光纤通信原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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方志豪，朱秋萍，方锐著 著

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• 信号处理

店铺： 博学精华图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121070020

商品编码：29738316500

包装：平装

出版时间：2008-07-01

基本信息

书名:光纤通信原理与应用

：27.00元

售价：18.4元,便宜8.6元,折扣68

作者:方志豪,朱秋萍,方锐著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2008-07-01

ISBN：9787121070020

字数：

页码：264

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.422kg

编辑推荐

本书具有如下特点：
　　◎突出实用性，既注重基本原理与基本方法的阐述，又注重实用知识和实用技术的介绍。
　　◎突出系统性，以光纤通信的四个主干内容为主线全面系统地介绍光纤通信系统。
　　◎突出先进性，详细介绍己实现和近期可以实现的新技术及其应用。
　　◎内容深入浅出，概念准确，图文并茂，可读性强，配有免费电子教学课件。

内容提要

本书共8章，比较系统地阐述了光纤通信的原理、特性、组成及应用。主要内容包括：光纤的基本结构、传光原理、特性参数和连接方式；光发送设备和光接收设备的基本组成及实现方式；WDM光纤数字通信系统的实现、光纤数字通信系统的SDH制式；光纤接入网、光纤局域网、光纤城域网、光纤广域网、光传送网和全光网。每章结尾提供了丰富的习题，便于读者自学并掌握各章的要点。本书还配有免费电子教学课件。
　　本书概念准确，内容新颖，图文并茂，深入浅出，突出实用性、系统性和先进性，可作为普通高等院校通信工程、电子信息、光电技术等专业学生的教材，也可供其他相关专业的大学生和工程技术人员学习与参考。

目录

作者介绍

方志豪，男，武汉大学电子信息学院教授。主要研究方向包括现代通信理论与技术，网络互联、器件及电路的噪声等方面的研究。主持完成国家自然科学基金项目，企事业委托项目等10余项。在国内外重要刊物上发表论文70余篇，出版专著1本、教材3本。曾获得过国家教委科技进步二等奖

文摘

序言

《光纤通信原理与应用》 内容概要： 本书深入浅出地阐述了光纤通信系统的基本原理，并对其在现代通信网络中的实际应用进行了详尽的介绍。全书分为四个主要部分：光纤通信的基本原理、光信号的产生与接收、光信号的传输与复用，以及光纤通信系统的网络结构与应用。 第一部分：光纤通信的基本原理 本部分将从宏观角度介绍光纤通信的历史发展、技术优势及其在信息时代的重要地位。我们将探讨光纤通信为何能够取代传统的铜缆通信，成为现代通信的基石。 光纤通信的诞生与演进： 回顾光纤通信从概念提出到技术成熟的漫长历程，重点介绍关键的科研突破和技术革新，如低损耗光纤的出现、半导体激光器的发展以及光电探测器的进步。 光纤通信的优势分析： 详细对比光纤通信与铜缆通信在带宽、传输距离、抗干扰能力、安全性、体积和重量等方面的显著差异。强调光纤通信在高容量、远距离、高速率传输方面的不可替代性。 光通信的系统组成： 概述光纤通信系统的基本组成单元，包括光源、调制器、光纤、光放大器、光探测器、解调器等，并简要介绍它们在整个系统中的作用。 光纤通信在现代社会中的地位： 探讨光纤通信如何支撑互联网、移动通信、电视广播、数据中心等现代信息基础设施，以及其对经济发展和社会进步的深远影响。 第二部分：光信号的产生与接收 本部分将聚焦于光信号在通信系统中的“源头”和“终点”，即如何产生和检测光信号，并深入解析其背后的物理机制和工程实现。 光源技术： 半导体激光器： 详细介绍不同类型的半导体激光器（如DFB激光器、FP激光器），包括其工作原理（泵浦、受激辐射、谐振腔）、结构特点、主要性能参数（波长、输出功率、谱线宽度、调制速率）以及在光纤通信中的应用。 发光二极管（LED）： 介绍LED作为一种低成本光源的特点，其工作原理、与激光器的区别，以及其在短距离、低速率通信中的应用场景。 其他光源： 简要介绍其他一些具有特殊应用的光源，如光纤激光器等。 调制技术： 直接调制： 解释光源电流直接调制光强度的原理，分析其优缺点及适用场景。 外部调制： 详细介绍基于电光效应（如铌酸锂调制器）或声光效应的外部调制技术，分析其在实现高速、低失真调制方面的优势。 调制格式： 介绍常见的数字调制格式，如开关键控（OOK）、脉冲幅度调制（PAM）、相移键控（PSK）等，分析不同调制格式的频谱特性、信息传输效率和抗噪声能力。 光探测器技术： 光电二极管（PIN）： 介绍PIN光电二极管的工作原理（光电导效应）、结构、性能参数（灵敏度、响应时间、量子效率、噪声）以及在光接收前端的应用。 雪崩光电二极管（APD）： 解释APD的内部增益机制（碰撞电离），分析其比PIN光电二极管更高的灵敏度，以及其在长距离、弱信号接收中的应用。 其他探测器： 简要介绍其他一些先进的探测器技术，如拉曼放大器、掺铒光纤放大器（EDFA）作为探测器的辅助作用等。 解调技术： 直接检测： 介绍接收到的光信号直接转换为电信号并进行后续处理的简单解调方式。 相干检测： 详细阐述相干检测的基本原理，包括本振光的使用、与接收信号的混频以及解调出的信息，分析其在提高接收灵敏度和选择性方面的优势。 第三部分：光信号的传输与复用 本部分将深入探讨光信号如何在光纤中高效、长距离地传输，以及如何通过各种复用技术在同一根光纤中传输多个信号，从而极大地提升通信容量。 光纤的传输特性： 光纤的结构与类型： 介绍多模光纤（阶跃型、渐变型）和单模光纤的结构、芯径、包层以及它们在传输特性上的差异。 光纤中的损耗： 详细分析光纤中的各种损耗机制，包括吸收损耗、散射损耗（瑞利散射、米氏散射）、弯曲损耗（宏弯、微弯）以及连接损耗。重点分析低损耗光纤的出现如何推动光通信的发展。 光纤中的色散： 详细阐述光纤中的色散效应，包括材料色散、波导色散、偏振模色散（PMD）等。分析色散对信号质量的影响，以及如何通过色散补偿技术（如色散补偿光纤、光栅等）来减小色散的影响。 非线性效应： 介绍在光功率较高时出现的光纤非线性效应，如受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）、自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）和四波混频（FWM）。分析这些效应如何影响信号传输，以及抑制这些效应的方法。 光放大器： 掺铒光纤放大器（EDFA）： 详细介绍EDFA的工作原理，包括泵浦光、增益介质（铒离子）以及其在C波段和L波段的放大能力。分析EDFA在长距离传输中扮演的关键角色。 其他光放大器： 简要介绍其他类型的光放大器，如拉曼放大器、半导体光放大器（SOA）等，并分析其各自的特点和应用场景。 波分复用（WDM）技术： WDM的基本原理： 解释如何利用不同波长的光信号承载不同的信息，并在同一根光纤中传输。 粗波分复用（CWDM）与密集波分复用（DWDM）： 详细对比CWDM和DWDM的通道间隔、复用能力、成本和应用场景。 WDM系统的关键器件： 介绍波长选择开关（WSS）、多路复用器/解复用器（MUX/DEMUX）、光栅等在WDM系统中的作用。 WDM技术的演进与未来： 探讨WDM技术如何不断提升通信容量，以及其在下一代网络中的发展趋势。 时分复用（TDM）技术： TDM的基本原理： 解释如何将时间分割成多个时隙，并将不同的数据流分配到不同的时隙中传输。 同步TDM与异步TDM： 分析两种TDM方式的特点和应用。 TDM在光纤通信中的应用： 结合光器件的开关速度，分析TDM在现有和未来光通信系统中的地位。 其他复用技术： 简要介绍码分复用（CDM）等其他复用技术及其在特定场景下的应用。 第四部分：光纤通信系统的网络结构与应用 本部分将从系统层面介绍光纤通信在不同领域的实际应用，以及构成现代通信网络的关键技术和架构。 光纤通信网络结构： 接入网： 介绍从用户端到局端的连接，包括FTTH（光纤到户）、FTTB（光纤到楼）、FTTC（光纤到路边）等多种接入方式。 城域网： 阐述覆盖城市区域的光纤网络，包括骨干网、汇聚网和接入网的层级结构。 长途传输网： 介绍跨越国家或大区域的光纤骨干网络，以及长距离传输中需要考虑的关键技术（如光信号的中继与放大）。 数据中心网络： 分析数据中心内部及互联的光纤网络需求，以及高速、低延迟光通信在该领域的作用。 光纤通信系统中的关键技术： 光电信号转换： 详细介绍光信号转换为电信号（O/E转换）和电信号转换为光信号（E/O转换）的电路设计和器件选择。 信号处理与再生： 讲解在光信号传输过程中可能出现的信号衰减和失真，以及如何通过光电再生（EDFA+光电转换+再调制+光发送）、光再生（不经过电域）等技术来恢复信号质量。 光交换与路由： 介绍各种光开关（如MEMS光开关、干涉型光开关）和光交叉连接（OXC）设备，以及它们在构建灵活、可重构光网络中的作用。 误码率（BER）与信噪比（SNR）： 定义和解释误码率和信噪比等关键性能指标，以及如何通过优化系统设计来提高系统的可靠性。 光纤通信的典型应用： 互联网骨干网： 强调光纤通信如何支撑全球互联网的高速连接和数据传输。 移动通信（4G/5G/6G）： 分析光纤在基站回传、移动核心网中的关键作用，以及未来移动通信对光纤带宽的更高需求。 电视广播与视频传输： 介绍光纤如何实现高清电视信号的传输和点播服务。 企业网与数据中心互联： 阐述光纤通信在现代企业IT基础设施中的重要性。 科学研究与军事应用： 探讨光纤通信在高速计算、雷达系统、监测网络等领域的应用。 未来发展趋势： 超大带宽技术： 展望下一代光通信技术，如空分复用（SDM）、可见光通信（VLC）、太赫兹通信等。 智能化与软件定义网络（SDN）： 探讨如何通过智能化控制和软件定义的方式来管理和优化光网络。 光计算与量子通信： 简要介绍光信号处理在计算领域的潜力以及光纤在量子通信网络中的应用前景。 本书旨在为读者提供一个全面而深入的光纤通信知识体系，无论是对初学者还是有一定基础的工程师，都能从中获得有价值的信息和启发，更好地理解和应用光纤通信技术。

评分☆☆☆☆☆

我更倾向于将这本书看作是一部关于“信息载体演进史”的深度报告，而非单纯的技术手册。尽管书名直指“原理与应用”，但我感受到的却是跨越数十年的技术积累和工程智慧的结晶。阅读过程中，我能清晰地感受到作者对于整个行业发展脉络的把握，从早期的多模光纤到如今的单模、保偏光纤，每一步技术的迭代背后都凝结着大量的研发心血。书中对通信系统性能指标的定义和计算方法的阐述尤为细致，特别是涉及到灵敏度、信噪比和误码率的量化分析时，作者给出的经验公式和实际案例的吻合度非常高。这对于我们做系统集成和性能评估工作的人来说，提供了宝贵的参考基准。它教会我的不仅仅是光纤的特性，更是一种严谨的工程思维，即如何用最可靠、最高效的方式，将信息安全无虞地送达目的地，这其中蕴含的工程美学令人叹服。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书的理论深度足以让一个初学者望而却步，但对于有一定背景知识的人来说，它更像是一本“工具书”和“进阶指南”。我花了大量时间去消化其中关于非线性光学效应的部分，那里的数学推导非常严谨，几乎每一个步骤都无可指摘。对我而言，最难能可贵的是，作者并没有止步于理论的推演，而是紧密结合了现代光通信系统的实际需求，比如如何通过特定的调制格式来抵抗克尔效应或受激拉曼散射。这使得阅读过程充满了目的性，而不是纯粹的学术漫游。每当我在阅读其他关于超高速传输或相干通信的论文时，总能在这本书中找到对应的基础原理支撑。它不像某些教科书那样只关注“是什么”，而是深入探讨了“为什么是这样”，并且提供了多种数学模型来描述同一物理现象，这种多角度的剖析极大地提升了我的理解深度和分析问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容组织结构极具逻辑性，层次分明，仿佛是为结构化学习者量身定做的。我注意到作者在每一章节的末尾都会有一个“思考题与扩展阅读”部分，这个设计极其贴心，它巧妙地引导读者将书本知识与当前业界的热点技术（比如空分复用、量子通信的基础概念）建立联系。尽管我目前的工作主要集中在网络架构和资源调度方面，很少直接接触光纤的熔接和放大器的具体设计，但这本书在介绍EDFA（掺铒光纤放大器）的工作原理时，那种对能级跃迁和泵浦效率的细致描述，让我对信号的动态范围有了全新的认识。它成功地将一个复杂的半导体物理过程，转化为了影响整个网络性能的关键环节。这本书不是那种读一遍就能完全掌握的快餐读物，它需要反复咀嚼，尤其是在面对那些关于传输窗口选择和带宽分配的章节时，每一次重温都会有新的感悟，关于如何在物理限制下最大化信息吞吐量，这本书给出了最根本的答案。

评分☆☆☆☆☆

这本厚厚的书入手就给人一种沉甸甸的感觉，封面设计简洁大气，虽然内容上我接触的主要是模拟电路和数字信号处理的基础，但不得不说，我对“光纤”这个概念充满了好奇。每次翻开前几章关于基础物理和电磁波传播的内容时，总能联想到那些未来感的场景，想象着信息如何以光速穿梭于无形的线路中。我特别喜欢它在阐述一些复杂物理现象时，那种深入浅出的笔法，尽管有些公式推导对我来说仍然是挑战，但作者似乎总能找到一种巧妙的方式，将抽象的概念具象化。比如，对光的波粒二象性在光纤传输中的体现，我感觉作者是用讲故事的方式在引导我们理解，而不是单纯地堆砌知识点。这本书的插图精美且具有很强的教学辅助性，能直观地帮助读者建立空间想象。虽然我主要关注的还是如何优化算法和提高系统的稳定性，但这本书在宏观上为我构建了一个坚实的背景知识框架，让我明白我们所处理的信号最终是如何依托于这样的物理载体实现远距离、高速传输的。它让我对整个通信系统的“骨骼”有了更清晰的认识，这一点对于拓宽我的技术视野至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量简直无可挑剔，每一次翻阅都是一种享受。我之前读过几本同行推荐的教材，很多都存在图文脱节、索引混乱的问题，但这本书在这方面做得非常出色。特别是在讲解光纤的损耗和色散这些核心物理限制时，作者提供的图表清晰度极高，数据点的选取也很有代表性。我个人对实验数据和实际工程案例的关注度比较高，这本书在这方面提供了不少详实的资料，比如不同类型光纤的实际衰减曲线对比，以及在不同温度和应力环境下的性能变化分析。虽然我的日常工作更偏向于上层应用层的协议设计和网络优化，但这本深入到物理层面的著作，让我明白了许多“瓶颈”问题的根源并非软件或设计缺陷，而是由光在介质中传输的固有特性决定的。理解了这些底层制约，再回过头去看上层协议的冗余设计和纠错机制，便能有豁然开朗之感，知道哪些地方的优化是徒劳的，哪些又是必须去攻克的。