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方志豪，朱秋萍，方锐著 著

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• 光传输
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• 信号传输

店铺： 北京爱读者图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121070020

商品编码：29594717147

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

定价：27.00元

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

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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

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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

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作者介绍

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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

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序言

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《光纤通信原理与应用》图书简介 一、 概述 《光纤通信原理与应用》是一部系统性、理论性与实践性相结合的专著，旨在为读者构建一个全面、深入的光纤通信知识体系。本书内容涵盖了光纤通信系统的基础理论、关键技术、核心器件以及广泛的应用领域，力求以清晰的逻辑、严谨的论证和丰富的实例，引导读者从宏观到微观，理解光纤通信技术发展的脉络，掌握其核心精髓。本书适合高等院校电子信息、通信工程、光电子技术等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事光通信领域科研、设计、工程和技术管理工作的专业人士阅读。 二、 内容详述 本书共分为十五个章节，每个章节都围绕光纤通信的核心议题展开，层层递进，相互印证。 第一章 绪论 本章首先回顾了通信技术发展的简史，阐述了信息时代对通信技术提出的更高要求，引出了光纤通信作为下一代信息传输 backbone 的重要性和不可替代性。接着，详细介绍了光纤通信的产生背景、发展历程以及其相对于传统电通信技术的显著优势，如高带宽、低损耗、抗电磁干扰、保密性强等。最后，勾勒出本书的整体框架和主要内容，为读者接下来的学习奠定基础。 第二章 光纤的传输特性 本章深入剖析了光纤作为信息传输介质的物理特性。重点介绍了光在光纤中的传播机理，包括全反射原理、光纤的结构（纤芯、包层、涂覆层）及其作用。详细阐述了光纤的两种基本模式：单模光纤和多模光纤，分析了它们在导光性能、模间色散等方面的差异，以及各自的适用场景。此外，本章还深入探讨了光纤中的损耗机理，包括吸收损耗、散射损耗（瑞利散射、米氏散射）和弯曲损耗，并介绍了降低损耗的技术手段。色散是限制光纤通信速率和传输距离的关键因素，本章对模式色散、材料色散和波导色散进行了详细的解析，并提出了补偿色散的方法。 第三章 光源器件 作为光信号的“起点”，光源器件的性能直接影响着整个光纤通信系统的质量。本章首先介绍了半导体光源的基本原理，包括PN结的发光机理。重点讲解了两种主流的光源器件：发光二极管（LED）和半导体激光器（LD）。对于LED，详细介绍了其结构、工作原理、光谱特性、调制特性以及在光纤通信中的应用。对于LD，则深入探讨了其结构（如结型、量子阱、量子点激光器）、工作原理（受激辐射）、工作特性（阈值电流、光输出功率、光谱线宽、调制响应）以及与LED在性能上的对比。此外，本章还提及了其他类型的激光器，如分布式反馈（DFB）激光器和调谐激光器，它们在高性能光通信系统中的重要作用。 第四章 光探测器件 光信号经过长距离传输后，需要被可靠地探测和转换成电信号。本章详细介绍了光探测器件的基本原理，包括光电效应。重点讲解了两种常用的光探测器：光电二极管（PD）和雪崩光电二极管（APD）。对于PD，分析了其结构、工作原理、响应时间、量子效率、暗电流等关键参数，以及PIN光电二极管的优势。对于APD，深入阐述了其内部增益机制、倍增过程、增益与电压的关系、噪声系数等，并与其他探测器进行了性能比较。本章还简要介绍了其他类型的光探测器，如光电倍增管（PMT）及其在特定应用中的作用。 五章 光调制与解调技术 光信号的调制是将信息加载到光载波上的过程，而解调则是信息恢复的过程。本章从信息传输的角度出发，详细阐述了各种光调制技术。首先介绍了直接调制和外部调制的概念，以及它们各自的优缺点。接着，详细讲解了幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）以及数字调制方式，如振幅键控（ASK）、频率键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交振幅调制（QAM）。特别地，本章深入分析了相干光通信中重要的调制格式，如单边带（SSB）、双边带（DSB）以及其在提高频谱利用率和传输距离方面的优势。在解调方面，本章介绍了直接解调和相干解调技术，并深入分析了相干检测的原理、优势以及关键技术，如本振激光器的选择和同步。 第六章 光放大器 光放大器是克服光信号在传输过程中损耗、实现超长距离传输的关键器件。本章详细介绍了各种类型的光放大器。重点讲解了掺铒光纤放大器（EDFA），包括其工作原理（受激辐射）、增益特性、噪声特性、泵浦光波长以及其在C波段和L波段的应用。此外，本章还介绍了半导体光放大器（SOA），分析了其工作原理、增益特性、饱和效应以及与EDFA的比较。其他类型的光放大器，如拉曼放大器，也进行了简要介绍。本章还讨论了光放大器的噪声分析，如信号自额外带噪声（ASE）和信号-信号非线性噪声，以及如何优化放大器的性能。 第七章 光电混合集成 为了提高系统的集成度、降低功耗和成本，光电混合集成技术应运而生。本章介绍了光电器件的集成化发展趋势，包括硅光子学技术、III-V族材料与硅的集成。详细阐述了将光源、调制器、探测器等光电子器件集成在同一芯片上的挑战与机遇。本章讨论了不同材料的特性以及如何实现高效的异质集成和同质集成。此外，还介绍了混合集成在制造工艺、封装技术方面的进展，以及其在高速光通信、数据中心互连等领域的应用前景。 第八章 光纤通信系统设计 本章将前几章介绍的器件和技术有机地结合起来，讲解光纤通信系统的整体设计原则和流程。从系统指标（如误码率、信噪比、传输速率、传输距离）出发，详细分析了系统链路的损耗预算、功率预算以及色散预算。本章介绍了不同类型的光纤通信系统，如点对点系统、多用户接入系统（如PON）和长途传输系统。同时，还讨论了系统设计中的关键考虑因素，如网络拓扑、设备选型、冗余设计以及可维护性。 第九章 光纤通信系统中的非线性效应 随着传输速率的不断提高和传输距离的不断增加，光纤中的非线性效应成为限制系统性能的重要因素。本章深入探讨了各种非线性效应，包括自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM）和受激拉曼散射（SRS）、受激布里渊散射（SBS）。详细分析了这些效应产生的原因、对信号的影响以及在不同光纤类型和传输条件下的表现。本章还介绍了抑制和补偿这些非线性效应的技术，如通过优化光纤参数、使用啁啾脉冲、以及采用数字信号处理（DSP）等方法。 第十章 光接入网（PON）技术 光接入网是连接用户终端与核心网的关键环节，其发展对宽带接入至关重要。本章详细介绍了无源光网络（PON）技术，包括其网络结构（OLT、ONU/ONT、ODN）、工作原理和关键技术。重点讲解了不同代的PON技术，如EPON、GPON、10G-EPON、XG-PON、XGS-PON等，分析了它们在速率、带宽、分光比、协议等方面的演进。本章还讨论了PON系统的关键挑战，如动态带宽分配（DBA）、保护机制和安全性。 第十一章 光网络与波分复用（WDM）技术 为了满足日益增长的带宽需求，波分复用（WDM）技术应运而生，能够在一根光纤中传输多个不同波长的光信号。本章详细介绍了WDM技术的基本原理，包括粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）。深入分析了WDM系统的关键器件，如波长选择开关（WSS）、光合路器/分路器（Mux/Demux）和可调谐激光器。本章还讨论了DWDM系统的设计要点，如信道间隔、功率均衡、色散管理以及网络管理。此外，还简要介绍了光网络中的其他重要技术，如光分插复用（OADM）和光交叉连接（OXC）。 第十二章 数据中心互连（DCI） 随着云计算和大数据的发展，数据中心的数量和规模急剧增长，数据中心之间的互连需求也越来越高。本章专注于光纤通信在数据中心互连（DCI）中的应用。详细分析了DCI的特点和需求，如高带宽、低时延、高可靠性以及灵活的业务调度。本章介绍了用于DCI的光模块，如QSFP28、CFP等，以及相应的传输技术，如短距离、中距离和长距离DCI解决方案。此外，还讨论了DCI的演进趋势，如相干光技术的应用和分组光网络。 第十三章 现代光通信系统中的数字信号处理（DSP） 数字信号处理（DSP）技术在现代光通信系统中扮演着越来越重要的角色，用于克服信号失真、提高传输性能。本章详细介绍了DSP在光通信中的应用，包括对信号的均衡（如线性均衡、非线性均衡）、定时恢复、载波相位恢复以及码间串扰（ISI）的补偿。重点讲解了DSP在相干光通信中的应用，如对本振激光器噪声、色散、偏振模式色散（PMD）的补偿。本章还讨论了DSP在调制格式优化、信道编码和前向纠错（FEC）中的应用，以及其对提高频谱效率和传输距离的贡献。 第十四章 未来光通信技术展望 本章将目光投向光纤通信技术的未来发展方向。展望了下一代光网络的技术趋势，如更高阶的调制格式（如16QAM、64QAM）、更先进的FEC技术、以及更灵活的软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）。此外，还讨论了新型光传输介质（如多芯光纤、空芯光纤）的研究进展，以及其在突破传输容量瓶颈方面的潜力。本章还简要提及了量子通信、太赫兹通信等新兴技术与光纤通信的潜在结合。 第十五章 附录 附录部分提供了一些重要的参考资料，如常用光通信名词术语解释、关键器件的典型参数表、以及一些相关的标准和规范信息，旨在为读者提供更便捷的查阅和深入研究的便利。 三、 本书特色 理论扎实，体系完整： 本书从光纤的基本原理出发，循序渐进地引入光纤通信的各个关键技术和器件，构建了一个完整的理论体系。 图文并茂，易于理解： 书中配有大量的示意图、照片和典型曲线图，将抽象的理论概念形象化，便于读者理解和记忆。 突出应用，紧跟前沿： 除了深入讲解理论，本书还大量引用了实际应用案例，特别是现代光通信系统中的最新技术和发展趋势，如DSP、DCI等，展现了技术的先进性。 面向工程，注重实践： 本书的设计紧密结合工程实际，为读者在光纤通信系统的设计、分析和优化方面提供了重要的参考依据。 内容详实，覆盖面广： 涵盖了光纤通信的几乎所有重要方面，既有基础理论，也有前沿技术，是一本不可多得的参考书。 四、 结语 《光纤通信原理与应用》旨在成为读者探索光纤通信世界的得力助手。本书所涵盖的知识将帮助读者深刻理解当前光纤通信技术的现状，掌握其核心原理，并对未来的发展趋势有清晰的认识。通过对本书的学习，读者将能够自信地应对光纤通信领域所面临的挑战，并为信息社会的持续发展贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对通信技术充满好奇的在校学生，一直想找一本能够系统性地了解通信原理的书籍。偶然间看到了这本《光纤通信原理与应用》，它的题目让我觉得内容会比较专业，但实际翻开后，我惊喜地发现它并没有我想象中的那么枯燥。作者似乎非常善于将复杂的概念分解成易于理解的部分，并且非常注重理论与实际应用的结合。我尤其喜欢它在介绍一些关键技术时，会结合实际的工程案例进行讲解，比如光放大器的原理，书中就详细描述了它在长距离传输中的作用，以及不同类型的放大器在不同场景下的优劣。这让我感觉学到的知识不是纸上谈兵，而是能够真正应用到现实世界的。而且，书中穿插的一些插图也非常精美，那些光路图、结构示意图都清晰明了，极大地帮助了我理解抽象的概念。它让我看到了光纤通信是如何构建起我们今天这个信息爆炸的时代，从最初的模拟传输到如今的高速数字传输，每一步都充满了智慧的结晶。这本书确实为我打开了一扇新的大门，让我对通信领域产生了更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对现代科技发展史略有研究的爱好者，我一直在寻找能够全面反映光纤通信这一关键技术演进的书籍。《光纤通信原理与应用》这本书，尽管名字听起来比较学术，但它在内容组织上却展现出一种独特的视角。我发现它不仅着重于技术原理的讲解，更融入了大量关于这项技术如何从实验室走向实际应用的历程。例如，书中在介绍多模光纤和单模光纤时，不仅阐述了它们在结构上的差异，更深入地分析了这种差异如何决定了它们在不同传输距离和带宽需求下的适用性。我尤其欣赏书中对光模块、光开关等关键器件的介绍，它没有停留在简单的功能描述，而是追溯了这些器件的设计思路和技术突破，这对于理解整个光通信系统的演进非常有帮助。读这本书，我仿佛看到了一个充满挑战和创新的技术发展链条，从最初的光信号传输的瓶颈，到后来各种突破性技术如脉冲编码调制、波分复用等相继出现，最终构建起我们今天无处不在的光纤网络。它让我更加清晰地认识到，光纤通信不仅仅是一门技术，更是一段人类智慧不断追求极致的辉煌篇章。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺别致的，一种科技感和人文气息兼具的调调，让我第一时间就想把它捧回家。内容嘛，我刚开始还以为它会给我讲讲那些让人眼花缭乱的光学理论，什么衍射、干涉的，结果完全不是那么回事。它更像是带我走进了一个光的世界，用一种很直观、很接地气的方式，讲述了光是如何被“驯服”来传递信息的。我印象最深的是，作者用了一个非常生动的比喻，把光纤比作一条“光的管道”，把光信号比作在管道里飞驰的“小信使”。读的时候，我脑海里就浮现出无数光点在细长的纤维里穿梭的画面，感觉信息传递的速度简直是超光速的！而且，书中还穿插了一些关于光纤通信发展历史的小故事，比如第一根光纤是如何诞生的，科学家们为了攻克技术难关付出了怎样的努力，这些都让我觉得非常有意思，也更加理解了这项技术来之不易。总的来说，这本书让我对光纤通信的“感性认识”有了质的飞跃，感觉不再是冷冰冰的技术名词，而是充满了智慧和创新的生动实践。

评分☆☆☆☆☆

我一直对互联网背后的技术原理感到好奇，特别是那些能够让信息瞬间传遍全球的技术。这本书的封面设计就给我一种“速度与激情”的感觉，让我迫不及待地想一探究竟。读完之后，我才真正明白，原来我们每天使用的网络，其基石竟然是那么细小的一根根光纤！这本书没有用艰深的术语吓唬我，而是像一位和蔼的老师，一步步地引导我理解光是如何被变成信息，又是如何在高科技的“隧道”里奔跑的。我最喜欢的是关于“光电转换”的部分，作者用非常形象的比喻，把电信号变成光信号，再把光信号变回电信号的过程，描绘得像变魔术一样精彩。它让我深刻地认识到，我们平时看到的各种绚丽多彩的屏幕，背后其实是无数个微小的“光信使”在辛勤地工作。而且，书中还介绍了一些光纤通信在日常生活中的应用，比如高速宽带、高清电视等等，这些都让我感觉这项技术离我们并不遥远，它就在我们身边，默默地改变着我们的生活。

评分☆☆☆☆☆

作为一名有一定年头的老通信人，我阅览过的通信类书籍不下几十本，各种原理、协议、器件的讲解都接触过。拿到这本《光纤通信原理与应用》时，我本以为它只是又一本泛泛而谈的教材，殊不知它却给了我不少惊喜。这本书的编排逻辑非常严谨，从最基础的光信号产生、传输，到接收、处理，层层递进，环环相扣。最让我称道的是，它在讲解过程中，并没有止步于理论的陈述，而是深入剖析了各种实际应用场景下的挑战与解决方案。例如，在讲到光纤损耗时，书中不仅列举了瑞利散射、吸收等基本损耗机制，还进一步探讨了如何通过优化光纤材料、改进耦合技术来降低损耗，这一点对于我们这些做实际工程的人来说，非常有价值。此外，书中对于各种光通信系统的性能指标，如误码率、信噪比等，都有非常详尽的计算公式和分析，这有助于我们更精确地评估和设计系统。虽然我对很多内容已经有所了解，但这本书的深度和广度，以及其对细节的把握，依然让我受益匪浅。