光通信信号处理——现代通信信号处理丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任海兰，刘德明著 著

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• 调制解调
• 信道编码
• OFDM
• 相干光通信

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121025686

商品编码：29641007061

包装：平装

出版时间：2006-08-01

基本信息

书名：光通信信号处理——现代通信信号处理丛书

定价：27.00元

作者：任海兰,刘德明著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2006-08-01

ISBN：9787121025686

字数：363000

页码：219

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.381kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍光通信工程和全光通信网中的光信号处理技术的基本原理及应用，全书共分10章，内容包括光调制、光复用、光再生、光路控制、光逻辑控制、光检测、光波长技术、光传送网功能等。其中原理部分的阐述力简明清晰并注重理论的实用性和指导意义；应用部分的介绍则建立在系统收集目前外相关研究的*资料的基础上，涵盖了近几年光信号自理技术的进展和未来的发展动态。
　　本书层次清晰，内容新颖，系统性和实用性强，可作为光纤通信、光电子、应用物理等的科技和工程人员的参考用书，同时也可作为相关专业研究生教材和本科高年级学生的选修教材。

目录

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章　光通信与光信号处理概述
　1.1　光通信的发展
　1.2　光通信中的光信号处理
第2章　光调制技术
　2.1　光调制技术的分类　
　2.2　电光调制
　2.3　声光调制
　2.4　磁光调制
　2.5　电吸收调制
　2.6　光传感中的光调制技术
第3章　光复用技术
　3.1　光波分复用
　3.2　光时分复用
　3.3　光码分复用
　3.4　光极化复用
　3.5　微波副载波复用
第4章　光再生技术
　4.1　信号再生的概念与光再生技术概况
　4.2　光放大技术
　4.3　光整形技术
　4.4　光时钟恢复技术
第5章　光路控制技术
　5.1　光隔离器与环形器
　5.2　光开关
　5.3　光滤波与光上下复用
　5.4　光波长变换
　5.5　色散补偿技术
　5.6　光功率分配器
第6章　光逻辑控制技术
第7章　光检测技术
第8章　光波长交换与路由技术
第9章　光分组交换与路由技术
0章　光传送网功能与光信号处理
缩略语
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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现代通信信号处理丛书—— 光通信信号处理 内容概述 本书系统深入地探讨了现代光通信系统中至关重要的信号处理技术。随着信息时代的飞速发展，对通信带宽和传输速率的需求不断攀升，光纤通信作为支撑这一需求的核心技术，其性能的提升与信号处理能力的进步息息相关。本书旨在为读者提供一个全面而详实的框架，理解并掌握光通信领域内信号处理的理论基础、关键技术以及前沿进展。 第一部分：光信号的本质与挑战 本部分首先回顾了光信号的基本特性，包括光波的波动性、电磁场性质以及在光纤中传播时所经历的各种物理现象。重点阐述了光通信系统中信号失真和损伤的根源，这些因素极大地限制了通信系统的性能。 光波的物理特性：详细介绍了光波的频率、波长、相位、偏振等基本参数，并解释了它们在信息传输中的作用。 光纤传输损耗：深入剖析了光纤的吸收损耗、散射损耗（瑞利散射、米氏散射）和弯曲损耗等，分析了这些损耗如何衰减光信号的功率。 色散效应：这是光信号失真的关键因素之一。本书将详细讲解不同类型的色散，包括： 材料色散：由介质折射率随波长变化引起。 波导色散：由光纤的波导结构引起。 模式色散：在多模光纤中，不同模式的传播速度不同。 偏振模色散（PMD）：由于光纤内外不对称性导致的不同偏振模式传播速度差异。 高阶色散：随着传输速率的提高，高阶色散效应也变得不可忽视。 非线性效应：在高功率光信号传输时，光纤材料与光场相互作用产生的非线性效应是另一大挑战。本书将详细介绍： 自相位调制（SPM）：光强变化引起的光纤折射率变化，导致相位调制。 交叉相位调制（XPM）：不同波长信道之间的光信号相互影响折射率。 四波混频（FWM）：不同波长信道相互作用产生新的波长。 受激拉曼散射（SRS）：光能量转移到较低频率的光谱成分。 受激布里渊散射（SBS）：光能量转移到较低频率的光谱成分，并向后散射。 光克尔效应：这是上述多种非线性效应的根本物理机制。 噪声：光通信系统中的噪声源包括： 激光器的相对强度噪声（RIN）。 探测器的拍噪声（散粒噪声、暗电流噪声）。 放大器产生的放大自发辐射（ASE）噪声。 模式耦合噪声。 第二部分：数字信号处理在光通信中的基础 在光通信系统中，将模拟光信号转换为数字信号进行处理是实现高效通信的关键。本部分将深入探讨数字信号处理（DSP）在光通信中的基础理论和应用。 采样与量化：详细介绍将连续的光信号（通过光电转换后）进行离散化处理的原理和技术，包括奈奎斯特采样定理在光通信中的意义。 数字滤波：讲解各种数字滤波器（IIR、FIR）的设计与应用，用于去除噪声、抑制干扰以及实现信号均衡。 数字调制与解调：介绍常用的数字调制技术，如ASK、FSK、PSK、QAM等，以及相应的解调方法，并分析其在光通信中的适应性。 编码与解码：讲解前向纠错（FEC）编码技术，如Hamming码、BCH码、RS码、Turbo码、LDPC码等，以及它们如何提高系统的可靠性和纠错能力。 高速数据率的信号处理：面对PB/s级别的传输速率，传统的DSP算法面临挑战。本书将介绍高效的算法设计，如FFT、DCT等在信号处理中的应用。 第三部分：先进光通信信号处理技术 本部分将聚焦于针对光通信系统特有挑战而设计的先进信号处理技术，这些技术是实现超高速、大容量、长距离光通信的核心。 补偿色散的技术： 光学色散补偿：通过色散补偿光纤（DCF）、光栅对等光学器件进行补偿。 电域色散补偿（EDC）：利用数字信号处理器（DSP）对接收到的信号进行数字滤波，模拟色散效应的反过程，从而实现对色散的补偿。这是现代高速光通信中最重要的技术之一，本书将重点介绍： 有限脉冲响应（FIR）滤波器：设计用于模拟色散的逆过程。 算法优化：针对大规模矩阵运算的高效实现。 自适应均衡：针对动态变化的色散和信道条件进行实时调整。 补偿非线性效应的技术： 基于模型的前馈补偿：利用光纤的非线性模型，在发送端对信号进行预失真。 基于DSP的接收端补偿： 逆非线性模型补偿：通过对接收信号进行复杂的数字运算来抵消非线性效应。 机器学习与人工智能在非线性补偿中的应用：探讨如何利用AI算法来学习并预测非线性效应，从而进行更精确的补偿。 相干光通信信号处理： 相干接收：讲解相干光通信系统中相干接收机的原理，包括本振光、延迟线、混频等。 数字下变频（DDC）：将射频信号转换为基带信号。 载波相位恢复：解决本地振荡器与信号之间相位误差的问题，如PLL、CPLL、Viterbi-Viterbi算法等。 符号定时恢复：精确地确定每个符号的采样点，以避免符号间干扰，如Gardner算法、Mueller-Muller算法等。 偏振复用信号处理：针对DP-QPSK、DP-16QAM等偏振复用信号，需要同时处理两个独立的偏振通道，并进行偏振解耦。 先进调制格式： 高阶QAM：如64-QAM、256-QAM，需要更高的信噪比和更精密的信号处理。 相干光OFDM（CO-OFDM）：将OFDM技术与相干光通信相结合，实现更高的频谱效率。 极化复用（PDM）：利用光的两个正交偏振方向承载信息，提高频谱效率。 软件定义光网络（SDN）中的信号处理： 动态比特率与调制格式调整：根据网络状况，动态调整信号的调制格式和比特率，以优化性能。 信号质量监测与反馈：实时监测信号质量，并反馈给SDN控制器以进行网络管理。 第四部分：前沿研究与未来发展 本部分将展望光通信信号处理领域的最新研究动态和未来发展趋势。 人工智能与机器学习在光通信中的应用： 智能均衡与补偿：利用AI算法自动学习并适应信道变化。 故障预测与诊断：通过分析信号特征，预测系统故障。 网络资源优化：智能分配网络资源，提高整体效率。 超高速光信号的数字采样与处理： 高带宽ADC/DAC技术：突破采样速率的限制。 片上系统（SoC）与FPGA在信号处理中的应用：实现更高效、低功耗的信号处理。 光子集成与信号处理的融合： 光信号处理芯片：将复杂的信号处理功能集成到光芯片上，提高集成度和效率。 硅光子技术：在硅平台上实现光信号的处理。 面向量子通信的信号处理：探讨在量子通信背景下，信号处理可能面临的新的挑战和机遇。 目标读者 本书适合以下读者： 光通信领域的研究生和高年级本科生。 从事光通信系统设计、研发、工程和维护的工程师。 对现代通信信号处理感兴趣的科研人员。 学习本书将使您能够： 深入理解光通信系统中信号失真的物理根源。 掌握数字信号处理在光通信中的基本原理和应用。 熟悉并能够应用先进的信号处理算法，以补偿色散和非线性效应。 理解相干光通信系统的信号处理流程，包括载波恢复、定时恢复等。 了解光通信信号处理领域的最新研究进展和未来发展方向。 本书以其严谨的理论推导、详实的实例分析和前瞻性的技术展望，为读者提供了一个深入学习光通信信号处理的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验是分层的，它对初学者非常友好，对于那些刚接触信号处理、希望建立起对频谱分析、采样定理等基本概念的清晰认识的人来说，它的语言简练，逻辑严密，像一位耐心且知识渊博的导师在循循善诱。每一章的结构都非常清晰，概念的引入和铺垫都做得很到位，这一点必须肯定。然而，对于我这种已经掌握了基础理论，希望能深入挖掘特定光通信难题的读者而言，这本书的深度远远不够。例如，在光频率梳（Optical Frequency Comb）的应用领域，特别是如何利用其进行高精度时钟恢复或波长同步时，这本书仅仅是点到了为止，没有提供任何关于如何利用梳状结构的周期性特性来进行高效解调的独特算法。它似乎把所有的精力都放在了“讲明白什么是信号处理”上，而不是“如何用信号处理解决光通信的挑战”。这种广度有余而深度不足的特点，使得它在专业技术人员的工具箱中，显得略微单薄，更像是一本优秀的“入门手册”，而非“进阶指南”。

评分☆☆☆☆☆

我注意到这本书的作者群背景强大，因此对其在光通信链路可靠性、误码率（BER）优化等关键环节的见解抱有极高期望。书中关于信噪比（SNR）的分析部分，提供了非常标准的理论公式和理想情况下的性能曲线。但是，现代光通信系统远比理论模型复杂，它充满了各种难以量化的非理想因素，比如器件老化带来的性能漂移、环境温度变化对光纤特性的微小影响，以及不同厂商光模块间互操作性带来的信号差异。我期望看到的是如何构建一个鲁棒的、自适应的、能够实时监控并反馈调整的信号处理框架来应对这些“灰色地带”。这本书的描述大多基于理想的、静态的系统参数，缺乏对动态环境下的性能维护策略的探讨。当我试图在书中寻找如何设计一个低复杂度、高鲁棒性的系统级诊断工具时，发现这部分内容几乎是空白的。这使得这本书的实用价值，在面对瞬息万变的实际网络部署场景时，打了一定的折扣，更像是一份停留在实验室环境下的“标准答案”。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在网络设备研发一线工作的工程师，我购买这本书的初衷是希望能找到一套系统、连贯的、能够指导我优化现有光传输系统信号处理模块的“秘籍”。我尤其关注自适应滤波技术在光通信中的应用，比如如何利用最小均方误差（LMS）或递归最小二乘（RLS）算法来实时补偿链路中的极化模色散（PMD）。翻阅后发现，虽然书中详细介绍了LMS和RLS算法的数学推导，并且给出了收敛性和误差分析，但它完全没有涉及这些算法在实际光通信系统中的硬件实现约束，例如，如何处理有限精度运算带来的量化噪声、如何设计高效的迭代更新机制以满足纳秒级的时延要求。更令人遗憾的是，书中对于光电转换过程中的噪声建模和处理，特别是对光子散粒噪声和激光相位噪声的联合抑制策略，缺乏深入的讨论。这种脱离实际工程环境的理论灌输，对于解决工程问题帮助有限，更像是一部纯粹的数学物理导论，让人在合上书本后，依然需要花费大量精力去弥补理论到实践之间的巨大鸿沟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧工艺无疑是业界的一流水准，纸张的质感和字体的清晰度都无可挑剔，拿在手上有一种沉甸甸的满足感，这在数字时代阅读纸质技术书籍，本身就是一种享受。然而，内容深处的探索性却未能达到我预期的“现代”高度。特别是涉及到相干光通信和新型调制格式（如DP-QPSK、16-QAM等）的处理时，我期待看到更精细的数字下变频（DUC/DDC）结构、载波相位恢复（CPR）算法的最新进展，以及如何高效地在FPGA或DSP上实现这些复杂的算法。书中对这些现代技术仅仅是浅尝辄止，更多的是停留在概念层面，而没有深入到具体的设计流程和性能指标的权衡分析。例如，关于MIMO在多芯光纤或少模光纤中的应用，这本被归类为“现代通信信号处理丛书”的专著，本应是展现其前沿性的绝佳机会，但相关章节的处理却显得有些保守和滞后，更像是对已有成熟技术的总结，缺乏对未来发展趋势的预判和讨论。这使得这本书的“新”意大打折扣，更像是对经典理论的一次全面、细致的复习，而非对未来技术脉络的引领。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，加上如同光纤束般交织的线条，一下子就把人带入了一个充满科技感的神秘领域。我迫不及待地翻开扉页，希望它能像名字一样，为我揭示光通信信号处理的奥秘。然而，初读之下，我发现这本书的重点似乎更偏向于基础理论的梳理，对于那些期待能立刻上手操作，解决实际工程难题的读者来说，可能会感到有些“干货不足”。它花了大量的篇幅去讲解傅里叶分析、小波变换这些数学工具，虽然这些是信号处理的基石，但叙述方式略显枯燥，缺乏鲜活的案例来支撑。比如，在讨论信道均衡时，期望看到更多关于实际光纤色散补偿算法的详细推导和对比，但书中更多的是对经典均衡器模型概念的罗列，让人感觉像是翻阅一本八十年代的教材，对现代高速率、超长距离传输中的非线性效应处理着墨不多。我希望作者能在这些前沿和实践结合点上多下功夫，毕竟，光通信的魅力就在于它如何克服物理极限，实现超乎想象的数据传输速率。总体而言，它适合作为大学高年级或研究生入门的参考书，用于打牢理论地基，但想用它来解决实际工程中的“疑难杂症”，可能还需要配合其他更具应用导向的资料。