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吳鳳修 著

圖書標籤:

• 光縴通信
• 光縴
• 通信
• 網絡
• 信息技術
• 物理學
• 電子工程
• 光電子學
• 信號處理
• 通信工程

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115193322

商品編碼：29862150703

包裝：平裝

齣版時間：2009-04-01

基本信息

書名：光縴通信

定價：21.00元

作者：吳鳳修

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2009-04-01

ISBN：9787115193322

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.281kg

編輯推薦

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針對性強，用通俗語言闡述光縴通信基本原理，技能性強，理論與實訓結閤具有指導實際作用，知識點新，用****描繪光縴通信未來發展。
本書以光縴通信係統為主綫，力求通俗易懂、循序漸進，它的突齣特點在於對實際維護具有較強的指導作用，重在實訓技能的訓練。書中詳細介紹瞭光縴通信係統的組成、光器件、端機設備及新技術，以及這些技術在當前及今後實際通信係統中的應用以及技能上的訓練要求。

內容提要

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本書根據高職教育的特點並結閤職業技能鑒定的要求編寫，力求通俗易懂、深入淺齣、循序漸進。本書的突齣特點在於對實際維護工作具有很強的指導作用，重在實訓技能的訓練。
本書共7章，內容包括光縴通信概述、光縴和光纜、通信用光器件、光端機、光縴通信係統設計及目前光縴通信涉及的新技術，後介紹瞭光縴通信實訓方麵應掌握的相關知識。
本書既可作為高職院校通信類專業的教材，也可作為各類通信培訓班的培訓教材，還可作為參加技能鑒定的參考用書。

目錄

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章 光縴通信概述
1.1 光縴通信的發展現狀
1.1.1 光縴通信發展的裏程碑
1.1.2 光縴通信發展的實質性突破
1.1.3 光縴通信爆炸性的發展
1.2 光縴通信的光波波譜
1.3 光縴通信係統的基本組成與分類
1.3.1 光縴通信係統的基本組成
1.3.2 光縴通信係統的分類
1.4 光縴通信的特點與應用
1.4.1 光縴通信的特點
1.4.2 光縴通信的應用
1.5 光縴通信的發展趨勢
本章小結
思考題與練習題
第2章 光縴和光纜
2.1 光縴的結構和類型
2.1.1 光縴的結構
2.1.2 光縴的分類
2.2 光縴的導光原理
2.3 光縴的特性
2.3.1 光縴的幾何特性
2.3.2 光縴的光學特性
2.3.3 光縴的傳輸特性
2.4 光纜的結構和種類
2.4.1 光纜的結構
2.4.2 光纜的種類
2.4.3 光纜的型號和規格
本章小結
思考題與練習題
第3章 通信用光器件
3.1 光源
3.1.1 激光器的工作原理
3.1.2 半導體激光器（LD）
3.1.3 發光二極管（LED）
3.1.4 半導體光源的應用
3.2 光電檢測器
3.2.1 光電檢測器的工作原理
3.2.2 PIN光電二極管
3.2.3 雪崩光電二極管（APD）
3.2.4 光電檢測器的特性
3.3 無源光器件
3.3.1 光縴連接器
3.3.2 光衰減器
3.3.3 光分路耦閤器
3.3.4 光隔離器與光環行器
3.3.5 波長轉換器
3.3.6 光開關
3.3.7 光濾波器
3.3.8 光縴光柵
本章小結
思考題與練習題
第4章 光端機
4.1 光發送機
4.1.1 光發送機的基本組成
4.1.2 光源的調製
4.1.3 調製電路及自動功率控製
4.1.4 溫度特性及自動溫度控製
4.2 光接收機
4.2.1 光接收機的基本組成
4.2.2 光接收機的噪聲特性
4.2.3 光接收機的主要指標
4.3 光中繼器
4.3.1 光電中繼器
4.3.2 全光中繼器
4.4 光綫路編碼
4.5 格林威8M光端機設備介紹
本章小結
思考題與練習題
第5章 光縴通信係統設計
5.1 損耗受限係統設計
5.2 色散受限係統設計
5.3 應用舉例
本章小結
思考題與練習題
第6章 光縴通信的新技術
6.1 密集波分復用技術
6.1.1 密集波分復用概述
6.1.2 DWDM係統結構
6.2 光接入技術
6.2.1 光接入網的基本概念
6.2.2 無源光網絡（PON）的應用類型與組網
6.2.3 PON的業務支持能力
6.2.4 數字環路載波
6.2.5 混閤光縴同軸網
6.2.6 固定無綫接入
6.3 以太無源光網絡
6.3.1 以太無源光網絡概述
6.3.2 以太無源光網絡技術的應用
6.4 相乾光通信技術
6.5 光孤子通信技術
6.6 全光通信網
本章小結
思考題與練習題
第7章 光縴通信實訓
7.1 2M塞繩的製作
7.2 用背嚮散射法測量光縴的衰減和光縴的長度
7.3 光縴通信設備的參觀與認識
7.4 光端機電性能參數測試
7.5 光端機平均發送光功率和消光比的測試
7.6 光端機接收靈敏度和動態範圍的測試
7.7 光縴通信係統誤碼性能的測試
7.8 光縴通信係統抖動性能的測試
本章小結
思考題與練習題
附錄縮略詞錶

作者介紹

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文摘

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序言

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《光縴通信》 一、 曆史的沉澱與未來的展望 作為信息時代的關鍵技術，光縴通信的發展曆程，是一部人類對速度與效率不懈追求的壯麗史詩。從最初依賴銅綫傳導電信號的局限，到如今以光脈衝為信使，信息以近乎光速穿梭於全球的輝煌，光縴通信不僅改變瞭我們獲取信息的方式，更深刻地塑造瞭社會、經濟乃至文化的麵貌。 迴溯曆史的長河，早期通信依賴的是電信號，其傳輸距離受限於信號衰減和電磁乾擾，這在很大程度上製約瞭信息的傳播速度和範圍。每一次通信技術的革新，都是對這些瓶頸的突破。20世紀60年代，激光器的誕生為光縴通信的夢想奠定瞭基礎。然而，如何有效地將光信號穩定地傳輸齣去，卻成瞭一道巨大的難題。玻璃縴維的損耗率極高，光信號在其中很快就會消失得無影無蹤。 轉摺點齣現在70年代，科學傢們研發齣瞭低損耗光縴，將損耗率從每公裏數百個分貝大幅降低到每公裏不到1分貝，這如同在黑暗中點亮瞭一盞明燈，預示著光縴通信時代的到來。隨後的幾十年，技術的進步如滾滾長江，一浪高過一浪。從單模光縴到多模光縴，從傳統的直調直解（IM/DD）係統到相乾光通信，再到如今蓬勃發展的波分復用（WDM）技術，光縴通信的傳輸容量和速率實現瞭指數級的增長。 如今，光縴通信已經滲透到我們生活的方方麵麵。它構成瞭互聯網的骨乾網絡，支撐著全球範圍內的信息流動；它在電信運營商網絡中扮演著核心角色，為我們提供高速穩定的語音和數據服務；它也廣泛應用於工業自動化、醫療診斷、科學研究等領域，成為現代社會不可或缺的基礎設施。 展望未來，光縴通信的發展依然勢頭強勁。隨著5G、6G甚至更先進的通信技術的演進，以及物聯網、人工智能、大數據等應用的爆發式增長，對通信帶寬和傳輸速率的需求將持續攀升。下一代光網絡將朝著更高容量、更靈活、更智能的方嚮發展，例如，空分復用（SDM）技術有望進一步打破光縴容量的限製；光學相控陣列（Optical Phased Array）等新技術將帶來更高效的光信號調製和解調能力；人工智能將深度融閤到光網絡的設計、管理和優化中，實現網絡的自主運行和智能決策。此外，量子通信作為一種全新的通信範式，也正與光縴通信技術相互融閤，為未來的信息安全和高性能計算提供新的可能性。 二、 光縴通信的核心要素：物理原理與技術架構 光縴通信的本質，在於利用光作為信息載體，通過光縴作為傳輸介質，實現信息的遠距離、高速傳輸。理解這一過程，需要深入探究其背後的物理原理和技術架構。 1. 傳輸介質：光縴的奧秘 光縴，作為光信號的“高速公路”，其結構精巧而功能強大。它主要由縴芯（Core）、包層（Cladding）和塗覆層（Coating）組成。縴芯是光信號傳輸的主要通道，通常由高純度的二氧化矽製成，並摻雜有其他物質以改變其摺射率。包層環繞著縴芯，其摺射率低於縴芯，這一摺射率差是實現光信號全內反射的關鍵。當光信號以一定的角度進入縴芯時，會在縴芯與包層的界麵發生全內反射，從而沿著光縴的路徑不斷嚮前傳播，極大地減少瞭光信號的損耗。 根據縴芯的直徑和傳輸模式的不同，光縴可分為多模光縴（Multimode Fiber, MMF）和單模光縴（Single Mode Fiber, SMF）。多模光縴的縴芯直徑較大，允許光信號以多種模式傳播，但由於不同模式的傳播速度不同，會産生模式色散，限製瞭傳輸距離和速率。單模光縴的縴芯直徑極小，通常隻有幾個微米，僅允許光信號以單一模式傳播，有效抑製瞭模式色散，能夠實現超長距離、超高速率的傳輸，是現代光縴通信網絡的主流選擇。 2. 光源與探測：信息的“編碼”與“解碼” 要實現光信號的傳輸，必不可少的是可靠的光源。目前，光縴通信係統主要采用兩種光源：激光器（Laser Diode, LD）和發光二極管（Light Emitting Diode, LED）。激光器具有單色性好、方嚮性強、相乾性高等優點，輸齣的光束能量集中，適用於高速、長距離傳輸。發光二極管結構簡單、成本低廉，但其光輸齣功率較低，光束發散角較大，多用於短距離、低速率的通信。 當光信號傳輸到接收端後，需要通過光探測器將其重新轉換為電信號，以便進行後續的處理和分析。常用的光探測器包括光電二極管（Photodiode, PD）、雪崩光電二極管（Avalanche Photodiode, APD）和光電倍增管（Photomultiplier Tube, PMT）等。這些探測器能夠高效地將接收到的光信號轉化為可用的電信號，完成信息的“解碼”過程。 3. 傳輸係統架構：從端到端的高效連接 一個完整的光縴通信係統，是一個復雜而精密的工程。其核心組成部分包括： 發送端設備： 負責將原始的電信號轉換為光信號。這通常包括數據編碼、調製以及驅動光源發光等過程。 光縴傳輸鏈路： 由光縴電纜、光連接器、光分路器等組成，負責承載光信號的傳輸。 中繼設備： 對於長距離傳輸，光信號會發生衰減，需要通過光放大器（Optical Amplifier）進行信號的再生和放大，以保證信號的完整性。EDFA（摻鉺光縴放大器）是目前應用最廣泛的光放大器之一。 接收端設備： 負責將接收到的光信號轉換為電信號，並進行後續的解調、解碼和數據處理。 監控與管理係統： 用於實時監測光網絡的運行狀態，及時發現和處理故障，確保網絡的穩定可靠運行。 三、 光縴通信技術的演進與發展趨勢 光縴通信技術的發展從未停止，每一次的技術突破都為人類社會帶來瞭巨大的進步。 1. 速率與容量的飛躍 最初的光縴通信係統速率僅為幾十兆比特每秒，而如今，單個波長上的傳輸速率已達到Tb/s級彆。波分復用（WDM）技術的齣現，是容量提升的關鍵。通過在同一根光縴中傳輸不同波長的光信號，極大地提高瞭光縴的傳輸容量。密集波分復用（DWDM）技術更是將波長間隔進一步縮小，在一個光縴中可以容納上百個甚至上韆個獨立的通信通道，使得光縴的傳輸容量呈指數級增長。 2. 傳輸效率的優化 除瞭容量的提升，傳輸效率的優化也是重要的發展方嚮。相乾光通信技術通過利用光波的振幅、相位和偏振等信息進行調製，顯著提高瞭頻譜效率和傳輸距離。這種技術使得單個波長能夠承載更多的數據，並能有效抵禦傳輸過程中的損傷，對於構建超高速、超長距離的光網絡至關重要。 3. 網絡智能化與靈活性 隨著雲計算、大數據、人工智能等新興技術的興起，對通信網絡提齣瞭更高的要求。未來的光縴通信網絡將更加智能化和靈活。軟件定義網絡（SDN）和網絡功能虛擬化（NFV）等技術正在逐步引入光網絡，使得網絡的管理和配置更加靈活，能夠根據業務需求動態地調整網絡資源。人工智能算法的應用，將使得光網絡具備預測性維護、自愈閤和智能流量調度等能力，進一步提升網絡的可靠性和效率。 4. 新型光縴與器件的探索 為瞭滿足未來更高帶寬和更低損耗的需求，新型光縴和光器件的研發也在如火如荼地進行。例如，空分復用（SDM）光縴通過在光縴中設置多個獨立的縴芯或利用光場的多模特性，實現空間維度的復用，有望將光縴的容量提升一個數量級。此外，更高性能的光源、探測器、調製器和光交換器等器件的齣現，將為下一代光通信技術的發展提供有力支撐。 5. 與其他技術的融閤 光縴通信並非孤立的技術，它與其他前沿技術正在深度融閤。例如，光子集成技術（Photonic Integrated Circuits, PICs）將多個光器件集成到同一塊芯片上，有望大幅降低光通信設備的體積、功耗和成本。量子通信技術，以其在信息安全和計算能力上的獨特優勢，正與光縴通信技術相結閤，探索構建更安全的通信網絡和實現量子計算的遠距離連接。 四、 光縴通信的廣泛應用領域 光縴通信憑藉其卓越的性能，已經滲透到我們社會生活的方方麵麵，並在多個領域展現齣其不可替代的價值。 電信與互聯網骨乾網： 這是光縴通信最核心的應用領域。全球互聯網的互聯互通、城市與城市之間、國傢與國傢之間的信息傳輸，都高度依賴於由光縴構成的龐大骨乾網絡。它承載著我們瀏覽網頁、觀看視頻、進行在綫交流等幾乎所有的網絡活動。 移動通信（4G/5G/6G）： 盡管我們手機使用的無綫信號，但這些信號最終需要通過光縴網絡迴傳到基站，並連接到更廣闊的網絡。5G及未來通信技術對帶寬和時延的更高要求，更是極大地推動瞭光縴網絡的建設和升級，催生瞭“光進銅退”的趨勢。 數據中心互聯（DCI）： 隨著雲計算和大數據應用的爆炸式增長，數據中心之間的連接需求日益劇增。高速、低延遲的光縴連接是確保數據中心之間高效信息交換的關鍵。 企業網絡： 大中型企業內部網絡，如局域網（LAN）和城域網（MAN），越來越多地采用光縴進行連接，以提供更高的帶寬和更可靠的通信。 軍事通信： 光縴通信具有抗電磁乾擾能力強、傳輸容量大、保密性好等優點，在軍事通信領域具有重要的應用價值，例如為軍事基地、雷達係統等提供高速通信鏈路。 工業自動化與控製： 在工業現場，光縴通信能夠可靠地傳輸控製信號和數據，即使在惡劣的電磁環境下也能穩定運行，這對於提高生産效率和自動化水平至關重要。 醫療健康： 遠程醫療、高清醫學影像傳輸、醫療設備間的通信等，都需要高速、可靠的光縴連接。 科學研究： 在高能物理、天文學、基因測序等前沿科學研究領域，都需要傳輸海量的數據，光縴通信為這些研究提供瞭強大的數據傳輸支持。 消費電子與智能傢居： 盡管目前在傢用領域尚未普及，但隨著4K/8K視頻、VR/AR等應用的普及，未來傢庭內部的高速網絡連接也將可能更多地采用光縴技術。 結論： 光縴通信，作為現代通信技術的基石，其發展曆程是人類智慧的結晶，其技術演進速度更是令人驚嘆。從最初的物理原理探索，到如今構建起覆蓋全球的龐大網絡，光縴通信已經深刻地改變瞭我們的世界。展望未來，它將繼續作為信息高速公路的核心，不斷突破速度、容量和智能化的界限，為人類社會的可持續發展提供堅實的通信保障，並與其他前沿技術深度融閤，共同塑造更加美好的數字未來。

評分☆☆☆☆☆

總而言之，《光縴通信》這本書是一次非常令人滿足的閱讀體驗。它不僅為我打開瞭一扇通往光縴通信世界的大門，更讓我領略到瞭科技進步的魅力和人類智慧的偉大。書中所涵蓋的知識點非常豐富，從基礎原理到前沿技術，都有涉獵，而且講解方式由淺入深，非常適閤不同層次的讀者。我尤其推薦那些對信息技術、通信技術感興趣的朋友們閱讀這本書，相信你們也會像我一樣，從中獲得寶貴的知識和深刻的啓發。它讓我對我們身處的信息時代有瞭更深層次的理解，也更加期待未來科技的發展。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格，雖然是技術類書籍，但卻沒有絲毫的刻闆和枯燥。作者似乎是一位非常善於與人交流的老師，他會在講解過程中穿插一些曆史軼事或者有趣的小故事，讓原本可能顯得沉悶的理論知識變得生動有趣。我記得在介紹光縴的製造過程時，書中描述瞭如何將高純度的石英砂經過復雜的工藝提煉成縴細的光縴，這個過程仿佛是在描述一場精密的煉金術。這種將科學的嚴謹與人文的關懷結閤在一起的敘述方式，讓閱讀過程變得非常愉悅，也讓我對那些創造齣如此神奇材料的科學傢們充滿瞭敬意。

評分☆☆☆☆☆

這本書最令我印象深刻的，是它在講解光信號的産生和探測原理時，那種嚴謹而又不失趣味的敘述方式。作者沒有迴避那些技術性的細節，比如半導體激光器的工作原理，或是光電二極管的響應機製，但它通過大量的插圖和圖錶，將這些復雜的物理過程可視化，讓我能夠直觀地理解。我尤其驚嘆於書中對光縴耦閤效率的闡述，它就像是在描述如何精準地將一束光綫“射進”一個狹窄的通道，並且要盡量讓更多的光綫“進入”，這就需要對角度、位置、甚至波長都有極其精密的控製。這種對細節的關注，讓我看到瞭作者對技術精益求精的態度，也讓我對光縴通信的精密性有瞭更深刻的認識。

評分☆☆☆☆☆

我必須承認，《光縴通信》這本書，在某些章節，尤其是關於光信號的調製解調技術部分，確實需要讀者具備一定的基礎知識。但是，作者也在這方麵做得非常齣色，他並沒有簡單地假設讀者是專業人士，而是在引入新的概念時，會適當地迴顧相關的背景知識，或者提供一些參考資料。我特彆欣賞的是，書中在解釋一些關鍵的調製方式時，不僅僅是羅列公式，而是會詳細闡述每種調製方式的設計思路、優缺點以及在實際應用中的考量。這種“授之以漁”的教學方式，讓我即使遇到一些稍顯晦澀的內容，也能憑藉已有的知識和書中提供的引導，慢慢消化和理解。

評分☆☆☆☆☆

讀完《光縴通信》，我最大的感受就是，這項技術離我們的生活並不遙遠，它無處不在，默默地支撐著我們現代社會的高效運轉。書中對光縴在互聯網、電信、甚至醫療領域的應用進行瞭廣泛的介紹，讓我看到瞭光縴通信的巨大能量。我尤其對書中關於光縴傳感器應用的章節印象深刻，它描述瞭如何利用光縴來測量溫度、壓力、應變等物理量，並且可以達到極高的精度，這讓我對光縴技術的多樣性和強大功能感到驚嘆。它不再僅僅是傳輸信息的管道，而是成為瞭一個能夠感知世界、與世界交互的“觸角”。

評分☆☆☆☆☆

《光縴通信》在處理一些復雜的數學模型和物理原理時，展現齣瞭極高的專業水準。作者在給齣公式的同時，也會詳細地解釋每個變量的物理意義，以及公式所代錶的實際含義。我尤其喜歡書中關於光縴色散的討論，它非常詳細地闡述瞭不同類型的色散是如何影響光信號的傳輸質量，以及如何通過各種技術手段來補償這些色散。讀到這裏，我纔真正理解瞭為什麼長距離的光信號傳輸需要如此復雜的補償機製，這背後是無數次實驗和理論推導的結果，是人類智慧的結晶。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一個亮點在於它對光縴通信係統的整體架構進行瞭清晰的梳理。從光源、傳輸介質到接收端，每個環節都進行瞭詳細的闡述，並且解釋瞭它們之間的相互關係和配閤原理。我仿佛看到瞭一個龐大而精密的工程，每一個部件都發揮著至關重要的作用，共同協作，最終實現瞭信息的高效傳輸。書中對不同類型的光放大器的介紹，比如鉺摻雜光縴放大器（EDFA），更是讓我對光信號的“續航”能力有瞭全新的認識，瞭解到即使信號衰減，也能夠通過放大器得到“復活”，繼續前行。

評分☆☆☆☆☆

這本《光縴通信》真是讓我眼前一亮，雖然我並不是一個科班齣身的技術人員，但閱讀過程中，我卻能感受到作者強大的敘事能力和對知識的深刻理解。書中的內容，並非那種枯燥乏味的公式堆砌，而是通過生動的比喻和深入淺齣的講解，將原本復雜的原理闡釋得一清二楚。舉個例子，書中在介紹光縴的傳輸損耗時，並沒有直接拋齣各種衰減係數，而是用瞭一個非常貼切的類比，想象著光信號就像是在一條長長的隧道裏前進的探險傢，隧道壁的粗糙、空氣中的塵埃都會影響探險傢的前進速度和清晰度，而這些“阻礙”正是光信號在光縴中遇到的各種損耗。這種將抽象概念具象化的手法，極大地降低瞭我的閱讀門檻，讓我這個門外漢也能循序漸進地理解光縴通信的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

《光縴通信》這本書帶給我的，不僅僅是知識的增長，更是一種對技術魅力的感悟。我被書中描繪的那些為瞭實現更高效、更遠距離通信而不斷探索的曆程所深深吸引。比如，在介紹波分復用技術時，作者將其比作是在一條高速公路上同時運行多輛不同顔色的汽車，每輛車都沿著自己的“顔色”（波長）行駛，互不乾擾，從而極大地提高瞭道路的通行能力。這種生動的比喻，讓我瞬間就理解瞭這個看似復雜的技術。而且，書中對未來光縴通信技術的發展趨勢也進行瞭展望，這讓我對接下來的科技進步充滿瞭期待，也讓我更加好奇，光縴通信還能給我們帶來怎樣的驚喜。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，《光縴通信》這本書的編排邏輯非常清晰，每個章節之間都有著緊密的聯係，仿佛一條精心編織的絲帶，將讀者一步步引嚮更深層次的理解。我尤其喜歡它在探討不同光縴類型時所采用的方法。它不是簡單地列舉齣各種光縴的名稱和參數，而是從曆史發展的角度，迴顧瞭多模光縴到單模光縴的演進過程，詳細解釋瞭每一種類型光縴的優勢和局限性，以及它們在不同應用場景下的適用性。讀到這裏，我纔恍然大悟，原來這些看似冰冷的技術名詞背後，蘊含著無數工程師和科學傢的智慧與汗水。書中對每一項技術革新所帶來的影響也進行瞭深入剖析，讓我能夠更全麵地認識到光縴通信技術是如何一步步改變我們的世界，從最初的電話通信到如今高速的網絡互聯，其背後都有著光縴通信的身影。