光纤通信(普通高等教育“十二五”规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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钱爱玲，钱显忠，钱显毅 著

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出版社： 水利水电出版社

ISBN：9787517005346

商品编码：29692226998

包装：平装

出版时间：2013-01-01

基本信息

书名:光纤通信(普通高等教育“十二五”规划教材)

：45.00元

售价：30.6元,便宜14.4元,折扣68

作者:钱爱玲,钱显忠,钱显毅

出版社：水利水电出版社

出版日期：2013-01-01

ISBN：9787517005346

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.459kg

编辑推荐

《光纤通信》系统的介绍了光纤通信的历史与现状、光纤通信的概念、光纤传输理论、光发射机、光接收机、光放大器、光纤通信网络、光调节与复用技术、光纤通信系统设计与施工、光纤测量。每章后都安排有相关阅读材料和习题，方便读者自学。将每个知识点紧密结合到相关学科、产业的应用。如第3章“光发射机”后有相关的阅读材料ECL电源开关在数字光发射机调制电路中的应用研究，可以提高学生学习兴趣，适应不同基础的学生自学。由钱显毅负责全书统稿。

内容提要

《光纤通信》系统的介绍了光纤通信的历史与现状、光纤通信的概念、光纤传输理论、光发射机、光接收机、光放大器、光纤通信网络、光调 节与复用技术、光纤通信系统设计与施工、光纤测量。
本书编写时力求反映应用型本科学生、工程师培养的要求和理工类专业教学特点，内容由浅入深，循序渐进，基本概念和基本知识准确清 晰，突出光纤通信的应用技术，有利于培养工程师专业教学使用。每章后都安排有相关阅读材料和习题，方便读者自学。
《光纤通信》适应不同的读者，也可以用于高等学校理工类专业教材。由钱显毅负责全书统稿。

目录

前言
章 光纤通信的概念
1.1 光纤通信的概念
1.2 光纤通信的发展历史
1.3 现代光纤通信技术
1.4 数字光纤通信系统比模拟光纤通信系统
习题
第2章 光纤传输理论
2.1 光纤的典型结构及分类
2.2 光纤的传输特性及主要参数
2.3 阶跃折射率光纤的模式理论
2.4 渐变折射率光纤的波动理论
2.5 单模光纤
*2.6 光纤的制造
2.7 光纤的成缆
2.8 小结
习题
第3章 光发射机
3.1 激光原理的基础知识
3.2 半导体激光器
3.3 半导体发光二极管
3.4 光源的调制原理
3.5 光发射机和外调制器
3.6 小结
习题
第4章 光接收机
4.1 光接收机简介
4.2 光电检测器
4.3 放大电路及其噪声
4.4 光接收机灵敏度的计算
4.5 光接收机的组成模块
4.6 小结
习题
第5章 光放大器
5.1 发光二极管
5.2 激光器原理
5.3 光放大器
5.4 小结
习题
第6章 光纤通信网络
6.1 光纤通信系统
6.2 全光通信网
6.3 光纤接入网
6.4 色散补偿技术
6.5 光孤子通信技术
习题
第7章 光调节与复用技术
7.1 光调制器
7.2 光复用解复用器
习题
第8章 光纤通信系统设计与施工
8.1 数字光纤通信系统性能及测试
8.2 单通道数字光纤通信系统结构与设计
8.3 多通道数字光纤通信系统设计
习题
第9章 光纤测量
9.1 衰减测量
9.2 色散测量
9.3 OTDR的应用
9.4 眼图分析
9.5 光谱分析仪的应用
习题
参考文献

作者介绍

文摘

序言

内容简介 本书是一部全面而深入的现代通信技术著作，聚焦于信息传输的核心媒介——光纤，以及支撑其高效运作的通信系统。全书分为七个主要部分，系统性地阐述了光纤通信的基本原理、关键技术、系统设计、网络应用及发展趋势，旨在为读者构建一个完整的光纤通信知识体系。 第一部分：光纤通信概论 本部分将带领读者踏入光纤通信的广阔领域，首先从历史的维度回顾了信息通信技术的演进，强调了光纤通信作为其中里程碑式的技术革新所带来的颠覆性影响。我们将探讨光纤通信在现代社会中不可或缺的地位，其如何支撑起日益增长的数据流量需求，并成为支撑互联网、大数据、人工智能等前沿技术发展的基石。随后，本部分将深入浅出地介绍光纤通信的基本构成，包括光源、光纤、光探测器以及光通信系统中的各个关键模块，为后续章节的学习奠定坚实的基础。我们将详细解析光信号在光纤中传输的基本物理原理，如全内反射，以及光信号的产生、调制、传输、解调和接收的全过程。此外，本部分还将对光纤通信的优势进行详尽的分析，包括其巨大的传输带宽、低损耗特性、抗电磁干扰能力以及安全性等，并通过与其他通信方式的对比，突出光纤通信在速率、容量、距离和成本等方面的显著优越性。最后，本部分将概述光纤通信的主要应用领域，从长途骨干网到接入网，再到企业内部网络和新兴的特种应用，展现其无处不在的影响力。 第二部分：光纤传输原理与特性 本部分将聚焦于作为核心传输介质的光纤本身，深入探讨其物理特性与传输原理。我们将从微观层面剖析光纤的结构，介绍单模光纤和多模光纤的设计理念、材料选择（如石英玻璃）以及制造工艺。接着，本部分将详细讲解光在光纤中传输的关键原理——全内反射，并深入分析其形成条件与传播方式。在此基础上，我们将重点研究光纤的损耗特性，详细阐述吸收损耗、散射损耗（瑞利散射、米氏散射）以及弯曲损耗等多种损耗机制，并分析它们对光信号传输质量的影响。同时，我们将深入探讨光纤中的色散现象，包括材料色散、波导色散和模式色散，并详细讲解它们如何限制光信号的传输速率和距离，以及如何通过优化光纤结构或采用补偿技术来减小色散的影响。此外，本部分还将介绍光纤的非线性效应，如克尔效应、受激布里渊散射（SBS）和受激拉曼散射（SRS），并分析这些效应在光信号传输过程中可能产生的失真和串扰，以及在某些应用中如何利用非线性效应实现信号处理。最后，本部分将对不同类型光纤的性能指标进行量化分析，并探讨如何根据实际应用需求选择合适的光纤类型。 第三部分：光电器件与模块 本部分将详细介绍光纤通信系统中实现光信号生成、检测与调制的关键光电器件。首先，我们将深入研究各种类型的光源，包括激光器（如DFB激光器、FP激光器）和发光二极管（LED），详细分析它们的结构、工作原理、性能参数（如光功率、波长稳定性、调制速率）以及各自的优缺点和适用场景。接着，我们将聚焦于光探测器，介绍PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）等关键器件，分析它们的接收原理、灵敏度、响应速度、量子效率等关键指标，并探讨其在不同应用场景下的选择考量。随后，本部分将重点讲解调制器，包括电光调制器（如Mach-Zehnder调制器）和声光调制器，深入剖析它们的调制机理、调制深度、插入损耗以及与光源的匹配问题。此外，我们将介绍光开关、光隔离器、光衰减器等重要的光无源器件，分析它们在光路管理、信号保护和功率控制中的作用。最后，本部分将整合介绍光模块，如SFP、SFP+、QSFP+等，讲解它们的功能、接口标准、传输速率以及在各种通信设备中的应用，使读者理解光电器件如何集成形成功能完备的光传输单元。 第四部分：光放大与信号再生 本部分将聚焦于在长距离光纤传输中至关重要的信号增强与恢复技术。我们将首先详细介绍各种类型的光放大器，重点阐述掺铒光纤放大器（EDFA）的工作原理，包括其增益机制、噪声特性、增益平坦度以及在不同波段的应用。此外，还将介绍半导体光放大器（SOA）和其他类型的光放大器，分析它们的特点与应用优势。接着，本部分将深入探讨光信号再生（Regeneration）的概念，解释其与光放大器的区别，并详细介绍再生中涉及的关键技术，如光电光（OEO）再生和全光再生。我们将分析OEO再生过程中信号的接收、时钟恢复、数据判决和信号重构等环节，以及其在克服累积噪声和失真方面的优势。同时，还将介绍几种重要的全光再生方案，例如基于非线性效应的再生技术，分析其潜在的优点和技术挑战。此外，本部分还将讨论信号劣化（如色散、非线性效应）的累积效应，以及如何通过光放大器和再生器协同工作，延长光信号的传输距离和提高传输质量。 第五部分：光复用与复用技术 本部分将深入探讨如何在单根光纤中传输多路信号，从而大幅提高光纤的传输容量，这是现代光纤通信系统的核心技术之一。我们将首先介绍时分复用（TDM）的基本原理，包括脉冲编码、帧结构和同步机制，分析其在不同速率和应用中的表现。接着，本部分将重点详细介绍波分复用（WDM）技术，这是目前光纤通信领域最主流的复用技术。我们将深入剖析WDM的基本原理，包括不同波长信道的划分、光源的选择、滤波器和合波/分波器的作用。在此基础上，我们将详细介绍密集波分复用（DWDM）技术，分析其信道间隔、波长分配、通道管理以及克服信道间串扰（如串扰、色散）的关键技术。还将介绍粗波分复用（CWDM）技术，并对比DWDM与CWDM的优缺点及适用场景。此外，本部分还将介绍时分/波分混合复用（TSDM）、码分复用（CDM）等其他复用技术，分析它们的实现方式和潜在应用。最后，本部分将探讨如何通过高效的复用技术，最大限度地利用光纤的巨大带宽潜力，实现超高容量的数据传输。 第六部分：光通信网络系统 本部分将从系统层面审视光纤通信在不同网络结构中的应用与设计。我们将首先介绍光纤通信网络的基本拓扑结构，包括点对点连接、总线型、星型以及更复杂的网状结构。接着，我们将深入探讨各类光通信网络，包括：1. 广域网（WAN）中的骨干网和接入网，分析其在长距离传输和用户连接中的作用；2. 局域网（LAN）和城域网（MAN）中的光纤应用，阐述其在提供高速本地连接方面的优势；3. 数据中心网络（DCN）中的光互连，分析其在满足大规模数据交换需求中的关键作用；4. 无线通信（如5G/6G）中的光纤回传/前传网络，解释光纤在支撑高带宽、低时延无线通信中的必要性。我们将详细介绍各种光网络技术，如光传输网络（OTN）、GMPLS（通用多协议标签交换）等，分析它们在网络管理、路由选择、连接建立和业务调度方面的功能。此外，还将讨论光网络的可管理性、可靠性、容错性以及网络安全问题，并简要介绍一些新兴的光网络应用，如软件定义网络（SDN）在光网络中的应用，以及光互连与计算的融合。 第七部分：光纤通信发展趋势与前沿技术 本部分将放眼未来，探讨光纤通信领域的最新发展动态和前沿技术。我们将分析当前光纤通信系统所面临的挑战，例如传输容量的持续增长需求、功耗的优化以及新应用场景的出现。接着，我们将重点介绍未来光纤通信的发展方向，包括：1. 更高速率的传输技术，如100Gbps、400Gbps、800Gbps乃至Tbps级别的单通道传输；2. 新一代复用技术，如更高密度的WDM、空分复用（SDM）等；3. 更智能化的光网络管理和控制，包括人工智能（AI）在光网络中的应用，如故障预测、性能优化和资源调度；4. 全光网络（All-Optical Network）的研究进展，以及如何实现全光信号的传输、交换和处理，避免光电转换带来的效率损失；5. 量子通信与光纤通信的结合，探讨其在安全性增强和新型信息传输方面的潜力；6. 光子集成技术（Photonic Integrated Circuits, PICs）的发展，以及其如何 miniaturize 光学器件，降低成本，提高性能；7. 光纤传感技术与通信的融合应用。最后，本部分将对光纤通信未来的发展前景进行展望，分析其在支撑下一代信息技术革命中的重要作用，并鼓励读者关注并参与到这一日新月异的领域中来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计确实很别致，封面的深蓝色调配上银色的字体，透着一股专业和严谨的气息。初拿到手时，那种沉甸甸的质感就让人感觉不是那种轻飘飘的普及读物，而是真正下了功夫的教材。内页的纸张选择也偏向哑光处理，阅读起来眼睛不容易疲劳，长时间对着复杂的电路图和公式也不会觉得刺眼。更让我欣赏的是，排版方面，作者和出版社显然下了不少心思去平衡图文的布局。很多关键的概念旁边都配有清晰的插图或流程图，使得抽象的理论有了具象的理解载体。比如，在介绍某个传输链路的损耗模型时，旁边附带的对比图能让人瞬间抓住核心的物理过程，这比单纯阅读文字描述要高效得多。而且，每章的标题字体和正文字体的字号搭配得恰到好处，既保证了信息量，又不至于让版面显得过于拥挤。对于需要经常翻阅查阅特定公式或器件特性的学生和工程师来说，这种细致入微的考量，极大地提升了学习和工作的效率。这种对细节的关注，从侧面反映了编写者对目标读者的尊重，也体现了他们对知识传递载体本身的重视程度。

评分☆☆☆☆☆

本书在习题和案例分析方面的处理，展现了其作为“规划教材”的实用导向。我发现，与市面上一些偏重理论阐述而习题流于形式的教材不同，这里的练习题是真正服务于学习目标和工程实践的。习题的难度梯度设置得非常科学，从基础的概念辨析题，到需要综合运用多个章节知识点的计算题，再到最后那些需要设计思路和工程判断的开放式问答题，覆盖面极广。更重要的是，许多习题的选择都紧密围绕着光通信系统设计中的“痛点”——比如如何优化某个特定光纤参数以抑制非线性效应，或者如何平衡某个放大器的增益平坦度。这使得我们在解题过程中，不仅仅是在做数学运算，而是在进行一次次“微型工程设计”。虽然有些深度习题的答案需要读者自己探索或在课堂讨论中解决，但这反而激发了独立思考的积极性。这种“引导思考而非直接喂养答案”的模式，极大地培养了我们解决实际工程问题的能力，而不是仅仅停留在书本知识的复述层面。

评分☆☆☆☆☆

如果从一个资深工程师的角度来审视，这本书的价值在于它对“系统性”和“前沿性”把握的平衡。它不仅仅是简单罗列了光纤和器件的参数，而是非常深入地探讨了光通信技术在网络层次上的集成问题。比如，在讨论WDM（波分复用）系统时，它不仅仅停留在理论上的波长分配，而是详细剖析了光分插复用器（OADM/OXC）的架构演进，以及动态重构网络所面临的实际挑战，例如串扰管理和功率均衡。这种从底层物理层直接过渡到网络层架构设计的视角，使得读者能够清晰地看到各个技术模块是如何协同工作，共同构建起庞大、可靠的通信骨干网的。这种跨越多个技术层级的整合性论述，让学习者能够跳出单一器件的思维定势，建立起对整个光网络生态的系统化认知。对于希望从一线工程师晋升到系统架构师的人员而言，这种具备高屋建瓴视角的教材，无疑是提升视野和决策能力的宝贵资源。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，说实话，初读时会让人感到一丝“老派”的严谨，但这恰恰是它最宝贵的地方。它没有迎合当前一些教材追求的“轻松幽默”或“网络化表达”，而是保持了一种学术书籍应有的沉稳和精准。它用词极其考究，每一个专业术语的引入都伴随着清晰的定义和必要的物理背景阐释，绝不含糊其辞。读者可以明显感觉到，编写者在措辞上力求将概念的边界描绘得清清楚楚，不留给读者任何“想当然”的解读空间。这种近乎于“教科书式”的规范化表达，对于需要建立扎实理论基础的读者来说，是莫大的福音。我尤其喜欢它在处理一些数学推导时的态度——它不会跳过任何一个中间步骤，即便是那些看似基础的代数变换，也会清晰地展示出来，这对于我们这些想深入理解公式推导过程的人来说，省去了大量自己“补课”的时间。虽然初看起来可能稍显“硬核”，但正是这种毫不妥协的严谨性，确保了知识的纯粹度和可靠性，让人在后续的学习和研究中，可以完全信赖书中所阐述的原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织逻辑性简直是一绝，它遵循了一条非常清晰且层层递进的学习路径。开篇并没有直接抛出那些艰深的数学推导，而是花了相当大的篇幅去铺垫整个光通信系统的宏观架构和历史演进，这对于初学者建立全局观至关重要。它没有急于求成，而是耐心地引导我们理解“为什么”需要光纤通信，以及它解决了哪些传统通信的瓶颈。随着章节深入，从最基础的半导体光源和探测器原理讲起，再到光纤本身的特性、损耗、色散等核心物理问题，每一步的衔接都像是精密的齿轮咬合，丝滑流畅。特别值得称赞的是，当进入到模块化设计和系统集成部分时，作者巧妙地引入了实际工程中的案例片段，这让原本枯燥的理论知识立刻“活”了起来，不再是孤立的公式堆砌。这种从微观粒子到宏观系统，再到实际应用的结构安排，极大地降低了知识的陡峭性。每学完一个大的知识模块后，作者都会设置一个简短的“小结”或者“工程启示”，帮助我们巩固并思考该知识点在实际应用中的意义，这种教学设计非常人性化。