正版刚光网络单元--光数据通信基础与应用9787118094787[德] 福尔克马尔·布吕 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[德] 福尔克马尔·布吕克纳，刘继红 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118094787

商品编码：29760167682

包装：平装

出版时间：2014-06-01

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基本信息

书名：光网络单元--光数据通信基础与应用

定价：89.00元

作者： 福尔克马尔·布吕克纳, 刘继红

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-06-01

ISBN：9787118094787

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《光网络单元：光数据通信基础与应用》系统的介绍了构成光纤通信网络的各种单元技术及其具体应用方式，以光纤通信发展历史和光波基础为引导，涵盖了光线技术、光收发机、通信用光器件、光放大器、光纤及光传输系统测量等，后以光网络及各种光复用技术总括全书。
　　《光网络单元：光数据通信基础与应用》作者福尔克马尔·布吕克纳博士是莱比锡德国电信应用技术大学教授，在激光光学、光纤技术和光电子学领域具有超过25年的科研和教学经历，《光网络单元：光数据通信基础与应用》体现了作者的研究积累和执教理念，具有鲜明的特色。

目录

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章 绪论
第2章 光
2.1 什么是光？
2.2 波粒二象性
2.2.1 波动理论
2.2.2 射线模型
2.3 电磁波的功率与能量
第3章 光纤
3.1 光在波导中的传播
3.1.1 平板波导的导光机理
3.1.2 光纤中的导行波
3.2 光纤中光的传播，多模和单模光纤
3.2.1 制作光纤的玻璃
3.2.2 光在光纤中的传播，接收角和数值孔径
3.2.3 光纤中的横模，模式混合
3.2.4 光纤的单模条件和截止波长
3.2.5 模场直径
3.3 光纤的衰减
3.3.1 紫外吸收
3.3.2 瑞利散射
3.3.3 水分子的吸收
3.3.4 红外吸收
3.3.5 光纤衰减系数随波长的变化
3.4 光纤色散与色散补偿
3.4.1 色散的概念及其影响
3.4.2 色散机理
3.4.3 光纤类型

第4章 光纤连接，耦合器与光开关
4.1 光纤的连接和熔接
4.1.1 光纤熔接
4.1.2 光纤连接器
4.2 光耦合器和光开关
4.2.1 光耦合器
4.2.2 耦合器的类型
4.2.3 光开关

第5章 光发射机
5.1 半导体光发射机的基本组成
5.2 有源介质
5.2.1 半导体的能带结构，直接和间接跃迁
5.2.2 材料选择
5.2.3 半导体的辐射发光，LED
5.2.4 半导体光发射机的基本结构
5.3 谐振腔
5.3.1 FP激光器
5.3.2 动态单纵模激光器（DSM）
5.4 激光器的特性
5.4.1 P-I特性，温度稳定性和老化
5.4.2 半导体激光器的光谱
5.4.3 辐射特性
5.5 光网络中激光器的选择
5.5.1 具有DFB谐振腔的MQW激光器——边发射发光二极管
5.5.2 垂直腔面发射激光器（VCSEL）
第6章 激光的调制
6.1 激光调制的概念
6.2 光通信中的调制方法
6.2.1 幅度调制（AM），功率调制
6.2.2 脉冲幅度调制（PAM）
6.2.3 脉冲位置调制（PPM）
6.2.4 脉冲编码调制（PCM）
6.3 半导体激光器的直接调制
6.4 半导体激光器的间接调制
6.4.1 相位和频率调制
6.4.2 强度或功率调制

第7章 光接收机
7.1 光接收机的基本工作原理
7.2 PIN光电二极管
7.3 雪崩光电二极管（APD）
7.4 接收机的噪声，误码率
7.4.1 散粒噪声
7.4.2 强度噪声
7.4.3 热噪声（奈奎斯特噪声）
7.4.4 倍增噪声
7.4.5 误码率
7.4.6 光外差接收
第8章 光网络元件
8.1 光放大器
8.1.1 EDFA
8.1.2 ROA
8.1.3 SOA
8.2 复用／解复用器（MUX／DEMUX）
8.2.1 用于波长MUX／DEMUX的光学滤波器
8.2.2 OADM
8.2.3 OXC
第9章 光纤与光通信系统的测量
9.1 光纤测量
9.1.1 折射率分布的测量
9.1.2 光纤衰减的测量
9.1.3 色散测量
9.2 数据传输性能的测量
9.2.1 BER测量，接收机的灵敏度
9.2.2 眼图
0章 光纤的非线性效应
10.1 光学非线性效应
10.2 光纤中的非线性效应
10.2.1 光纤中的非线性散射
10.2.2 光纤中的三阶非线性效应，四波混频
10.3 光纤中的啁啾
10.4 基于非线性的偏振色散管理
10.4.1 减小啁啾
10.4.2 啁啾的利用
10.5 有源色散补偿
10.6 光孤子
1章 无源与有源光网络
11.1 通信拓扑
11.2 复用方式
11.2.1 空分复用
11.2.2 时分复用
11.2.3 波分复用
11.3 WDM系统
11.4 信号再生
练习解答
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《现代光纤通信系统：原理、设计与前沿技术》 简介： 本书是一部全面深入探讨现代光纤通信系统原理、设计方法及其前沿技术发展的权威著作。光纤通信作为现代信息社会不可或缺的基石，其技术的每一次飞跃都深刻地改变着我们的通信方式和社会面貌。从最初的模拟光通信到如今支撑着互联网、5G、云计算以及未来人工智能等海量数据传输的光网络，光纤通信经历了革命性的演进，其复杂性与重要性日益凸显。本书旨在为读者构建一个扎实而全面的知识体系，帮助理解并掌握光纤通信系统的核心概念、关键技术以及未来的发展趋势。 全书共分为十章，结构严谨，内容丰富。 第一章：光纤通信系统的基本原理 本章首先回顾了信息传输的发展历程，引出光纤通信作为当前最先进的信息传输方式的地位。接着，详细阐述了光在光纤中传输的基本物理机制，包括全反射原理、光纤的结构（纤芯、包层、涂覆层）及其作用。重点解析了光纤的模式理论，区分了单模光纤和多模光纤的特性和应用场景，并介绍了光纤的几个关键参数，如数值孔径（NA）、芯径、包层直径、截止波长等，这些参数直接影响着光信号的传输性能。此外，还初步介绍了光信号的产生（光源）、检测（光电探测器）以及光纤传输中的基本损耗机制，为后续章节的深入探讨打下基础。 第二章：光信号的产生与调制 本章聚焦于光信号的源头——光源。详细介绍了半导体激光器（LD）和发光二极管（LED）的结构、工作原理、发光特性及各自的优缺点。重点阐述了各种激光器的工作模式，如连续波（CW）模式和脉冲模式，以及它们在通信系统中的应用。随后，深入探讨了光信号的调制技术，这是将电信号转化为光信号并使其携带信息的核心环节。本书详细讲解了强度调制（IM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等模拟调制技术，以及幅度键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等数字调制技术。特别地，对相干光通信中至关重要的相干检测及其对应的调制格式，如BPSK、QPSK、16-QAM等进行了深入分析，揭示了这些调制技术如何提升频谱效率和传输容量。 第三章：光纤传输损耗与色散 光信号在光纤中传输并非毫无损耗，本章深入探讨了两种主要影响传输性能的因素：损耗和色散。损耗主要包括吸收损耗、瑞利散射损耗、弯曲损耗等，并分析了不同类型光纤在不同波长下的损耗特性，解释了为何1.31μm和1.55μm成为光通信的两个重要窗口。色散则是指不同频率或不同模式的光在光纤中传播速度不一致，导致信号脉冲展宽，从而限制传输速率和距离。本书详细阐述了三种主要的色散：材料色散、波导色散和模式色散。针对这些问题，详细介绍了色散补偿技术，包括色散位移光纤（DSF）、非零色散位移光纤（NZDSF）、光栅补偿器、掺铒光纤放大器（EDFA）中的色散补偿特性，以及高阶调制格式下的色散管理策略。 第四章：光电探测与接收 本章关注光信号的接收端。详细介绍了各种光电探测器的基本原理、结构和性能参数，包括PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。重点分析了这些探测器的响应速度、灵敏度、量子效率、噪声等关键指标，以及它们如何将接收到的光信号转换为电信号。接着，深入探讨了光接收机的设计，包括前置放大器、限幅放大器、时钟提取电路以及判决电路等关键组成部分。特别地，对相干光接收机中的本地振荡器（LO）及其与输入信号的混合过程进行了详尽解释，这对于理解相干光通信的性能至关重要。 第五章：光信号的放大与再生 为了克服光纤传输中的损耗，实现长距离通信，信号的放大和再生技术至关重要。本章首先详细介绍了光纤放大器的原理和类型，特别是掺铒光纤放大器（EDFA）的结构、工作机制、增益特性、噪声特性及其在光网络中的广泛应用。还探讨了拉曼放大器等其他类型的光纤放大器。随后，深入分析了光信号的再生技术，包括光-光-光（O-O-O）再生和电-光-电（E-O-E）再生。重点讲解了如何在不将光信号转换为电信号的情况下进行光信号的整形、再生和时钟恢复，这对于构建高效、低成本的光网络至关重要。 第六章：光网络的组成与拓扑结构 本章将视角从单个光纤链路扩展到整个光网络。介绍了光网络的层次结构，包括接入网、汇聚网和核心网。详细分析了各种光网络拓扑结构，如点对点（P2P）、总线型、环型、星型和全连接型，以及它们的优缺点和适用场景。重点讲解了当前主流的光传输网络架构，如同步光纤网络（SONET/SDH）和波分复用（WDM）网络。阐述了 WDM 技术如何通过在同一根光纤中传输多个不同波长的光信号来极大地提高传输容量，并详细介绍了密集波分复用（DWDM）和粗波分复用（CWDM）的区别与联系。 第七章：波分复用（WDM）技术详解 本章对 WDM 技术进行更为深入的探讨。详细介绍了 WDM 系统的关键组件，包括光源（激光器阵列）、复用器（MUX）和解复用器（DEMUX），以及它们的性能要求。重点分析了 WDM 中的波长分配、通道间隔、滤波技术和光栅技术。深入讲解了 DWDM 技术如何实现上百个甚至上千个波长的复用，从而将光纤的传输容量推向极致。还探讨了 WDM 系统的设计考虑，包括通道规划、信道监测、保护倒换机制以及与现有网络的兼容性。 第八章：光交换技术 在现代高速率、大容量的光网络中，光交换技术扮演着至关重要的角色。本章详细介绍了各种光交换技术，包括基于微机电系统（MEMS）的光开关、基于液晶（LCOS）的光栅交换、基于液晶（LCOS）的二维光开关、基于热光效应的光开关以及基于电光效应的光开关。深入分析了这些技术的工作原理、性能指标（如插入损耗、串扰、切换时间）以及它们在不同光网络中的应用，如动态带宽分配、网络重构和故障恢复。 第九章：光网络的设计、优化与管理 构建一个高效、稳定、可扩展的光网络需要精心的设计、持续的优化和精细的管理。本章讨论了光网络的路由策略、带宽分配算法以及流量工程。详细阐述了如何进行网络规划，包括链路预算、功率分配、通道规划和选路。重点介绍了网络监控、性能评估、故障诊断和维护的手段，以及网络管理系统（NMS）在自动化管理中的作用。还探讨了网络可靠性设计，包括保护倒换机制、冗余配置和动态资源分配。 第十章：光通信技术的前沿与未来展望 本章将目光投向光通信技术的未来发展。介绍了正在兴起和发展中的前沿技术，如超高速光通信（Tb/s 级别）、多维复用技术（如偏振复用、模复用）、空分复用（SDM）、光子集成电路（PIC）、相干光通信在更高速率下的应用、人工智能在光网络中的应用（如智能路由、预测性维护）、量子通信与光网络的融合以及面向下一代互联网（如6G）的光网络架构。本书对这些新兴技术进行了深入分析，并对其潜在的应用场景和发展前景进行了展望，为读者描绘了未来光通信技术的宏伟蓝图。 总结： 《现代光纤通信系统：原理、设计与前沿技术》以其系统性的理论阐述、深入的技术分析和对前沿技术的广泛覆盖，成为光纤通信领域的一本不可或缺的参考书。本书适用于从事光通信、光网络、电信工程、计算机网络等领域的研究人员、工程师、技术人员以及相关专业的学生。通过阅读本书，读者将能够深刻理解光纤通信的奥秘，掌握现代光网络的运行机制，并对未来的技术发展趋势有清晰的认识，从而为推动信息社会的持续发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我之前看过几本号称是“光通信入门”的书籍，但读完后总感觉自己像是掌握了一些零散的工具，而非建立起一个完整的知识框架。这本书的价值恰恰在于其系统性。它不是简单地罗列技术名词，而是围绕着“如何高效、稳定地传输数据”这一核心命题，构建了一个严密的知识链条。从光纤的物理特性，到半导体激光器的设计原理，再到信号的编码与纠错机制，每一章都像是为下一章做足了铺垫。我特别喜欢它在讨论“高阶调制格式”时采用的视角，作者没有直接给出复杂的星座图，而是先回顾了早期的二进制传输的局限性，然后自然而然地引出PM-QPSK等技术的必要性和优势，这种层层递进的叙事方式，让学习曲线变得平滑而富有逻辑性。如果你想真正理解光通信网络是如何从理论走向万兆速率的，这本书无疑是最好的“筑基石”。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对排版和字体有轻微强迫症的人，很多技术书籍的印刷质量实在不敢恭维，拿到手没两天就感觉眼睛酸涩。但这本书的装帧和印刷质量真的值得称赞。纸张选择了那种略带磨砂质感的哑光纸，对眼睛非常友好，即便是长时间在台灯下阅读那些复杂的眼图和时域波形图，眼睛的疲劳感也明显减轻了。而且，书中的公式排版极为工整，符号的清晰度极高，这在阅读涉及大量希腊字母和下标的物理公式时，是至关重要的。很多国内翻译的书籍在这方面处理得很粗糙，导致阅读时需要反复辨认符号的含义。这本书在这方面做到了近乎完美，体现了出版方对知识传播质量的尊重。这种细节上的用心，极大地提升了阅读的沉浸感和愉悦度，让我更愿意沉下心来钻研那些复杂的数学模型。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我的第一印象是相当的朴实，没有太多花哨的图形，就是那种典型的理工科教材风格，厚厚的，拿在手里沉甸甸的，让人感觉内容一定很扎实。我是在准备一个关于光通信的项目时偶然发现它的，当时急需一本能快速上手、又兼顾理论深度的参考书。刚翻开目录时，就被它清晰的逻辑结构吸引住了，从最基础的光波导原理讲起，一步步深入到具体的调制解调技术和网络架构，简直就像一位经验丰富的导师，带着你从零开始构建知识体系。特别是它对一些复杂概念的图示化解释，简直是神来之笔，那些原本在其他书里看着像天书的公式和原理，通过那些精妙的插图，瞬间变得清晰明了，这极大地降低了我学习的心理门槛。我花了一整个周末时间通读了前几章，发现作者的叙述语言非常严谨，但又充满了对细节的关注，不像有些专业书籍那样冷冰冰的公式堆砌，而是能感受到作者在引导你思考“为什么是这样”而非仅仅告诉你“它是这样”。总体来说，这本书的体量和内容深度，预示着它会成为我案头上未来很长一段时间的“宝典”。

评分☆☆☆☆☆

对我来说，一本好的专业书评判标准之一是看它是否能激发进一步探索的欲望。这本书在这方面做得非常出色，它不光解决了我当前项目中的具体问题，更在很多关键技术点上抛出了“前沿挑战”和“未来趋势”的思考题。例如，在讨论相干检测技术时，作者用了一小节篇幅探讨了如何应对未来Tbps级别传输中对本地振荡器线宽的极端要求，这立刻让我开始思考当前DSP算法的局限性以及硅光集成可能带来的解决方案。这本书的深度和广度，使得它不仅仅是一本教材，更像是一份研究路线图的指引。它不会把所有答案都喂给你，而是提供了一个足够坚实的基础平台，让你有信心去挑战更深层次的、尚未完全解决的技术难题。每次合上书本，我都会感觉脑子里充满了新的问题和亟待验证的想法，这种被“点燃”的学习状态，才是阅读一本优秀技术著作最大的收获。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我刚拿到手的时候，心里是有点忐忑的，毕竟“德文原著翻译”的标签有时候意味着晦涩难懂，尤其涉及到高速光网络这种尖端技术。但阅读体验完全超出了我的预期。这本书的行文节奏掌握得非常好，它不会让你在基础概念上停留太久而感到厌烦，也不会在深入到前沿技术时突然掉链子。我尤其欣赏它在案例分析上下的功夫，书中穿插了大量的实际工程案例和仿真结果的对比，这让书本上的理论知识瞬间活了起来，不再是空中楼阁。比如，它对不同光纤类型在长距离传输中的损耗和色散控制的对比分析，简直是教科书级别的详尽，配上详尽的数学推导，让你不仅知道结果，更明白背后的物理机制是如何运作的。这对于我这种既需要理论支撑又需要工程实践指导的人来说，简直是太及时雨了。我甚至会特意去翻阅那些看起来很“硬”的部分，因为我知道，在作者的笔下，这些难点最终都会被梳理得井井有条。