光調製與再生技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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武保劍文峰 著

圖書標籤:

• 光通信
• 光調製
• 光再生
• 光縴通信
• 信號處理
• 非綫性光學
• 光電子技術
• 信息技術
• 通信工程
• 光器件

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齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030570154

商品編碼：29337106287

齣版時間：2018-05-01

作  者:武保劍,文峰 著 定  價:68 齣 版 社:科學齣版社 齣版日期:2018年05月01日 頁  數:182 裝  幀:平裝 ISBN:9787030570154 ●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
●部分目錄

內容簡介

光調製與再生技術是光縴通信係統的兩大核心課題，近些年來伴隨著偏振復用四相相移鍵控調製格式的商業化應用，骨乾網絡信號速率已從10G/40G提升到100G，並有望嚮400G甚至是1T方嚮進發。針對大容量光縴通信網絡的發展需求，新型調製方式和全光再生技術成為各國科研機構的主要研究方嚮。本書共分9章，前5章從光通信收發係統、光波導處理器件、光場的數字和模擬調製技術角度介紹新型光調製技術及其在現代光通信係統中所起到的重要作用；後麵4章主要介紹全光再生技術的近期新成果，涉及到OOK信號的全光再生、麵嚮高階調製信號的再生技術、波分復用信號的多通道再生以及新型光器件中的再生探索。

《光波的舞動：信息傳輸的奧秘與未來》 在信息爆炸的時代，我們無時無刻不被海量數據的洪流所裹挾。從遠隔重洋的視頻通話，到指尖輕觸即可獲取的全球資訊，再到支撐起現代社會運轉的無數網絡節點，這一切的流暢與高效，都離不開一個核心的物理現象——光的傳播。本書將帶您深入探索光波如何在無形之中承載著日益增長的信息量，揭示其背後蘊含的深刻科學原理與前沿技術。 第一篇：光的基礎：從波動到粒子 在深入探討光如何傳遞信息之前，我們必須先理解光的本質。本書將首先迴顧光學發展史上的重要裏程碑，從古人對光的樸素認知，到牛頓的粒子說，再到惠更斯的波動說，以及最終由麥剋斯韋方程組統一瞭電與磁，宣告瞭光的電磁波本質。我們會詳細解析光的乾涉、衍射、偏振等波動特性，這些現象不僅是理解光為何能承載信息的基礎，也是現代光學器件設計的重要依據。 接著，我們將轉嚮量子力學的視角，介紹光電效應、普朗剋常數等概念，理解光作為一種能量單元——光子的存在。粒子與波動的二象性，是量子世界最迷人的特性之一，也是解釋許多光學現象的關鍵。我們將探討不同波段光子的能量差異，以及它們與物質相互作用的機製，這為後續的光源、探測器等技術奠定瞭理論基礎。 第二篇：光與信息的交織：編碼與傳播的藝術 一旦我們對光的本質有瞭清晰的認識，就可以開始審視光如何被“賦予”信息。本書將詳細介紹信息在光信號中編碼的各種方式。這包括最基礎的模擬信號調製，如調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM），以及它們在光學係統中的實現方式。雖然模擬調製在現代高速通信中已逐漸被數字調製取代，但理解其原理有助於我們把握信息傳輸的演進脈絡。 更重要的是，我們將聚焦於當今數字通信的基石——數字調製技術。這裏，我們將深入剖析不同類型的數字調製方式，例如： 幅度鍵控（ASK）：通過改變光信號的強度來代錶二進製的“0”和“1”。雖然簡單，但對噪聲較為敏感。 頻率鍵控（FSK）：通過改變光信號的頻率來代錶不同的數據。在光學領域，這通常通過改變激光器的發射頻率來實現。 相位鍵控（PSK）：通過改變光信號的相位來代錶數據。這是許多現代高速通信係統中常用的技術，如BPSK、QPSK等，它們能在有限的帶寬內承載更多信息。 正交幅度調製（QAM）：這是目前最先進、最高效的調製技術之一，它同時調製光的幅度和相位，顯著提高瞭頻譜效率，使得單通道的數據傳輸速率得到瞭極大的提升。我們將詳細介紹QAM的原理，以及不同階數的QAM（如16-QAM, 64-QAM, 256-QAM）如何實現信息量的指數級增長。 在編碼之後，光信號如何跨越遙遠的距離而不失真？本書將詳細介紹光縴通信的原理。我們會從光縴的結構入手，包括縴芯、包層以及它們不同的摺射率是如何利用全內反射原理引導光信號傳播的。接著，我們將探討光縴中的幾種關鍵損耗機製，如吸收損耗、散射損耗和彎麯損耗，以及如何通過材料選擇和工藝優化來最小化這些損耗。 此外，信號在傳輸過程中會逐漸衰減和變形，這被稱為“信號失真”。本書將深入探討導緻信號失真的主要原因，如模式色散、材料色散和波導色散。這些色散效應會使得不同波長或不同模式的光信號以不同的速度傳播，導緻脈衝展寬，最終影響信號的準確接收。我們將介紹如何通過設計特殊結構的光縴（如零色散位移光縴、色散補償光縴）或采用色散補償技術來剋服這些挑戰。 第三篇：光信號的增強與優化：驅動信息流的引擎 盡管光縴傳輸損耗和色散得到瞭有效控製，但信號在長距離傳輸後仍會顯著衰減。如何“修復”這些衰減的光信號，使其能夠繼續傳播，是光通信係統的核心問題之一。本書將詳細闡述光信號放大技術。 光縴放大器：這是目前最主流的光信號放大技術。我們將重點介紹摻鉺光縴放大器（EDFA），解釋其工作原理，包括摻鉺離子如何在高功率泵浦光的激勵下實現粒子數反轉，並與信號光發生受激輻射，從而放大信號。我們還將提及其他類型的光縴放大器，如摻鎸光縴放大器（EDFA）和摻鐠光縴放大器（PoFA），以及它們各自的適用波段和應用場景。 半導體光放大器（SOA）：與EDFA相比，SOA具有體積小、易於集成等優點，同樣在特定場閤發揮著重要作用。我們將分析SOA的工作原理，以及它在光分組交換、光邏輯器件等領域的應用潛力。 除瞭放大，提高光信號的質量也至關重要。本書將深入探討提高信噪比（SNR）和誤碼率（BER）的先進技術。 先進的調製與解調技術：除瞭前麵提到的QAM等，我們還將介紹相乾檢測技術。相乾檢測利用本地振蕩器（LO）光與接收到的信號光進行乾涉，能夠精確恢復信號的幅度和相位信息，大大提高瞭接收靈敏度和抗噪聲能力。這將引領我們進入更高階的調製格式和更復雜的信號處理算法。 信號處理與均衡技術：即使經過放大和相乾檢測，信號仍然可能存在殘留的失真。本書將介紹數字信號處理（DSP）在光通信中的應用，包括如何在接收端通過復雜的算法對信號進行均衡，補償色散和其他非綫性效應，從而進一步提升信號質量和係統容量。 第四篇：光通信的未來展望：速度、容量與智能 本書的最後一篇將目光投嚮光通信技術的未來發展方嚮。隨著全球數據流量的爆炸式增長，對傳輸速率和容量的需求將不斷攀升。 空分復用（SDM）：為瞭突破單模光縴的容量極限，空分復用技術應運而生。它利用光縴中的多個空間模式或多芯結構，實現多路信號在同一根光縴中並行傳輸，從而指數級地提升光縴容量。我們將詳細介紹多模光縴（MMF）的模式特性，以及多芯光縴（MCF）和多芯多模光縴（MCMF）的設計與應用。 光網絡智能化：未來的光網絡將不再僅僅是“管道”，而是具備智能化的網絡。本書將探討軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）如何應用於光網絡，實現網絡的靈活調度、按需配置和自動化管理。我們還將觸及人工智能（AI）在光網絡優化、故障預測和故障排除方麵的潛在應用，構建更具韌性和效率的光通信係統。 新的傳輸介質與技術：除瞭傳統光縴，本書還會展望其他潛在的光信號傳輸介質和前沿技術，例如自由空間光通信（FSO）在短距離、點對點通信中的應用，以及量子通信領域的發展，它為信息傳輸帶來瞭前所未有的安全性和效率。 結語 《光波的舞動：信息傳輸的奧秘與未來》是一次關於光與信息的探索之旅。它從最基礎的光學原理齣發，逐步深入到復雜的信息編碼、高速的傳輸技術，再到對未來光通信的暢想。無論您是光學領域的專業研究者，還是對信息技術充滿好奇的技術愛好者，亦或是希望瞭解現代通信如何運作的普通讀者，本書都將為您打開一扇通往光信息世界的大門，讓您深刻理解我們所處信息時代背後的強大驅動力——光的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗非常齣乎我的意料，它似乎並不像一本硬核的工程技術手冊，而更像是一本麵嚮初學者的入門讀物，或者說是一本側重於概念梳理的綜述性質的書籍。我期待的那些復雜的偏微分方程、能級躍遷矩陣，或者復雜的集成電路圖幾乎沒有齣現。相反，書中花費瞭大量的篇幅來解釋“為什麼”需要調製和“為什麼”需要再生，用瞭很多類比和圖示來構建讀者的直觀理解。例如，在介紹調製時，它似乎更多地從信息論的角度齣發，討論瞭香農極限和信噪比的基本概念，而不是深入到特定材料的電光係數。而在談到再生時，它可能更多地強調瞭信號的“完整性”和“可讀性”，而非具體的器件架構。這種風格對於剛剛接觸這個領域的學生來說可能非常友好，能夠快速建立一個宏觀的認知框架。但是，對於一個尋求解決具體工程難題的資深工程師而言，這本書可能略顯“輕量”，缺乏那種能直接應用於設計和調試的深度細節和參數參考。我希望它能在概念清晰的基礎上，至少提供一些關鍵公式的推導過程，哪怕是簡化的模型。

評分☆☆☆☆☆

從排版和引用來看，這本書的齣版年代似乎有些久遠，或者說它更偏嚮於對經典理論的總結而非最新的前沿進展。我注意到書中引用的許多關鍵實驗和器件突破都停留在上一個技術迭代周期，例如，對於先進的相乾接收技術和矽光調製器的描述相對簡略，幾乎沒有提及近年來在集成度、功耗效率方麵取得的突破性進展。我原本期待書中能有一章專門討論基於MZI陣列的波束成形技術在相控陣光通信中的應用，或者探討新型半導體激光器（如DFB或DBR）在超低噪聲調製方麵的潛力。然而，這本書給我的感覺是它提供瞭一個非常堅實的、基於傳統電信波段（如1550nm窗口）和成熟器件（如鈮酸鋰）的理論基礎。這對於理解曆史演進和基礎原理是有益的，但對於希望瞭解當前業界最尖端技術狀態的讀者來說，它缺乏必要的“時效性”。它更像是一部優秀的“奠基之作”，而非一部反映“現役技術”的參考指南。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書後，我立刻翻閱瞭目錄，發現它似乎更側重於信號處理和係統層麵的“再生”概念。這和我想象中那種純粹聚焦於光波調製物理特性的書籍有瞭明顯的差異。我原以為會看到大量關於激光器綫寬、啁啾參數的討論，但這本書似乎更關注信號的“健康度”——如何在長距離傳輸或多級處理後，如何準確地恢復齣原始的數字信息。這讓我開始好奇它對“再生”的定義，是偏嚮於光電恢復（OEO）還是全光再生技術？如果是後者，我非常期待能看到關於光孤子、自相位調製（SPM）或交叉相位調製（XPM）在信號整形和抖動抑製方麵的應用。我希望書中能詳細闡述如何利用非綫性光縴特性來實現時域上的信號清理，比如利用光孤子在特定條件下可以抵抗損耗和色散的特性進行自恢復。此外，如果能結閤最新的相乾檢測技術，討論如何利用先進的數字信號處理（DSP）算法來補償傳輸中的損傷，並將其融入到“再生”的框架中，那麼這本書的價值將大大提升。這種係統優化的視角，比單純的器件物理研究更貼近現代高速光網絡的實際需求。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的章節安排感到睏惑，它似乎在“光調製”和“再生技術”之間建立瞭一種比較鬆散的聯係，而不是一個綫性的、遞進的技術演進路綫圖。例如，我發現其中一章可能在討論高階調製格式（如QAM），而下一章可能突然跳躍到光縴中瑞利散射對信號的隨機擾動，然後緊接著又迴到瞭如何通過光電混閤方法來降低誤碼率。這種結構使得知識的串聯感不夠強。我本來預期會看到一個清晰的脈絡：從基礎光源與載波的産生，到如何將數據加載到光波上（調製），再到光在介質中傳輸（損傷），最後到如何從受損信號中提取原始信息（再生）。這本書似乎更像是一個領域內熱門技術點的集閤，而非一個係統性的知識體係。這讓我感覺在閱讀過程中需要不斷地在不同主題間切換思維模式，難以形成一個連貫的、自洽的知識結構。如果它能更聚焦於某種特定應用場景（比如海底光纜、數據中心互聯），並圍繞該場景深入探討調製和再生的協同優化，或許會更有條理。

評分☆☆☆☆☆

看到《光調製與再生技術》這個書名，我第一時間聯想到的是那種嚴謹的、偏嚮於物理和工程理論的教科書。所以，在閱讀之前，我的預期是它會深入探討光的電光效應、波導理論、以及如何設計高效的光調製器（比如Mach-Zehnder、鈮酸鋰調製器等）的底層物理機製。我尤其期待能看到關於高速調製器中電光係數優化、驅動電路設計，以及如何在光縴通信係統中實現低損耗、高帶寬調製的詳細分析。如果它能涵蓋矽光子學中基於載流子效應或自由載流子吸收的調製技術，那就更好瞭，畢竟這是當前集成光子學研究的熱點。我希望書中能提供大量的數學推導和實驗數據支撐，幫助讀者理解從理論模型到實際器件性能的轉化過程，而不是僅僅停留在概念層麵。如果能在仿真建模方麵給齣一些指引，比如使用Lumerical或COMSOL等工具進行仿真，那這本書的實用價值就更大瞭。我對書中關於噪聲分析和係統級性能評估的部分也抱有很高的期望，畢竟在實際係統中，如何將調製器的非綫性失真和相位噪聲控製在可接受範圍內，是決定係統性能的關鍵瓶頸之一。總的來說，我希望它是一本能夠紮實構建光通信核心器件物理基礎的權威著作。