【XH】 光縴偏振模色散原理.測量與自適應補償技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

張曉光，唐先鋒，任曉敏 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 偏振模色散
• 色散補償
• 光縴技術
• 自適應補償
• 光縴測量
• 信號處理
• 光通信係統
• 光縴器件
• 通信工程

店鋪： 愛尚美潤圖書專營店

齣版社： 北京郵電大學齣版社

ISBN：9787563550920

商品編碼：29489738700

包裝：平裝

齣版時間：2017-06-01

基本信息

書名：光縴偏振模色散原理.測量與自適應補償技術

定價：18.00元

作者：張曉光,唐先鋒,任曉敏

齣版社：北京郵電大學齣版社

齣版日期：2017-06-01

ISBN：9787563550920

字數：

頁碼：107

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

---

內容提要

---

光縴偏振模色散是限製光縴通信係統進一步提升傳輸容量的重要限製因素之一，也是光縴通信領域裏的一個研究熱點。《光縴偏振模色散原理、測量與自適應補償技術/國傢齣版基金“信息光子學與光通信係列叢書”》從基本的偏振光描述開始，較為係統、完整地介紹瞭光縴偏振模色散的産生機理，偏振模色散的主要測量方法，以及在直接檢測光縴通信係統與相乾檢測光縴通信係統中對於偏振模色散補償與均衡的主要方法。通過閱讀《光縴偏振模色散原理、測量與自適應補償技術/國傢齣版基金“信息光子學與光通信係列叢書”》，讀者可以全麵瞭解與光縴偏振和偏振模色散相關的原理與技術。
　　《光縴偏振模色散原理、測量與自適應補償技術/國傢齣版基金“信息光子學與光通信係列叢書”》可供從事光縴通信領域研究的科技人員參考，也適閤光縴通信相關專業的高年級本科生與研究生閱讀，亦可作為研究生相應課程的教學用書。

目錄

---

章 緒論
1．1 光縴偏振模色散的研究意義
1．2 光縴偏振模色散的研究進展
本章參考文獻

第2章 偏振光的描述
2．1 偏振光的一般數學錶示
2．2 偏振光的瓊斯矢量錶示法
2．2．1 偏振光的瓊斯矢量錶示
2．2．2 偏振器件的瓊斯矩陣錶示
2．3 偏振光的斯托剋斯矢量錶示法
2．3．1 偏振光的斯托剋斯矢量錶示
2．3．2 偏振光的龐加萊球錶示
2．3．3 偏振器件的米勒矩陣錶示
2．4 偏振控製器的數學描述
本章參考文獻

第3章 偏振模色散的産生機理與統計特性
3．1 單模光縴中偏振模色散的産生機理
3．2 偏振模色散的理論模型
3．2．1 偏振模色散的主態概念
3．2．2 偏振模色散的矢量描述
3．2．3 二階偏振模色散
3．3 偏振模色散的數學分析模型與統計特性
3．3．1 動態方程
3．3．2 偏振模色散矢量的級聯規則
3．3．3 瓊斯矩陣傳輸法
3．3．4 光縴偏振模色散的統計規律
3．3．5 偏振模式耦閤
3．3．6 耦閤非綫性薛定諤方程法與馬納科夫方程
本章參考文獻

第4章 偏振模色散的測量方法
4．1 偏振模色散的時域測量方法
4．1．1 光脈衝延遲法
4．1．2 偏分孤子法
4．1．3 乾涉儀測量法
4．2 偏振模色散的頻域測量方法
4．2．1 固定分析儀法和Sagnac乾涉儀法
4．2．2 瓊斯矩陣特徵值分析法
4．2．3 米勒矩陣法
4．2．4 龐加萊球法
4．3 偏振相關損耗的測量方法
4．3．1 偏振態掃描法
4．3．2 米勒矩陣法
本章參考文獻

第5章 偏振模色散的補償技術
5．1 直接檢測光縴通信係統中偏振模色散的補償技術
5．1．1 電域補償技術
5．1．2 光域補償技術
5．2 相乾檢測光縴通信係統中偏振模色散的補償技術
5．2．1 相乾接收係統中偏振效應均衡方法
5．2．2 恒模算法和判決導引小均方算法
5．2．3 基於斯托剋斯空間的偏振效應均衡算法
5．2．4 基於卡爾曼濾波器的偏振效應均衡算法
本章參考文獻

作者介紹

---

文摘

---

序言

---

光信號傳輸的潛在挑戰與先進解決方案 長距離光縴通信在現代信息社會中扮演著至關重要的角色，然而，在高速、大容量數據傳輸的追求過程中，信號質量的保持始終是一項嚴峻的挑戰。其中，光縴的非綫性效應、製造缺陷以及工作環境的變化，都可能導緻信號在傳輸過程中發生一係列復雜的畸變，嚴重影響通信係統的性能。 偏振模色散（Polarization Mode Dispersion, PMD）便是其中一種極為普遍且難以忽視的效應。它源於光縴本身在製造或安裝過程中不可避免存在的微小不對稱性，導緻光信號在不同偏振態下傳播的速度和路徑産生差異。打個比方，當一束光射入一根理想的光縴時，其在不同方嚮上的振動（即偏振態）理應以相同的速度前進。然而，在現實的光縴中，這種“理想”的對稱性被打破瞭，就好比兩條本應並行的賽道，其中一條的材質略有不同，導緻兩位選手即使起跑速度一緻，也會因為賽道差異而産生先後到達終點的情況。 這種傳播速度的差異，在短距離傳輸中可能微乎其微，但當光信號穿越成百上韆公裏的光縴網絡時，這種纍積效應將變得尤為顯著。不同偏振態的光信號會隨著傳播距離的增加而逐漸“散開”，形成時間上的展寬。這種展寬不僅僅是簡單的延遲，更會引起信號的形狀扭麯，尤其是在高速傳輸的數字信號中，會直接導緻相鄰碼元之間發生“串擾”（Inter-Symbol Interference, ISI）。試想一下，原本清晰明瞭的“0”和“1”信號，因為這種“散開”而變得模糊不清，甚至相互重疊，那麼接收端就無法準確地判斷齣原始信號的序列，從而引發數據錯誤，嚴重時可能導緻通信鏈路的完全失效。 PMD的影響並非靜態不變，它具有顯著的時間隨機性和頻率選擇性。這意味著，即便是在同一根光縴上，PMD的程度也會隨著時間（例如溫度、應力等環境因素的變化）而波動，並且對於不同頻率（也就是不同顔色的光）的光信號，其經曆的PMD程度也可能不同。這種動態的不確定性，使得PMD的補償和控製變得更加復雜。簡單地采取某種固定策略來抵消PMD，往往難以適應其不斷變化的狀態。 PMD的成因主要可以歸結為以下幾點： 製造不完美（Manufacturing Imperfections）：光縴在拉絲過程中，即便是微量的非圓形截麵、材料均勻性差異、以及內部應力分布不均，都會引入偏振相關的特性。這些細微的差異決定瞭光縴在兩個正交偏振方嚮上具有不同的摺射率，進而産生偏振相關延遲。 外界應力（External Stress）：光縴在鋪設、彎麯、擠壓過程中，會受到來自外部的機械應力。這些應力會改變光縴的幾何形狀和內部應力分布，導緻雙摺射效應增強，從而加劇PMD。例如，在光纜的拐彎處，或者受到地麵沉降、溫度變化引起的材料膨脹收縮時，光縴都會承受不同程度的應力。 溫度變化（Temperature Variations）：材料的熱光效應（thermo-optic effect）和熱膨脹效應（thermo-mechanical effect）都與溫度有關。溫度的變化會影響材料的摺射率以及光縴的物理尺寸，從而改變其雙摺射特性，進而影響PMD。 非圓形截麵（Non-circular Cross-section）：理想的光縴應具有完美的圓形截麵。但實際生産的光縴，其截麵往往存在微小的橢圓度。這種橢圓度使得光縴在不同方嚮上的有效摺射率不同，從而引起PMD。 材料不均勻性（Material Inhomogeneity）：光縴芯層和包層材料的化學成分、摻雜濃度等如果存在微小的不均勻性，也會導緻摺射率在空間分布上産生差異，引入雙摺射。 PMD的嚴重性與信號的傳輸速率密切相關。隨著通信係統嚮著10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s乃至更高的數據率發展，PMD的影響也日益凸顯，成為限製超高速光通信係統性能提升的主要障礙之一。在這些高速係統中，碼元間隔極短，即使是很小的PMD引起的時間展寬，也可能超過單個碼元的持續時間，導緻嚴重的誤碼。 因此，對於現代光通信係統而言，理解PMD的原理、準確地測量其參數，並開發有效的補償技術，是確保信號完整性、提升通信質量、實現超高速率傳輸的關鍵。這涉及到對光縴物理特性的深入研究，對光信號偏振特性的精密監測，以及對復雜補償算法的巧妙設計。 測量PMD是一個技術上頗具挑戰性的環節。由於PMD的隨機性和動態性，需要使用能夠捕捉其瞬時特性的動態測量技術。傳統的測量方法可能無法準確反映PMD在實際工作環境中的錶現。準確的PMD測量為後續的補償策略提供瞭重要依據，比如，知道PMD的平均值、方差以及其隨時間的演化規律，纔能設計齣更具針對性的補償方案。 自適應補償技術的齣現，為解決PMD問題提供瞭有力的手段。與固定補償方式不同，自適應補償係統能夠實時監測PMD的變化，並根據監測結果自動調整補償器件的參數，從而始終保持最佳的補償效果。這種“隨遇而變”的智能補償機製，能夠有效地應對PMD的動態特性，確保在各種工作條件下信號質量的穩定。自適應補償技術通常包含兩個核心部分：一是PMD監測單元，負責實時獲取PMD信息；二是補償單元，根據監測信息動態地改變其對偏振模色散的補償作用。補償單元通常采用可調雙摺射器件，如電光調製器、聲光調製器或者機械式可調波片等，通過精確控製這些器件的參數，來抵消光縴引入的PMD。 開發高效、低成本、易於集成的PMD測量和補償技術，是當前光通信領域研究的熱點之一。這不僅有助於提升現有光網絡的性能，還能為下一代超高速、超長距離光通信係統的設計奠定堅實的基礎，進一步拓展信息傳輸的邊界。

評分☆☆☆☆☆

從“自適應補償”這幾個字來看，這本書顯然緊跟瞭光通信技術發展的最前沿。在當前的超大帶寬需求下，傳統的固定補償或手動調整已經完全無法適應光縴網絡瞬息萬變的工作環境。我非常好奇作者團隊在開發自適應算法時采用瞭何種先進的控製策略。是基於梯度下降的優化算法，還是更復雜的機器學習模型來預測PMD的變化趨勢？在實際的DSP（數字信號處理器）實現層麵，運算復雜度是一個必須考慮的關鍵因素。如果書中能夠詳細介紹實現這些自適應算法所需的計算資源，以及如何通過硬件加速（如FPGA或ASIC）來滿足實時性要求，那就太棒瞭。特彆是關於收斂速度和穩態誤差的討論，這直接關係到係統在突發乾擾下的恢復能力。我希望能看到詳細的性能指標對比，證明其所提齣的補償方案在實際部署中確實優於現有的商業化解決方案。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在光通信領域摸爬滾打多年的工程師，我對市麵上大部分關於光縴特性的書籍都有所涉獵，但真正能夠深入到偏振模色散（PMD）這種高階、非綫性效應的書籍並不多見。這本書的題目暗示瞭它將涵蓋從基礎的物理機理（原理）、到現場實際的量化手段（測量），再到最終的工程化解決方案（自適應補償），形成一個完整的閉環知識體係。我非常關注其“測量”部分的內容，因為PMD的統計特性和時變性使得準確、快速的測量至關重要。書中是否會深入探討如延遲差測量法（DMD）、迴掃法（迴差掃描）以及更先進的基於偏振分析儀的同步測量技術？尤其是在實際光纜部署環境下，如何處理溫度變化、機械應力導緻的PMD動態波動，並將其有效地整閤到補償算法的實時反饋迴路中，是工程實踐中的一大挑戰。如果作者能提供一些真實的現場案例分析，哪怕是模擬環境下的復雜工況模擬，都將為我們解決實際問題提供寶貴的參考和思路。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計非常簡潔大氣，黑色的背景上用白色和藍色的字體勾勒齣書名，給人一種專業、嚴謹的感覺。光是看到這個標題——【XH】 光縴偏振模色散原理.測量與自適應補償技術——我就能感受到作者在這一領域深厚的功底。這絕不是那種泛泛而談的科普讀物，而是直指核心技術的深度探討。我尤其期待書中關於“自適應補償技術”的部分，因為在實際光縴通信係統中，PMD（偏振模色散）是影響係統性能的頑固障礙之一，單純的理論分析固然重要，但能提供實用的、動態的、能夠實時應對環境變化的補償方案，纔是衡量一本技術專著價值的關鍵。我希望書中能詳細剖析不同補償算法的優劣，比如基於反饋控製的方案與基於數字信號處理的方案之間的權衡，以及如何在高速率、大容量的傳輸係統（比如40Gb/s甚至100Gb/s以上）中有效部署這些技術。如果書中能配有清晰的數學推導和仿真結果對比圖，那無疑能極大地提升閱讀體驗，幫助我這樣的工程人員更好地理解和應用這些前沿技術。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名稱本身就帶著一種撲麵而來的理工科的“硬核”氣質。我猜想，內容必然是建立在紮實的電磁場理論和隨機過程基礎之上的。對於初學者來說，理解PMD的隨機性、其概率分布函數（如瑞利分布）以及如何量化其對脈衝展寬的影響，本身就是一個難點。因此，我期望作者能用清晰的語言和直觀的類比來闡釋這些抽象的概念。例如，如何形象地描述光縴中隨機耦閤引起的“慢光”和“快光”偏振態之間的分離，以及這種分離是如何隨時間演變的。如果作者能把這些理論與實際的光縴鏈路參數（如衰減、非綫性效應）聯係起來進行綜閤分析，使得讀者能跳齣“孤立看PMD”的思維定勢，形成一個全麵的傳輸係統認識，那麼這本書的價值將得到極大的提升。我期待它不僅僅是一本技術手冊，更是一本能夠激發對光縴物理深刻理解的教材。

評分☆☆☆☆☆

這本書的定位似乎是麵嚮專業研究人員和資深工程師的，從其專業術語的密度來看，它不太可能提供太多基礎物理知識的迴顧。我猜測，書中的重點將放在如何將理論模型轉化為可操作的工程指標和設計參數上。例如，對於不同類型的光縴（單模光縴、保偏光縴等）在不同工作波段（如C波段、L波段），其PMD的特性有何差異？在設計一套完整的PMD管理方案時，我們需要在光發射機、中繼站和接收端分彆布置哪些補償策略？如果書中能夠提供一套完整的係統設計流程圖，將原理、測量和補償技術有機地串聯起來，幫助讀者構建起一個完整的PMD工程實施框架，那麼這本書就非常具有指導意義。我尤其希望看到關於長期運行可靠性和維護策略的章節，因為任何復雜的補償係統都需要經過嚴格的驗證和持續的維護纔能發揮其應有的效能。