光纤通信习题集(附解答)9787307048263 武汉大学出版社 方志豪,朱秋萍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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方志豪，朱秋萍 著

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出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307048263

商品编码：29332579572

包装：平装

出版时间：2006-05-01

图书基本信息
图书名称	光纤通信习题集(附解答)
作者	方志豪,朱秋萍
定价	16.00元
出版社	武汉大学出版社
ISBN	9787307048263
出版日期	2006-05-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

本习题集是武汉大学“十五”规划教材《光纤通信——原理、设备和网络应用》(方志豪、朱秋萍编著，武汉大学出版社2004年版)一书配套使用的辅助教材。本习题集共分五章，章是光纤通信基本概念的习题；第二章是光纤基本结构、传光原理和特性参数的习题；第三章是光纤通信收发设备的组成及原理的习题；第四章是光纤数字通信系统的传输体制、质量指标、总体设计，以及新一代光纤数字通信系统的习题；第五章是光纤通信技术在现代信息网络中应用的习题。 本习题集题型丰富多样，既有巩固和加深基本概念的习题，也有拓宽、深化和补充教材内容的习题；既有基础理论和基本技能训练的习题，也有实际应用的习题。 本习题集对于读者加深理解《光纤通信——原理、设备和网络应用》一书的内容、提高分析问题和解决问题的能力，会有很大的帮助。 本习题集亦适合使用其他光纤通信教材的高等院校通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术、光信息科学与技术等专业的本科生和研究生使用，也适合其他相关专业的大学生和工程技术人员学习或参考。

作者简介

目录

部分 习 题 章 概 述 (光纤通信的基本概念、光纤通信系统的构成及分类、数字话路基础知识) 一、问答题 二、计算题 第二章 光 纤 (光纤的基本概念、光纤传光原理、光纤特性参数、光纤在通信领域中的应用) 一、应用公式汇总 二、问答题 三、计算题 四、证明题 第三章 光收发设备 (光端机的基本概念、光发送电路、光接收电路、输入电路、输出电路、光中继器) 一、问答题 二、计算题和证明题 第四章 光纤数字通信系统 (两种主要传输体制、基本质量指标、基本设计、测量、新一代光纤数字通信系统) 一、问答题 二、计算题和证明题 第五章 光纤通信在现代信息网络中的应用 (光纤通信在现代信息网络中的重要地位、光纤接入网、光纤局域网、光纤城域网和广域网、未来的全光网络) 一、问答题 二、计算题和证明题 第二部分 解 答 章 概 述 一、问答题解答 二、计算题解答 第二章 光 纤 一、问答题解答 二、计算题解答 三、证明题解答 第三章 光收发设备 一、问答题解答 二、计算题和证明题解答 第四章 光纤数字通信系统 一、问答题解答 二、计算题和证明题解答 第五章 光纤通信在现代信息网络中的应用 一、问答题解答 二、计算题和证明题解答

编辑推荐

文摘

序言

光纤通信：连接世界的脉络 光纤通信，作为现代信息传输的基石，以其高带宽、低损耗、抗干扰能力强的特性，深刻地改变了我们的生活和社会。它如同遍布全球的神经网络，将信息以光速传递，支撑着互联网的蓬勃发展，驱动着通信技术的不断革新。本书旨在深入剖析光纤通信的奥秘，从基本原理到前沿技术，层层剥茧，带您领略这项改变世界的技术的壮丽图景。 第一章：光纤通信概览与发展历程 我们将从光纤通信的宏观视角出发，首先勾勒出其基本概念和核心组成部分。您将了解光纤通信系统是如何运作的，包括光源、光纤、光调制解调器、光放大器等关键器件的作用。随后，我们将一同回顾光纤通信波澜壮阔的发展历程，从最初的设想萌芽，到第一代、第二代、第三代乃至当前蓬勃发展的第四代光通信技术，探究每一次技术飞跃背后的驱动力与重要里程碑。我们将追溯光纤材料的演进，从石英光纤到塑料光纤，以及不同类型光纤（如单模光纤、多模光纤）的特性和应用场景。同时，您将看到光通信系统如何从最初的几百比特每秒提升至如今的每秒数太比特，以及这些进步如何深刻地影响了全球信息产业格局。 第二章：光在光纤中的传输原理 光纤通信的灵魂在于光信号在光纤中的高效传输。本章将深入探讨光在光纤中传播的物理机制。我们将详细讲解全反射原理，这是光信号得以在光纤中长距离传输的关键。您将学习到不同模式的光如何在光纤中传播，以及模式色散（Modal Dispersion）对信号质量的影响。此外，我们将深入解析光纤的几何结构（纤芯和包层）如何决定其传输特性，并介绍光纤的宏观弯曲损耗和微观弯曲损耗，以及这些损耗是如何影响信号传输效率的。对于单模光纤和多模光纤，我们将进行详细的比较分析，阐述它们各自的优势、劣势以及适用的通信距离和带宽。 第三章：光纤损耗与色散 光信号在传输过程中不可避免地会遇到损耗和色散，这是影响光纤通信系统性能的两大主要因素。本章将对这两大挑战进行深入的探讨。 光纤损耗： 我们将详细分析造成光纤损耗的几种主要机制，包括本征损耗（如瑞利散射、吸收损耗）和附加损耗（如弯曲损耗、接续损耗）。您将了解到不同波长下的损耗特性，以及如何在系统设计中尽量减小这些损耗的影响。瑞利散射是高频段主要的损耗来源，其随频率的四次方增长的特性将得到详尽的解析。吸收损耗则与光纤材料的纯度以及紫外、红外吸收有关。附加损耗则更多地是由于制造工艺、安装和维护等环节造成的。 光纤色散： 色散是导致光信号脉冲展宽，进而影响通信速率的关键因素。我们将重点讲解几种主要的色散类型，包括： 材料色散（Material Dispersion）： 由不同波长的光在光纤材料中传播速度不同引起。 波导色散（Waveguide Dispersion）： 由光在光纤纤芯和包层之间的能量分布不同引起，其特性与光纤的几何结构有关。 模式色散（Modal Dispersion）： 仅存在于多模光纤中，由不同模式的光在光纤中传播路径和速度不同引起。 极化模式色散（Polarization Mode Dispersion, PMD）： 由光纤结构的不均匀性导致不同偏振态的光传播速度不同引起，尤其对高速率、长距离传输影响显著。 我们将探讨这些色散效应如何影响信号的完整性，并介绍各种补偿色散的技术，如色散补偿光纤（DCF）、光栅补偿器等，以及它们在实际系统中的应用。 第四章：光光源与光探测器 光纤通信系统的“心脏”和“眼睛”分别是光光源和光探测器。本章将聚焦于这些关键器件的原理、类型及其在光纤通信中的应用。 光光源： 我们将介绍多种用于光纤通信的光源，包括： 发光二极管（LED）： 结构简单，成本较低，但光功率和调制速率有限，多用于短距离、低速率通信。 半导体激光器（LD）： 包括边沿发射激光器（EEL）和垂直腔面发射激光器（VCSEL）。EEL具有高功率、窄谱宽、高调制速率的特点，是中长距离通信的主流光源。VCSEL则因其易于耦合、二维阵列化等优点，在短距离、高密度光互连领域应用广泛。我们将深入探讨激光器的产生机制、工作原理、光谱特性以及调制性能。 光纤激光器： 以光纤作为增益介质的激光器，具有结构紧凑、易于散热、输出波长可调等优点，在某些特定应用中展现出独特优势。 光探测器： 光信号最终需要被转换为电信号才能被处理。本章将详细介绍各种光探测器，包括： PIN光电二极管： 具有响应速度快、噪声低、动态范围大等优点，广泛应用于各类光通信系统中。 雪崩光电二极管（APD）： 具有内部增益，可以放大微弱的光信号，适用于对灵敏度要求较高的场合。 光电倍增管（PMT）： 具有极高的灵敏度，但体积较大，不适用于集成化系统。 我们将分析这些探测器的响应速度、量子效率、噪声特性以及它们在不同通信速率和距离下的适用性。 第五章：光调制与解调技术 将电信号转换为光信号，并将光信号进行编码和传输，是光纤通信的核心任务。本章将深入探讨光调制和解调技术。 光调制： 我们将详细讲解多种光调制方式，包括： 强度调制（IM）： 最简单直接的调制方式，通过改变光源的输出光强来编码信息。我们将讲解直接调制和外部调制。 相位调制（PM）： 通过改变光的相位来编码信息，具有更高的频谱效率。 频率调制（FM）： 通过改变光的频率来编码信息。 多电平调制： 如脉冲幅度调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）、正交幅度调制（QAM）等，旨在提高数据传输速率。 光解调： 对应于不同的调制方式，我们将介绍相应的解调技术，包括： 直接检测： 最简单的解调方式，直接通过光探测器将光信号转换为电信号。 相干检测： 通过与本地振荡光进行干涉来提取信息，具有更高的灵敏度和抗噪声能力，尤其适用于相干光通信。 我们将分析不同调制解调方式的优缺点，以及它们在不同通信场景下的适用性。 第六章：光网络结构与传输系统 光纤通信的强大能力得以充分发挥，离不开其构建的庞大网络系统。本章将带您走进光网络的世界。 光网络结构： 我们将探讨各种典型光网络拓扑结构，如点对点（Point-to-Point）、总线型（Bus）、星型（Star）、环型（Ring）等，并分析它们的优缺点以及适用场景。 无源光网络（PON）： 作为接入网的重要技术，PON以其高效、经济的特点，在宽带接入领域占据主导地位。我们将详细讲解GPON、EPON等主流PON技术的原理、架构以及其在家庭和企业宽带接入中的应用。 波分复用（WDM）： WDM技术是提升光纤传输容量的关键。我们将深入讲解波分复用（WDM）、粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）的原理、优势，以及它们如何实现单根光纤上传输多个独立的光信号，极大地拓展了光纤的传输容量。 光放大器： 为了克服光信号在长距离传输中的衰减，光放大器必不可少。我们将重点介绍掺铒光纤放大器（EDFA）的原理、性能指标以及其在DWDM系统中的关键作用。此外，还将简要介绍其他类型的光放大器，如拉曼放大器、半导体光放大器（SOA）。 第七章：光通信系统的性能分析与设计 一个高效、可靠的光通信系统需要进行精细的性能分析和设计。本章将为您提供必要的工具和方法。 系统预算： 我们将讲解光通信系统中功率预算（Power Budget）和时间预算（Time Budget）的概念，分析信号在传输过程中可能遇到的各种损耗和延迟，以及如何通过合理的链路设计来确保信号质量。 误码率（BER）： 误码率是衡量光通信系统性能的重要指标。我们将分析影响误码率的因素，如噪声、串扰、色散等，并讲解如何通过信号处理和纠错编码来降低误码率。 信噪比（SNR）： 信噪比是评价信号质量的关键参数，我们将探讨其在光通信系统中的计算和影响。 系统设计原则： 结合前几章的知识，我们将总结光通信系统的主要设计原则，包括容量需求、传输距离、成本效益、可靠性等，指导您进行实际的光通信系统设计。 第八章：光纤通信前沿技术与发展趋势 光纤通信技术正处于快速发展之中，新的技术和理念不断涌现。本章将聚焦于光纤通信的未来。 超高速光通信： 探索每秒太比特乃至更高的传输速率实现的技术，如相干光通信、多维调制、新型光器件等。 光计算与光互连： 展望光技术在计算领域和芯片内部互连方面的应用，以及其为未来高性能计算带来的可能性。 量子通信与光纤： 简要介绍量子通信的基本原理，以及光纤在量子密钥分发（QKD）等领域的应用前景。 智能化光网络： 探讨软件定义网络（SDN）、网络功能虚拟化（NFV）等技术在光网络中的应用，以及如何构建更加灵活、可控、智能的光通信网络。 光纤传感技术： 介绍利用光纤进行环境监测、结构健康监测等传感应用，拓展光纤通信技术的边界。 本书以理论讲解与实际应用相结合的方式，力求为读者提供一个全面、深入的光纤通信知识体系。通过阅读本书，您将能够深刻理解光纤通信的原理，掌握其关键技术，并对未来的发展趋势有清晰的认识。无论您是通信工程专业的学生，还是对光纤通信感兴趣的工程师，本书都将是您探索这一迷人领域的理想向导。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧和纸张质量真是让人眼前一亮，那种略带磨砂的手感，拿在手里沉甸甸的，一看就知道是下了功夫的。我一直比较偏爱这种设计简洁却又不失质感的书籍，封面上的字体排版非常讲究，那种理工科书籍特有的严谨感扑面而来，让人对内页的内容充满了期待。光是翻阅目录，就能感受到编者在梳理知识体系时的用心良苦，每一章节的衔接都显得非常自然流畅，不像有些教材那样显得支离破碎。我特别留意了印刷的清晰度，即便是最细小的符号和公式，印制得也是毫厘不差，这一点对于我们学习技术性内容来说至关重要，毕竟任何一个标点符号的偏差都可能导致理解上的南辕北辙。这种对细节的关注，让我对这本书的整体质量有了极高的信心，感觉它不仅仅是一本习题集，更像是一件精心打磨的工艺品，光是摆在书架上都觉得赏心悦目。我迫不及待地想深入研究里面的内容，相信它能为我的学习提供坚实的基础和可靠的参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，远不止于提供一套练习题那么简单。从整体上看，它构建了一个非常完整的知识脉络，里面的题目类型覆盖面极广，几乎涵盖了光纤通信领域所有重要的理论分支和实验设计思路。我尤其欣赏其中一些涉及到系统级性能分析的综合题，它们要求读者必须整合多个章节的知识点才能得出完整解答，这对于我们未来进行项目设计和故障排查能力的培养是至关重要的。很多时候，我们学习的知识点都是孤立的模块，但这本习题集成功地将这些模块串联成了一张巨大的知识网，让你体会到光纤通信作为一个整体系统的美妙之处。对于那些准备参加专业考试或者未来想深入研究光通信领域的人来说，这本书无疑是一份不可多得的宝藏，它能帮助你从“知道”提升到“精通”的层次。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上关于光纤通信的辅助材料很多，但真正能让人反复研读、常读常新的却凤毛麟角。这本书的魅力就在于它的“耐读性”。我发现自己并不是做完一遍就能束之高阁，而是隔一段时间重新翻阅，总能从中发现之前因为经验不足而忽略的巧妙之处或更优解法。这反映出编者在题目设计上具有极高的前瞻性和深度。它所涵盖的许多技术点，即便是放在当下也依然具有很强的现实意义和指导价值。这种历久弥新的内容，使得这本书的投资回报率非常高。它不像快餐式的学习资料，用完即弃，而是更像一本经典的工具书，在你未来的职业生涯中，随时可能成为解决某个棘手问题的关键线索。能够拥有一本如此扎实且富有启发性的学习资料，真是让人感到幸运和充实。

评分☆☆☆☆☆

我以前在学习相关课程的时候，常常觉得教材上的理论知识虽然重要，但缺乏一个有效的反馈和巩固机制，总是在“看懂了”和“会做了”之间有一道鸿沟。这本书的出现，就像是架起了一座坚实的桥梁。它的难度梯度设置得非常科学合理，从基础概念的夯实到复杂系统参数的优化设计，层层递进，让人在挑战自我的过程中获得持续的成就感。我尝试着做了几道中等难度的题目，发现它确实能有效地检验出我在特定知识点上的薄弱环节，并且及时通过其附带的详尽解答给予纠正和指导。这种“即时反馈”的学习模式，极大地提高了我的学习效率，省去了我大量时间去市场上寻找那些零散的、不系统的参考答案。这本书就像一位全天候待命的私人导师，随时准备指出我的错误并引导我走向正确的方向。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我刚拿到这本书的时候，还真有点担心，毕竟“习题集”这三个字有时候意味着枯燥的堆砌和千篇一律的变式。但是，当我真正翻开正文，特别是那些例题和解析部分时，心中的疑虑立刻烟消云散了。这本书的题目设计实在是太妙了，它巧妙地将光纤通信中的核心概念和实际工程应用场景紧密地结合了起来，绝不是那种脱离实际的纯理论推导。我发现很多题目都暗藏了对关键物理原理的深入考察，迫使你不仅仅停留在公式的套用上，而是要去理解“为什么”和“如何做”。更让我欣赏的是，即使是那些看似简单的计算题，其解题步骤也展示得逻辑严密、层次分明，每一步的推导都有理有据，这对于培养严谨的科学思维习惯非常有帮助。我感觉作者在编写这些题目时，是站在一个资深工程师和一线教学者的双重角度来构思的，既有学术的深度，又有实践的广度。