光纤通信 吴凤修 9787115193322 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：光纤通信

定价：21.00元

作者：吴凤修

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2009-04-01

ISBN：9787115193322

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.281kg

编辑推荐

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针对性强，用通俗语言阐述光纤通信基本原理，技能性强，理论与实训结合具有指导实际作用，知识点新，用****描绘光纤通信未来发展。
本书以光纤通信系统为主线，力求通俗易懂、循序渐进，它的突出特点在于对实际维护具有较强的指导作用，重在实训技能的训练。书中详细介绍了光纤通信系统的组成、光器件、端机设备及新技术，以及这些技术在当前及今后实际通信系统中的应用以及技能上的训练要求。

内容提要

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本书根据高职教育的特点并结合职业技能鉴定的要求编写，力求通俗易懂、深入浅出、循序渐进。本书的突出特点在于对实际维护工作具有很强的指导作用，重在实训技能的训练。
本书共7章，内容包括光纤通信概述、光纤和光缆、通信用光器件、光端机、光纤通信系统设计及目前光纤通信涉及的新技术，后介绍了光纤通信实训方面应掌握的相关知识。
本书既可作为高职院校通信类专业的教材，也可作为各类通信培训班的培训教材，还可作为参加技能鉴定的参考用书。

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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现代光纤通信系统：原理、技术与应用 内容简介 本书旨在全面深入地阐述现代光纤通信系统的基本原理、核心技术、关键器件以及典型应用。全书体系完整，内容详实，理论与实践相结合，力求为读者提供一个系统、前沿的光纤通信知识框架。本书特别适合于通信工程、电子工程、光电子技术等相关专业的本科生、研究生，以及从事光通信系统设计、研发、工程与维护的科研人员和工程技术人员阅读。 第一部分：光纤通信的基础理论 本部分将从最基础的物理概念出发，逐步构建起读者对光纤通信的整体认知。 第一章：光的性质与传播 光的波动性与粒子性： 简要回顾电磁波的特性，介绍光波的横波性质，以及光子概念在某些现象解释中的作用。 光在介质中的传播： 深入探讨光的折射、反射、衍射和干涉等基本光学现象，并介绍这些现象如何影响光信号在光纤中的传输。 光的偏振： 介绍光的偏振态，如线偏振、圆偏振和椭圆偏振，以及偏振在光纤通信中的重要性，例如偏振复用技术。 几何光学与物理光学： 阐述几何光学在描述光线传播路径上的应用，以及物理光学在解释衍射、干涉等现象中的作用，为理解光纤的工作原理奠定基础。 第二章：光纤的结构、特性与模式 光纤的结构： 详细介绍光纤的横截面结构，包括纤芯、包层和涂覆层。区分单模光纤和多模光纤的结构差异。 光纤的工作原理： 深入讲解全内反射（Total Internal Reflection, TIR）原理，这是光信号在光纤中传输的关键机制。 光纤的传输特性： 数值孔径（NA）与截止角： 定义数值孔径，解释其与光纤接受光信号能力的关系，以及截止角在确定光纤传输模式中的作用。 模式理论： 阐述光纤中的模式概念，介绍基模（LP01）和高次模。详细分析单模光纤和多模光纤在模式数量上的区别及其对传输性能的影响。 模式耦合与能量传输： 探讨不同模式之间的能量交换，以及模式耦合对信号失真的影响。 光纤的分类： 按折射率分布： 介绍阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤，并分析它们在色散特性上的差异。 按模式数量： 详细对比单模光纤和多模光纤的特点、优势和劣势，说明它们各自适用的应用场景。 第三章：光纤中的损耗与色散 光纤损耗： 吸收损耗： 分析由于光纤材料自身对光的吸收引起的损耗，包括本征吸收（紫外吸收、红外吸收）和杂质吸收（如OH-离子吸收）。 散射损耗： 详细阐述瑞利散射（Rayleigh Scattering）和米氏散射（Mie Scattering），重点分析瑞利散射是光纤损耗的主要贡献者。 弯曲损耗： 分类介绍宏观弯曲损耗（macro-bending loss）和微观弯曲损耗（micro-bending loss），解释其产生机理和对信号的影响。 接续损耗： 分析光纤熔接和连接产生的损耗，包括对准不良、端面质量等因素。 光纤色散： 定义与影响： 解释色散是导致光脉冲展宽、引起码间干扰（ISI）的主要原因，从而限制了通信速率和传输距离。 材料色散： 分析由于光纤材料折射率随波长变化而引起的色散。 波导色散： 分析由于光在光纤纤芯和包层之间不同模式传播速度差异而引起的色散。 模式色散（仅限多模光纤）： 详细解释不同模式光沿不同路径传播速度不同所导致的色散。 偏振模色散（PMD）： 介绍由于光纤不完美性导致的两种偏振模式传播速度差异引起的色散。 色散的补偿技术： 介绍补偿色散的常用方法，如色散位移光纤（DSF）、色散补偿光纤（DCF）、光栅等。 第二部分：光纤通信系统的关键技术 本部分将深入探讨构成现代光纤通信系统的核心技术和组成部分。 第四章：光通信光源 半导体激光器（LD）： 工作原理： 介绍PN结的形成、载流子注入、受激发射和受激吸收过程。 结构与类型： 详细介绍直调式激光器、DFB（分布式反馈）激光器、DBR（分布式布拉格反射器）激光器等。 关键参数： 分析输出功率、阈值电流、光谱宽度、调制速率、稳定性等指标。 发光二极管（LED）： 工作原理： 介绍自发辐射过程。 结构与类型： 介绍PN结LED、超辐射LED（SLED）等。 特点与应用： 对比LD，分析LED的调制速率低、光谱宽、功率低的特点，说明其在短距离、低速率通信中的应用。 光模块： 介绍集成了光源、驱动电路、光电探测器等功能的光通信模块，包括SFP、SFP+、XFP、QSFP+等标准。 第五章：光电探测器 工作原理： 介绍光电导效应和光伏效应。 PN结光电二极管： 结构与特性： 分析其响应时间、量子效率、暗电流、噪声等参数。 PIN光电二极管： 结构与特性： 介绍PIN结构如何提高响应速度和降低结电容，分析其优势。 雪崩光电二极管（APD）： 工作原理： 介绍载流子倍增效应，分析其高灵敏度的特点。 关键参数： 讨论其倍增因子、噪声指数、击穿电压等。 光电探测器的选择： 根据不同的应用需求（如传输速率、灵敏度、成本），分析选择不同类型光电探测器的依据。 第六章：光调制与解调技术 光调制： 强度调制（IM）： 介绍直接调制和外调制方式，以及AM、ASK（OOK）等调制格式。 频率/相位调制（FM/PM）： 介绍如何通过改变光源的频率或相位来编码信息，如FSK、PSK。 正交幅度调制（QAM）： 介绍更高级的调制方式，如何同时调制幅度和相位来提高频谱效率。 直接检测与相干检测： 介绍两种基本的解调方式。 光信号的电检测： 直接检测： 介绍利用光电探测器直接将光信号转换为电信号，并进行后续信号处理。 相干检测： 介绍利用本振光与待测光信号进行拍频，实现高灵敏度和更强的抗噪声能力，分析其在高速率、长距离传输中的应用。 数字信号处理（DSP）在光通信中的应用： 介绍DSP技术在补偿色散、补偿非线性效应、均衡信号等方面的重要作用。 第七章：光放大器 掺铒光纤放大器（EDFA）： 工作原理： 详细阐述掺铒光纤的能级结构、泵浦过程、受激辐射过程。 增益与噪声： 分析EDFA的增益、增益平坦度、噪声系数（ASE）。 结构与应用： 介绍EDFA的基本结构，以及其在长距离传输、光网络中的广泛应用。 半导体光放大器（SOA）： 工作原理： 介绍SOA的受激发射原理。 特点与应用： 对比EDFA，分析SOA的尺寸小、集成度高等优点，以及其在光交换、光再生等方面的应用。 拉曼放大器： 工作原理： 介绍受激拉曼散射（SRS）效应。 优势与挑战： 分析拉曼放大的分布式放大特点，以及其对泵浦光的要求。 第三部分：光纤通信系统的组成与应用 本部分将把前面学到的技术知识整合起来，介绍光纤通信系统的典型组成以及在各个领域的应用。 第八章：光传输系统 点到点系统： 介绍最基本的通信链路，包括光源、光纤、探测器等组成部分。 光复用技术： 时分复用（TDM）： 介绍如何将多个信号的时隙组合起来在同一通道传输。 频分复用（FDM）： 介绍如何将多个信号分配到不同的频率上传输。 波分复用（WDM）： 粗波分复用（CWDM）： 介绍通道间隔较宽的WDM技术。 密集波分复用（DWDM）： 详细阐述DWDM技术，包括光复用器（Mux）、光解复用器（Demux）、光栅滤波器等，分析其如何大幅度提高光纤的传输容量。 光网络： 光网络拓扑： 介绍总线型、星型、环型、网状型等不同拓扑结构。 光交换技术： 介绍光开关、光交叉连接器（OXC）等。 光分插复用器（OADM）： 介绍在WDM系统中对特定波长进行添加或删除的功能。 长距离传输系统： 分析克服损耗和色散的策略，如增加中继距离、采用先进编码技术、部署光放大器等。 第九章：光纤通信系统中的非线性效应 非线性效应的产生： 分析强光信号在光纤中传输时，光场与介质的相互作用引起的非线性现象。 主要非线性效应： 受激拉曼散射（SRS）： 讲解光子与分子振动的能量交换。 受激布里渊散射（SBS）： 讲解光子与声子的相互作用。 四波混频（FWM）： 讲解不同频率的光信号相互作用产生新的光信号。 自相位调制（SPM）： 讲解光强变化引起折射率变化，进而引起相位变化。 交叉相位调制（XPM）： 讲解一个信道的光强变化影响其他信道的光相位。 非线性效应的影响： 分析这些效应如何导致信号失真、串扰、能量转移等问题。 抑制与补偿方法： 介绍减小非线性效应影响的策略，如优化光纤参数、降低光功率、采用非线性补偿技术等。 第十章：现代光纤通信系统应用 接入网（Access Network）： 光纤到户（FTTH）： 介绍FTTH的架构、EPON、GPON等技术。 光纤到设备（FTTD）、光纤到桌面（FTTD）： 探讨这些更接近用户的光纤接入方式。 城域网（MAN）： 介绍光纤在城市范围内构建高速数据传输网络的应用。 骨干网（Backbone Network）： 重点阐述光纤在构建国家级、洲际级高速通信主干道中的核心作用，如DWDM系统的应用。 数据中心互联（DCI）： 介绍光纤通信在连接分布式数据中心，满足海量数据交换需求方面的应用。 其他应用： 简要提及光纤传感器、光纤陀螺、光纤激光器等在其他领域的应用。 第十一章：光纤通信的未来发展趋势 更高的数据速率： 探讨向Tbps甚至Pbps级别发展的可能性。 新一代调制与编码技术： 例如更高阶的QAM、更先进的ECC。 相干光通信技术的深化应用： 强调其在下一代超高速传输中的地位。 空分复用（SDM）： 介绍在单根光纤中传输多个空间模式的技术。 人工智能与光网络： 探讨AI在网络优化、故障诊断、资源调度等方面的应用。 新型光纤材料与器件： 展望未来可能出现的新型光纤和光电子器件。 结论 本书通过系统梳理光纤通信的理论基础、核心技术和实际应用，旨在为读者构建一个全面、深入的学习框架。随着信息技术的飞速发展，光纤通信作为信息传输的“高速公路”，其重要性日益凸显。掌握光纤通信的知识，对于理解现代信息社会运行机制、投身信息技术前沿研究与实践具有至关重要的意义。本书期望能成为读者深入探索光纤通信世界的有力工具。