通信光电子器件与系统的测量及仿真 9787030260970 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵同刚 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030260970

商品编码：29672742262

包装：平装

出版时间：2010-01-01

基本信息

书名:通信光电子器件与系统的测量及仿真

定价：45.00元

售价：30.6元,便宜14.4元,折扣68

作者:赵同刚

出版社：科学出版社

出版日期：2010-01-01

ISBN：9787030260970

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.581kg

编辑推荐

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本书介绍光纤通信系统的测量及仿真，通过对本书的学习，读者可以了解如何对光纤通信系统和光电子通信器件进行准确测量，如何合理地确立测量方案，加深对光纤通信系统各个部分的认识。本书既可作为工科院校通信专业的教材，亦可供工程技术人员和科研人员学习参考。

内容提要

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本书介绍光纤通信系统的测量及仿真，主要内容包括常用测量仪表的使用和原理介绍，光纤与光缆的测量，常用通信光电子器件的工作原理和测量，光纤和光电子器件测量基本型实验，光纤通信系统的测量，包括SDH系统特性、WDM特性、接入网等，PSpice、OptiSystem等仿真软件在光纤通信中的应用，以及光纤通信系统测试和综合设计型实验。通过对本书的学习，读者可以了解如何对光纤通信系统和光电子通信器件进行准确测量，如何合理地确立测量方案，加深对光纤通信系统各个部分的认识。
本书既可作为工科院校通信专业的教材，亦可供工程技术人员和科研人员学习参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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光电世界的光影流转：深度解析通信光电子器件与系统的精准测量与精妙仿真 在信息时代飞速发展的浪潮中，通信光电子器件与系统扮演着至关重要的角色，它们是构成现代通信网络物理基础的核心要素。从光纤通信的基石——光发射器与光接收器，到承载海量信息传输的光纤本身，再到支撑复杂网络运行的光开关、光放大器以及调制解调技术，无一不体现着光电技术的精妙与高效。然而，这些高性能光电产品的背后，是极其严谨的设计、制造与验证过程。要想真正理解并掌握这些前沿技术，深入剖析其工作原理，优化其性能表现，并最终将其转化为可靠、高效的通信系统，就必须对其进行精准的测量和精妙的仿真。 本书旨在为读者构建一个全面而深入的知识框架，系统性地阐述通信光电子器件与系统的测量方法与仿真技术。我们将从最基础的光电理论出发，逐步深入到复杂的系统级应用，将理论研究与实践操作紧密结合，为读者提供一套行之有效的学习路径。 第一篇：通信光电子器件的精准测量 光电子器件是整个通信系统的“细胞”，其性能直接决定了系统的整体表现。本篇将聚焦于各类核心光电子器件的测量技术，力求做到详尽、准确、实用。 光发射器与光接收器的精密量化： 光发射器： 无论是激光器还是LED，其输出光功率、光谱特性（如波长、线宽、谱宽）、调制失真（如RIN、RIN2）、光眼图等关键参数的测量是评估其性能的首要步骤。我们将详细介绍光功率计、光谱分析仪、误码率测试仪（BERT）、示波器等常用测量仪器的原理、操作方法以及数据解读。例如，如何通过精确测量激光器的边模抑制比（SMAR）来评估其模式稳定性；如何通过分析调制信号的眼图来判断其调制质量和信号完整性。 光接收器： 对于光接收器，其灵敏度、动态范围、带宽、噪声系数、饱和光功率等参数的测量同样至关重要。我们将探讨如何利用光信号源、噪声源以及先进的测量设备来准确评估这些指标。例如，如何设计实验来精确确定接收器的最小可检测光功率（MDPR），以及如何评估其在不同光功率下的响应线性度。 光纤与无源光器件的性能探查： 光纤： 光纤作为信息传输的“高速公路”，其传输损耗、色散（如模间色散、整数色散）、非线性效应（如受激布里渊散射SBS、受激拉曼散射SRS）、偏振相关损耗（PDL）等参数直接影响着通信系统的传输距离和速率。本书将介绍OTDR（时域反射仪）、色度色散测量仪、偏振控制器等测量工具的原理与应用。我们将深入探讨如何使用OTDR来定位光纤中的断点、接头损耗，以及如何通过测量色散参数来优化系统的色散补偿策略。 无源光器件： 光耦合器、光分路器、光隔离器、光衰减器等无源光器件在光信号的路由、合路、分离和功率调控中起着关键作用。这些器件的插入损耗、回波损耗、隔离度、偏振相关损耗等都需要精确测量。我们将介绍相应的测量方法和设备，例如如何使用功率计配合信号源来测量插入损耗，如何使用矢量网络分析仪（VNA）进行高精度回波损耗测量。 光开关与光调制器的动态响应评估： 光开关： 光开关的切换速度、插入损耗、串扰、稳定性等是其关键性能指标。我们将探讨如何利用高速示波器、光功率计以及脉冲激光器来测量光开关的动态参数。例如，如何测量光开关的瞬态响应时间，以及如何在不同工作条件下评估其插入损耗的波动性。 光调制器： 光调制器是实现光信号调制的关键器件，其半波电压、消光比、插入损耗、带宽、非线性失真等参数直接影响着通信系统的调制质量。本书将详细介绍如何利用示波器、误码率测试仪、射频信号发生器以及电光调制分析仪等设备进行全面测量。我们将重点讨论如何通过分析调制信号的眼图来评估调制器的非线性效应，以及如何测量其高速调制下的幅度与相位响应。 第二篇：通信光电子器件与系统的精妙仿真 理论模型与实验测量是相辅相成的。仿真技术能够有效地弥补实验的局限性，帮助我们深入理解器件和系统的内部工作机制，预测性能，并优化设计。本篇将重点介绍常用的仿真工具与方法。 基于物理过程的器件级仿真： 半导体光电子器件的电学与光学耦合仿真： 激光器、LED、光探测器等半导体器件的性能受到载流子动力学、光生电场、量子限制效应等复杂物理过程的影响。我们将介绍如何利用TCAD（Technology Computer-Aided Design）软件，如Sentaurus、Silvaco等，对这些器件进行详细的物理仿真。例如，如何模拟激光器的激射阈值、输出功率与注入电流的关系，以及如何分析光电二极管的量子效率和响应速度。 非线性光学效应的建模与仿真： 在高功率光纤通信系统中，光纤中的非线性效应会引起信号失真，甚至限制传输容量。我们将探讨如何利用MATLAB、COMSOL等工具，建立相应的非线性薛定谔方程（NLSE）等模型，并对其进行数值求解，以预测非线性效应的演变和对信号的影响。例如，如何模拟SBS和SRS效应在长距离光纤传输中的能量转移过程，以及如何评估其对信号信噪比的影响。 系统级仿真：从信号传输到网络拓扑： 光信号传输的系统级仿真： 复杂光通信系统的性能评估离不开系统级的仿真。我们将介绍如何利用专业的通信系统仿真软件，如OptiSystem、VPIphotonics等，对整个光通信链路进行建模和仿真。这包括光发射端、光纤传输、光放大、色散补偿、光接收端等各个环节的仿真。我们将重点关注误码率（BER）、信噪比（SNR）、抖动（Jitter）、色散补偿效率等关键性能指标的仿真与分析。 光网络拓扑与性能预测： 现代通信网络结构日益复杂，涉及大量的光开关、分路器、合路器等器件。我们将探讨如何利用仿真工具对不同拓扑的光网络进行建模，分析信号在网络中的传输路径、功率分配、串扰等问题，并预测网络的整体性能。例如，如何仿真WDM（波分复用）网络中的通道间串扰，以及如何评估动态光网络的可达性。 先进仿真技术的探索与应用： 机器学习在光电仿真中的应用： 随着大数据和人工智能技术的发展，机器学习正在被引入到光电仿真领域，用于加速仿真过程、优化模型参数，甚至进行性能预测。我们将介绍一些前沿的机器学习应用案例，例如利用神经网络预测器件性能，或利用深度学习加速非线性效应的仿真。 模型降阶与多物理场耦合仿真： 对于复杂的通信系统，直接进行全物理仿真可能计算量巨大。我们将介绍模型降阶技术，以减小模型的复杂度，提高仿真效率。同时，对于一些高度耦合的物理过程，如热效应与光学效应的耦合，我们将探讨多物理场耦合仿真的方法。 第三篇：测量与仿真的协同与展望 测量与仿真并非孤立存在，而是紧密联系、相互促进的。本篇将强调两者之间的协同关系，并展望未来发展趋势。 以测量为基础的仿真模型验证与校准： 仿真模型的准确性很大程度上依赖于输入参数的精确性以及模型的物理基础。我们将阐述如何利用实验测量结果来验证和校准仿真模型，确保仿真的可靠性。精确的测量数据是建立精确仿真模型的基石。 仿真指导测量方案的优化： 仿真可以在实验开始之前，帮助我们预测可能出现的问题，并优化测量方案，从而提高实验效率，节省成本。例如，通过仿真预测某个器件在特定工作条件下的表现，从而指导我们选择合适的测量仪器和参数。 未来发展趋势与挑战： 随着通信技术的不断演进，对光电子器件与系统的性能要求越来越高，对测量精度和仿真效率的要求也日益严苛。我们将探讨未来的发展趋势，例如更高带宽、更低功耗器件的测量与仿真，以及新一代通信系统（如5G/6G、光互连）的设计与优化。同时，也将讨论当前面临的挑战，如高精度、高效率、集成化测量与仿真技术的发展。 总结 本书内容涵盖了通信光电子器件与系统从微观的器件层面到宏观的系统层面的各项关键技术。通过系统地学习和掌握书中所介绍的测量技术和仿真方法，读者将能够： 深入理解各种通信光电子器件的工作原理和性能指标。 熟练掌握现代光电测量仪器的操作和数据分析方法。 掌握使用主流仿真软件进行器件与系统级仿真的技巧。 能够独立进行光电产品的性能评估与优化设计。 为未来在光通信、光电子学、通信工程等领域的研究与开发打下坚实的基础。 本书适合通信工程、电子工程、物理学、光学工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事光电子器件研发、通信系统设计、网络优化等工作的工程师和科研人员阅读。我们期望本书能够成为读者探索光电世界，掌握信息时代核心技术的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本关于通信光电子器件与系统的测量及仿真的书，简直是技术宅的福音啊！我刚拿到手的时候，就被它厚重的质感和详尽的目录吸引住了。光是翻阅目录，就能感受到作者在内容组织上的深思熟虑。它不仅仅停留在理论的讲解上，而是非常务实地将测量技术和仿真方法紧密结合起来。我特别喜欢它在介绍具体器件如激光器、调制器时的那种庖丁解牛般的细致，从原理到实际操作的步骤，描述得清晰明了，让人觉得即便是初学者也能按图索骥，迈出坚实的第一步。尤其是在涉及高频信号处理和噪声分析的部分，作者似乎深谙读者的痛点，给出了不少行业内常用的、难以在一般教材中找到的“独家秘笈”。读完前几章，我已经感觉自己对光通信链路中的损耗和失真有了更深刻的理解，这套书的价值绝对体现在它能够有效架起理论与工程实践之间的桥梁。对于那些渴望在光电子领域深耕，并且希望自己的仿真模型能更贴近真实物理现象的工程师或研究生来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料，甚至可以说是案头必备的工具书。

评分☆☆☆☆☆

我最近一直在研究如何优化下一代高速光模块的设计，遇到了不少关于眼图抖动和相位噪声的问题，翻阅了手头好几本相关文献，总觉得不够系统化。直到我接触到这本关于测量与仿真的专著，才算是找到了一块基石。这本书的体系构建非常宏大，它不是孤立地讨论某个器件，而是将器件置于一个完整的“系统”层面进行考量，这点非常符合现代光通信工程的实际需求。特别是它对测试设备校准和误差源分析的深入探讨，简直是教科书级别的范例。很多时候，测量结果不准，往往是因为我们忽略了一些细微的系统误差，这本书将这些“陷阱”都一一指了出来，并且给出了量化的处理建议。阅读过程中，我甚至暂停下来，对照着我正在做的仿真项目，修正了一些过去凭感觉设定的参数。这种即时的反馈和修正能力，正是优秀工程书籍的价值所在。如果说理论书是地图，那么这本书就是带着你穿越复杂地形的GPS导航，清晰地标明了最佳路径和潜在的危险区域。

评分☆☆☆☆☆

从一个对光电技术有浓厚兴趣的业余爱好者角度来看，这本书的难度曲线设置得非常巧妙。它一开始的章节像是一次友好的技术入门，用相对直白的语言勾勒出光电子测量的基本框架和重要性。随着深入，它会逐渐引入更专业的术语和更复杂的测量指标，但每一次深潜，都会伴随着清晰的背景解释和实际应用案例来锚定主题，避免了让读者感到迷失在知识的海洋里。我尤其欣赏它在讨论高级测量技术时，所采用的那种“问题导向”的叙事方式——先抛出一个实际工程中常见的难题，然后再展示如何运用书中的知识和技术去系统性地解决它。这种结构设计让阅读过程充满了解决谜题的成就感。对于那些希望从零开始，但又不甘于只停留在表层知识的学习者来说，这本书提供了一条清晰、且有保障的进阶路径。它不仅仅是一本工具书，更像是一位耐心的导师，引导着读者逐步迈向专业领域的深水区，并确保每一步都走得稳健有力。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我对这类偏向工程应用的书籍通常抱持着一种既期待又怕受伤害的心态，期待的是实用的技巧，害怕的是晦涩难懂的数学公式堆砌。然而，这本关于光电子测量的书，在平衡理论深度和工程实用性方面做得相当出色。它的叙事节奏非常流畅，不像有些教科书那样，一上来就用复杂的数学模型把人劝退。作者似乎非常懂得如何循序渐进地引导读者进入更复杂的议题。我个人对其中关于光纤损耗的测量方法那一节印象深刻，它不仅解释了为什么损耗会存在，更重要的是，它详尽地对比了不同测量技术的优劣和适用场景，比如OTDR和扫频法，这种对比性的分析，对于我们做实验方案设计时，能极大地提高决策效率。书中配图也相当精良，那些关键的实验设置图和仿真结果图，比起单纯的文字描述，更能加深读者的理解，让人有一种“原来如此”的豁然开朗感。总而言之，这本书的阅读体验是那种扎实、可靠且充满启发性的，它更像是一位经验丰富的前辈在手把手地指导你如何系统地进行光电子领域的研发工作。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，我对“仿真”二字有时会感到一丝警惕，因为很多仿真往往流于表面，脱离实际。然而，这本书在仿真章节的处理上，展现出了一种对物理真实的执着。作者并没有仅仅停留在使用软件工具的层面，而是深入探讨了如何将器件的非线性特性、热效应等实际物理因素纳入到仿真模型中，这对于提升仿真结果的可靠性至关重要。比如，它详细阐述了如何根据实验数据对模型进行参数辨识和优化，这是一种非常严谨的科学态度。对于我这种需要进行大量“软硬件协同验证”的人来说，这种方法论的建立比任何单个技术的讲解都来得有价值。此外，书中对不同仿真软件（虽然我不会点名具体是哪几个）在处理特定光电效应时的算法差异也有所涉及，这给了我们选择最合适工具的理论依据。这本书不是教你“如何点鼠标”，而是教你“为何要如此设置”，这种深层次的理解，才是真正拉开普通工程技术人员与顶尖工程师差距的关键。