基於偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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劉智趙義武劉丹方韓韓倪小龍等... 編

圖書標籤:

• 大氣激光通信
• 偏振移位鍵控
• 光通信
• 偏振復用
• 大氣傳輸
• 調製解調
• 自適應光學
• 信道編碼
• 激光通信係統
• 通信工程

店鋪： 新瑞圖書專營店

齣版社： 科學

ISBN：9787030569509

商品編碼：29728442248

齣版時間：2018-03-01

基本信息

• 商品名稱：基於偏振移位鍵控的大氣激光通信關鍵技術
• 作者：劉智//趙義武//劉丹//方韓韓//倪小龍等
• 定價：78
• 齣版社：科學
• ISBN號：9787030569509

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2018-03-01
• 印刷時間：2018-03-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：
• 頁數：0

光學通信的革命：解鎖高速、安全與廣闊未來 人類文明的進步，離不開信息傳遞的飛躍。從烽火狼煙到電報、電話，再到今天的互聯網，每一次信息技術的革新，都極大地拓展瞭人類的認知邊界和活動範圍。而光學通信，作為信息傳遞的最新浪潮，正以其前所未有的帶寬、速度和安全性，深刻地改變著我們的世界。特彆是近年來，隨著數據需求的爆炸式增長，以及對無綫通信容量的迫切需求，光學通信領域的研究與應用呈現齣蓬勃發展的態勢。 本書將帶您深入探索光學通信的奧秘，聚焦於那些驅動這一革命性技術嚮前發展的關鍵技術。我們將從最基礎的光學原理講起，循序漸進地揭示信息如何在光信號中編碼、傳輸和解碼，以及在這個過程中所麵臨的挑戰和應對之道。 光縴通信：信息高速公路的基石 在現代社會，光縴通信無疑是信息高速公路的基石。它利用高純度玻璃縴維作為傳輸介質，將電信號轉換成光信號進行傳輸，實現瞭遠距離、大容量、低損耗的信息傳遞。本書將詳細闡述光縴通信的幾個核心技術領域： 光源技術： 光源是光信號的“心髒”。我們將深入探討各種類型的激光器（如半導體激光器、光縴激光器）和LED，分析它們的功率、波長穩定性、調製速度等關鍵參數，以及它們在不同應用場景下的選擇與優化。特彆是對於高速通信，高功率、窄綫寬、高調製速率的激光器至關重要。 光調製技術： 如何將海量數據高效地編碼到光信號中，是光縴通信的核心難題之一。我們將詳細介紹幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM）等基本調製方式，以及更先進的相乾調製技術，如QPSK（四相相移鍵控）、16QAM（16電平正交幅度調製）、64QAM等。這些高階調製技術能夠顯著提升頻譜利用率，大幅增加每秒傳輸的數據量。本書還將探討電信號對光信號的驅動機製，如電吸收調製器（EAM）和鈮酸鋰（LiNbO3）調製器的原理和性能。 光縴傳輸： 光信號在光縴中的傳播並非一帆風順，會受到色散、損耗、非綫性效應等多種因素的影響。我們將深入剖析這些效應的物理機理，並介紹相應的補償技術，如色散補償光縴（DCF）、啁啾反射光柵（FBG）以及數字信號處理（DSP）在色散補償中的應用。同時，我們也會討論單模光縴和多模光縴的特性差異，以及在不同應用中的最佳選擇。 光檢測與解調技術： 接收端的光探測器需要精確地將光信號轉換迴電信號，並從復雜的信號中準確地提取齣原始信息。本書將詳細介紹PIN光電二極管、雪崩光電二極管（APD）等主流光電探測器的原理、響應速度和靈敏度。對於相乾光通信，我們將重點探討相乾接收機的結構和工作原理，包括本地振蕩激光器的作用以及數字信號處理（DSP）在信號恢復中的關鍵作用，如定時恢復、載波相位恢復、均衡等。 光放大器技術： 長距離傳輸會造成光信號的衰減，因此需要光放大器來補償損耗。我們將詳細介紹摻鉺光縴放大器（EDFA）的工作原理、增益特性、噪聲係數以及在不同網絡拓撲中的應用。此外，我們還會探討其他類型的光放大器，如拉曼放大器和半導體光放大器（SOA）。 自由空間光通信（FSO）：無處不在的連接可能 除瞭光縴通信，自由空間光通信（FSO）也日益成為一種重要的補充甚至替代方案。它利用激光束在空氣中直接傳輸數據，無需鋪設光縴，具有部署靈活、成本低廉、易於擴展等優點。在以下場景中，FSO技術展現齣巨大的潛力： 城市無綫接入： 在高密度城市區域，光縴鋪設睏難且成本高昂，FSO可以提供高速的“最後一公裏”連接，連接建築物、基站或用戶終端。 臨時性通信： 在自然災害、軍事演習等需要快速建立通信網絡的場閤，FSO可以迅速部署，提供臨時的語音、數據和視頻通信。 點對點通信： 在兩個固定地點之間需要大帶寬、低延遲的連接時，FSO可以提供高效可靠的解決方案，例如連接建築物的樓層或辦公園區內的不同樓棟。 衛星通信： 在太空，FSO是實現衛星間高速數據傳輸的關鍵技術，能夠顯著提高星載網絡的通信效率。 本書將聚焦於FSO中的關鍵技術挑戰及其解決方案： 大氣衰減與湍流效應： 空氣中的水汽、灰塵、霧霾等會引起光信號的衰減，而大氣湍流會導緻光束的抖動、閃爍和波前畸變，嚴重影響通信質量。我們將詳細分析這些效應的物理機製，並介紹相應的補償技術，如光學自適應技術（AO）、信號功率控製、調製格式的選擇以及先進的信號處理算法。 指嚮與跟蹤（Pointing, Acquisition, and Tracking, PAT）： FSO係統需要激光發射端和接收端之間進行精確的指嚮和穩定跟蹤。本書將深入探討PAT係統的設計原理、關鍵組件（如伺服電機、探測器）以及各種跟蹤算法，確保在動態環境下激光束始終聚焦在接收端。 調製解調方案： 與光縴通信類似，FSO也需要高效的調製解調技術。我們將討論在FSO環境下，適閤的調製方式（如NRZ、RZ、PAM4等）以及相關的解調策略，並分析在有大氣乾擾下的信號恢復技術。 多徑效應與乾擾： 在某些環境下，光信號可能會發生反射，形成多徑傳播，導緻信號失真。本書也將討論多徑效應的産生原因及其抑製方法。 安全性與新應用：光學通信的未來展望 除瞭技術原理，本書還將探討光學通信在安全性與未來應用方麵的廣闊前景： 量子通信的曙光： 光學通信與量子技術正在深度融閤。量子密鑰分發（QKD）利用量子力學原理實現理論上不可竊聽的密鑰分發，為通信安全提供瞭全新的保障。本書將簡要介紹QKD的基本原理及其與經典光學通信的結閤。 可見光通信（VLC）： 利用LED作為光源進行數據傳輸的可見光通信，正逐漸走進我們的日常生活，為室內通信和物聯網應用提供瞭新的可能性。本書將探討VLC的技術特點、應用場景和發展趨勢。 太赫茲通信： 介於微波和紅外之間的太赫茲頻段，擁有巨大的可用帶寬，有望實現超高速的短距離通信。本書也將展望太赫茲通信在未來無綫通信中的潛力，以及其與可見光通信、微波通信的協同作用。 高性能計算與數據中心： 隨著計算能力的飛速發展，數據中心內部的網絡帶寬需求爆炸式增長。本書將探討光學互連技術在解決數據中心瓶頸問題上的關鍵作用。 本書旨在為讀者提供一個全麵、深入且易於理解的光學通信技術概覽，無論是對該領域的研究人員、工程師，還是對信息技術充滿好奇的學生和愛好者，都能從中獲得啓發和知識。我們希望通過本書，能讓更多人認識到光學通信的強大力量，並共同推動這一革命性技術邁嚮更廣闊的未來。

評分☆☆☆☆☆

從文獻綜述的廣度和深度來看，該書展現瞭作者極高的學術站位。它不僅全麵覆蓋瞭近十年內激光通信領域的核心進展，對早期經典的偏振調製理論也進行瞭精要的梳理，確保瞭讀者對技術脈絡的清晰認知。更難能可貴的是，作者在總結部分對未來大氣激光通信可能麵臨的挑戰——比如極端天氣下的可靠性提升和更高階偏振態調製方案的安全性問題——提齣瞭富有洞察力的展望。這些前瞻性的觀點並非空穴來風，而是基於對現有技術瓶頸的深刻剖析得齣的閤理推斷，為後續的研究方嚮提供瞭清晰的導航圖。這本書的價值，不隻在於傳授已有的知識，更在於啓發未來的探索。

評分☆☆☆☆☆

本書的論述風格非常嚴謹且富有啓發性。作者善於使用類比和反問來引導讀者的思考，使得即便是枯燥的數學推導過程也充滿瞭邏輯的張力。例如，在討論偏振串擾的抑製機製時，作者沒有簡單地給齣一個結論，而是先設想瞭最壞的情況——完全的偏振鏇轉，然後逐步引入補償機製，讀者在跟隨作者的思路時，會自然而然地對現有技術的局限性産生批判性認識。這種“帶著問題去閱讀”的體驗是許多教科書所不具備的。它鼓勵讀者不僅僅停留在接受知識的層麵，更要主動去探索和質疑，這對於培養未來具有創新精神的科研人纔至關重要。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度令人印象深刻，尤其是在偏振態的精確控製和測量部分。作者似乎對量子光學和信息論有著深厚的造詣，書中對偏振移位鍵控（PSK）中，如何保證最小化相鄰碼元間的相位誤差，給齣瞭數種創新的解決方案。我特彆留意到關於“低功耗、高穩定性偏振控製器”的設計探討，作者引入瞭一種基於微機電係統（MEMS）的方案，其響應速度和長期穩定性數據對比其他傳統方法有著顯著的優勢。這些深入到器件層麵的分析，顯示齣作者對整個産業鏈條的透徹理解。對於希望將研究成果轉化為高性能産品的科研人員來說，這本書無疑提供瞭超越現有標準、邁嚮下一代通信技術的關鍵指引。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計非常吸引人，封麵采用瞭深邃的藍色調，點綴著細緻的光綫追蹤效果，給人一種科技感和專業感。內頁的紙張質感也相當不錯，印刷清晰，圖錶排版布局閤理，即便是復雜的物理模型和電路圖，也能讓人一目瞭然。在閱讀體驗上，作者在構建知識體係時錶現齣瞭極高的水準。他沒有急於展示高深的理論，而是循序漸進地從基礎的光學原理和信號處理基礎講起，為後續的偏振態調製和解調技術打下瞭堅實的基礎。特彆是關於偏振態在不同大氣湍流條件下的演化模型，描述得極為詳盡和生動，引用瞭大量的實驗數據佐證，使得抽象的物理過程變得可以被直觀理解。對於初涉該領域的讀者來說，這種由淺入深的講解方式無疑極大地降低瞭學習門檻，讓人感覺作者仿佛就在身邊耐心地進行一對一的指導。

評分☆☆☆☆☆

我特彆欣賞作者在討論實際工程應用時的務實態度。書中關於大氣激光通信係統鏈路預算的章節，不僅僅停留在理論公式的堆砌，而是深入探討瞭噪聲源的實際特性，比如大氣散射、吸收以及湍流引起的功率起伏。作者細緻地分析瞭不同調製格式（如OOK、BPSK等）在實際鏈路中的性能差異，並重點闡述瞭如何利用偏振復用技術來提升頻譜效率和抗乾擾能力。有一段內容關於自適應光束整形技術，詳細描述瞭基於實時大氣參數反饋的波前校正算法，這種將前沿理論與工程實踐緊密結閤的處理方式，對於從事光通信係統設計和集成的工程師來說，簡直是寶貴的“操作手冊”。它提供的不僅僅是知識點，更是解決實際工程難題的思路和工具箱。