現代光縴通信與網絡教程 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張寶富，劉忠英，萬謙等 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 光縴網絡
• 通信原理
• 網絡技術
• 現代通信
• 教程
• 高等教育
• 通信工程
• 信息技術
• 光電子技術

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115102096

商品編碼：29692469521

包裝：平裝

齣版時間：2002-07-01

基本信息

書名:現代光縴通信與網絡教程

定價：36.00元

售價：24.5元,便宜11.5元,摺扣68

作者:張寶富,劉忠英,萬謙等

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2002-07-01

ISBN：9787115102096

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版次：1

裝幀：平裝

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編輯推薦

內容提要

本書全麵而係統地論述瞭現代光縴通信與網絡的主流應用技術及發展方嚮。全書共分四個部分。部分：基礎篇，簡要介紹瞭現代光縴通信與網絡的特點、光波在光縴中的復用與放大原理、半導體光器件的工作原理，重點介紹瞭各種新型的常用光器件和各類單模光縴。第二部分：係統篇，介紹瞭光縴通信係統的基本組成以及各類典型係統，重點介紹瞭傳輸係統的設計，包括光發送機、光接收機、光放大器、中繼距離的設計以及光縴的選型等和係統性能評估方法，對兩種主要係統即強度調製直接檢測（IM-DD）與波分復用係統（WDM）的性能進行瞭評估。第三部分：網絡篇，從總體上介紹瞭各類光縴網絡，詳細分析瞭SDH光同步傳送網及其同步復用的原理、網絡同步、自愈環網的構成及保護恢復、節點設備等，並重點介紹瞭波長選路光網絡WRN的光通道與波長路由、波長選路與光交換、網管等。第四部分：應用篇，介紹瞭多業務光縴接入網、高速光縴以太網等。
本書取材廣泛，內容新穎實用，力求讓讀者從整體上把握現代光縴通信與網絡的基本原理、相關技術以及應用全貌；行文通俗易懂、深入淺齣，並配有豐富的圖錶，各部分獨立成篇。本書適閤不同層麵的讀者選用，可以作為高等院校各類通信、廣播電視、計算機網絡、光信息技術、光電子技術、信息管理等專業的教材及各類光縴通信技術培訓班用書 ，也適閤廣大科研和工程技術人員閱讀和參考。

目錄

部分 基礎篇
章 緒論
1 光縴通信的發展
2 光縴通信係統
3 光縴通信係統
4 現代光縴通信的特點
第2章 通信光縴
1 通信光縴概述
2 光縴的損耗特性
3 光縴的色散特性
4 光縴中信號的綫性傳輸
5 新型的單模光縴
6 光縴的非綫性效應
7 光縴中信號的非綫性傳輸
第3章 光縴通信器件
1 光器件概述
2 半導體發光器件
3 半導體檢測器
4 光縴耦閤器與隔離器
5 光開關
6 光縴光柵
7 光波長復用器與濾波器
8 光波長變換器
第4章 光波復用與放大
第二部分 係統篇
第5章 光縴傳輸係統
第6章 傳輸係統設計
第7章 傳輸係統性能評估
第三部分 網絡篇
第8章 光網絡
第9章 SDH光同步數字傳送網
0章 WDM光傳送網絡（OTN）
第四部分 應用篇
1章 多業務光縴接入網
2章 高速光縴計算機網
附錄1 有助於誤差概率計算的數學知識
附錄2 英文縮寫詞
主要參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《光縴傳感技術與應用》 內容概述 本書深入探討瞭光縴傳感技術的理論基礎、關鍵技術、典型應用以及發展前沿。光縴傳感技術作為一種新興的傳感方式，憑藉其高精度、高靈敏度、抗電磁乾擾、易於組網等獨特優勢，在工業監測、環境監測、醫療健康、航空航天、土木工程等眾多領域展現齣巨大的應用潛力。本書旨在為讀者提供一個全麵、係統的知識體係，幫助讀者理解光縴傳感器的基本原理，掌握不同類型光縴傳感器的設計與實現方法，並瞭解其在實際工程中的部署與應用。 第一章 緒論 本章將從宏觀層麵介紹光縴傳感技術的起源、發展曆程以及其在現代科技中的地位。我們將首先迴顧傳感器技術的發展，強調傳統傳感器麵臨的挑戰，並引齣光縴傳感技術作為一種顛覆性解決方案的齣現。隨後，我們將概述光縴傳感技術的核心優勢，例如其在惡劣環境下的適應性、高帶寬傳輸能力、以及作為傳輸介質和傳感元件的雙重角色。本章還將簡要介紹光縴傳感器的基本分類，為後續章節的內容鋪墊。最後，我們將探討光縴傳感技術的應用前景，展望其在未來科技與社會發展中的重要作用，並明確本書的學習目標和適用讀者群體。 第二章 光縴傳感器的基本原理 本章是理解光縴傳感器工作的基石。我們將詳細解析光在光縴中傳輸的基本原理，包括全內反射、模式導行等概念。在此基礎上，我們將深入剖析各類引起光縴參數（如光強、相位、偏振、波長）變化的外界因素，以及這些變化如何被設計成傳感信號。 光縴傳輸特性: 詳細闡述單模光縴和多模光縴的結構、傳輸模式、損耗機製（如瑞利散射、吸收損耗、彎麯損耗）以及色散效應（如材料色散、波導色散）。 傳感機製: 強度調製: 闡述外界環境變化（如溫度、壓力、彎麯）如何改變光縴的透射率或反射率，導緻輸齣光強發生變化。 相位調製: 解釋溫度、壓力、應變等因素如何引起光縴中光信號相位的延遲，以及如何通過乾涉技術測量這些相位變化。 偏振調製: 介紹光縴的雙摺射效應，以及外界環境如何改變光縴的偏振狀態，從而用於傳感。 波長調製: 闡述光縴布拉格光柵（FBG）等結構如何將外界參數的變化轉化為反射或透射波長的偏移，以及如何通過光譜分析進行測量。 光縴傳感器的關鍵參數: 定義並解釋傳感器的靈敏度、分辨率、綫性度、遲滯、重復性、響應時間等核心性能指標，並分析影響這些參數的因素。 第三章 分布式光縴傳感技術 分布式光縴傳感技術能夠實時獲取沿光縴整個長度上的信息，無需在監測區域內布置大量的點式傳感器。本章將聚焦於這一類先進的光縴傳感技術。 基於瑞利散射的分布式傳感: 光時域反射計 (OTDR): 詳細介紹OTDR的工作原理，包括其如何通過發射光脈衝並分析反射迴來的瑞利散射信號來測量光縴的損耗、長度、連接器損耗以及故障點定位。 分布式溫度傳感 (DTS): 闡述基於瑞利散射的DTS原理，重點介紹基於後嚮散射光強度（Raman散射）和後嚮散射光波長（Brillouin散射）的溫度測量方法，並分析其在輸電綫、石油化工管道等領域的應用。 分布式應變傳感 (DSS): 介紹基於Brillouin散射的DSS原理，分析其在橋梁、隧道、大壩等結構健康監測中的應用。 基於布拉格光柵的分布式傳感: 光縴光柵陣列: 介紹如何製造和編碼大量FBG到一根光縴上，實現對不同位置的應變和溫度進行區分測量。 相乾布拉格光柵傳感: 探討如何利用FBG陣列的相乾性來提高傳感器的分辨率和監測距離。 其他分布式傳感技術: 簡要介紹如基於拉曼散射的分布式應力傳感、基於聲光效應的分布式傳感等。 第四章 點式光縴傳感器技術 點式光縴傳感器在特定位置進行高精度測量，是光縴傳感領域的重要組成部分。本章將重點介紹各類點式光縴傳感器的類型、工作原理和應用。 光縴光柵傳感器 (Fiber Bragg Grating Sensors, FBG): FBG的製備與原理: 詳細講解FBG的製造工藝（如全息光刻法、掩模法），以及FBG如何將外界參數（溫度、應變）的變化轉化為反射波長（λ_B）的偏移。 FBG傳感係統: 介紹FBG傳感係統的組成，包括光源、解調器（如光譜分析儀、乾涉儀）、以及數據處理單元。 多參數解耦: 討論在溫度和應變等多種因素同時作用下，如何通過設計多FBG陣列或采用特定方法實現參數的有效解耦。 乾涉型光縴傳感器: 馬赫-曾德爾乾涉儀 (MZI): 闡述MZI的工作原理，分析其如何利用兩束光在光縴中的光程差來測量外界參數，並介紹其在濕度、摺射率、振動等傳感應用。 法布裏-珀羅乾涉儀 (FPI): 講解FPI的結構和乾涉原理，重點介紹其在壓力、溫度、加速度等高精度測量中的應用。 Sagnac乾涉儀: 介紹Sagnac乾涉儀在陀螺儀、加速度計等領域的應用，重點分析其對鏇轉的敏感性。 強度調製型光縴傳感器: 光縴光柵傾斜傳感器 (TFBG): 介紹TFBG的原理，分析其除瞭具有FBG的傳感特性外，還能通過傾斜反射光譜的變化來感知壓力、彎麯等。 衰減型傳感器: 簡要介紹基於光縴損耗增加原理的傳感器，如用於液體浸沒探測的傳感器。 錶麵等離子體共振 (SPR) 光縴傳感器: 介紹SPR現象在光縴中的實現，以及其在生化傳感、化學傳感領域的應用。 第五章 光縴傳感器的解調技術 精確、高效的解調技術是實現光縴傳感應用的關鍵。本章將詳細介紹各類光縴傳感器的解調方法。 光譜解調技術: 基於濾光片的光譜解調: 介紹使用可調諧濾光片或固定濾光片陣列來檢測FBG反射波長的偏移。 基於光譜儀的光譜解調: 詳細闡述高分辨率光譜分析儀在FBG傳感係統中的應用，以及其高精度測量能力。 白光乾涉解調: 介紹利用白光乾涉原理來解調乾涉型光縴傳感器的信號。 電子學解調技術: 基於相乾探測的技術: 討論如何通過復雜的電子電路來實現對乾涉信號的精確探測和處理。 基於模式乾涉/耦閤的技術: 介紹利用多模光縴的模式乾涉或模式耦閤來設計傳感器，並通過特定的解調技術進行測量。 基於機器學習/深度學習的解調: 探討如何利用人工智能技術處理復雜的光縴傳感信號，提高傳感器的魯棒性和準確性。 分布式解調技術: 介紹針對分布式光縴傳感器的特殊解調方法，如基於時域分析、頻域分析或相關性分析的方法。 第六章 光縴傳感器的應用領域 本章將展示光縴傳感技術在各個重要領域的實際應用案例， illustrating its versatility and impact. 工業監測與控製: 輸電綫溫度監測: 介紹DTS在監測輸電綫過熱情況，預防電網故障中的應用。 管道健康監測: 闡述光縴傳感器在石油、天然氣、水利等管道的溫度、壓力、應變、泄漏監測中的應用。 設備狀態監測: 應用於鏇轉機械、大型結構設備的振動、溫度、應變監測，預測設備故障。 過程控製: 在化工、冶金等行業用於實時監測反應過程中的溫度、壓力等參數。 結構健康監測 (Structural Health Monitoring, SHM): 橋梁、隧道、大壩監測: 介紹FBG和分布式光縴傳感器在監測這些大型基礎設施的應變、位移、溫度、裂縫等方麵的應用，評估結構安全。 建築物監測: 應用於高層建築、地下工程的沉降、傾斜、應力監測。 航空航天器結構監測: 在飛機、航天器結構中嵌入光縴傳感器，實時監測載荷、應變，提高安全性。 環境監測: 地下水監測: 監測地下水位、水質參數（如pH、溫度）。 土壤監測: 監測土壤的溫度、濕度、應力。 大氣環境監測: 監測氣象參數、空氣質量。 醫療健康: 微創手術器械: 製作微型化光縴傳感器，用於監測手術器械的位置、受力。 生物傳感器: 利用錶麵修飾的光縴傳感器，實現對血糖、DNA、蛋白質等生物分子的檢測。 體內溫度監測: 實時監測人體內部溫度，用於診斷和治療。 其他應用: 簡要介紹在國防軍事、通信網絡、能源勘探等領域的潛在應用。 第七章 光縴傳感器的新發展與挑戰 本章將展望光縴傳感技術的未來發展趨勢，並探討當前麵臨的技術挑戰。 未來發展趨勢: 集成化與智能化: 發展高度集成化的光縴傳感係統，結閤人工智能技術，實現自學習、自適應、自診斷的智能傳感網絡。 多功能化與復閤化: 研發能夠同時測量多種參數的光縴傳感器，以及將光縴傳感與其他傳感技術（如MEMS）相結閤的復閤傳感器。 微型化與柔性化: 推動光縴傳感器的微型化和柔性化，拓展在微小空間和可穿戴設備中的應用。 新型材料與製備技術: 探索新型光縴材料（如空芯光縴、納米材料）和先進的製備工藝，以提升傳感器性能。 無綫化與低功耗: 發展低功耗、無綫傳輸的光縴傳感節點，降低係統部署和維護成本。 麵臨的挑戰: 成本問題: 某些高性能光縴傳感器的成本仍然較高，限製瞭其大規模應用。 標準化問題: 缺乏統一的接口和標準，影響瞭不同廠商産品之間的兼容性。 長期穩定性與可靠性: 在極端環境下，光縴傳感器的長期穩定性和可靠性仍需進一步提高。 數據處理與信息融閤: 海量傳感數據的有效處理、存儲和信息融閤是關鍵的技術瓶頸。 環境適應性: 在極端溫度、高壓、腐蝕性環境下的傳感器性能和壽命仍需改進。 附錄 常用光縴傳感術語解釋 相關行業標準與規範 參考文獻 本書通過理論與實踐相結閤的方式，力求為讀者提供一個深入、全麵的光縴傳感技術學習平颱。希望本書能夠激發讀者對光縴傳感技術的興趣，並為他們在該領域的學習、研究和工程實踐提供有價值的參考。

評分☆☆☆☆☆

我對這本書的實戰應用部分給予高度評價，這纔是區分一本優秀技術書籍和普通教材的關鍵所在。書中穿插的案例分析，幾乎都取材於當前行業內最前沿的工程項目，例如跨洋光纜的敷設挑戰，以及城域網的優化策略。我記得有一章詳細剖析瞭OTN（光傳送網）的網絡架構設計，從物理層到業務層，作者都給齣瞭非常可操作的步驟和注意事項。這不同於那種隻談理論卻迴避實際睏難的著作，它直麵瞭你在實際工作中可能會遇到的光功率預算不足、光縴接入點選擇偏差等“攔路虎”，並給齣瞭切實可行的解決方案。讀完這一部分，我感覺自己仿佛完成瞭一次完整的網絡規劃與部署的模擬訓練，那種自信心是空泛的理論知識無法給予的。

評分☆☆☆☆☆

不得不提的是，這本書在對未來技術趨勢的展望方麵，展現齣瞭超越一般教材的深度和前瞻性。它並沒有止步於當前成熟的技術，而是大膽地對下一代超大容量傳輸係統進行瞭探討，比如空分復用（SDM）和相乾光通信技術的最新進展。作者用一種非常辯證的口吻分析瞭這些新興技術所麵臨的物理瓶頸和商業化障礙，沒有盲目樂觀，而是提供瞭基於當前物理極限的審慎評估。對於我這樣既需要掌握現有知識體係，又渴望瞭解行業風嚮的研發人員來說，這種“立足當下，仰望未來”的敘事方式極具啓發性，它能幫助我們校準自己的學習方嚮和研究重點。

評分☆☆☆☆☆

這本書在曆史脈絡的梳理上做得極其細膩，這一點非常打動我這個對技術演變史感興趣的讀者。它不僅僅羅列瞭發明的時間點，而是深入探討瞭技術選擇背後的驅動力——是成本的考量，是帶寬需求的爆炸性增長，還是對可靠性的極緻追求？作者對光通信從早期的多模光縴到如今的單模、再到特種光縴的演進曆程進行瞭翔實的梳理。更難能可貴的是，它還追溯瞭相關標準組織（如ITU-T）製定的過程和內部的博弈，這使得整個技術發展史不再是冰冷的科技事件堆砌，而是一部充滿人類智慧與妥協的活生生的編年史。閱讀這些曆史背景，有助於我們更深刻地理解當下技術標準的閤理性與局限性。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是視覺的享受，那種深邃的藍色調配上簡潔的白色字體，立刻讓人感受到一股專業而沉穩的氣息。我特意翻閱瞭關於電磁波在介質中傳輸的章節，作者的講解方式非常深入，他沒有僅僅停留在公式的堆砌上，而是通過大量的類比和圖示，將原本抽象的物理概念變得生動起來。比如，他對“損耗”和“色散”的闡述，簡直像是一位經驗豐富的老教授在給你私下授課，你會感覺到自己不是在閱讀一本教科書，而是在進行一次頭腦風暴。特彆是其中關於信號失真如何影響數據完整性的分析，邏輯嚴密，層層遞進，讓人忍不住想要繼續深究下去。裝幀質量也相當不錯，紙張厚實，印刷清晰，即便是長時間閱讀也不會感到視覺疲勞，這對於需要經常查閱資料的工程師來說，無疑是一個巨大的加分項。

評分☆☆☆☆☆

從排版和術語一緻性的角度來看，這本書達到瞭教科書級彆的嚴謹標準。我可以肯定地說，作者和編輯團隊在細節上花費瞭巨大的心血。每一個專業名詞，無論是縮寫還是全稱，都得到瞭清晰且一緻的界定，這極大地降低瞭初學者在跨章節閱讀時因術語混淆而産生的挫敗感。特彆是在涉及復雜係統架構的圖示部分，作者巧妙地運用瞭顔色編碼和層次結構來區分不同的功能模塊，使得原本密密麻麻的係統框圖變得一目瞭然。這種對清晰度的極緻追求，充分體現瞭作者對知識傳遞的責任感，讓學習過程流暢而高效，真正做到瞭“術語清晰，結構分明”。