RTDK 光縴通信原理 9787512121843 北京交通大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李唐軍 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 通信原理
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齣版社： 北京交通大學齣版社

ISBN：9787512121843

商品編碼：29595024507

包裝：平裝

齣版時間：2015-01-01

基本信息

書名：光縴通信原理

定價：29.0元

作者：李唐軍

齣版社：北京交通大學齣版社

齣版日期：2015-01-01

ISBN：9787512121843

字數：319000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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李唐軍主編的《光縴通信原理》在光縴通信係統方麵，涉及當前光縴通信的研究熱點，內容包括高頻譜利用率、高可靠性的高階編碼和糾錯格式，相乾光通信技術、光時鍾提取和光復用等；在光網絡方麵，從SDH到OTN網絡，涵蓋瞭光縴通信原理的各個方麵；結閤通信工程特色專業實驗教學平颱的建設要求，增設瞭大量側重於目前光縴通信領域研究熱點的實驗案例。強調理論聯係實際，力爭使其成為學生順利掌握光縴通信原理與實驗的教材。
　　本書可作為電子信息工程、光電子技術、自動控製、計量檢測和計算機應用等專業光縴通信原理與實驗課程的教學用書，也可供從事光縴通信工作的工程技術人員用作參考書。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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光縴通信係統中的信號傳輸與處理：探索前沿技術與發展趨勢 前言 信息時代的飛速發展，對通信技術提齣瞭前所未有的挑戰與機遇。其中，光縴通信作為信息傳輸的“高速公路”，其重要性不言而喻。本文旨在深入探討光縴通信係統中信號傳輸與處理的關鍵技術，並展望其未來的發展趨勢，為相關領域的研究人員、工程師以及有誌於投身於此行業的技術愛好者提供一個全麵而深入的參考。我們將聚焦於信號在光縴中的傳輸機製、信號的調製與解調技術、信號的放大與再生，以及光網絡中的信號管理等方麵，力求展現光縴通信在現代社會中所扮演的核心角色及其不斷演進的生命力。 第一章：光信號在光縴中的傳輸機製 光信號的傳輸是光縴通信的基石。理解光信號如何在光縴中傳播，是掌握整個通信係統的第一步。 光縴的結構與工作原理： 光縴是一種由縴芯（core）和包層（cladding）構成的透明介質，通常由高純度石英玻璃製成。縴芯的摺射率略高於包層，這種差異是實現全反射的關鍵。光信號在縴芯中以光波的形式傳播，當光綫以小於臨界角（critical angle）的角度射嚮縴芯與包層界麵時，會發生全反射，從而沿著光縴不斷嚮前傳輸，極大地減少瞭能量損耗。 全反射原理： 全反射是光在兩種不同介質界麵上傳播時，當光從摺射率高的介質射嚮摺射率低的介質，且入射角大於臨界角時，光綫全部被反射迴摺射率高的介質的現象。在光縴中，縴芯和包層的摺射率差保證瞭光信號能夠在光縴內部高效地傳輸。 模式與色散： 模式（Mode）： 光信號在光縴中傳播時，並非單一的直綫傳播，而是遵循一定的電磁場分布規律，這些規律被稱為模式。單模光縴（Single-mode fiber, SMF）隻允許一種模式傳輸，從而最大程度地減少瞭模式色散。多模光縴（Multimode fiber, MMF）則允許多種模式傳輸，但會引入模式色散。 色散（Dispersion）： 色散是指不同波長（顔色）的光在光縴中以不同速度傳播，導緻信號脈衝展寬的現象。主要包括： 模式色散（Modal Dispersion）： 存在於多模光縴中，由於不同模式的光傳播路徑不同，導緻到達時間的差異。這是多模光縴中最主要的色散成分，限製瞭其傳輸速率和距離。 色散（Chromatic Dispersion）： 存在於單模光縴和多模光縴中，由於光縴材料的摺射率隨波長變化，導緻不同波長的光傳播速度不同。 偏振模色散（Polarization Mode Dispersion, PMD）： 存在於單模光縴中，由於光縴製造過程中的非對稱性，導緻不同偏振態的光傳播速度不同。 損耗（Loss）： 光信號在光縴中傳輸時會發生能量衰減，主要包括： 吸收損耗（Absorption Loss）： 光能量被光縴材料吸收轉化為熱能。 散射損耗（Scattering Loss）： 光波遇到介質的不均勻性産生散射，能量嚮其他方嚮傳播。瑞利散射（Rayleigh scattering）是主要的散射損耗來源，與波長的四次方成反比，因此短波長光損耗更大。 彎麯損耗（Bending Loss）： 光縴在彎麯時，部分光會從縴芯中泄露齣去。宏彎損耗（macrobending loss）是由於較大的彎麯半徑引起，微彎損耗（microbending loss）是由於光縴受到微小的局部壓力引起。 第二章：光信號的調製與解調技術 為瞭將數字信息有效地傳輸到光信號中，需要進行信號的調製。接收端則需要進行解調，從光信號中恢復原始數字信息。 調製（Modulation）： 將數字信息（通常是二進製比特流）疊加到載波光信號上的過程。 強度調製（Intensity Modulation, IM）： 最常用的調製方式，通過改變光源的強度來錶示數字信號的“0”和“1”。例如，開啓光源代錶“1”，關閉光源代錶“0”。 相位調製（Phase Modulation, PM）： 改變光信號的相位來錶示數字信息。 頻率調製（Frequency Modulation, FM）： 改變光信號的頻率來錶示數字信息。 正交幅度調製（Quadrature Amplitude Modulation, QAM）： 結閤瞭相位和幅度調製，能夠攜帶更多信息，提高頻譜效率。例如，16-QAM、64-QAM等。 相乾檢測（Coherent Detection）： 接收端使用本地振蕩器（local oscillator, LO）的光信號與接收到的信號進行混閤，通過測量混閤信號的幅度、相位和極化信息來恢復信號，具有更高的靈敏度和抗噪聲能力，支持更復雜的調製格式。 解調（Demodulation）： 從接收到的調製光信號中恢復原始數字信息的過程。 直接檢測（Direct Detection, DD）： 接收端使用光電探測器將光信號轉換為電信號，然後對電信號進行判決，恢復數字信息。這種方法簡單易行，但靈敏度相對較低。 相乾解調（Coherent Demodulation）： 在相乾檢測的基礎上，對電信號進行進一步處理，以恢復原始信息。 第三章：光信號的放大與再生 在長距離傳輸過程中，光信號會不斷衰減，必須進行放大和再生，以保證信號的完整性。 光放大器（Optical Amplifier）： 直接在光域對光信號進行放大，無需進行光電轉換。 摻鉺光縴放大器（Erbium-Doped Fiber Amplifier, EDFA）： 最廣泛使用的光放大器，在1550nm波長附近具有非常低的損耗和高增益，能夠放大多個信道。 半導體光放大器（Semiconductor Optical Amplifier, SOA）： 基於半導體材料，具有體積小、易於集成等優點，但增益和噪聲特性不如EDFA。 拉曼放大器（Raman Amplifier）： 利用光縴本身的非綫性效應産生放大，可以提供更寬的增益帶寬，並能實現分布式放大。 光再生器（Optical Regenerator）： 對衰減和失真的光信號進行“恢復”的過程，包括信號的整形、時鍾恢復和數據判決，輸齣一個接近原始信號的新信號。這比光放大器能更有效地解決信號纍積的損傷。 光-電-光（O-E-O）再生： 先將光信號轉換為電信號，進行再生處理，再轉換為光信號輸齣。這是目前最成熟的再生技術。 全光再生： 在光域直接進行再生，避免瞭O-E-O轉換的瓶頸，是未來的發展方嚮，但技術難度較大。 第四章：光網絡中的信號管理與處理 隨著光縴通信網絡的不斷擴展，如何高效地管理和處理網絡中的光信號變得尤為重要。 光開關（Optical Switch）： 在光域對光信號的路徑進行切換，實現靈活的網絡連接和流量調度。 光分插復用器（Optical Add-Drop Multiplexer, OADM）： 允許在光縴鏈路中選擇性地添加或刪除特定波長的光信號，實現對波分復用（WDM）信號的管理。 波長轉換器（Wavelength Converter）： 將一個波長的光信號轉換為另一個波長的光信號，用於解決波長衝突、提高網絡資源利用率。 光交叉連接（Optical Cross-Connect, OXC）： 實現多個光信號在不同光縴端口之間的任意連接，是構建大型光網絡的關鍵設備。 光監控與診斷（Optical Monitoring and Diagnostics）： 對光信號的質量、損耗、色散等參數進行實時監控，及時發現和定位網絡故障，保障網絡穩定運行。 第五章：光縴通信的未來發展趨勢 光縴通信技術仍在不斷進步，未來的發展將更加注重提升傳輸容量、降低傳輸成本、增強網絡智能化和可靠性。 超大容量傳輸： 采用更高階的調製格式（如1024-QAM）、更先進的信號處理技術（如數字信號處理，DSP）以及更密集的波分復用（DWDM）技術，不斷突破單光縴的傳輸容量極限。 超長距離傳輸： 結閤分布式拉曼放大、光縴色散補償技術以及先進的信號處理算法，實現信號在更長距離上的無中繼傳輸。 智能光網絡： 引入人工智能（AI）和機器學習（ML）技術，實現光網絡的自優化、自愈閤和智能化調度，提高網絡的服務質量和資源利用率。 空分復用（Space-Division Multiplexing, SDM）： 除瞭傳統的時域和頻域復用，利用光縴的多芯或多模特性，在空間維度上復用光信號，進一步提升傳輸容量。 量子通信與光縴通信的融閤： 探索量子密鑰分發（QKD）等量子通信技術與現有光縴網絡的結閤，為信息安全提供更高級彆的保障。 更低的能耗與成本： 通過優化器件設計、提高集成度、采用更高效的生産工藝，降低光通信設備的能耗和製造成本。 結論 光縴通信作為現代信息社會不可或缺的通信基礎設施，其信號傳輸與處理技術經曆瞭漫長而輝煌的發展曆程。從理解光信號在光縴中的基本傳輸原理，到掌握各種調製解調、放大再生技術，再到構建智能化的光網絡，每一步都凝聚著無數科研人員和工程師的心血。展望未來，隨著技術的不斷突破，光縴通信必將繼續扮演信息時代“數字動脈”的關鍵角色，支撐起更加豐富多彩的數字生活和前沿科技的發展。對這些核心技術的深入理解和持續創新，將是推動光縴通信邁嚮更高峰的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

這本書的價值遠不止於基礎理論的講解，它對當前光通信係統工程實踐的關注度是令我驚喜的。很多教科書在講完基本原理後，就戛然而止，留給讀者的往往是大量“知道怎麼做，但不知道為什麼這麼做”的知識斷層。然而，這本教材在講解完如EDFA增益平坦化、WDM係統中的通道間隔選擇等核心問題後，緊接著就引入瞭實際的係統設計考量。我特彆喜歡其中關於光縴非綫性效應處理的章節，作者沒有簡單地羅列公式，而是結閤瞭最新的商業化設備對這些效應的抑製手段進行瞭分析，比如如何通過控製輸入功率和采用特定的補償模塊來應對四波混頻。這使得書本內容立刻從理論的象牙塔中“走”到瞭實際的網絡部署場景中。對於我們這些渴望將所學應用於實際項目開發的人來說，這種“理論指導實踐”的深度和廣度是無可替代的，它幫助我構建瞭一個更加完整的係統架構師的思維框架，而不僅僅是一個理論計算員的思維。

評分☆☆☆☆☆

我個人對這種理工科教材的行文風格嚮來比較挑剔，很多教材的語言要麼過於學術化，像在啃一本字典，要麼又為瞭追求“易懂”而犧牲瞭嚴謹性。這本書的作者顯然找到瞭一個極佳的平衡點。他們並沒有一味地使用過於拗口的術語，而是在介紹新技術和新概念時，會用一些形象的比喻來輔助理解，這在我深入研究高階調製格式時特彆有用。比如，當解釋到相乾檢測中的本振光概念時，書中用瞭一個非常貼切的類比，一下子就點明瞭其在提高接收靈敏度上的核心作用，而不是僅僅拋齣一個復雜的數學錶達式讓你去硬記。這種教學方法的背後，體現齣的是作者對學習者認知過程的深刻理解。讀起來的感覺是，你不是在被動地接收知識灌輸，而是在和一位經驗豐富的導師進行深度對話。他總能預判到你在哪個知識點上可能會産生睏惑，並提前為你鋪設好理解的階梯。這種循序漸進的引導，讓我在麵對那些涉及偏振模色散（PMD）和非綫性效應這類“攔路虎”時，心理壓力小瞭很多，因為我知道，隻要跟著書上的思路走，總能找到突破口。

評分☆☆☆☆☆

這套書的排版和印刷質量真是沒得說，拿到手裏沉甸甸的，紙張的質感也很好，看著就知道是下瞭功夫的。尤其是那些復雜的公式和圖錶，印得清晰銳利，即便是初學者也能看得清楚明白。我記得我以前看的幾本教材，很多地方的圖例都模糊不清，特彆是涉及到光波導和調製解調的部分，靠著模糊的圖片簡直是瞎猜。但這本《RTDK 光縴通信原理》在這方麵做得非常到位，每一個關鍵結構都標注得清清楚楚，配閤著文字的解釋，讓那些抽象的物理概念一下子就立體起來瞭。翻閱的過程中，我發現作者在章節的過渡上也處理得非常自然，不會讓你感覺突然跳到瞭一個完全不相乾的主題。比如說，從基本的光縴結構講到損耗和色散，再到後來講解係統的鏈路預算，整個邏輯鏈條是環環相扣的。對於我們這些需要通過自學來掌握這門學科的人來說，這種流暢的閱讀體驗至關重要，它極大地降低瞭我們對晦澀理論望而卻步的心理門檻。而且，書本的開本設計也考慮到瞭實際使用，放在書桌上既不占地方，需要攤開看大圖時也足夠舒展，看得齣齣版社在細節上是下瞭真功夫的。

評分☆☆☆☆☆

從版本和資料支持的角度來看，這本教材的可靠性是毋庸置疑的。北京交通大學齣版社的背景本身就自帶一種權威性，確保瞭內容的準確度和前沿性。我注意到書後附帶的參考文獻列錶非常詳盡且新穎，這對於想要進行更深入研究的讀者來說，是一份極好的“導航地圖”。我曾嘗試對照著書中的一個關於相乾光接收器的原理描述，去查閱其引用的最新標準草案，發現其內容與前沿進展基本保持同步。這種對細節的執著，意味著我們不必擔心學到的是幾年前的“過時技術”。更重要的是，書本對於一些關鍵的數學推導過程的處理方式非常細緻，即便是那些看似“顯然成立”的步驟，作者也會給齣簡要的解釋或引用相應的定理，這極大地減少瞭讀者自行“填補空白”的工作量。對於一個希望構建穩固知識體係的人而言，這種嚴謹性是衡量一本優秀教材的黃金標準。

評分☆☆☆☆☆

我必須強調，這本書的結構設計非常有利於不同學習層次的人群。對於剛接觸光通信的學生，前幾章的電磁波導理論和光縴基本特性講解得非常友好，語言平實，圖示直觀，打下的地基非常牢固。而對於已經有一定基礎，想要深入研究高速率、大容量傳輸機製的工程師，中後部的相乾技術、OTN架構以及光網絡層麵（如ASON/GMPLS）的論述則顯得尤為精彩和詳盡。我發現它不像某些教材那樣“一刀切”，而是巧妙地通過章節的難度遞進，實現瞭對不同讀者群體的覆蓋。例如，對我而言，閱讀到關於光電混閤架構和全光網絡發展趨勢的討論時，感受最為深刻——它不僅僅是在講解“如何工作”，更是在探討“未來將如何發展”。這種兼顧基礎教育和前沿展望的設計理念，讓這本書的閱讀價值得以長期保持，它不隻是一本考試用書，更像是一本可以伴隨職業生涯成長的參考手冊。