通信光电子器件与系统的测量及仿真 赵同刚 9787030260970 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵同刚 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030260970

商品编码：29510429485

包装：平装

出版时间：2010-01-01

基本信息

书名：通信光电子器件与系统的测量及仿真

定价：45.00元

作者：赵同刚

出版社：科学出版社

出版日期：2010-01-01

ISBN：9787030260970

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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本书介绍光纤通信系统的测量及仿真，通过对本书的学习，读者可以了解如何对光纤通信系统和光电子通信器件进行准确测量，如何合理地确立测量方案，加深对光纤通信系统各个部分的认识。本书既可作为工科院校通信专业的教材，亦可供工程技术人员和科研人员学习参考。

内容提要

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本书介绍光纤通信系统的测量及仿真，主要内容包括常用测量仪表的使用和原理介绍，光纤与光缆的测量，常用通信光电子器件的工作原理和测量，光纤和光电子器件测量基本型实验，光纤通信系统的测量，包括SDH系统特性、WDM特性、接入网等，PSpice、OptiSystem等仿真软件在光纤通信中的应用，以及光纤通信系统测试和综合设计型实验。通过对本书的学习，读者可以了解如何对光纤通信系统和光电子通信器件进行准确测量，如何合理地确立测量方案，加深对光纤通信系统各个部分的认识。
本书既可作为工科院校通信专业的教材，亦可供工程技术人员和科研人员学习参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《通信光电子器件与系统的测量及仿真》—— 探寻光通信世界的精准脉搏与智慧模拟 在这光速传递信息的时代，通信光电子器件与系统扮演着至关重要的角色，它们是构建现代信息高速公路的基石。从光纤到激光器，从调制解调器到整个通信网络，每一个环节的性能都直接关系到信息传输的效率、稳定性和可靠性。要深入理解这些复杂而精密的器件与系统，不仅需要对其基本原理有扎实的掌握，更需要精通如何对其进行精确的测量，并借助于先进的仿真技术来预测其行为、优化其设计。本书《通信光电子器件与系统的测量及仿真》正是为致力于此领域的科研人员、工程技术人员以及高等院校相关专业的师生精心打造的一本深度之作。 本书并非仅仅罗列技术名词或堆砌公式，而是着力于构建一个系统性的知识框架，将理论、实践与前沿技术紧密结合，带领读者走进通信光电子器件与系统的测量及仿真这一广阔而迷人的世界。作者凭借深厚的学术功底和丰富的实践经验，以严谨的逻辑、清晰的条理，将复杂的技术概念分解为易于理解的组成部分，并辅以大量的实例和深入的分析，旨在帮助读者建立起对光电子器件与系统测量及仿真技术的全面认知。 一、精雕细琢：通信光电子器件的测量之道 本书首先将目光聚焦于构成通信光电子系统的核心——各类光电子器件。它们是光信号产生、传输、调制、解调、放大等过程的直接执行者，其性能的优劣直接决定了整个系统的表现。因此，对这些器件进行精确、全面的测量是进行系统设计、性能评估和故障诊断的基础。 本书深入剖析了各种关键光电子器件的测量原理和方法。例如，对于光纤，我们不仅需要了解其基本参数如损耗、色散、非线性效应等，还需要掌握如何利用 OTDR（光时域反射仪）、色散测量仪等专业设备进行精确测量。本书将详细阐述这些仪器的基本原理、操作流程、数据解读以及在实际工程中的应用场景，帮助读者理解不同参数对光信号传输的影响。 激光器作为光信号的源头，其输出特性的测量至关重要。本书将涵盖激光器的阈值电流、输出功率、光谱宽度、线宽、调制带宽、模式噪声等关键参数的测量方法。读者将学习到如何使用光谱分析仪、功率计、示波器、高速光电探测器等多种仪器，并了解不同测量条件对结果准确性的影响。 光电探测器是接收和转换光信号为电信号的关键器件。本书将详细介绍光电探测器的响应度、量子效率、带宽、噪声等效功率（NEP）、暗电流等参数的测量方法。读者将了解到不同类型的探测器（如PIN光电二极管、APD雪崩光电二极管）的特性差异以及相应的测量策略。 调制器是实现光信号调制的载体。本书将深入探讨电光调制器、声光调制器等调制器件的插入损耗、消光比、调制带宽、驱动电压等参数的测量。读者将学习到如何搭建测试平台，并利用高频信号发生器、示波器、矢量网络分析仪等仪器来评估调制器的性能。 此外，本书还将涉及光放大器（如EDFA掺铒光纤放大器）、波分复用器/解复用器（WDM/DWM）、光开关等重要光电子器件的测量技术。对于每一个器件，本书都力求做到： 原理透彻： 解释测量背后的物理原理和数学模型。 方法全面： 介绍主流的、实用的测量方法和标准。 仪器介绍： 详细说明所需关键测试仪器的工作原理和使用技巧。 案例分析： 提供具体的测量实例，并进行深入的数据分析和解读。 误差分析： 探讨测量过程中可能出现的误差来源，并给出如何减小误差的建议。 通过对这些关键器件的深入测量，读者将能够深刻理解它们的工作机制，准确评估其性能指标，为后续的系统设计和优化打下坚实的基础。 二、智慧之光：通信光电子系统的仿真模拟 在理解并掌握了器件的测量之后，如何将这些器件有机地结合起来，构建出稳定可靠、性能优越的通信光电子系统，并对其进行预测和优化？这就离不开强大的仿真模拟技术。仿真不仅能够极大地缩短研发周期，降低实验成本，更能帮助我们探索理论边界，发现潜在的设计问题。 本书系统性地介绍了通信光电子系统的仿真方法和关键技术。首先，本书将介绍仿真软件的选择与使用。市面上存在多种专业的仿真软件，如OptiSystem, VPIphotonics, Lumerical等，它们各有侧重，功能强大。本书将对这些常用软件的特点、适用范围进行梳理，并提供初步的使用指导。 随后，本书将深入讲解光电子系统的建模。一个准确的系统仿真，离不开精确的元器件模型。本书将详细阐述如何建立各种光电子器件的模型，包括： 光信号模型： 如何在仿真环境中表示光信号的功率、相位、频谱、偏振等特性。 器件模型： 如何根据器件的物理特性和测量数据，构建出在仿真软件中能够准确复现其行为的模型。这包括线性模型、非线性模型、噪声模型等。 传输信道模型： 如何模拟光纤的损耗、色散、非线性效应以及连接器件的损耗和反射。 噪声模型： 如何在仿真中引入各种噪声源，如散粒噪声、热噪声、拍频噪声等，以更真实地反映系统性能。 在模型构建的基础上，本书将进一步探讨不同通信光电子系统的仿真。我们将深入分析各种典型系统的仿真策略： 点对点光通信系统仿真： 演示如何搭建一个完整的点对点光传输系统，包括光源、调制器、光纤、放大器、探测器等，并分析其误码率（BER）、功率预算、眼图等关键性能指标。 波分复用（WDM）系统仿真： 重点讲解如何仿真多通道WDM系统的设计，包括不同波长通道的合成与分离、信道间的串扰（如色散补偿、非线性效应引起的串扰）的分析和抑制。 光接入网（PON）系统仿真： 介绍PON架构下的设备（OLT, ONU）模型，分析其上下行传输特性、业务接入能力以及分光损耗的影响。 光交换网络仿真： 探索光交换节点的设计与仿真，包括光开关的选型、路由算法以及对网络性能的影响。 光网络安全与监控仿真： 探讨如何在仿真中模拟光网络中的安全威胁（如光纤探测、信号窃听）以及相应的监控和防御机制。 本书将不仅仅停留在理论介绍，而是强调仿真结果的验证与优化。仿真得出的结果需要与实际测量数据进行对比，以验证模型的准确性。通过对仿真结果的分析，可以找出系统中存在的瓶颈，并提出优化方案，例如调整器件参数、改变系统架构、优化光信号处理算法等。本书将引导读者如何从仿真结果中提炼有价值的信息，指导实际的工程设计和优化工作。 三、融汇贯通：测量与仿真的协同作用 通信光电子器件与系统的测量和仿真并非孤立的技术，它们之间存在着密不可分的协同作用。测量提供了实际的性能数据，是检验仿真模型准确性的“试金石”；而仿真则为理解测量结果提供了理论框架，并能预测在不同条件下的系统行为，指导测量方向，优化测量策略。 本书将重点阐述如何实现测量与仿真的有机结合： 基于测量的模型构建： 如何利用实际测量的器件特性数据（如IV曲线、频率响应、光谱特性等）来参数化和优化仿真模型，使其更贴近实际。 仿真指导测量： 在进行系统测量之前，通过仿真预测关键性能指标和潜在问题，从而制定更高效、更有针对性的测量方案，避免不必要的试错。 测量验证仿真： 在仿真完成后，通过实际的系统测量来验证仿真结果的可靠性，并对模型进行迭代修正，不断提高仿真的准确性。 仿真与测量的互补性： 识别仿真和测量各自的优势和局限性，合理利用两者进行全面的系统评估。例如，仿真可以模拟极端工作条件下的性能，而测量则反映真实环境下的表现。 四、面向未来：前沿技术与发展趋势 通信光电子技术正以前所未有的速度发展，新的器件、新的系统、新的应用层出不穷。本书在介绍经典测量与仿真方法的同时，也紧密关注行业前沿，对一些新兴的技术领域进行了探讨： 面向下一代通信的测量与仿真： 如针对太赫兹通信、可见光通信、量子通信等新兴领域的测量挑战与仿真需求。 人工智能与机器学习在光电子测量与仿真中的应用： 如何利用AI技术来加速仿真过程、优化仿真模型、提升测量数据的分析效率，以及实现智能故障诊断。 集成光电子器件（PICs）的测量与仿真： 随着光子集成技术的成熟，对PICs的芯片级测量与系统级仿真提出了新的要求，本书将对其进行初步探讨。 高速高密度光通信的测量与仿真： 随着通信速率的不断提升和通道密度的增加，对测量精度和仿真复杂度的要求也日益提高，本书将分析这些挑战。 结语 《通信光电子器件与系统的测量及仿真》是一本集理论深度、实践指导和前沿视野于一体的著作。它不仅能帮助读者建立起对通信光电子领域测量与仿真技术的全面认知，更能激发读者对这一领域的研究兴趣和创新思维。通过阅读本书，您将能够： 掌握 各类通信光电子器件的关键测量方法和技术。 学会 利用专业仿真软件对光电子系统进行精确建模和性能分析。 理解 测量与仿真之间的协同作用，并能有效结合两者进行系统设计和优化。 洞察 通信光电子领域的前沿技术发展趋势，为未来的研究和工作做好准备。 无论您是初涉此道的学生，还是经验丰富的工程师，抑或是探索未知领域的科研者，本书都将是您在通信光电子世界中探寻精准脉搏、激发智慧模拟的得力助手。愿本书的光芒，点亮您在光通信探索之路上的每一程。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初入通信光电子领域的学生，我常常感到文献繁杂，理论知识难以与实际应用紧密结合。幸运的是，我发现了这本《通信光电子器件与系统的测量及仿真》。这本书的价值，在于它将抽象的光电子原理，通过具体的“测量”和“仿真”两个维度，变得触手可及。在测量部分，书中详细介绍了如何使用各种仪器设备，从最基础的光功率计到更专业的示波器、光谱仪等，并给出了相应的操作流程和数据解读方法。这对于我这样缺乏实践经验的学生来说，无疑是一份非常宝贵的“操作手册”。而仿真部分，则展示了如何利用软件工具，将物理世界的器件和系统在计算机中进行模拟。这不仅能帮助我更直观地理解光信号的传播过程，还能让我尝试不同的设计参数，观察其对系统性能的影响，从而培养“用设计来解决问题”的思维。本书的这两大板块，相互呼应，形成了一个完整的知识闭环，让我能够从理论到实践，从观察到预测，全面提升对光电子通信的认知水平，为未来的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直对通信光电子领域中的“信号”和“系统”这两个概念有着强烈的好奇心，尤其是在它们如何从微观的器件层面，一步步构建起庞大而复杂的通信网络时。这本书，以其“测量”与“仿真”为切入点，为我打开了一个全新的视角。它就像一把钥匙，解锁了理解光通信系统运行机制的奥秘。在测量部分，我看到了如何通过一系列精密的实验手段，去“听”懂光信号的“语言”，去量化它的“健康状况”，从而判断出器件的“真实水平”。书中对各种测量仪器的原理讲解，以及针对不同器件和系统的具体测量流程，都显得格外细致和实用。而仿真部分，则让我看到了“虚拟世界”的强大力量，它能够模拟出肉眼看不见的光路损耗，预测出信号在传输过程中的衰减与畸变，甚至还能预演不同器件组合对系统整体性能的影响。将测量与仿真相结合，就好比是为光电子系统搭建了一个“体检中心”和“预演剧场”，既能全面体检，又能提前彩排，极大地降低了试错成本，提高了设计的科学性。

评分☆☆☆☆☆

这套书虽然我还没来得及细读，但仅从目录和前言来看，就觉得它是一本极具分量的参考书。它所涵盖的“测量”与“仿真”两大核心技术，恰恰是当前通信光电子领域最为关键且紧密相连的环节。从器件层面到系统层面，从理论推导到实践验证，本书都做到了比较全面的覆盖。尤其吸引我的是，书中不仅仅是罗列各种测量方法和仿真工具，而是深入剖析了其中的原理，并探讨了如何将测量结果应用于仿真模型，又如何利用仿真来指导测量，这种“双向驱动”的思维方式，对于理解和掌握光电子通信的复杂性非常有帮助。想象一下，当我们在实验室面对一个性能不如预期的光器件时，能够迅速定位到是测量参数不准确，还是仿真模型存在偏差，并且知道如何系统地去排查和优化，这将大大提高研发效率。这本书无疑为我们提供了一个扎实的理论基础和一套系统的方法论，让我们可以更自信地应对实际工作中的挑战。它的严谨性、全面性以及理论与实践的结合度，都让我对未来深入研读充满了期待，相信它会成为我工作和学习中不可或缺的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够系统性地梳理通信光电子领域中“性能评估”和“设计优化”两大关键环节的书籍，这本书的出现，无疑让我眼前一亮。它以“测量”和“仿真”为核心，将这两个看似独立的领域巧妙地融为一体，形成了一种协同效应。在测量技术方面，书中对各种光电子器件和系统的关键性能参数进行了详尽的阐述，并详细介绍了相应的测量原理、实验 setup 和数据处理方法。这使得读者能够深入理解为何要进行这些测量，以及如何获得可靠的测量结果。更重要的是，书中还探讨了测量过程中的不确定性和误差分析，这对于追求极致精度的光电子领域至关重要。而在仿真部分，它展现了如何利用各种仿真平台和工具，对光器件的物理特性、光信号的传输过程以及整个通信系统的性能进行建模和预测。这种仿真能力，不仅能够大大缩短新产品的研发周期，还能在早期发现潜在的设计缺陷，避免不必要的物理实验。将测量获得的真实数据用于验证和校准仿真模型，再利用仿真结果来指导优化测量方案，这种“闭环反馈”的思路，是本书最核心的价值所在，它为我们提供了一个系统性的解决问题的方法论，是从事通信光电子研发的工程师和研究人员的必备参考。

评分☆☆☆☆☆

在数字时代浪潮席卷的今天，通信光电子器件与系统的发展速度之快，简直令人目不暇接。而要跟上这股洪流，掌握核心技术并具备创新能力，离不开对测量与仿真的深刻理解。这本书恰好满足了这一需求，它不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的引路人。我非常欣赏它在测量部分对各种先进测量技术和仪器的详细介绍，从光谱分析到眼图测试，再到噪声特性评估，几乎涵盖了我们日常工作中会遇到的所有关键参数。更重要的是，书中并没有停留在“是什么”层面，而是深入探讨了“为什么”和“如何做”，解释了各种测量方法的物理原理、适用范围以及潜在的误差来源，这对于我们精确地评估器件和系统的性能至关重要。而仿真部分，则展现了如何运用强大的计算工具模拟复杂的光电子行为，预测器件性能，优化系统设计，甚至在实际搭建前就发现潜在问题。这种理论联系实际、仿真指导测量的有机结合，是提升研发效率、缩短产品周期、降低开发成本的必由之路。