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梁猛，刘崇琪，杨祎 著

图书标签:

• 光纤通信
• 光纤
• 通信
• 网络
• 信息技术
• 物理学
• 工程技术
• 光电子学
• 信号处理
• 现代通信

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115397683

版次：1

商品编码：11760907

包装：平装

丛书名： 21世纪高等院校信息与通信工程规划教材

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：胶版纸

页数：211

正文语种：中文

编辑推荐

1．编排特色：分模块介绍，包含基础篇、器件篇、系统与网络篇。
2．注重应用：把概念和技术渗透到应用中。器件应用于系统，系统在网络中的使用，技术在系统和网络中的体现，达到不同层次的应用目标。
3．内容覆盖面广：本教材的器件、系统与网络等篇章涵盖了光纤通信领域的主要组成部分。
4．紧跟新技术：除基础篇外，其他篇章都能够跟踪前沿技术，开拓思路，树立创新意识。

内容简介

本书系统介绍和阐述了光纤通信的基本原理和技术。全书分为基础篇和提高篇两个部分。基础篇以特性、应用为重点，介绍光纤通信系统中的光纤、光发射和光接收，各类线路器件、光放大、色散补偿和复用等线路技术，以及光纤通信系统和网络基础。提高篇以实现原理为重点，深入介绍光纤通信系统中的光源、光检测器、光放大器等典型有源器件，波分复用器、光隔离器、光环行器等典型无源器件，SDH、MSTP、OTN等光传输网系统、PON等光接入网系统。基础篇从基本知识出发，以便读者先能构建起光纤通信系统体系框架；提高篇可帮助读者根据需要进一步深入学习相关知识。
本书可作为通信工程、电子信息工程、光信息科学与工程等相关本科专业的教材或相关研究生的教学参考书，也可以作为从事光纤通信工作的科技人员参考。

作者简介

梁猛，博士，西安邮电大学副教授，从事光纤通信相关的教学和科研工作20年，曾出版《光纤通信》、《电信传输理论》等教材。

内页插图

目录

上篇 基 础 篇 1
第1章 光通信概论 1
1．1光通信的基本概念 1
1．1．1通信的基本概念 1
1．1．2光通信的概念 2
1．1．3光纤通信系统的构成 3
1．2光纤通信的发展历史 3
习题 6
第2章 光纤 7
2．1光纤的结构、类型 7
2．1．1光纤的结构 7
2．1．2光纤的类型 7
2．2光纤的射线分析 9
2．2．1光在介质中的传播规律 9
2．2．2阶跃光纤射线分析 9
2．2．3渐变光纤射线分析 13
2．3光纤传输特性 14
2．3．1光纤损耗特性 14
2．3．2光纤色散 16
2．3．3光纤的非线性 19
2．4光纤的制造、光缆 21
2．4．1光纤的制造 21
2．3．2光缆 24
2．5 ITU建议 29
2．5．1 G．651光纤 29
2．5．2 G．652光纤 29
2．5．3 G．653光纤 29
2．5．4 G．654光纤 29
2．5．5 G．655光纤 30
2．5．6 G．656光纤 30
2．5．7 G．657光纤 30
习题 30
第3章 光发射和光接收 32
3．1光源与光发射机 32
3．1．1光纤通信对光源的要求 32
3．1．2半导体激光器（LD）及其特性 32
3．1．3半导体发光二极管（LED）及其特性 39
3．1．4光发射机及其性能参数 41
3．2 光电检测器和光接收机 44
3．2．1光纤通信对光电检测器的要求 44
3．2．2光电检测器类型 45
3．2．3光电检测器性能参数 46
3．2．4光接收机的组成原理和性能 48
习题 50
第4章 线路器件与技术 52
4．1线路器件 52
4．1．1光隔离器 52
4．1．2光环行器 54
4．1．3光纤连接器 54
4．1．4光耦合器 58
4．1．6光纤光栅 59
4．1．7光衰减器 63
4．1．8光开关 64
4．1．9光调制器 66
4．2线路技术 67
4．2．1光复用技术 67
4．2．2光放大技术 72
4．2．3色散补偿技术 75
习题 77
第5章 系统和网络 79
5．1数字光纤通信系统 79
5．1．1点对点的数字光纤通信系统的组成 79
5．1．2光线路编码 81
5．1．3光纤通信系统的监控系统 83
5．1．4系统的性能指标 83
5．1．5系统中继距离的设计 87
5．2 光传输网 88
5．2．1光纤传输系统的网络拓扑结构 89
5．2．2 SDH系统与网络 89
5．2．3 WDM系统与网络 93
5．2．4 OTN系统与网络 95
5．3 光接入网 98
5．3．1 接入网定义 98
5．3．2无源光接入网 99
5．3．3有源光接入网 100
习题 100
下篇 提 高 篇 102
第6章 光器件技术 102
6．1光源 102
6．1．1 激光物理基础 102
6．1．2半导体激光二极管 104
6．1．3半导体发光二极管 108
6．2半导体光电二极管 109
6．2．1 PN光电二极管 109
6．2．2 PIN光电二极管 110
6．2．3 APD光电二极管 111
6．3光放大器 111
6．3．1半导体光放大器（SOA） 111
6．3．2掺铒光纤放大器（EDFA） 112
6．3．3拉曼光纤放大器 116
6．3．4布里渊光纤放大器 118
6．4光隔离器、光环行器 119
6．4．1偏振态的控制 119
6．4．2光隔离器 120
6．4．3光环行器 122
6．5光耦合器 124
6．5．1光学分束型光耦合器 124
6．5．2消逝场耦合型光耦合器 125
6．6波分复用器 126
6．6．1色散型波分复用器 126
6．6．2阵列波导光栅（AWG） 127
6．6．3干涉滤波片型波分复用器 128
6．6．4熔锥型波分复用器件 129
6．6．5光梳状滤波器(Interlever) 129
6．6．6其他类型 129
6．7光纤光栅 130
6．7．1光纤光栅的制作 130
6．7．2光纤光栅的工作原理 131
6．8电光调制器 134
习题 137
第7章 光传输网 138
7．1 SDH系统 138
7．1．1 SDH的速率与帧结构 139
7．1．2 SDH的复用结构 141
7．1．3 139．264Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 142
7．1．4 34．368Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 146
7．1．5 2．048Mbit/s支路信号复用成STM-N信号 148
7．1．6 虚容器的级联 150
7．1．7 SDH的开销字节 153
7．1．8 SDH的设备功能块 157
7．1．9 SDH的网同步 163
7．1．10 SDH的分层结构 166
7．1．11 SDH的网管系统 173
7．2基于SDH的多业务传送平台 174
7．2．1 MSTP技术的工作原理 174
7．2．2 MSTP技术的关键技术 175
7．2．3 MSTP的应用 177
7．3 WDM系统 179
7．3．1 波分复用系统的工作原理 180
7．3．2 DWDM系统的组成 181
7．4 OTN系统 184
7．4．1 OTN的概念 184
7．4．2 OTN的分层结构 185
7．4．3 OTN的速率等级与帧结构 187
7．4．4 OTN的开销 188
7．4．5 OTN的映射与复用结构 193
7．4．6 OTN的设备 197
7．4．7 OTN的组网与应用 201
习题 203
第8章 光接入网系统 206
8．1 概述 206
8．2 无源光网络（PON） 208
8．2．1 无源光网络（PON）的拓扑结构 208
8．2．2 无源光网络（PON）的关键技术 210
8．2．3 APON技术 212
8．2．4 EPON技术 212
8．2．5 GPON技术 213
8．2．6 PON的技术比较 214
8．3有源光接入网 215
8．4 EPON设备的应用实例 215
习题 217
参考文献 218

前言/序言

《星辰的低语》 简介 在浩瀚无垠的宇宙深处，是否存在着超越我们认知维度的生命？它们是否以我们无法理解的方式交流，它们的文明是否比我们古老无数倍，它们又如何感知时间的流逝，宇宙的诞生与终结？《星辰的低语》将带您踏上一场波澜壮阔的探索之旅，揭开宇宙生命奥秘的面纱，追寻那些隐藏在星辰之间，肉眼不可见，却又真实存在的低语。 本书并非一本冷冰冰的科学论文集，而是一部充满人文关怀与哲学思辨的科普巨著。作者以其深厚的跨学科知识背景，将天文学、物理学、生物学、信息论、哲学以及古老的东方智慧融为一体，构建了一个宏大而又细腻的宇宙生命图景。您将跟随作者的笔触，穿越星系的尘埃，潜入液态甲烷的海洋，审视奇特的分子结构，想象那些在极端环境下演化出的，颠覆您常识的生命形态。 第一部分：孕育的摇篮——宇宙中的生命元素 我们从宇宙的诞生开始，探索生命赖以存在的基石。从宇宙大爆炸产生的氢与氦，到恒星内部核聚变的炼金术，元素是如何在宇宙中播撒，最终汇聚成行星的？我们详细剖析了水、碳、氮、氧等关键元素的形成过程，以及它们在宇宙中的分布规律。这些元素，看似普通，却是构成生命分子的基本砖块。 然后，我们将目光投向构成生命的最基础单位——分子。DNA、RNA、蛋白质，这些复杂的有机分子是如何在原始星球的条件下，通过一系列的化学反应，从无机物演化而来？我们审视了生命起源的各种假说，从“原始汤”理论到热液喷口假说，从胚种论到panspermia（宇宙生命起源论），从米勒-尤里实验的启示到更前沿的分子自组装研究，为您呈现生命起源的多种可能性。您将了解到，即使在最不可能的环境中，生命也可能以我们意想不到的方式悄然萌芽。 第二部分：形态万千——宇宙生命的多样性猜想 一旦生命得以孕育，它又将如何演化，呈现出怎样的形态？本书将大胆地跳出地球生命的单一模板，畅想宇宙中可能存在的千姿百态的生命形式。 硅基生命： 在那些遥远的、以硅而非碳为骨架的星球上，生命可能呈现出晶莹剔透、结构稳定、耐受极端温度的形态。它们的“血液”可能是液态硅，它们的“呼吸”可能是在高温下进行的化学反应。它们如何感知世界？它们的“思维”又将以何种方式运作？ 能量生命： 也许，生命并非总是需要实体。在那些拥有强大电磁场或奇异能量场的星球上，纯粹的能量形态的生命是否存在？它们如何聚集、分裂、交流？它们是否能够影响物理定律？ 气态生命： 在那些拥有浓厚大气层的巨型行星上，生命可能漂浮在云层之中，以吸收大气中的特定气体为生，或者利用行星磁场进行迁徙。它们的身体结构可能极具弹性，能够承受巨大的气压。 信息生命： 随着科技的进步，我们自身也在向信息化迈进。是否存在着一种完全以信息为载体的生命？它们可能存在于网络中，或者以某种我们无法理解的量子态存在。它们是否能够脱离肉体，实现永恒？ 本书将通过对各种极端环境的分析，结合生物学和化学的最新研究成果，为您描绘出一幅幅令人惊叹的宇宙生命图景。我们将探讨生命演化的驱动力，以及环境选择压迫下，生命可能采取的多种适应策略。 第三部分：沟通的桥梁——宇宙文明的交流方式 如果宇宙中存在生命，那么更进一步，是否存在着能够发展出文明的生命？它们又将如何进行交流？ 无线电波与光学信号： 这是我们目前最主要的搜寻方向。我们将回顾SETI（搜寻地外文明计划）的历史，分析我们发送和接收信号的局限性，并探讨更先进的信号探测技术。 超越光谱的语言： 假设存在比我们更先进的文明，它们可能掌握了我们尚未理解的通讯方式。本书将探讨引力波通信、中微子通信，甚至更深层次的量子纠缠通信的可能性。我们甚至会推测，如果文明能够操控时空，它们是否可能以某种形式“穿越”时空进行交流？ 生命形态与交流方式的关联： 硅基生命会如何与我们交流？能量生命又会以何种方式传递信息？不同的生命形态，必然带来不同的交流方式，我们将深入探讨这种必然的联系。 非语言的宇宙信号： 除了主动发出的信号，文明可能在宇宙中留下一些“痕迹”或“遗迹”。例如，巨大的工程造物、改变星系形态的活动，或者某种被高度组织的宇宙现象，这些都可能成为它们存在的证据，以及我们解读其文明特性的线索。 理解的鸿沟： 即使我们接收到了信号，理解其含义也可能是一个巨大的挑战。本书将从语言学、符号学、信息论的角度，探讨如何破译可能存在的宇宙语言。我们将反思人类自身的认知局限，以及跨越巨大的文化和物种差异来建立理解的可能性。 第四部分：宇宙的回响——哲学与伦理的深思 《星辰的低语》并非仅仅局限于科学探索，它更引导我们进行深刻的哲学反思。 我们是孤独的吗？ 探索地外生命的意义，最终指向的是我们自身在宇宙中的位置。如果宇宙中充满了生命，那么“人类”的独特性将如何被重新定义？我们的价值观、我们的存在意义，又将如何调整？ 文明的轨迹： 观察宇宙，我们或许能看到无数文明的兴衰更迭。是什么因素导致文明的繁荣与衰亡？是资源枯竭？是内部冲突？还是宇宙本身的演化规律？通过对宇宙生命可能的演化轨迹的猜想，我们也能反观人类自身的未来。 接触的伦理： 如果我们真的发现了地外文明，我们应该如何与之接触？是开放交流，还是谨慎观察？是平等对待，还是可能存在着潜在的风险？本书将从伦理学的角度，探讨与未知文明接触可能面临的挑战和责任。 生命本质的再认识： 探索宇宙中的生命，将促使我们重新审视“生命”本身的定义。生命是否必然是碳基的？是否必然需要水？是否必然遵循进化论的路径？我们对生命的理解，是否过于狭隘？ 宇宙的终极命运与我们的角色： 宇宙是无限的，还是有边界的？宇宙的终极命运是什么？而我们，作为宇宙中的一员，又扮演着怎样的角色？本书将带您思考这些宏大而又令人敬畏的问题。 结语 《星辰的低语》是一次思想的启航，一次对未知的浪漫遐想，一次对生命本质的深刻追问。本书作者以其独特的视角和深厚的学养，将科学的严谨与文学的想象巧妙地结合，为读者呈现了一场前所未有的宇宙生命之旅。在这趟旅程中，您将不再感到孤单，您将听到来自星辰深处的低语，它们可能是遥远的呼唤，也可能是古老的智慧，更可能是关于生命最深邃的秘密。这本书将点燃您内心深处对宇宙的好奇，激发您对生命起源和未来的无限思考。翻开它，您将开始一场与宇宙星辰对话的奇妙旅程。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计非常吸引人，封面上的光纤图案流光溢彩，金属质感的书脊给人一种专业且高端的感觉。翻开第一页，纸张的触感温润细腻，散发着淡淡的油墨香，让人迫不及待地想沉浸其中。我本来对这个领域知之甚少，但书中精美的插图和清晰的图表，将那些抽象的技术概念变得生动易懂。例如，有一章详细介绍了光信号在光纤中传输的物理原理，作者用了一种非常形象的比喻，将光纤比作一条精心设计的“信息高速公路”，而光信号则是飞驰其中的“数据车辆”。通过这种方式，我不再感到枯燥乏味，而是能够轻松理解光是如何被引导、传输，以及在不同场景下所遇到的各种挑战。书中对不同类型光纤的介绍也做得相当出色，从单模光纤的纤细而高效，到多模光纤的粗壮而灵活，都配有详实的对比和实际应用案例。我尤其对书中关于光纤损耗的章节印象深刻，它深入浅出地解释了光信号衰减的原因，以及如何通过各种技术手段来补偿和克服这些损耗，这对于我理解整个通信系统的稳定性至关重要。总的来说，这本书在内容呈现上做到了专业性和易读性的完美结合，让我这个门外汉也能从中获得丰富的知识和深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格堪称一股清流，它没有那种令人生畏的学术腔调，而是充满了作者对于光纤通信领域的热情和洞察。读起来就像是与一位经验丰富的工程师在深夜围炉夜话，他娓娓道来，将那些复杂的理论和技术细节，转化成一个个引人入胜的故事和生动的场景。尤其令我赞叹的是，作者在讲解一些前沿技术时，并没有止步于概念的罗列，而是深入剖析了这些技术背后的发展脉络和未来趋势。比如，在探讨光子集成电路时，作者不仅介绍了其基本原理和构成，还详细分析了当前该领域面临的挑战，以及未来可能的发展方向，这让我看到了这个学科的蓬勃生命力和广阔前景。书中对一些经典实验和理论的阐述也极其到位，往往能从一个看似微不足道的现象出发，引导读者去思考更深层次的原理。我记得有一段关于瑞利散射的讲解，作者用非常诗意的语言描述了光在介质中传播时遇到的“小麻烦”，但同时也揭示了这种“麻烦”背后蕴含的深刻物理规律，让人拍案叫绝。阅读这本书，不仅是知识的积累，更是一次思维的启迪，让我对光纤通信这个曾经遥不可及的领域，产生了浓厚的兴趣和深刻的敬意。

评分☆☆☆☆☆

这本书的论述逻辑严谨，结构清晰，每一个章节的过渡都自然而流畅，仿佛一条精心铺设的轨道，引导着读者一步步深入探索光纤通信的奇妙世界。作者在讲解复杂概念时，总能恰到好处地引入相关的理论模型和数学公式，并且配以详尽的解释，确保读者能够理解其推导过程。我特别欣赏书中关于光纤传感技术的那部分内容，作者不仅介绍了其基本原理，还列举了大量实际应用案例，从环境监测到医疗诊断，让我看到了光纤技术在各个领域所展现出的巨大潜力。此外，书中对光纤通信网络安全性的探讨也引起了我的高度重视，作者深入分析了潜在的安全威胁，并提出了一系列有效的防护措施，这对于保障现代社会的信息安全至关重要。整体而言，这本书在学术性和实用性之间取得了绝佳的平衡，既有深入的理论分析，又不乏前沿技术的介绍，对于希望系统学习光纤通信的读者而言，绝对是一本值得反复研读的经典之作。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是在探索一个神秘而又充满魅力的世界。作者以一种非常引人入胜的方式，将那些晦涩难懂的科学原理，转化为一个个生动形象的描述。我尤其喜欢书中关于光在光纤中“跳跃”的类比，仿佛可以看到无数个小小的光粒子，在纤细的玻璃丝中，以令人难以置信的速度奔跑、反弹，最终抵达目的地。这种具象化的解读方式，极大地降低了理解门槛，让我能够轻松地掌握那些核心概念。书中对不同传输模式的讲解，也让我大开眼界，我第一次了解到，原来光信号在传输过程中，不仅仅是直线前进，还会受到各种奇妙的“引导”和“约束”。对光开关和光路由器的介绍，更是让我惊叹于现代通信技术的精妙设计，它们就像是信号传输中的“交通指挥官”，确保着信息的畅通无阻。这本书不仅教授了知识，更激发了我对这个领域的无限好奇心，让我渴望去了解更多关于光纤通信的奥秘，去探索它在未来社会中所扮演的越来越重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事相关技术工作的从业者，我一直以来都在寻找一本能够系统性梳理和深入剖析光纤通信技术发展历程的书籍，而这本书恰好满足了我的需求。它不仅仅是一本技术手册，更像是一部引人入胜的行业史诗。作者以宏大的视角，将光纤通信从最初的萌芽状态，一步步发展到如今万物互联的时代，描绘了一幅波澜壮阔的画卷。书中对每一项关键技术突破的背景、过程和影响都进行了详尽的考证和分析，比如PAM4信号在高速光通信中的应用，作者不仅解释了其技术优势，还深入探讨了它所带来的挑战，以及如何通过先进的信号处理技术来克服这些挑战。阅读过程中，我时常会联想到自己参与过的项目，书中提到的很多技术细节和解决方案，都与我的实际工作经验不谋而合，这让我感到异常的亲切和受用。此外，作者对行业发展趋势的预测也十分精准，书中关于下一代光网络架构的讨论，为我今后的技术研究和职业发展提供了宝贵的参考。这本书的内容深度和广度都非常令人满意，对于任何希望深入了解光纤通信技术的人来说，都是一本不可或缺的宝藏。