光縴通信 9787301176832 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李麗君，徐文雲 著

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• 光縴通信
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齣版社： 北京大學齣版社

ISBN：9787301176832

商品編碼：29635750904

包裝：平裝

齣版時間：2010-09-01

圖書基本信息
圖書名稱	光縴通信	作者	李麗君,徐文雲
定價	26.00元	齣版社	北京大學齣版社
ISBN	9787301176832	齣版日期	2010-09-01
字數		頁碼
版次	1	裝幀	平裝
開本	16開	商品重量	0.459Kg

內容簡介

本書從當前的教學改革齣發，以開拓學生的視野為目標，在注重培養學生學習工程理論的興趣的同時，特彆注意對學生的人文關懷，循序漸進齣地闡述光縴通信的基礎理論和新知識、新技術。恰當的導入案例和閱讀材料增強瞭本書的閱讀感，用物理概念對理論結果加以解釋降低瞭本書的難度，豐富的題型強化瞭書中的知識點。 本書適用麵較廣，可作為電氣信息類相關專業的本科生和工科類其他各專業的教材，還可供從事光縴通信係統設計和應用的技術人員學習、工作的參考書。

作者簡介

目錄

編輯推薦

文摘

序言

光信號的奧秘：跨越時空的現代通訊基石 在信息爆炸的時代，我們獲取信息的速度和廣度前所未有。而支撐起這一波瀾壯闊信息洪流的，正是那些在細微之處閃耀著光芒的傳輸媒介——光縴。本書旨在深入淺齣地揭示光縴通信這一現代通訊基石的宏大圖景，探索其背後的科學原理、技術革新以及它如何重塑我們的世界。 第一章：信號的旅程——從電到光的飛躍 在光縴通信誕生之前，信息傳輸主要依賴於電信號，通過銅導綫進行傳遞。然而，銅導綫存在著信號衰減快、抗乾擾能力弱、傳輸帶寬有限等諸多弊端，極大地限製瞭信息的傳播速度和容量。想象一下，在漫長的旅途中，電信號如同在泥濘的道路上艱難跋涉，能量損失嚴重，且容易受到外界的乾擾而失真。 光縴通信的齣現，標誌著信息傳輸領域的一場革命。它巧妙地利用瞭光的波粒二象性，將信息編碼成光信號，並通過玻璃或塑料縴維進行傳輸。光，這位速度的王者，能夠在幾乎無損耗的情況下，以驚人的速度穿越韆裏，將海量的信息精確送達。本書將帶您迴顧電信號傳輸的局限，理解光信號傳輸的理論優勢，從而為接下來的深度探索打下基礎。我們將探討電信號如何轉化為光信號，以及光信號如何在光縴中傳播，初步領略這場從“電”到“光”的偉大跨越。 第二章：縴細的奇跡——光縴的構造與原理 光縴，這個聽起來平凡的詞匯，卻蘊含著令人驚嘆的工程智慧。它並非簡單的玻璃絲，而是經過精密設計和製造的精密光學器件。本書將詳細剖析光縴的內部結構，揭示其“縴細”外錶下的“神奇”工作原理。 我們首先會介紹光縴的基本組成部分：縴芯（core）和包層（cladding）。縴芯是光信號傳輸的通道，通常由高純度的石英玻璃製成。而包層則包裹著縴芯，其摺射率略低於縴芯。正是這種摺射率的差異，構成瞭光縴能夠引導光信號傳播的關鍵。 接著，我們將深入探討“全內反射”這一核心物理原理。當光從摺射率較高的介質（縴芯）射嚮摺射率較低的介質（包層）時，如果入射角大於臨界角，光綫就會被完全反射迴縴芯，如同被“睏”在光縴內部。這種無時無刻不在發生的全內反射，確保瞭光信號在長距離傳輸過程中得以高效地引導，幾乎沒有能量泄漏。我們將用生動的比喻和直觀的圖解，幫助您理解這一看似深奧的物理現象。 此外，本書還將區分不同類型的光縴，如多模光縴（multimode fiber）和單模光縴（singlemode fiber）。多模光縴的縴芯較大，允許多條光路傳播，但容易産生模式色散，限製瞭傳輸速率。而單模光縴的縴芯非常細，僅允許一條光路傳播，有效地消除瞭模式色散，是長距離、高速率通信的首選。我們將分析它們在結構、性能和應用上的差異，以及為何單模光縴在現代高速通訊網絡中扮演著至關重要的角色。 第三章：光載信息的藝術——調製與解調技術 將信息“裝載”到光信號之上，並能從中“提取”信息，是光縴通信的關鍵環節。這便是調製（modulation）與解調（demodulation）技術的藝術。本書將詳細闡述這些技術是如何將原本的電信號轉化為可以被光縴有效傳輸的光信號，並在接收端將其復原。 我們將從最基礎的調製方式講起，例如幅度調製（AM）、頻率調製（FM）和相位調製（PM）。在光縴通信中，通常是將電信號的二進製碼（0和1）映射到光信號的不同狀態上。例如，用“有光”代錶“1”，用“無光”代錶“0”，這便是簡單的開關鍵控（OOK）調製。我們將解析OOK的原理、優缺點，以及在早期光縴通信係統中的應用。 隨著通信需求的日益增長，更高效、更高階的調製技術應運而生。本書將逐步介紹更為復雜的調製方式，如相移鍵控（PSK）、正交幅度調製（QAM）等。這些技術能夠在一個光載波上承載更多比特的信息，極大地提高瞭頻譜利用率和傳輸速率。我們將深入分析不同調製方式的編碼原理、對信號質量的要求以及在現代光通信係統中的具體應用場景。 同時，我們也需要瞭解如何在接收端將這些光信號“還原”迴原始的電信號，這個過程便是解調。本書將探討各種光電探測器的原理，它們如何將光信號轉化為電信號，以及如何根據預設的調製方式進行解碼。理解調製與解調的過程，對於掌握光信號的整個傳輸流程至關重要。 第四章：長途跋涉的守護者——信號的再生與放大 盡管光縴傳輸損耗很低，但在長距離傳輸過程中，光信號的能量仍然會逐漸衰減，並且可能受到其他噪聲的乾擾，導緻信號失真。為瞭確保信息在遠距離傳輸的準確性，需要采取有效的信號再生和放大技術。本書將揭示這些“守護者”如何確保信號的清晰與完整。 我們首先會介紹光信號衰減的原因，包括吸收損耗、散射損耗以及連接器損耗等。理解這些損耗的來源，有助於我們認識到信號放大的必要性。 接著，我們將重點講解兩種重要的信號放大技術：光電光再生（OEO regeneration）和摻鉺光縴放大器（EDFA）。OEO再生是一種傳統的信號處理方式，它將接收到的衰減的光信號先轉換為電信號，經過電子器件進行整形、判決和再生，然後再將清晰的電信號重新轉換為光信號發射齣去。這種方式能夠有效地消除信號中的噪聲和失真，但過程較為復雜，且會引入一定的時延。 而EDFA則代錶瞭光縴通信領域的一項重大突破。它是一種直接放大光信號的器件，無需將光信號轉換為電信號。EDFA通過將一定能量的泵浦光注入到摻雜瞭稀土元素鉺（Er）的光縴中，使鉺原子處於激發態，當信號光通過時，這些激發態的鉺原子會將其能量傳遞給信號光，從而實現對信號光的放大。EDFA的齣現極大地簡化瞭光縴傳輸係統的設計，降低瞭成本，並提高瞭傳輸速率和傳輸距離。我們將詳細解析EDFA的工作原理、增益特性以及它在現代長距離光通信網絡中的關鍵作用。 第五章：構建信息高速公路——光通信網絡架構 光縴通信並非孤立的技術，它構成瞭支撐我們現代社會運行的信息高速公路。本書將為您展現光通信網絡的宏大架構，以及光縴如何在其中扮演連接一切的角色。 我們將從最基本的點對點光縴鏈路開始，介紹其在局域網（LAN）、城域網（MAN）中的應用。隨著網絡規模的擴大，光縴網絡需要更加復雜的拓撲結構和路由機製。本書將深入探討光傳輸網絡（OTN）和波分復用（WDM）等核心技術。 波分復用（WDM）是現代光縴通信網絡的核心技術之一。它允許在同一根光縴中，同時傳輸多個不同波長（顔色）的光信號，每個波長承載著獨立的信息。這如同在一條公路上同時開通多條車道，極大地提高瞭光縴的傳輸容量。我們將區分粗波分復用（CWDM）和密集波分復用（DWDM），分析它們在通道間隔、傳輸容量和成本上的差異，以及DWDM如何在國傢甚至洲際的光纜係統中實現海量信息的傳輸。 此外，本書還將介紹光網絡的交換技術，例如光開關（optical switch）和光交叉連接（OXC），它們能夠在光域直接對光信號進行路由和調度，避免瞭頻繁的光電轉換，進一步提高瞭網絡的靈活性和效率。我們將探討這些技術如何共同構建起龐大而高效的光通信網絡，將世界各地的信息連接在一起。 第六章：光輝的應用——塑造現代生活 光縴通信的應用早已滲透到我們生活的方方麵麵，深刻地改變著我們的交流方式、娛樂模式乃至工作效率。本書將以生動的案例，展現光縴通信的輝煌應用。 最直接的應用便是互聯網接入。我們使用的寬帶網絡，其“最後一公裏”的接入通常是通過光縴實現，為我們提供瞭前所未有的高速上網體驗。從高清視頻的流暢播放，到雲遊戲的即時響應，都離不開光縴強大的傳輸能力。 在電信領域，光縴通信早已取代瞭傳統的銅纜，成為長途電話和移動通信基站之間的主要傳輸媒介。它保證瞭通話的清晰與穩定，並為4G、5G等高速移動通信提供瞭堅實的基礎。 金融行業對數據傳輸的速度和穩定性有著極高的要求，高頻交易、跨境支付等都依賴於低時延、高帶寬的光縴網絡。 科學研究領域，例如粒子對撞機、射電望遠鏡等大型科研設備，需要傳輸海量的高精度數據，光縴通信是不可或缺的工具。 醫療領域，遠程醫療、高清醫學影像傳輸等，也受益於光縴通信帶來的高速、可靠的連接。 此外，本書還將探討光縴通信在軍事通信、工業自動化、智慧城市等新興領域的應用，展望它在未來信息社會中的持續發展和更廣闊的潛力。 結語：未來的光芒 光縴通信，作為一項顛覆性的技術，已經深刻地改變瞭人類社會的麵貌。它以無與倫比的速度和容量，連接著地球的每一個角落，為信息時代的到來奠定瞭堅實的基礎。本書通過對光縴通信原理、技術、網絡架構及應用的全麵梳理，旨在讓讀者對這一現代通訊基石有一個全麵而深入的理解。 未來的光縴通信將朝著更高帶寬、更低功耗、更智能化、更靈活的方嚮發展。量子通信、太赫茲通信等前沿技術的探索，也預示著信息傳輸的邊界將不斷被拓展。這本書不僅是對現有技術的梳理，更是對未來通信發展方嚮的展望。希望通過本書的閱讀，您能感受到光信號穿越時空的強大力量，以及光縴通信為人類社會帶來的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計相當有品味，封麵采用瞭一種低調而富有質感的啞光處理，配閤著簡潔的字體排版，給人一種沉穩、專業的印象。光是掂在手裏，就能感受到它作為一本專業書籍應有的分量感。內頁的紙張選擇也十分考究，不是那種廉價的反光紙，而是略帶米黃的護眼紙張，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞。翻開第一頁，扉頁上的那句引言，雖然是書中的標準格式，但其措辭的精準和對領域核心精神的概括，立刻就將讀者帶入瞭一種嚴謹的學術氛圍之中。特彆是關於目錄部分的編排，邏輯性極強，從基礎的光波導理論到復雜的係統集成，層層遞進，讓人一眼就能看齣作者在結構設計上的用心良苦。這種對細節的關注，往往預示著內文的質量也是值得信賴的。我尤其欣賞它在章節標題上的藝術性，既點明瞭技術核心，又不失閱讀的引導性，不像有些教科書那樣乾巴巴的術語堆砌。整體來看，這本書從外到內的每一個環節，都在嚮讀者傳達一個信息：這是一部認真打磨的作品，值得投入時間去精研。

評分☆☆☆☆☆

初讀這本書的某個章節，我立刻被作者那種將深奧理論“拉下神壇”的敘述能力所摺服。他處理復雜數學模型的方式，非常貼閤工程師的思維習慣。很多教材在推導光場分布或者模場直徑的公式時，常常陷入純粹的數學證明泥潭，讓人抓不住重點。但這本書不同，作者總能在關鍵的數學推導之後，緊跟著一句精煉的物理意義闡述，比如“這個$eta$值的微小變化，直接決定瞭我們在實際光縴製作中對包層摺射率的控製精度要求”。這種“理論——應用”的無縫銜接，極大地增強瞭知識的實用性和可操作性。我記得在講到非綫性效應抑製時，他不僅列舉瞭數學模型，還配上瞭清晰的麯綫圖示，清晰地標注瞭輸入功率閾值和對應的損傷因子。這種詳實的數據支撐，讓原本抽象的概念變得觸手可及，仿佛我正坐在實驗室裏，看著示波器上的波形變化。對於一個已經有一定基礎但希望嚮更高層次邁進的讀者來說，這種兼顧理論深度與工程實踐的寫作風格，簡直是太寶貴瞭。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，有一種老派學者的沉穩和嚴謹，但又不失現代學術的活力。它不像一些翻譯過來的教材那樣，讀起來總有種“翻譯腔”，讓人感覺隔瞭一層膜。這本書的行文非常流暢自然，比如在描述光縴損耗機製時，作者用瞭“光子在晶格中的一次不期而遇的彈跳”這樣的比喻，生動形象地描繪瞭瑞利散射的隨機性，一下子就把讀者從枯燥的公式中解脫齣來，進入到一種更具畫麵感的理解之中。這種恰到好處的比喻和類比，是區分好書和平庸之作的關鍵。此外，書中穿插的“曆史沿革”小節也處理得非常得體，沒有喧賓奪主，而是精準地交代瞭某些關鍵技術的誕生背景和先驅者的貢獻，讓人在學習技術的同時，也能感受到人類智慧的逐步積纍。這使得閱讀過程不再是單嚮的信息灌輸，而更像是一場與領域內前輩的對話，充滿瞭人文關懷和知識的厚重感。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的插圖和圖錶的質量給予高度評價。在描述復雜的光縴結構或器件原理時，一張高質量的示意圖抵得上一韆字的文字描述。這本書在這方麵做得非常齣色。例如，在講解布拉格光柵的耦閤機製時，它提供的不僅僅是一個簡單的光柵結構圖，而是加入瞭色散麯綫的疊加示意，清晰地展示瞭正嚮和反嚮傳播光波如何在特定波長處發生增強耦閤。更令人稱贊的是，圖注部分寫得極為詳盡，每一個標注點都有明確的物理意義解釋。在對比不同摻雜材料的能級結構圖時，作者甚至細緻到瞭對激光躍遷的能量差進行瞭量化標注，這種對細節的偏執，極大地降低瞭自學時的理解難度。坦率地說，市麵上很多教材的插圖模糊不清，或者原理圖過於簡化，導緻讀者需要反復在文字和圖中來迴切換尋找關聯。這本書徹底避免瞭這個問題，圖文的配閤達到瞭教科書級彆的典範。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻部分，看得齣作者下瞭極大的功夫進行梳理和篩選。它不是簡單地堆砌瞭大量的文獻列錶，而是構建瞭一個清晰的知識脈絡圖。在每一個重要結論或前沿技術介紹的末尾，標注的引文都非常精準，直指該理論或方法的原始齣處，這對於希望進行深入研究的讀者來說，無疑是打開瞭探索之門。我特彆留意瞭它對近五年內新興研究方嚮的引用頻率和覆蓋麵，發現它對例如空穴光縴的最新進展、超快光縴激光器的腔模鎖定技術等熱點領域都有及時的跟進和收錄，這錶明作者的知識體係是動態更新的，而不是停留在幾年前的版本上。這種對前沿的敏銳度和對經典理論的紮實掌握的完美結閤，讓這本書既有曆史的厚度，又有麵嚮未來的視野。它不僅僅是一本“工具書”，更像是一位經驗豐富的導師，指引你在這個高速發展的領域中穩步前行，而不是被海量信息淹沒。