习和工作中提供有益的参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名正在攻读研究生学位的在读博士，研究方向与光通信网络密切相关。在撰写论文的过程中，我需要查阅大量的文献资料，其中涉及到一些比较前沿和深入的光通信技术。《光纤通信原理（第2版）》这本书确实给我带来了很大的启发。它不仅仅停留在基础知识层面，而是对一些复杂的光学现象和物理过程进行了深刻的剖析。例如，书中对于非线性光学效应的阐述，特别是受激拉曼散射、受激布里渊散射等在光纤中引起的损伤和信号衰减的机理，以及如何采取相应的措施来抑制这些效应，这些内容对于理解高速光通信系统中的挑战非常有帮助。此外，书中关于光纤传感技术的部分也让我眼前一亮，它不仅仅局限于传统的通信应用，还将光纤技术拓展到了更为广阔的领域，这对我拓展研究思路提供了新的视角。虽然这本书是面向本科生教材，但其内容的深度和广度，特别是对于一些关键物理现象的解释，对于研究生阶段的学习和研究也具有很高的参考价值，能够帮助我们快速地构建起扎实的理论基础，为进一步深入研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在通信工程领域工作了多年的工程师，我一直关注着光通信技术的最新发展。从早期的单模光纤到如今速率不断攀升的光网络，光通信技术的发展速度令人惊叹。《光纤通信原理（第2版）》这本书，尽管是一本教材，但其内容的前瞻性和实用性，确实让我感到惊喜。书中对于下一代光通信技术的一些初步探讨，比如更高阶的调制格式、空分复用等，虽然可能还未完全普及，但已经触及到了未来光通信发展的重要方向。让我印象深刻的是，书中对光器件的性能指标和可靠性分析也进行了详细的介绍，这对于我们工程人员在选择和设计光通信系统时，具有直接的指导意义。理解这些参数和指标背后的原理，能够帮助我们做出更明智的技术决策，优化系统性能，降低成本。这本书就像一位经验丰富的老友，用一种非常接地气的方式，分享了光通信领域的核心知识和发展趋势，让我能够更好地理解当下的技术和预见未来的发展。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚刚步入社会的应届毕业生，在一家网络设备公司从事产品开发工作。《光纤通信原理（第2版）》这本书是我在大学期间最喜欢的一本教材之一。它以一种非常易于理解的方式，将光纤通信这个看似高深的领域变得生动有趣。我记得在学习书中关于光信号传输损耗的部分时，作者用了很多形象的比喻，比如光信号就像在走迷宫，每经过一个弯道或障碍都会损失能量。这让我很快就理解了吸收损耗、散射损耗以及连接器损耗等不同类型的损耗是如何影响信号的传输距离和质量的。而且，书中对于光纤的制造工艺和测试方法也有所提及，这让我不仅了解了光纤的原理，还对它的“诞生”过程有了初步的认识，感觉非常神奇。这本书的内容覆盖面很广，从最基础的光学原理到复杂的系统设计，都能够找到相应的解释，为我日后的工作奠定了坚实的基础，让我能够更自信地投入到实际工作中。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对光学和通信技术都充满好奇的业余爱好者，一直希望能够系统地了解光纤通信这个领域。《光纤通信原理（第2版）》这本书，对于我这样的非专业读者来说，也提供了非常友好的学习路径。虽然我可能无法深入理解所有的数学推导，但书中对于各种光纤类型（如单模光纤、多模光纤）的特性差异，以及它们在不同应用场景下的优劣势的介绍，让我对光纤有了初步的认识。我尤其喜欢书中关于光纤连接和耦合的章节，它用非常直观的图解展示了光信号如何在不同的器件之间传输和连接，让我对整个光通信系统的“骨骼”有了清晰的认知。此外，书中对光通信在互联网、移动通信等现代生活中的重要作用的阐述，也让我感受到了这项技术对我们社会的巨大影响，更加激发了我进一步探索的兴趣。这本书就像一座桥梁，连接了我对未知的好奇和对知识的渴望，让我能够在一个相对轻松愉快的氛围中，逐步构建起我对光纤通信的基本概念。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在太棒了！作为一名初涉光通信领域的学生，我一直觉得这个学科既神秘又充满挑战。拿到《光纤通信原理（第2版）》这本书后，我最深的感受就是它的系统性和深入浅出。从最基础的光纤结构、光波导理论讲起，循序渐进地引导我们理解光在光纤中传输的物理机制。尤其是关于模式理论和色散的部分，袁国良教授用了很多生动的例子和清晰的图示，让我这个之前对数学公式感到头疼的学生也能慢慢理解其中的奥秘。书中不仅讲解了理论，还涉及到了许多实际的光源、探测器以及连接器的原理和应用，这对于我们理解光通信系统的构成至关重要。我特别喜欢书中对于光信号的调制、解调以及放大技术的介绍，这些内容直观地展示了光信号如何被处理和传输，让我对整个光通信链路有了更清晰的认识。而且，教材的编排也非常合理，每章的知识点都梳理得井井有条，配有恰当的习题，能够帮助我们巩固所学。感觉这本书就像一个引路人，为我打开了光通信世界的大门，让我对未来的学习充满了信心和期待。